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虽然达尔文的《物种起源》已经发表了一百多年，而且自本世纪中叶以来，无论达尔文及达尔文主义的研究，还是进化生物学本身，都取得了飞速的发展。但是目前不少国人在对进化的认识上依然存在着严重的误解，有些误解源自恩格斯关于进化的论述。例如将进化视作进步，以及依然认为生物进化是生物从低等到高等的变化等等。这种看法并非真正的达尔文主义，也与现代的进化观相去甚远。
浅谈进化摘要：虽然达尔文的《物种起源》已经发表了一百多年，而且自本世纪中叶以来，无论达尔文及达尔文主义的研究，还是进化生物学本身，都取得了飞速的发展。但是目前不少国人在对进化的认识上依然存在着严重的误解，有些误解源自恩格斯关于进化的论述。例如将进化视作进步，以及依然认为生物进化是生物从低等到高等的变化等等。这种看法并非真正的达尔文主义，也与现代的进化观相去甚远。关键词：进化 进步 达尔文主义1959年，美国著名遗传学家H.J.穆勒在纪念达尔文《物种起源》发表一百周年的一次会议上，针对百年来人们对于达尔文进化理论的简单、片面的理解，以及进化理论发展的迟缓，发出了这样的感叹：“一百年来没有达尔文也是一样的”。[1]时间又过去了37年，我想， 如果穆勒在天之灵有知达尔文主义和进化理论在当前中国的状况，他还会发出相同的感叹。姑且不论中国当前对于达尔文主席和进化理论的研究、教学方面的忽视〔1〕， 就是对于达尔文主义和当代生物进化理论的理解和接受方面，我们也远远落后于欧美。再具体一些，对于什么是进化这一进化论中最基本的问题，不少人的认识和理解依然停留在一百年前的水平，其中当然不乏误解。《自然辩证法通讯》1995年第4 期上的“论恩格斯关于物质形态进化的学说”便为我们提供了这样一个例证（以下引注此文时，只注页码）。然而，正如我们下面将要看到的，在中国目前有不少人持有与该文作者相同或相近的观点。因此，我们就进化问题的讨论便具有了普遍性的意义，它不是针对某人，而是针对问题本身的。一“论恩格斯关于物质形态进化的学说”一文中提出，“进化与事物的革命性变革、上升发展、相互转化等概念是一回事”。并且认为这“首先是客观的事实”，“所以，从语义学上讲，‘进化’者‘前进变化’之简谓也”。（第23页）从汉语的语义学角度看，“进化”确实能使人产生“前进变化”的联想。但是这样理解显然是望文生义。因为“进化”（evolution ）是一个纯粹的外来语，又有译作“演化”的（笔者认为，根据现代的进化生物学，“演化”是比“进化”更贴切的译法），它的词根“evolv ”的拉丁语含义是“滚动”的意思。据《牛津英语辞典》，“进化”一词于1670年首次使用在生命科学中，但直到19世纪初叶，“进化”这个词基本局限于胚胎发生学中，大致用来表达胚胎发育中潜能的“展露”（unfolding），即表达胚胎的有机发育。〔2〕这也是为什么拉马克、达尔文这两位科学进化理论的创始人很少使用“进化”一词的原因之一，因为容易与当时人们熟悉的“进化”用法混淆。 在表述生物的进化时， 拉马克更多更明确使用的是“转形”（transformisme ）， [ 2] 而达尔文则经常使用“带有饰变的由来”（descent with modification）。（〔3〕、〔4〕，p.34）在达尔文时代，使用“进化”一词最响的并不是达尔文，而是赫伯特·斯宾塞。不过斯宾塞的“进化”用法并不是严格意义上达尔文理论的含义，而是带有前进变化的含义，并且主要通过他，“进化”一词被广泛用于社会科学中。[5]即使从理论的内涵上看，拉马克和达尔文的进化理论也并不完全含有“革命性变革、上升发展、相互转化”的意思。首先应该指出的是，“革命性变革”或“革命性变化”在18世纪末19世纪初的生命科学领域中有其特定的含义。灾变论的创始人乔治·居维叶正是使用“革命”（revolution）这个词来说明地层中脊椎动物的不连续性，说明地质史上生物的灾变。（〔5〕，pp.106—112）。而拉马克和达尔文理论很少的共同点中就包括他们都明确反对“灾变”（或按当时的用词“革命性变化”）的观点，他们都信奉赫顿的箴言“自然中没有飞跃”，达尔文则更是一位坚定的“均变论”者。[6] 而恩格斯的“自然界完全由飞跃所组成”的观点表明他并没有汲取当时的最新科学成果来看待自然变化的连续性与间断性。〔3〕此外， 拉马克和达尔文从未提出过生物的进化是“相互转化”的观点。试以一个简单的例子，按照拉马克、达尔文的进化理论，哺乳动物起源于爬行动物，如果进化是相互转化的话，也就意味着，哺乳动物中还会发源出爬行动物。自然界中根本就没有这种相互转换的生物进化例证。至于生物进化是否是“上升发展”的观念，在拉马克的理论中确有这样的含义，在达尔文的进化理论中则几乎没有。现代主流的科学进化理论秉承达尔文主义的传统（即综合进化理论，又被称作新达尔文主义），结合了现代的遗传学、系统分类学、古生物学、胚胎学、生态学、动植物地理学、动物行为学等成果，对于生物的进化有了更新更透彻的理解。无论按照综合进化论的重要代表人物之一迈尔所下的并且被广泛使用的“进化”定义，“进化是适应的改变和生物群体多样性的变化”，还是按照许多遗传学家所坚持的“进化是群体中基因频率的变化”的“进化”定义〔7〕pp.162—163），“进化”的科学含义中都不存在“革命性变革”、“上升发展”或“相互转化”的意思。亦即，从语义上看，“进化”不等于“前进变化”。二“论恩格斯关于物质形态进化的学说”一文中提出，“在这个〔指达尔文的〕进化学说看来，生物的变化就决不只是种类和数量的简单变化，即是一个由低级到高级，从简单到复杂的前进发展过程。……‘进化’概念的科学含义，就是指事物由低级到高级的不断演变、转化、发展”（第23页）。持有相同进化观的人在中国为数不少。这一点，仅从十几年来的几本高校自然辩证法教材中就可以看出来。1979年人民教育出版社的《自然辩证法讲义（初稿）》中就指出：“进化论用大量的事实……揭示了生物……从低级到高级发展变化的自然图景”（22页），动植物都经历了“从低等到高等的发展”（71页）；1984年吉林人民出版社出版的舒炜光主编的《自然辩证法原理》中也说：“在生物进化的过程中，是经历了从低级向高级的方向发展”（478页）； 而东北大学出版社最新出版的（1995年）陈昌曙主编的《自然辩证法概论新编》中依然认为生物的进化存在着从低级到高级的方向性（80—82页）。此外，在人民出版社1983年出版的《自然辩证法论文集》中我们看到，即使象方宗熙这样从事多年生物进化教学和研究的学者也从低级和高级的角度看待生物的进化（258页）。这种观点显然是对达尔文进化学说的曲解。达尔文的进化理论具有很丰富的内涵。[8] 他将生物的进化看作生物（确切地说是物种）的趋异化过程，在这一过程中，生物发生了从简单到复杂的变化，结果是生物多样性的增加。达尔文认为生物的进化是一两个阶段的过程。第一阶段是随机（不定向）变异的产生，这完全是一个偶然性的过程。第二阶段是自然选择的作用，结果使适应的变异保留了下来，而不适应的变异被淘汰（〔3〕，pp.80—81），这个阶段可以视为定向的和必然性的过程，但衡量的标准只是生物的适应。在达尔文看来，适应是生物进化最终结果。在这样一种理论柜架中，偶然性与必然性真正达到了统一。现存生物以及人类的出现是生命演化长河中无数偶然性，以及每一阶段、每一特定时间、特定环境中自然选择作用的结果，并非“物质的本性”决定了必然“发展出能思维的生物”（《自然辩证法通讯》1995年第4期第25页）。同样，对比之下， 恩格斯所谓“太阳系、地球可能要毁灭，但还会重新出现新的集结运动过程，星球、生物、人类还会重新出现”显然缺乏事实和理论依据，只能算是幻想。此外，按照达尔文的进化理论框架，生物“从低级到高级的前进”进化观也显得毫无必要。再者，“低级”，“高级”、“前进”都是人类中心说的判定标准。达尔文理论的一个重要特征就在于其中彻底的唯物论内涵，包括完全抛弃人类中心说的判定生物是否进化的标准。这也正是达尔文理论与前人的进化理论及西方传统观念的一个明显的区别，[9]同时也是他迟迟不发表自己进化观点（推迟了20年）的顾虑所在和他的理论最终引起很大争议的原因所在。（〔4〕，pp.21—27）生物，乃至整个自然界，存在着低级与高级之分，这种观点可以追溯到柏拉图的理念论，并且在亚里士多德那里得到进一步的完善，从而形成“自然等级”（scala naturae）的理论。 亚里士多德认为自然界中的万物根据其质料因和形式因可以划分出不同的等级，并构成静止不动的自然等级。在这个等级中，无机物是低级的，有机物是高级的；而在有机物中，植物是低级的，动物是高级的，人类则是最高级的。这种观念在中世纪后期与经院哲学和世俗的社会政治理论结合了起来，成为基督教教会和封建贵族解释社会等级差别的理论依据。到了17—18世纪，亚里士多德的自然等级观念被改造成为“存在的巨大链条（The GreatChain of Being）[10]，并且越来越多的人认为这个链条之间的环节并非固定不变的。到了18世纪后期，存在的巨大链条不是静止不动的，其中存在进步（或前进）变化的观点已广为人知。[10]、[11]拉马克的进化理论正是按照这样的理论框架形成的。拉马克承认自然界中存在从低级生物到高级生物这样一个等级序列，其中人类是最高级的。但拉马克认为这样一个序列并不是静止不动的，而是存在着进步（或前进）式进化变化，即链条的每个环节都会发生本质性改变，明确地说，物种本身会发生改变，变化的趋势是从简单到复杂，从低级到高级（〔2〕，p.60）。这是不同于莱布尼茨等人观点的重要地方， 莱布尼茨等所提出的生物潜能的展露并不涉及生物的本质变化。在谈到生物进化的机制时，拉马克提出，除了环境的作用、获得性遗传、用进废退、自然发生外， 还有生物内在的向着完善的驱动力（intrinsic drivetoward perfection）（〔12〕，pp.222—250）。应该指出的是，19世纪下半叶流行欧美的社会达尔文主义中就包含了许多拉马克理论的成份，如获得性遗传、环境对生物变异的直接作用、用进废退和生物具有向着完善进步进化的内驱力等。（〔5〕，pp.266—274）恩格斯关于物质形态进化的观点显然受到社会达尔文主义的很大影响。[13]社会达尔文主义也随着进化论在上个世纪末传播到中国[14]，加上带有浓厚拉马克主义色彩的米丘林、李森科等前苏联学者的进化观在中国的广泛宣扬，至今在一些国人的进化认识中，依然存留着拉马克主义的痕迹。达尔文以其坚定的推论和丰富的依据，为人们展示了一个全新而严谨的理论体系，更加合理地解释了生物的适应、和谐、地质史展示的生物变化与差异，从而带来科学史上的一次革命。[9]达尔文在其进化理论形成的早期（1837—1838）就认识到不能用从低级和高级的角度来解释生物的进化，“当我们谈到高级时，我们总会说到智力上的高级——但是当我们面对覆盖着美丽的大草原和森林的地球时，很难认为智力是这个世界的唯一目的。”[15]以后他更加明确地告诫自己“绝不使用高级和低级这些词”。（〔7〕，p.251）这一思想被现代的绝大多数进化生物学家所继承了。确实诚如现代著名进化论者古尔德所说，“假如阿米巴象我们一样适应生活的环境，谁又能说我们是高级的生物？”（〔4〕，p.36）倘若不以人作为参照标准， 低级与高级就更难划分了。比如，软骨鱼出现的历史早于硬骨鱼，按照拉马克主义、社会达尔文主义和所展示的观点，会认为软骨鱼是低级的，硬骨鱼是高级的，但是不论从适应环境的。角度，还是从食物链上位置的角度，都很难认为作为软骨鱼的鲨要比作为硬骨鱼的鳕鱼低级所以认为进化是“一个由低级到高级……的前进发展过程”，既不是达尔文的进化理论，又不是现代的科学成果，只不过是被达尔文理论所替代的拉马克进化论或启蒙运动时期思想家的乐观主义进步论而已。三诚然，达尔文在谈到生物进化的用词上，并没有完全脱离他那个时代。他在《物种起源》中10次使用“进步”（progress），123 次使用了“完美”（perfect, perfected perfection）。[3]但他在使用这些词时，很少带有人类中心说的色彩。他在使用“进步”一词时，并不指生物向着完善的定向发展和前进，而是指时间的进程。（〔7〕，p.240）在《物种起源》中，只有一处在谈到“高级”（即地层中晚出现的）化石动物群可能取代其他类群时，达尔文使用了带有发展改善意思的“进步”一词，但他又说：“我找不到检验这种进步的方法”。（〔3〕，p.337）在使用“完美”一词时，达尔文主要用来说明在自然选择的作用下生物更加完美地适应所生活的环境，并不是等级上完美的意思。（〔3〕 第六章，〔7〕，pp.240—241）斯宾塞等社会达尔文主义者在使用“进化”、“进步”、“完美”时，与达尔文的用法有很大的区别，其中含有以人类或智力为标准而指称从低级向高级上升前进、不断完善的意思。 [5][16]恩格斯在使用这些词时，其中的含义更近似于斯宾塞的用法。 这类用法的“进化”概念，并不是严格意义的科学进化概念。19世纪中叶以来，“进化”概念从生命科学中传到天文学、地质学、物理学、化学以及社会科学和人文科学中。在这一传播过程中，“进化”概念发生了很大的改变，已不同于达尔文在说明生物变化时的原义了。今天，“进化”一词被广泛用来说明人类历史的变化、政治的变化、经济的变化等，但其中的含义基本上是事物随时间的改变，而且是单向性的，甚至有些进化是可以预先确定方向的。而生物的进化除了时间上的变化外，它还不是单向性的，而是分叉状的，另外生物进化的方向并不是预先可以确定的。（〔17〕，p.5）换句话说，到目前为止， 科学界关于物质形态的进化还未形成统一的理论。其实，即使在生物学界，在生命进化本身的看法上也没有达成共识。如此看来，上面所引述的且被目前许多人所认同的恩格斯的关于物质形态进化的统一学说就显得过于乐观和缺乏依据了。马克思、恩格斯的学说无疑是奉献给人类的无价财富，继承这笔财富的最好方法是利用时代发展所取得的精神、文化成果（包括科学的最新成果）去丰富它，而不是恪守其中已经过时的教条。参考文献[1] H.J.Muller, "One Hundred Years Without Darwin areEnough". The Humanist, 19:139—149, 1959.[2] J.B.Lamarck, Zoological Philosophy (1809). Translatedby H.Elliot, London, 1914; reprinted by Univ. of Chicago,1984.[3] C.Darwin, On the Origin of Species ( 1859) , Facsimileof first edition, ed. E.Mayr, Harvard Univ. Press, 1964.[4] S.J.Gould, Ever Since Darwin, W.W.Norton, 1977.[5] P.J.Bowler, Evolution-the history of an idea, Univ. of California Press, 1984.[6] E.Mayr, The Growth of Biological Thought. HarvardUniv. Press, 1982.[7] E.Mayr, Toward a New Philosophy of Biology, HarvardUniv. Press, 1988.[8] D.Kohn ed., The Darwinian Heritage, Princeton Univ. Press, 1985.[9] M.Ruse, The Darwinian Revolution, Univ. of ChicagoPress, 1979.[10] A.O.Lovejoy, The Great Chain of Being, 1936. Reprinted: Harper, 1960.[11] S.F.梅森：《自然科学史》，第28章，周熙良等译， 上海译文出版社，1984。[12] E.Mayr, Evolution and the Diversity of Life, HarvardUniv. Press, 1976.[13] R.M.Young, "Darwinism is Social", In [8], pp. 609—638, 1985.[14]李佩珊：“社会达尔文主义和达尔文进化论在中国”，《自然辩证法通讯》1991，3:29—32。[15] S.Herbert ed., The Red Notebook of Charles Parwin, B252.Cornell Univ. Press, 1979.[16] M.Ruse,Laking Darwin Serously, Basil Blackwell, 1986.[17] M.Ridley, Evolution, Blackwell, 1993.仅供参考，请自借鉴。希望对您有帮助。
楼主：给你点资料，希望对你有帮助。世界上现存的生物种类繁多，大至几十吨的巨鲸，小至仅有二、三百个核苷酸的类病毒，都有一种不同于非生物的特点——繁殖。物生其类；传种接代，这种一个物种只产生同一物种的后代，这些后代又都继承着上一代的各种基本特征的现象，就是遗传。正是因为遗传现象的存在，人类才能保持形态、生理和生化等特征的相对稳定。但是繁殖的结果还有一种可能，即各种生物所生的后代又不完全象亲代，子代各个体间也不完全一样，这种亲子代间的差异称为变异。 遗传使物种保持相对稳定；变异则是使物种的进化成为可能，其实质是在环境因素的作用下，机体在各种形态、生理等各方面获得了某些不是来自于亲代的一些新的特征；如果没有遗传现象，世界上的各个物种就不可能一代—代地连续下去；同样，若没有变异现象的存在，地球上的生命只能永远停留在最原始的类型，也不可能构成形形色色的生物界，更不可能有人类进化的历史。所以说遗传与变异的矛盾是生物发展和变化的主要矛盾，在生物进化过程中起决定作用。对于稳定品种的有机体，遗传是矛盾的主要方面，变异是次要方面，这样才可保持其特性一定的稳定和相对不变。但有时由于某种原因，变异会成为主要矛盾，遗传成为次要的，这时有机体的某些特征和特性就会发生改变，从而引起了生物的变化和发展资料来源：
1、通过遗传学研究人类起源2、在遗传学的指导下通过生物工程开发转基因作物3、基因治疗
遗传和变异是生物的基本特征之一。遗传通常指在传种接代过程中亲子代之间性状表现相似的现象。在遗传学中，遗传是指遗传物质的世代相传，亲代性状通过遗传物质传给子代的能力，称为遗传性。
变异一般指亲子代之间及其子代个体之间的性状差异。由遗传物质改变引起的性状变异，能够遗传给后代。生物体产生性状变异的能力，称为变异性。
生物的亲代能产生与自己相似的后代的现象叫做遗传。遗传物质的基础是脱氧核糖核酸（DNA），亲代将自己的遗传物质DNA传递给子代，
而且遗传的性状和物种保持相对的稳定性。生命之所以能够一代一代地延续的原因，主要是由于遗传物质在生物进程之中得以代代相承，从而使后代具有与前代相近的性状。
扩展资料：
遗传从现象来看是亲子代之间的相似的现象，即俗语所说的“种瓜得瓜，种豆得豆”。它的实质是生物按照亲代的发育途径和方式，从环境中获取物质，产生和亲代相似的复本。
遗传是相对稳定的，生物不轻易改变从亲代继承的发育途径和方式。因此，亲代的外貌、以及优良性状很有可能在子代重现，甚至酷似亲代。而亲代的缺陷和遗传病，同样也可能传递给子代。
遗传是一切生物的基本属性，它使生物界保持相对稳定，使人类可以识别包括自己在内的生物界。变异是指亲子代之间，同胞兄弟姊妹之间，以及同种个体之间的差异现象。俗语说“一母生九子，九子各异”。世界上没有两个绝对相同的个体，包括挛生同胞在内，这充分说明了遗传的稳定性是相对的，而变异是绝对的。
参考资料：百度百科-遗传变异
鱼会说话吗？ 您相信鱼会说话吗？这是一个耐人寻味的事，我想知道鱼是否会说话？ 我家买了两条小金鱼，一条是全黑的，黑的叫乐乐，因为它很快乐。一条红白相间的名字叫欣欣，因为它懂得欣赏，很好玩吧！他俩生活在鱼缸里，这个鱼缸可“非比寻常”。里面有山、花、树、贝壳、彩色石头……。很美吧！让我们一起来观察它！ 9月23日凌晨五点左右，我正要去喂食，我看见这么一个现象，我把鱼食撒到鱼缸里，乐乐吃了一点就不吃了。 9月23 日傍晚5 点15分，我看见鱼缸里的贝壳反过来了，小欣欣看见了，好像以为它——这个小贝壳要死了，连忙游过去，用它的头去抵，抵了近三、四分钟，它就不抵了，它游到乐乐旁边，用自己的尾巴扫了扫乐乐，然后互相碰了一下头，乐乐和欣欣一起游过去，把那块贝壳一起弄回原样了，这一点证明了“团结力量大”。 通过两次的观察，让我知道了人类有人类的表达方式和交流语言，动物也有自己王国的表达方式和交流，这也告诉了我们，如果你不团结，那么你将一无所有，朋友之间的友谊真伟大。同时，我们也要多观察，多发现，但是不能因为你在动物身上作试验，就伤害小动物，因为动物是人类的朋友。 蚂蚁为什么不会迷路？ 蚂蚁，相信大家都很熟悉。那又有谁能真正地了解蚂蚁呢？蚂蚁为什么不会迷路呢？ 带着这个问题，我查阅了一些书籍。书上说，蚂蚁从蚁穴出发到达目的地后，沿途会留下一些气味，返回蚁穴。用触角相互碰一下，通知其他的蚂蚁。科学家曾经就这个问题作了一个试验。科学家先确定一只蚂蚁，将他沿途到达目的地的地方用力擦干净。当这只蚂蚁返回时，在被擦去气味的地方突然间停了下来。原地边转圈边寻找着什么。从而得到蚂蚁是靠气味来辨别方向的。 我为了证实这个结论，我做了个试验。我首先准备了一个十厘米左右的细小树枝，在树枝的一头放上一个诱饵——小糖果。我把这个装置放在一个蚁穴附近。不一会儿，有一只蚂蚁出来探路了。我把他引上木棍后，他到达了糖果的地方，仿佛在闻一闻、嗅一嗅。我趁此机会将木棍的中断部分截下一厘米的木棍。当这只蚂蚁返回的时候，就在被截去的地方左转右转，就是找不到回家的路。 过了一会儿，我又重复了上面的试验，蚂蚁仍然没有找到回家的路。 通过这两次实验，我终于知道蚂蚁为什么不会迷路的秘密了。原来蚂蚁是根据气味来辨别方向的。 知道了蚂蚁的这一秘密后，我在想：是否我们可以制作一种蚂蚁报警器呢？当蚂蚁走到报警器附近时，报警器就能“闻”出蚂蚁的气味，然后发出鸣叫声，让我们知道蚂蚁跑到橱柜里了或其他地方 “同学们，蛋壳都带来了吗？”老师问。“带来了！”我们异口同声地回答。 为了今天的科学课，老师让我们带蛋壳来。带蛋壳做什么呢？是做不倒翁吗？我们都很好奇。 “今天，我们要用这两个半截蛋壳做一个小实验。做之前，请大家先猜猜，我用这枝铅笔朝着蛋壳垂直往下刺，是口朝上的蛋壳先破呢，还是口朝下的蛋壳先破？”“当然是口朝下的先破！”大多数同学都抢着回答。“口朝上的先破！”同桌偏要和大家作对。老师微笑着说：“那好，下面我们就来做做实验，看谁的答案才是正确的。” 老师叫了一名同学上讲台，让他用铅笔对准自己手上口朝上的蛋壳。老师一声令下，同学手一放，铅笔刺到了蛋壳上，蛋壳没有破。老师又让他试了几次，铅笔第三次刺下的时候，终于刺破了蛋壳。接着，老师又让他用铅笔刺口朝下的蛋壳。“一下、两下、三下……”我们一起数着；但那半个蛋壳就像穿了盔甲一样，被刺了十几下还是不破。 “耶！我猜对了！”同桌高兴得手舞足蹈。虽然我们都不服气，但经过多次试验，我们发现，同样的两个半边蛋壳，用铅笔垂直去刺，的确是口朝上的比较容易破。老师告诉我们，这是因为口朝上的蛋壳受力比较集中，而口朝下的蛋壳受力分散，所以就比较坚固。难怪建筑工地里的工人叔叔们都戴着口朝下的安全帽，原来就是这个道理啊！
树干为什么是圆的在观察大自然的过程中我偶然发现，树干的形态都近似圆的——空圆锥状。树干为什么是圆锥状的?圆锥状树干有哪些好处?为了探索这些问题，我进行了更深入的观察、分析研究。 我查阅了有关资料，了解到植物的茎有支持植物体、运输水分和其他养分的作用。树木的茎主要由维管束构成。茎的支持作用主要由木质部木纤维承担，虽然木本植物的茎会逐年加粗，但是在一定时间范围内，茎的木纤维数量是一定的，也就是树木茎的横截面面积一定。接着，我们围绕树干横截面面积，假设树干横截面长成不同形状，设计试验，探索树干呈圆锥状的原因和优点。 经过实验，我发现：1.横截面积和长度一定时，三棱柱状物体纵向支持力最大，横向承受力最小；圆柱状物体纵向支持力不如三棱柱状物体，但横向承受力最大；等质量不同形状的树干，矮个圆锥体形树干承受风力最大；2.风是一种自然现象，影响着树木横截面的形状和树木生长的高矮。近似圆锥状的树干，重心低，加上庞大根系和大地连在一起，重心降得更低，稳度更大；3.树干横截面呈圆形，可以减少损伤，具有更强的机械强度，能经受住风的袭击。同时，受风力的影响，树干各处的弯曲程度相似，不管风力来自哪个方向，树干承受的阻力大小相似，树干不易受到破坏。 以上的实验反映了自然规律、自然界给我们启示：横截面呈三角形的柱状物体，具有最大纵向支持力，其形态可用于建筑方面，例如角钢等；横截面是圆形的圆状物体，具有最大的横向承受力，类似形态的建筑材料随处可见，如电视塔、电线杆等。 在我的观察、试验和分析过程中，逐渐解释、揭示了树干呈圆锥状的奥秘，增长了知识，把学到的知识联系实际加以应用，既巩固了学到的知识，又提高了学习的兴趣，还初步学会了科学观察和分析方法。
浅谈蛋白质折叠的有关问题 [关键字]生物 大分子 分子伴侣 蛋白质的折叠 识别 结合 生物大分子的结构与功能的研究是了解分子水平的先象的基础。没有对生物大分子的结构与功能的认识，就没有分子生物学。正如没有DNA双螺旋结构的发现，就没有遗传传达传递的中心法则，也就没有今天的分子生物学。结构分子以由第一分子进入对复和物乃至多亚基，多分子复和体结构研究。同时，过去难以研究的分子水平上的生命运动情况也随着研究的深入和技术手段的发展而逐渐由难点变为热点。蛋白质晶体学研究已从生物大分子静态（时间统计）的结构分析开始进入动态（时间分辨）的结构分析及动力学分析。第十三届国际生物物理大会的25个专题讨论会中有一半以上涉及蛋白质的结构与功能，而“结构与功能”又强调“动力学（Dynamics）”，即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系，以及对大分子相互作用的贡献。 蛋白质折叠问题被列为“21世纪的生物物理学”的重要课题，它是分子生物学中心法则尚未解决的一个重大生物学问题。从一级序列预测蛋白质分子的三级结构并进一步预测其功能，是极富挑战性的工作。研究蛋白质折叠，尤其是折叠早期过程，即新生肽段的折叠过程是全面的最终阐明中心法则的一个根本问题，在这一领域中，近年来的新发现对新生肽段能够自发进行折叠的传统概念做了根本的修正。这其中，X射线晶体衍射和各种波谱技术以及电子显微镜技术等发挥了极其重要的作用。第十三届国际生物物理大会上，Nobel奖获得者Ernst在报告中强调指出，NMR用于研究蛋白质的一个主要优点在于它能极为详细的研究蛋白质分子的动力学，即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系。目前的NMR技术已经能够在秒到皮秒的时间域上观察蛋白质结构的运动过程，其中包括主链和侧链的运动，以及在各种不同的温度和压力下蛋白质的折叠和去折叠过程。蛋白质大分子的结构分析也不仅仅只是解出某个具体的结构，而是更加关注结构的涨落和运动。例如，运输小分子的酶和蛋白质通常存在着两种构象，结合配体的和未结合配体的。一种构象内的结构涨落是构象转变所必需的前奏，因此需要把光谱学，波谱学和X射线结构分析结合起来研究结构涨落的平衡，构象改变和改变过程中形成的多种中间态，又如，为了了解蛋白质是如何折叠的，就必须知道折叠时几个基本过程的时间尺度和机制，包括二级结构（螺旋和折叠）的形成，卷曲，长程相互作用以及未折叠肽段的全面崩溃。多种技术用于研究次过程，如快速核磁共振，快速光谱技术（荧光，远紫外和近紫外圆二色）。 一、新生肽段折叠研究中的新观点 长期以来关于蛋白质折叠，形成了自组装（self-assembly）的主导学说，因此，在研究新生肽段的折叠时，就很自然的把在体外蛋白质折叠研究中得到的规律推广到体内，用变性蛋白的复性作为新生肽段折叠的模型，并认为细胞中新合成的多肽链，不需要别的分子的帮助，不需要额外能量的补充，就应该能够自发的折叠而形成它的功能状态。 1988年，邹承鲁明确指出，新生肽段的折叠在合成早期业已开始，而不是合成完后才开始进行，随着肽段的延伸同时折叠，又不断进行构象的调整，先形成的结构会作用于后合成的肽段的折叠，而后合成的结构又会影响前面已形成的结构的调整。因此，在肽段延伸过程中形成的结构往往不一定是最终功能蛋白中的结构。这样，三维结构的形成是一个同时进行着的，协调的动态过程。九十年代一类具有新的生物功能的蛋白，分子伴侣（Molecularchaperone）的发现，以及在更广泛意义上说的帮助蛋白质折叠的辅助蛋白(Accessoryprotein)的提出，说明细胞内新生肽段的折叠一般意义上说是需要帮助的，而不是自发进行的。 二、蛋白质分子的折叠和分子伴侣的作用 蛋白质分子的三维结构，除了共价的肽键和二硫键，还靠大量极其复杂的弱次级键共同作用。因此新生肽段在一边合成一边折叠过程中有可能暂时形成在最终成熟蛋白中不存在不该有的结构，他们常常是一些疏水表面，它们之间很可能发生本不应该有的错误的相互作用而形成的非功能的分子，甚至造成分子的聚集和沉淀。按照自组装学说，每一步折叠都是正确的，充分的，必要的。实际上折叠过程是一个正确途径和错误途径相互竞争的过程，为了提高蛋白质生物合成的效率的，应该有帮助正确途径的竞争机制，分子伴侣就是这样通过进化应运而生的。它们的功能是识别新生肽段折叠过程中暂时暴露的错误结构的，与之结合，生成复和物，从而防止这些表面之间过早的相互作用，阻止不正确的非功能的折叠途径，抑制不可逆聚合物产生，这样必然促进折叠向正确方向进行。（从哲学的观点说，似乎很容易驳斥自组装学说，它违背了矛盾的普遍性原理，试想，如果蛋白质的每一步折叠均是正确的，充分的，必要的，岂不是在无任何矛盾的前提下，完成了复杂的最稳定构象的形成，即完成了由量变到质变的伟大飞跃，从无活性的肽链变成有活性的功能蛋白，这显然是违背哲学基本原理的。换一个角度想，生物进化的过程本来就充满着不定向的变异，这些变异中有适应环境的，也有不适应环境的，“物竞天择”，自然的选择淘汰了那些不适应的，保留了那些适应的。蛋白质分子的折叠不也与此类似吗？我想，蛋白质的一级结构只是肽链折叠并形成功能蛋白的特定三维结构的内因，实际上，多肽链在形成活性蛋白的每一步，都有潜在的可能形成“不正确”的折叠，如果没有象分子伴侣或其它帮助蛋白等外部因素的作用，多肽链也永远不能折叠成为活性蛋百。） 三，分子伴侣的作用机制 分子伴侣的作用机制实际上就是它如何与靶蛋白识别，结合，又解离的机制。有的分子伴侣具高度专一性，如一些分子内分子伴侣，还有细菌Pseudomonascepacia的酯酶，有它自己的“私有分子伴侣”。它是由基因limA编码的，与酯酶的基因LipA只隔3个碱基，可能是进化过程中发生的基因分裂造成的。而一般的分子伴侣识别特异性不高，它是怎样识别需要它帮助的对象的呢？现在只能说分子伴侣识别非天然构象，而不去理会天然的构象。由于在天然分子中，疏水残基多半位于分子的内部而形成疏水核，去折叠后就可能暴露出来，或者在新生肽段的折叠过程中，会暂时形成在天然构象中本应该存在于分子内部的疏水表面，因此认为分子伴侣最有可能是与疏水表面相结合，如硫氰酸酶（Rhodanese）分子α-helix的疏水侧面。但是只有β-sheet结构的蛋白质才可为分子伴侣识别。 最近关于识别机制有较大的进展。Bip是内质网管腔内的分子伴侣，用一种affinitypanning的方法检查Bip与有随机序列的十二肽结合的特异性，结果发现，Hy-(W/X)-Hy-X-Hy-X-Hymotif与Bipj结合最强，Hy最多的是Trp、Leu、Phe，即较大的疏水残基。一般来说，2-4个疏水残基就足够进行结合。还有一种较普遍的说法是分子伴侣识别所谓熔球体结构（moltenglobule）。另一方面，分子伴侣本身与肽结合部位的结构分析最近也有些进展。譬如，PapD的晶体结构表明，多肽结合在它的β-sheet区。GroEL中，约40kD的153-531结构域是核苷酸的结合区。 分子伴侣作用的第二步是与靶蛋白形成复合物。非常盛行的一种模型认为分子伴侣常常以多聚`体形式而形成中心空洞的结构，用电子显微镜已经观察到由二圈层圆面包圈形组成的十四体GroEL分子和一个一层圆面包圈的七体GroES分子协同作用形成中空的非对称笼状结构（cagemodel），推测靶蛋白可以在与周围环境隔离的中间空腔内不受干扰的进一步折叠。但是不久前一个日本实验室发现GroEL的一个亚基，甚至其N端去除78个氨基酸残基的50kD片段，已经不能再组装成十四体结构，都有确定的分子伴侣功能。由此，我想:也许环状分子伴侣并非每个部位都是有效的结合部位，也就是说，该二层圆面包圈组成的十四体GroEL分子只有一个或若干个部位能够与疏水残基或所谓的熔球体结构结合，而其余部位起识别作用，就像一个探测器一样，整个十四体GroEL分子以圈层或笼状结构”包裹”在多肽链的主链上，以旋进方式再多肽链的链体上运动，一旦环状多聚体的某一识别部位发现疏水结构或所谓的熔球体结构等新生肽链折叠过程中暂时暴露的错误结构，经信号转导，多聚体的结合部位便与之结合，生成复合物，抑制不正确的折叠。以上完全是我个人的猜想，是基于上述两个试验现象的矛盾而试图作一番解释。至于为什么假设以旋进方式在多肽链上运动，我并没有相应的根据，只是觉得这应该是一个动态过程，因此作了一番狂妄的假想,另外，我觉得也许可以用X射线衍射来探测一下分子伴侣GroEL和GroES组成的笼状结构，看看它的a×b×c是否足以容纳多肽链的某一段，或者它的内部和外部的疏水性质和其他一些物化性质如何，也许可以找到支持或驳斥上述假设的证据。 以上谈的都是蛋白质的分子伴侣。不久前又出现了一个新名词“DNAchaperones”，DNA分子伴侣，这种分子伴侣是与DNA相结合并帮助DNA折叠的。在这种复合物中，DNA分子包围在蛋白质分子的表面，既是高度有序的，又是在一定程度上结构已有所改变的。DNA与蛋白的这种相互作用对DNA的转录，复制以及重组都十分重要;或如在核小体中，对DNA的包装是必须的。DNA在溶液中的结构有相当的刚性，必须克服一个能障才能转变成它的蛋白复合物中的结构，分子伴侣的作用就是帮助DNA分子进行折叠和扭曲，从而把DNA稳定在一个适合于和蛋白结构的特定构型中。这种结合是协同的，可逆的在形成复合物之后便解离下来。因此，不论是DNA分子伴侣还是蛋白分子伴侣，都与DNA和蛋白的相互作用有关，与基因调控有关，看来，分子伴侣确实与最终阐明中心法则当前主要问题有密切关系。 四、分子伴侣和酶的区别 与分子伴侣不同，以确定为帮助蛋白质折叠的酶目前只有两个，一个是蛋白质二硫键异构酶(proteindisulfideisomerase，PDI);另一个是肽基脯氨酸顺反异构酶(peptidylprolylcis-transisomerase，PPI)。以PDI为例，众所周知，蛋白质分子中的二硫键与新生肽段的折叠密切相关，对维系蛋白质分子的结构稳定性和功能发挥也有重要作用。PDI定位在内质网管腔内，含量丰富，催化蛋白质分子内巯基与二硫键之间的交换反应。同时，它是目前发现的最为突出的多功能蛋白，除了二硫键的异构酶的基本功能外，它还是脯氨酸-4-羟化酶的α亚基;又是微粒体内甘油三酯转移蛋白复合物的小亚基，还是一种糖基化位点结合蛋白(gkycisylationsitebindingprotein)等。其中，最引人注目的还是它有与多肽结合的能力，可以结合具有不同序列，长度和电荷分布的肽，特异性较低，主要是与肽的主链相作用，但对巯基尚有一些偏爱。按照分子伴侣的定义，一般认为PDI和分子伴侣是两类不同的帮助蛋白，但是我国上海生物物理研究所最近提出不同的看法，认为蛋白质二硫键异构酶也具有分子伴侣的功能。 蛋白质分子中天然二硫键的形成要求这些在肽链上往往处于不相邻位置的巯基，首先通过肽链一定程度的折叠，才能相互接近到可以正确形成二硫键的位置。肽链的自身折叠是一个慢过程，而蛋白质二硫键异构酶催化蛋白质天然二硫键的形成却是一个快过程。另一方面，蛋白质二硫键异构酶具有低特异性的与各种不同肽链相结合的能力，在内质网中以极高的浓度存在，又是是一个钙结合蛋白，是一个能被磷酸化的蛋白，这些都已经符合了分子伴侣的条件。因此他们推测蛋白质二硫键异构酶很可能首先通过它与伸展的，或部分折叠的肽段的结合，阻止错误的折叠途径，促进正确的中间物生成，帮助肽链折叠是相应的巯基配对，从而是正确的二硫键得以形成;然后催化巯基的氧化或二硫键的异构而形成天然二硫键。他们认为蛋白质二硫键异构酶的酶活性与它的分子伴侣功能不是相互排斥，而是密切相关，协调统一的。分子伴侣与帮助新生肽链折叠的酶之间，大概不应该，也不能够划一条绝对的分界线。我想:酶的最主要特性就是催化生化反应，分子伴侣的主要作用是与新生肽段的错误构象结合，从而阻止肽链不正确的非功能的折叠途径，促使其向正确的折叠方向反应，这难道不可以理解成间接的催化肽链的折叠吗?从表观上看，抑制不正确的折叠途径等于加快了正确反应的速度。所以，我本人也很赞成他们的观点。最近的试验已经为这一假说提供了很好的证据。PDI明显抑制变性的甘油醛-3-磷酸脱氢酶在复性股过程中的严重聚合，有效的提高它的复性效率，与典型的分子伴侣GroE系统对甘油醛3-磷酸脱氢酶复性的效应极其相似。 五、分子伴侣的结构 目前唯一解出晶体结构的分子伴侣是E.coli的PapD，帮助鞭毛蛋白折叠的分子伴侣。还有HSP70的N端结构域，即ATP结合域也以有晶体结构。用电子显微镜已经清楚的看到了GroEL的十四聚体和GroEL的七聚体的四级结构，象两个圆形中空的面包圈叠在一起，用NMR以及各种溶液构象变化是研究分子伴侣作用机制的有效手段。 六、分子伴侣研究的实际应用 分子伴侣的研究成果必然会大大加深我们对生命现象的认识，同时也一定会增加我们与自然斗争的能力和自身生存的能力。由于分子伴侣在生命活动的各个层次都具有重要作用，它的突变和损伤也必定会引起疾病，因此可以期望运用分子伴侣的知识来治疗所谓的”分子伴侣病”。另一方面，利用对分子伴侣的研究成果从根本上提高基因工程和蛋白工程的成功率，也必将对大幅度提高人类生活水平起重要作用。 [参考书目] 1.李宝健主编，面向21世纪生命科学发展前沿，广东科技出版社，1996年11月第一版：93-104页 2．郝柏林刘寄星主编，理论物理与生命科学，上海科学技术出版社，1997年12月第一版：29-58页 3．中国生物物理代表团，从第十三届国际生物物理大会看生物物理学研究的现状和趋势，生物物理学报，1999年第十五卷第四期：826-827页
生物教学论文参考文献
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一、前言 二、进化论，一个永远的假说 三、进化论三大证据的破灭 四、现代分子生物学研究结果挑战进化论 五、进化论对人类社会的巨大危害 六、结束语 —————————————————————————————— 四、现代分子生物学研究结果挑战进化论 1.进化出新物种的可能性极低 任何了解分子生物学的人都不会否认基因突变是物种发生变化的基础，不管这种变化是进化还是退化。基因突变是可以导致变化，但却是有限的。至于进化则太难了。即使可能，也及其漫长，到了宇宙没有时间等待的程度。 达尔文时代，人们对生命现象的认识还很肤浅。那时的人看到了家养动物的诸多杂种变异，就认为物种也能这样变成其它种，这就是进化。后来，基因的发现和深入研究，学者们才意识到如果基因不发生根本的变化，不管后代表面与祖先有什么差异，也没有进化意义。那么“基因突变”也就成了现代进化论的核心：物种的进化是以基因突变为基础的。这是现代所有的进化论者公认的。这里，我们就集中分析这个核心。 (1)物种的基因的稳定性极难逾越基因的稳定性是物种保持自身稳定所必须的，同一物种不同个体的基因交流，并不能使物种变成其它物种。动植物育种专家都知道，一个物种的变化范围是有限的。最终，培育出的品种不是不育，就是又变成原来的亲本。哈佛大学的梅尔教授称之为基因体内平衡。最常见的就是狗再怎么杂交育种还是狗，这说明进化有一个无法跨越的障碍。在理论上，人们把突破这个障碍的可能性寄希望于基因突变，这是唯一的可能了。 (2)从理论到实践，基因突变导致进化的机率几乎是零基因突变，是一种在基因复制或修复损伤等过程中的随机错误，所以又叫随机突变。对基因而言这是一种病态现象。它发生的机率非常低，大约在万分之一到十亿分之一之间。低等原核生物的突变率较高，大约为千分之一，而高等类型的生物中，许多基因的突变率是十万分之一到一亿分之一[1]。我们今天的进化论认为，生命的产生是通过从化学进化到生物进化这样由简单到复杂，由低等到高等发展的。那么就让我们看一看它的可能性。 首先看一看基因突变能否产生高级特征（性状）？对基因的深入研究发现这种情况发生的几率极低。我们知道一个基因的核心是由几百到几千个硷基排列而成，四种不同的硷基按照一定规则排列，不同的排列顺序形成了非常复杂精密的遗传密码。既然基因突变是随机的差错，我们不妨想一想：一个复杂精密的计算机程序，随意的改动一两个字符能够产生更高级的程序吗？也许吧，但可能性小的可怜。基因突变也是这样。差错造成的突变一般造成的结果往往是各种缺陷、畸形、致死，在自然条件下具有生存优势的没有发现一例。为了增加突变率用于研究，科学家们使用了各种方法增加突变的几率，制造了大量的突变体，也没发现向高等方向进化的类型。 概率计算表明，生物进化的可能性小到了几乎不可能的程度。 现代进化论用基因随机突变假说解释进化的根本原因。我们知道这种突变具有随机性、低频率和不定向等，那么就可以用概率计算进化的可能性了。事实上：在数学公式和模型普遍应用于生物学领域的今天，却还没有一个全面的公式，能够计算从基因突变开始到一次进化实现的机率，因为任何一个合理的公式都会否定进化。因此人们对这个问题只能敷衍回避。 许多学者从基因突变发生的几率出发，计算出了产生新物种的概率，发现小得惊人。如贝希（Behe, M. J.）的《达尔文的黑匣子》( Darwin"s Black Box )一书中，美国生物化学家贝希以血液凝固的一系列生物化学机制为例，讲述如此复杂精密的生命现象不可能是进化出来的。其中一个蛋白（TPA）产生的几率是1/10的18次幂，至少需要100亿年才能发生。如果同时进化出和它相互作用的蛋白，几率就是1/10的36次幂他说：“很可惜，宇宙没有时间等待”[2]。换句话将，宇宙还没等到一个物种的进化就已经毁灭无数次了。 对于生命的产生，现代进化论认为也是一个自然过程，认为简单的有机物和无机物在某种特殊条件下进化成复杂的生命大分子，各种复杂的大分子进一步组合演化组合形成原始生命。读到这么多串连的“理想化”过程，读者恐怕会考虑其中的几率问题了，Fred Hoyley曾说过：上述事情发生的可能性正如利用席卷整个废料厂的飓风来装配747喷气机一样。[3] 参考文献1．李难， 《生物进化论》，153，158人民教育出版社，1982年第一版， 2．迈克尔.J.贝希著：《达尔文的黑匣子——生化理论对进化论的挑战》，中央编译出版社，1998，29-35页。 3．Horgan J., 科学(中译本)，1991: 6，55-65，[译自Scientific American, 1991(264) 2 ] 2.减速突变导致加速进化？ 生物从低等到高等，个体水平的基因突变率呈下降趋势。即生物越高等，越不容易发生变化。而根据化石记录得出的结论：如果物种是进化的，整体上却表现出“加速进化规律”，即形态愈高，进化愈快[5]。这个矛盾是进化论无法解释的。 进化的速度问题，不同领域的科学家根据进化论，经过详实严谨的研究，得出了截然相反的结论。是出发点----进化论本身的问题？还是研究推理的问题？我们提到这个问题的时候，发现其中一些概念，一些其它专业的生物学者也不很清楚。其实，这里没有数理化那么艰深，思维逻辑都是比较简单的，只是一些名词的问题。那么，本篇就用最通俗的语言，深入浅出地讲出实质问题，相信那些曾经作为“象牙之塔”的高级理论，将在读者眼前陷于尴尬了。 (1)生物从低等到高等，个体水平的基因突变率呈下降趋势现代分子生物学已经证明：基因是生命的基础物质，是生长发育和遗传变异的基础。除了一些低等的病毒以外，基因是DNA分子构成的，DNA分子是许多硷基小分子连成的长链大分子。细胞分裂时一分为二，基因事先已经复制了一份。基因的复制能够高度地保持稳定，其间由于各种原因发生的差错，是基因突变的一种主要形式，现代进化论认为这是向高等生物进化的源泉。自然界突变的发生率是很低的。大约在万分之一到十亿分之一之间。低等原核物的突变率较高，大约为千分之一，而高等类型的生物中，许多基因的突变率是十万分之一到一亿分之一[1]。 另外，按进化论的思路，生物在进化过程中产生了许多机制减少突变的发生。 基因突变本身是一种病态，所以又叫做畸变，对生物本身是十分有害的。绝大多数突变都是畸形的，自然条件下存活率很低，突变产生向更高等物种进化的迹象至今没有发现。一些学者把突变的概念拓广，把所有基因的变化，包括不同个体的基因交流都叫成突变，其实只有原来狭义的突变才有向高等生物进化的意义，举例说：孩子长得有不象父母的地方，这都叫成基因突变的话，没有进化意义可言。按进化思路推论，所有生物都在极力避免突变的发生： （a）从原核生物到真核生物，细胞核的出现更好地保护了基因，防止损伤导致突变的发生。 （b）DNA大分子从突变无法修复的单链到可以修复的双链螺旋，再到较为高等的生物拥有两套基因组（二倍体，一般只启用一套），宏观趋势明显在降低突变发生率。 （c）绝大部份生物的基因是双链DNA分子，复杂的基因复制机制极大限度地降低了突变的发生。热力学稳定性、酶对原料的精确选择，酶对错误组分的切除，三者使错误率降低到百万分之一。[2] （d）DNA复制结构的精密复杂性进一步降低了突变发生率[2]，生物越高等，基因系统的结构越复杂，所以突变率更低。 （e）针对DNA损伤的突变修复机制，进一步减少了突变的发生[2] （f）近来又发现在某些DNA损伤处可以较高比例地合成正确DNA，这类结构，高等生物也比低等生物复杂[3]。 达尔文时代，人们还不知道基因的存在，不知道后天的外在变化，如果涉及不到基因的改变是无法遗传的，没有任何进化意义。现代进化论认定基因的变化是进化的根本原因，因为只有这种变化可以遗传、积累，而基因突变是基因变化的最主要原因。复杂的高等生物的进化决不可能是单个基因的变化实现，必须一些相关基因的协调进化才能实现，就象一个复杂的计算机程序不可能一个随机的错误变成更高级的程序一样。那么相关基因的协调变化，就使高等生物总体突变率更低。因为基因突变在宏观上是减速趋势，所以可以得出这样的结论：宏观上，物种的进化呈减速趋势。 (2)进化论中根据化石得出的结论：整体上表现的“加速进化规律”现代进化理论中根据古生物学的事实总结了一条规律，叫做“进化的加速度规律”，认为生物的进化是加速发展的，形态愈高，进化愈快[5]。 按照进化论的说法：从没有细胞核的原核生物进化到原始的有细胞核的真核生物，历经14亿年；再经过9亿年，低等无脊椎动物已经大面积出现；1亿年后，高等无脊椎动物已经进入繁盛阶段；6千万年后，脊椎动物----鱼类出现；4千万年后，两栖类出现从原始人类到人类进入文明只用了不到300万年；而人类文明的发展至今不到1万年。呈明显的加速进化趋势。 两个结果明显对立了。 为什么会得出如此自相矛盾的结果呢？要知道：加速进化趋势是有“事实”支持的；而基因突变的进化机制又是唯一的可能，分子生物学的研究也不是编造的证据，论证也完全按进化的逻辑来的，大家都按进化论的思想入手研究，结果却这样自相矛盾？那只可能是根子上错了。这是进化论本身的问题。 更令进化论头疼的是，生物的出现是大爆炸方式出现的，比如寒武纪的生物大爆炸，短时间内种类繁多的生物大量出现，出现后就基本保持不变，经过一定时间毁灭消失。进化论与这些事实更是矛盾。 不识庐山真面目，只缘身在此山中。曾经有人说：生命现象是很复杂的，目前还远远没有研究清楚。其实，这里用的是逻辑，不是细节研究，把握的是整体思维，不在局部纠缠。整体思路有问题，那不就是进化论本身的问题吗？ 还有人会说：进化论有那么多论据支持，怎么能轻易否定呢？这是进化论自我辩护的最常说法。也许还有人说：进化太复杂，加速、减速、均速各种模式可能都有，并不存在矛盾。其实，这正是在细节，在局部上纠缠不清。只见树木，不见森林。 本文的分析和引证，都是从宏观、从生物总体发展入手的。从整体的基因突变率降低得出宏观上减速进化的趋势，引用的分子减速进化普遍性研究，也不是个别现象，而进化论中加速进化模式也是宏观的，针对大的动物类群的。既然都是宏观上的，却又自相矛盾，那就足以否定进化论本身的合理性了。科学是严谨的，如果一个学说本身都自相矛盾，还有什么道理可言？科学是以事实为基础的，当一个学说与事实存在根本对立时，我们只能相信事实。所以，归谬分析使我们得出了这样的结论：进化论本身是自相矛盾的。当然，如果读者继续看前后其它文章，会进一步发现进化论的问题实在太多了。 参考文献1．李难，《生物进化论》，153，158人民教育出版社，1982年第一版， 2．沈同，王镜岩主编，《生物化学》下册，337-338，高等教育出版社，1991年第二版 3．JohnsonR.E.，etal.,Science,283,1001-1004,(1999) 4．贺福初，分子减速进化的普遍性研究，科学通报，1996，24，2264-2268 5．同1，185-186，106-107
浅谈蛋白质折叠的有关问题 [关键字]生物 大分子 分子伴侣 蛋白质的折叠 识别 结合 生物大分子的结构与功能的研究是了解分子水平的先象的基础。没有对生物大分子的结构与功能的认识，就没有分子生物学。正如没有DNA双螺旋结构的发现，就没有遗传传达传递的中心法则，也就没有今天的分子生物学。结构分子以由第一分子进入对复和物乃至多亚基，多分子复和体结构研究。同时，过去难以研究的分子水平上的生命运动情况也随着研究的深入和技术手段的发展而逐渐由难点变为热点。蛋白质晶体学研究已从生物大分子静态（时间统计）的结构分析开始进入动态（时间分辨）的结构分析及动力学分析。第十三届国际生物物理大会的25个专题讨论会中有一半以上涉及蛋白质的结构与功能，而“结构与功能”又强调“动力学（Dynamics）”，即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系，以及对大分子相互作用的贡献。 蛋白质折叠问题被列为“21世纪的生物物理学”的重要课题，它是分子生物学中心法则尚未解决的一个重大生物学问题。从一级序列预测蛋白质分子的三级结构并进一步预测其功能，是极富挑战性的工作。研究蛋白质折叠，尤其是折叠早期过程，即新生肽段的折叠过程是全面的最终阐明中心法则的一个根本问题，在这一领域中，近年来的新发现对新生肽段能够自发进行折叠的传统概念做了根本的修正。这其中，X射线晶体衍射和各种波谱技术以及电子显微镜技术等发挥了极其重要的作用。第十三届国际生物物理大会上，Nobel奖获得者Ernst在报告中强调指出，NMR用于研究蛋白质的一个主要优点在于它能极为详细的研究蛋白质分子的动力学，即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系。目前的NMR技术已经能够在秒到皮秒的时间域上观察蛋白质结构的运动过程，其中包括主链和侧链的运动，以及在各种不同的温度和压力下蛋白质的折叠和去折叠过程。蛋白质大分子的结构分析也不仅仅只是解出某个具体的结构，而是更加关注结构的涨落和运动。例如，运输小分子的酶和蛋白质通常存在着两种构象，结合配体的和未结合配体的。一种构象内的结构涨落是构象转变所必需的前奏，因此需要把光谱学，波谱学和X射线结构分析结合起来研究结构涨落的平衡，构象改变和改变过程中形成的多种中间态，又如，为了了解蛋白质是如何折叠的，就必须知道折叠时几个基本过程的时间尺度和机制，包括二级结构（螺旋和折叠）的形成，卷曲，长程相互作用以及未折叠肽段的全面崩溃。多种技术用于研究次过程，如快速核磁共振，快速光谱技术（荧光，远紫外和近紫外圆二色）。 一、新生肽段折叠研究中的新观点 长期以来关于蛋白质折叠，形成了自组装（self-assembly）的主导学说，因此，在研究新生肽段的折叠时，就很自然的把在体外蛋白质折叠研究中得到的规律推广到体内，用变性蛋白的复性作为新生肽段折叠的模型，并认为细胞中新合成的多肽链，不需要别的分子的帮助，不需要额外能量的补充，就应该能够自发的折叠而形成它的功能状态。 1988年，邹承鲁明确指出，新生肽段的折叠在合成早期业已开始，而不是合成完后才开始进行，随着肽段的延伸同时折叠，又不断进行构象的调整，先形成的结构会作用于后合成的肽段的折叠，而后合成的结构又会影响前面已形成的结构的调整。因此，在肽段延伸过程中形成的结构往往不一定是最终功能蛋白中的结构。这样，三维结构的形成是一个同时进行着的，协调的动态过程。九十年代一类具有新的生物功能的蛋白，分子伴侣（Molecularchaperone）的发现，以及在更广泛意义上说的帮助蛋白质折叠的辅助蛋白(Accessoryprotein)的提出，说明细胞内新生肽段的折叠一般意义上说是需要帮助的，而不是自发进行的。 二、蛋白质分子的折叠和分子伴侣的作用 蛋白质分子的三维结构，除了共价的肽键和二硫键，还靠大量极其复杂的弱次级键共同作用。因此新生肽段在一边合成一边折叠过程中有可能暂时形成在最终成熟蛋白中不存在不该有的结构，他们常常是一些疏水表面，它们之间很可能发生本不应该有的错误的相互作用而形成的非功能的分子，甚至造成分子的聚集和沉淀。按照自组装学说，每一步折叠都是正确的，充分的，必要的。实际上折叠过程是一个正确途径和错误途径相互竞争的过程，为了提高蛋白质生物合成的效率的，应该有帮助正确途径的竞争机制，分子伴侣就是这样通过进化应运而生的。它们的功能是识别新生肽段折叠过程中暂时暴露的错误结构的，与之结合，生成复和物，从而防止这些表面之间过早的相互作用，阻止不正确的非功能的折叠途径，抑制不可逆聚合物产生，这样必然促进折叠向正确方向进行。（从哲学的观点说，似乎很容易驳斥自组装学说，它违背了矛盾的普遍性原理，试想，如果蛋白质的每一步折叠均是正确的，充分的，必要的，岂不是在无任何矛盾的前提下，完成了复杂的最稳定构象的形成，即完成了由量变到质变的伟大飞跃，从无活性的肽链变成有活性的功能蛋白，这显然是违背哲学基本原理的。换一个角度想，生物进化的过程本来就充满着不定向的变异，这些变异中有适应环境的，也有不适应环境的，“物竞天择”，自然的选择淘汰了那些不适应的，保留了那些适应的。蛋白质分子的折叠不也与此类似吗？我想，蛋白质的一级结构只是肽链折叠并形成功能蛋白的特定三维结构的内因，实际上，多肽链在形成活性蛋白的每一步，都有潜在的可能形成“不正确”的折叠，如果没有象分子伴侣或其它帮助蛋白等外部因素的作用，多肽链也永远不能折叠成为活性蛋百。） 三，分子伴侣的作用机制 分子伴侣的作用机制实际上就是它如何与靶蛋白识别，结合，又解离的机制。有的分子伴侣具高度专一性，如一些分子内分子伴侣，还有细菌Pseudomonascepacia的酯酶，有它自己的“私有分子伴侣”。它是由基因limA编码的，与酯酶的基因LipA只隔3个碱基，可能是进化过程中发生的基因分裂造成的。而一般的分子伴侣识别特异性不高，它是怎样识别需要它帮助的对象的呢？现在只能说分子伴侣识别非天然构象，而不去理会天然的构象。由于在天然分子中，疏水残基多半位于分子的内部而形成疏水核，去折叠后就可能暴露出来，或者在新生肽段的折叠过程中，会暂时形成在天然构象中本应该存在于分子内部的疏水表面，因此认为分子伴侣最有可能是与疏水表面相结合，如硫氰酸酶（Rhodanese）分子α-helix的疏水侧面。但是只有β-sheet结构的蛋白质才可为分子伴侣识别。 最近关于识别机制有较大的进展。Bip是内质网管腔内的分子伴侣，用一种affinitypanning的方法检查Bip与有随机序列的十二肽结合的特异性，结果发现，Hy-(W/X)-Hy-X-Hy-X-Hymotif与Bipj结合最强，Hy最多的是Trp、Leu、Phe，即较大的疏水残基。一般来说，2-4个疏水残基就足够进行结合。还有一种较普遍的说法是分子伴侣识别所谓熔球体结构（moltenglobule）。另一方面，分子伴侣本身与肽结合部位的结构分析最近也有些进展。譬如，PapD的晶体结构表明，多肽结合在它的β-sheet区。GroEL中，约40kD的153-531结构域是核苷酸的结合区。 分子伴侣作用的第二步是与靶蛋白形成复合物。非常盛行的一种模型认为分子伴侣常常以多聚`体形式而形成中心空洞的结构，用电子显微镜已经观察到由二圈层圆面包圈形组成的十四体GroEL分子和一个一层圆面包圈的七体GroES分子协同作用形成中空的非对称笼状结构（cagemodel），推测靶蛋白可以在与周围环境隔离的中间空腔内不受干扰的进一步折叠。但是不久前一个日本实验室发现GroEL的一个亚基，甚至其N端去除78个氨基酸残基的50kD片段，已经不能再组装成十四体结构，都有确定的分子伴侣功能。由此，我想:也许环状分子伴侣并非每个部位都是有效的结合部位，也就是说，该二层圆面包圈组成的十四体GroEL分子只有一个或若干个部位能够与疏水残基或所谓的熔球体结构结合，而其余部位起识别作用，就像一个探测器一样，整个十四体GroEL分子以圈层或笼状结构”包裹”在多肽链的主链上，以旋进方式再多肽链的链体上运动，一旦环状多聚体的某一识别部位发现疏水结构或所谓的熔球体结构等新生肽链折叠过程中暂时暴露的错误结构，经信号转导，多聚体的结合部位便与之结合，生成复合物，抑制不正确的折叠。以上完全是我个人的猜想，是基于上述两个试验现象的矛盾而试图作一番解释。至于为什么假设以旋进方式在多肽链上运动，我并没有相应的根据，只是觉得这应该是一个动态过程，因此作了一番狂妄的假想,另外，我觉得也许可以用X射线衍射来探测一下分子伴侣GroEL和GroES组成的笼状结构，看看它的a×b×c是否足以容纳多肽链的某一段，或者它的内部和外部的疏水性质和其他一些物化性质如何，也许可以找到支持或驳斥上述假设的证据。 以上谈的都是蛋白质的分子伴侣。不久前又出现了一个新名词“DNAchaperones”，DNA分子伴侣，这种分子伴侣是与DNA相结合并帮助DNA折叠的。在这种复合物中，DNA分子包围在蛋白质分子的表面，既是高度有序的，又是在一定程度上结构已有所改变的。DNA与蛋白的这种相互作用对DNA的转录，复制以及重组都十分重要;或如在核小体中，对DNA的包装是必须的。DNA在溶液中的结构有相当的刚性，必须克服一个能障才能转变成它的蛋白复合物中的结构，分子伴侣的作用就是帮助DNA分子进行折叠和扭曲，从而把DNA稳定在一个适合于和蛋白结构的特定构型中。这种结合是协同的，可逆的在形成复合物之后便解离下来。因此，不论是DNA分子伴侣还是蛋白分子伴侣，都与DNA和蛋白的相互作用有关，与基因调控有关，看来，分子伴侣确实与最终阐明中心法则当前主要问题有密切关系。 四、分子伴侣和酶的区别 与分子伴侣不同，以确定为帮助蛋白质折叠的酶目前只有两个，一个是蛋白质二硫键异构酶(proteindisulfideisomerase，PDI);另一个是肽基脯氨酸顺反异构酶(peptidylprolylcis-transisomerase，PPI)。以PDI为例，众所周知，蛋白质分子中的二硫键与新生肽段的折叠密切相关，对维系蛋白质分子的结构稳定性和功能发挥也有重要作用。PDI定位在内质网管腔内，含量丰富，催化蛋白质分子内巯基与二硫键之间的交换反应。同时，它是目前发现的最为突出的多功能蛋白，除了二硫键的异构酶的基本功能外，它还是脯氨酸-4-羟化酶的α亚基;又是微粒体内甘油三酯转移蛋白复合物的小亚基，还是一种糖基化位点结合蛋白(gkycisylationsitebindingprotein)等。其中，最引人注目的还是它有与多肽结合的能力，可以结合具有不同序列，长度和电荷分布的肽，特异性较低，主要是与肽的主链相作用，但对巯基尚有一些偏爱。按照分子伴侣的定义，一般认为PDI和分子伴侣是两类不同的帮助蛋白，但是我国上海生物物理研究所最近提出不同的看法，认为蛋白质二硫键异构酶也具有分子伴侣的功能。 蛋白质分子中天然二硫键的形成要求这些在肽链上往往处于不相邻位置的巯基，首先通过肽链一定程度的折叠，才能相互接近到可以正确形成二硫键的位置。肽链的自身折叠是一个慢过程，而蛋白质二硫键异构酶催化蛋白质天然二硫键的形成却是一个快过程。另一方面，蛋白质二硫键异构酶具有低特异性的与各种不同肽链相结合的能力，在内质网中以极高的浓度存在，又是是一个钙结合蛋白，是一个能被磷酸化的蛋白，这些都已经符合了分子伴侣的条件。因此他们推测蛋白质二硫键异构酶很可能首先通过它与伸展的，或部分折叠的肽段的结合，阻止错误的折叠途径，促进正确的中间物生成，帮助肽链折叠是相应的巯基配对，从而是正确的二硫键得以形成;然后催化巯基的氧化或二硫键的异构而形成天然二硫键。他们认为蛋白质二硫键异构酶的酶活性与它的分子伴侣功能不是相互排斥，而是密切相关，协调统一的。分子伴侣与帮助新生肽链折叠的酶之间，大概不应该，也不能够划一条绝对的分界线。我想:酶的最主要特性就是催化生化反应，分子伴侣的主要作用是与新生肽段的错误构象结合，从而阻止肽链不正确的非功能的折叠途径，促使其向正确的折叠方向反应，这难道不可以理解成间接的催化肽链的折叠吗?从表观上看，抑制不正确的折叠途径等于加快了正确反应的速度。所以，我本人也很赞成他们的观点。最近的试验已经为这一假说提供了很好的证据。PDI明显抑制变性的甘油醛-3-磷酸脱氢酶在复性股过程中的严重聚合，有效的提高它的复性效率，与典型的分子伴侣GroE系统对甘油醛3-磷酸脱氢酶复性的效应极其相似。 五、分子伴侣的结构 目前唯一解出晶体结构的分子伴侣是E.coli的PapD，帮助鞭毛蛋白折叠的分子伴侣。还有HSP70的N端结构域，即ATP结合域也以有晶体结构。用电子显微镜已经清楚的看到了GroEL的十四聚体和GroEL的七聚体的四级结构，象两个圆形中空的面包圈叠在一起，用NMR以及各种溶液构象变化是研究分子伴侣作用机制的有效手段。 六、分子伴侣研究的实际应用 分子伴侣的研究成果必然会大大加深我们对生命现象的认识，同时也一定会增加我们与自然斗争的能力和自身生存的能力。由于分子伴侣在生命活动的各个层次都具有重要作用，它的突变和损伤也必定会引起疾病，因此可以期望运用分子伴侣的知识来治疗所谓的”分子伴侣病”。另一方面，利用对分子伴侣的研究成果从根本上提高基因工程和蛋白工程的成功率，也必将对大幅度提高人类生活水平起重要作用。 [参考书目] 1.李宝健主编，面向21世纪生命科学发展前沿，广东科技出版社，1996年11月第一版：93-104页 2．郝柏林刘寄星主编，理论物理与生命科学，上海科学技术出版社，1997年12月第一版：29-58页 3．中国生物物理代表团，从第十三届国际生物物理大会看生物物理学研究的现状和趋势，生物物理学报，1999年第十五卷第四期：826-827页
生物学论文参考文献 主要参考文献①裴娣娜．现代教学论(第一卷)．北京:人民教育出版社, 2005: 185～186 ②胡志强,肖显静． 科学理性方法．北京：科学出版社，2002：59 请继续阅读相关推荐： 毕业论文 应届生求职 毕业论文范文查看下载 查看的.论文开题报告 查阅参考论文提纲 查阅更多的毕业论文致谢 相关毕业论文格式 查阅更多论文答辩 ;
如果这篇文章是在SCI上发表的那就是，这看是在哪里发表的。美国《科学引文索引》（Science Citation Index, 简称 SCI ）于1957 年由美国科学信息研究所（Institute for Scientific Information, 简称 ISI）在美国费城创办，是由美国科学信息研究所(ISI)1961年创办出版的引文数据库。SCI(科学引文索引 )、EI(工程索引 )、ISTP(科技会议录索引 ) 是世界著名的三大科技文献检索系统，是国际公认的进行科学统计与科学评价的主要检索工具，其中以SCI最为重要，创办人为尤金·加菲尔德。
生物化学与生物物理进展（Progress in Biochemistry and Biophysics）2013年已被SCI除名，已经不是SCI了，请各位学者投稿时注意！ 《生物化学与生物物理进展》是国内外公开发行的全国性学术期刊, 由中国科学院生物物理研究所和中国生物物理学会共同主办。主要报道生物化学、分子生物学、生物物理学及神经科学等领域的国内外最新进展, 设有微型述评、综述与专论、研究报告、技术与方法、研究快报等十几个栏目。
1974年以来，《生物化学与生物物理进展》 已经具备了现代科技期刊的基本要素。（1）初步被国际学术界认知。《生物化学与生物物理进展》目前被SCI、CA、俄罗斯文摘杂志等国际权威检索系统收录，每年均有国际科学工作者直接投稿。近5年刊登海外来稿5篇。2009年起为全部论文注册DOI，世界各地的读者均可通过这一平台检索、阅览、引用该刊。（2）被国内生物学界广泛认可。《生物化学与生物物理进展》被包括中国科技论文与引文数据库、中国学术期刊文摘、中国生物学文摘、中国科学引文数据库、中国期刊网、中国学术期刊（光盘版）、万方数据——数字化期刊群、中国学术期刊综合评价数据库等在内的我国各大检索系统收录。国内年被引频次过1000次，自引率低于10%。2006年-2010年间，年均来稿量超过1000篇，退稿率大于80%，发表论文来自包括台湾、香港在内的28个省（市、自治区）。这些数据表明，《生物化学与生物物理进展》在我国生命科学领域具有广泛、坚实的作者和读者基础，这是刊物进一步向精品学术期刊发展的重要保障。（3）科学内涵具有前沿性和张弛度。《生物化学与生物物理进展》的科学内容既包括具有广泛和长期影响的基础学科（如生物化学，分子生物学，生物物理学，神经科学等），也涵盖生命科学相关的新兴领域（如基因组学，蛋白质组学，系统生物学等）。刊物开设综述与专论、研究报告、研究快报、微型述评、技术与方法等十余个栏目，报道内容丰富，形式灵活多样。2011年又新开辟“要文聚焦（Scientific News and Perspectives）”栏目，进一步丰富报道内容，也增强了刊物的学术导向性。（4）编辑、出版达到或接近国际同类刊物水平。《生物化学与生物物理进展》建立了规范的学术质量审查程序和严格的同行评议制度，同时，数量充足、作风严谨、学科覆盖全面的审稿专家队伍确保了审稿工作的质量和效率。截至2011年，《生物化学与生物物理进展》的审稿专家队伍共有 1000余人，其中包括海外专家近100人。《生物化学与生物物理进展》建立了基于网络的稿件管理系统，论文投稿-审理-发表实现全程网络化，全部被录用论文在录用后一周内网络预发表。论文审理周期、刊物报道时效均与国际同类学术期刊相当。此外，刊物版式设计美观大方，编排规范，印刷装帧精良。（5）富有活力的高水平编委会。编委会是期刊发展的重要学术保障和组织基础。2010年成立的《生物化学与生物物理进展》第六届编委会由50名编委组成，聘请梁栋材院士、杨福愉院士担任顾问。王大成院士担任主编，强伯勤院士、郭爱克院士、徐涛研究员、赫荣乔研究员、刘力研究员、唐捷研究员、陈文雯副编审分别担任副主编。本届编委会是以中青年科学家为主体的学术团体，50名编委来自全国12个省(市)的23个科研单位（或高等院校），平均年龄49岁。
刊名： 生物化学与生物物理进展 Progress in Biochemistry and Biophysics主办： 中国科学院生物物理研究所;中国生物物理学会周期： 月刊出版地：北京市语种： 中文;开本： 大16开ISSN： 1000-3282CN： 11-2161/Q邮发代号： 2-816历史沿革：现用刊名：生物化学与生物物理进展创刊时间：1974该刊被以下数据库收录：CA 化学文摘(美)(2014)SCI 科学引文索引(美)(2011)JST 日本科学技术振兴机构数据库(日)(2013)CSCD 中国科学引文数据库来源期刊（2015-2016年度）（含扩展版）
核心期刊：中文核心期刊(2011)中文核心期刊(2008)中文核心期刊(2004)中文核心期刊(2000)中文核心期刊(1996)中文核心期刊(1992)