寂寞开无主，零落碾作尘——孟德尔和他的遗传理论
1965年夏天的一个傍晚，在捷克布尔诺的摩拉维亚镇的一座教堂里，曾举行过一次盛大的纪念会。参加这次纪念会的大部分人并非教徒，而是应捷克科学院邀请而来的各国遗传学家。他们怀着崇敬而又惋惜的心情来纪念一位为遗传学奠定了基础，而其成果又被埋没35年之久的伟大生物学家。他就是格里戈．孟德尔神父。1965年是他的研究成果发表一百周年。
孟德尔其人
孟德尔（G．J．Mendel，1822－1884）出生于奥地利摩亚维亚的海因申多夫村。现今这个地方是捷克境内的海因西斯村。孟德尔的父亲是个农民，素性酷爱养花。因此，孟德尔自幼养成了养花弄草的兴趣。这也许是这位科学家后来在豌豆实验上成名的一个最初的契机吧。
孟德尔的童年不但平常，且有些寒苦。整个小学可以说是在半饥半饱中念完的。中学毕业后，主要靠妹妹准备作嫁妆的钱，读了欧缪兹学院的哲学系。大学毕业后，21岁的孟德尔在老师的建议下，进了设在鄂尔特伯伦的奥古斯丁派的修道院当了一名修士，取了一个教名叫格里戈。25年后被选为该修道院院长。
如果说童年的孟德尔是在贫寒中度过的，那么青年的孟德尔则饱历了生活道路的坎坷。孟德尔不满意于修道院的单调、古板的修士生活，兼任了布尔诺一所实验学校代课教师的职务。他曾两次申请转为正式教师，但经考试的均名落孙山。特别令人气愤的是，在第二次考试中，主考官竟这样来评论他的考卷说：“这次的考卷使我们认为，该生连作为初等学校的老师也不够格”。在这期间他还到维也纳大学旁听了植物生理学、数学和物理学等课程。
好学勤奋和充满进取的孟德尔，考试落榜后，便在修道院的花园里从事植物杂交的研究工作。他的成果只发表了很小一部分。除了死后使他成名的《植物杂交实验》（1865）外，还有《人工授粉得到的山柳菊属的杂种》（1870）和《1870年10月13日的旋风》（1871）。
孟德尔的晚年，可说是在愁云惨雾中度过的。他孑身一个，无妻无子，孤苦令仃。又因拒绝缴纳当局对修道院征收的一笔税金，而遭受着与当局僵持之苦。学志未酬而又愤懑填膺的孟德尔，终于于1884年1月6日因患肾炎不治而与世长辞，享年只有62岁。当人们吊唁这位少年清贫，中年研究成果遭冷遇，晚年孤独悲惨的老人时，谁也未想到他是一位在科学史上留下峥嵘篇章的伟大科学家。
孟德尔的业绩
孟德尔开始研究植物杂交工作，所用的实验材料是豌豆。他选用了22个豌豆品种，按种子的外形是圆的还是皱的，子叶是黄的还是绿的……等特征。把豌豆分成了7对相对的性状。然后，按一对相对性状和两对相对性状，分别进行了杂交实验，得到了如下的一些结果。
一对相对性状的杂交实验孟德尔通过人工授粉使高茎豌豆跟矮茎豌豆互相杂交。第一代杂种（子1代）全是高茎的。他又通过自花授粉（自交）使子1代杂种产生后代，结果子2代的豌豆有3／4是高茎的，1／4是矮茎的，比例为3：1。孟德尔对所选的其它6对相对性状，也一一地进行了上述的实验，结果子2代都得到了性状分离3：1的比例。
两对相对性状的杂交实验孟德尔又用具有两对相对性状的豌豆作了杂交实验。结果发现，黄圆种子的豌豆同绿皱种子的豌豆杂交后，子1代都是黄圆种子；子1代自花授粉所生的子2代，出现4种类型种子。在556粒种子里，黄圆、绿圆、黄皱、绿皱种子之间的比例是9：3：3：1。
通过上述实验材料，孟德尔天才地推出了如下的遗传原理。
1．分离定律。孟德尔假定，高茎豌豆的茎所以是高的，是因为受一种高茎的遗传因子（DD）来控制。同样，矮茎豌豆的矮茎受一种矮茎遗传因子(dd)来控制。杂交后，子1代的因子是Dd。因为D为为性因子，d为隐性因子，故子1代都表现为高茎。子1代自交后，雌雄配子的D，d是随机组合的，因此子1代在理论上应有大体相同数量的4种结合类型：DD，Dd，dD，dd。由于显性隐性关系，于是形成了高、矮3：1的比例。孟德尔根据这些事实得出结论：不同遗传因子虽然在细胞里是互相结合的，但并不互相掺混，是各自独立可以互相分离的。后人把这一发现，称为分离定律。
2．自由组合定律。对于具
有两种相对性状的豌豆之间的杂交，也可以用上述原则来解释。如设黄圆种子的因子为YY和RR，绿皱种子的因子为yy和rr。两种配子杂交后，子1代为YyRr，因Y，R为显性，y，r为隐性，故子1代都表现为黄圆的。自交后它们的子2代就将有16个个体，9种因子类型。因有显性、隐性关系，外表上看有4种类型：黄圆、绿圆、黄皱、绿皱，其比例为9：3：3；1。根此孟德尔发现，植物在杂交中不同遗传因子的组合，遵从排列组合定律，后人把这一规律称为自由组合定律。
孟德尔的发现被埋没
孟德尔从1856年开始，经过8个的专心研究，得出了上述两上定律并写成一篇题为《植物杂交实验》的论文。在好友耐塞尔（一个气象学家）的鼓励的支持下，他于1865年2月8日和3月8日举行的布尔诺学会自然科学研究会上，报告了这一论文。与会者很有兴致地听取了他的报告，但大概并不理解其中的内容。因为既没有人提问题，也没有人进行讨论。不过该会还是于1866年在自己的刊物《布尔诺自然科学研究会会报》上全文发表了这篇论文。
曾一个时期，人们以为孟德尔的工作被埋没，是由于当时学术情报囿闭不通，交流不广，人们不知道他的工作造成的。后经调查，才知情况并非如此。原来该学会至少同120个协会或学会研究会有交流资料关系。刊载孟文的杂志，共寄出115本。其中，当地有关单位12本，柏林8本，维也纳6本，美国4本，英国2本（英国皇家学会和林耐学会）。孟德尔本人还往外寄送过该论文的抽印本。迄今有据可查的至少有5个人了解他的工作。第一个是耐格里。他是19世纪著名的植物学家。他的研究对解剖学、生理学、分类学和进化论的发展，有一定的推动作用。在植物学方面，他是心柳菊属方面的权威。孟德尔不仅把自己的论文寄给了他，且还给他写过进一步说明论文的长信。第二个是A．凯尔纳。他曾在因斯布罗克任教授，在维也纳植物园当主任。第三个是H．霍夫曼，一位植物学教授。第四个是威廉．奥尔勃斯．福克，他是植物杂交方面的权威。第五个是俄国的施马尔豪森。但是，刊物也好，论文也好，都如石沉大海，没有得到明显的反响。这样，孟德尔的为遗传学奠定了基础的、具有划时代意义的发现，竟被当代人们所忽视和遗忘，被埋没达35年之久。
1900年，对孟德尔盖棺后成名具有重要意义。这一年，有三人几乎同时重新作出了孟德尔那样的发现。第一个是德弗里期，他于1900年3月26日发表了同孟德尔的发现相的的论文；第二个人是科仑斯，收到他论文的时间是1900年4月24日；第三个人是丘歇马克，收到他论文的时间为1900胪6月20日。也就是在这一年里，他们也都发现了孟德尔的论文。这时，他们才清楚，原来自己的工作，早在35年前就由孟德尔做过了。
对孟德尔发现被埋没的原因分析
有不少生物史学家。对这一问题很感兴趣，也曾进行了一些调查。但因事情发生已年深日久，有确凿证据的材料所得无几，尤其关系到人们心理方面的活材料更难以到手。现据已有材料作如下分析：
历史的局限性
1866年孟德尔发表自己的论文时，正值达尔文的《物种起源》发表的第七个年头。这期间各国的生物学家，特别是著名生物学家都把兴趣转到了生物进化问题上，而物种杂交问题自然就不是人们瞩目的中心问题了。“这一事实也许对孟德尔的工作所遭到的命运，起到了更为决定性的作用”。其次，由于历史条件的限制，当时学术资料不能广泛地交
流也是一个原因。如，对杂交问题搜集资料较多的达尔文，就没有看到过孟德尔的论文。虽然也有人说，即使达尔文看到了这一成果，也不一定能充分地认识到它的意义。但，这样推论是没有多大根据的。又如，了解孟德尔工作的俄国的施马尔豪森，他本来在自己学位论文的历史部分加了一个附注，正确地评价了孟德尔的工作。但遗憾的是，当1875年《植物区系》杂志发表他的论文译本时，删去了加有评价孟德尔工作的附注。这样，就又减少了后人了解孟德尔工作的机会。
怀疑以至完全不相信这是一项新发现孟德尔发表他的新发现时，当时只是一名普普通通的修士。至于他从事植物杂交的研究，只被人们看作“不过是为了消遣，他的理论不过是一个有魅力的懒汉的唠叨罢了”。的确，在一个专业学者的眼里，他还够不上一名地道的生物学家。因为他既没有生物学专业的学历，也没有博士、教授的头衔。因此，他的具有挑战性的发现，自然不易被人们所相信。从已知的少数几个看过他论文的人的反映和态度看，怀疑以至不相信孟德尔这个小人物能有什么新发现，乃是忽视他成果的一个和重要原因。当时了解孟德尔最多的是生物学家耐格里。孟德尔跟他素来关系甚密，相互交往达七年之久，孟德尔常同他交换种子。他也是读过孟文的第一个人。然而，正是由于他不仅没有正确地认识孟德尔的工作，而且还提出种种怀疑和责难，从而成为这桩遗憾后世的科学蒙难案的重要原因。现已查到，他看过孟德尔论文后，于1866年12月31日给孟德尔的复信。从中可以确凿地看到他是怎样地怀疑、责难以至忽视了孟的工作。他在信中说：“我认为，你用豌豆属作的实验还远远没有完成，其实还只是个开端。……能为最重要的结论提出无可争辩的证明的这样一套试验，决不是已在着手进行了。……你打算在你的试验中包括其他植物，这是很好的，我相信，从其他品种中会得到完全不同的结果（就遗传性而言）”。他还怀疑孟德尔得出的3：1的规律。如他说：“你应当把数量的表现看作仅仅是经验的理象，因为它们还不能被证明是合理的”。在耐格里看来，“只有那些在最模糊的专业领域能够作出正确判断的人，才能探究这个问题”。另一个了解孟德尔工作的A．凯尔纳，接到孟德尔寄送的论文后，曾给孟德尔写过复信。但据凯尔纳的助手说，孟德尔的论文在凯尔纳的图书室中压根就没有拆过封。人们是否可以推论：在凯尔纳的眼中，像孟德尔这样的小人物的文章，简直是不屑一顾的。
不理解其成果的重要意义
孟德尔的发现本身，在一定程度上超出了当时的流行观念。在当时，传统的遗传学观点是融合遗传理论，而孟德尔的思想则是粒子遗传；其次，当时在生物学领域主要的研究方法是定性的观察和实验，而孟德尔用的是定量的数学统计分析。所以，即使是认真地看过他的文章，如果跳不出传统框框，也不一定能理解其重要意义。如H．霍夫曼不仅看过他的文章，而且在自己的著作中，五处引用了孟德尔的文章，但现在看来，不是没有引到重要的地方，就是有所误解，总之，没有真正理解孟德尔工作的意义。所以，在霍夫曼的书中完全忽视了孟德尔的贡献。福克也曾多次提到孟德尔的成果，但他说：“孟德尔所作的很多次杂交的结果，十分类似于奈特的结果，但孟德尔自以为发现了各种杂种类型之间稳定的数量关系”。他所否定的正是孟德尔的成功之处，说明他根本不理解孟德尔发现的意义。他的提到孟德尔，不过是因为孟德尔培育成了植物杂种，不得不得一下而已。
教训和启示
埋没孟德尔发现一案，已经过去一百多年了。今天，孟德尔在科学史上的地位及其光辉业绩已被充分肯定，以他的成果为基础的遗传学也已取得辉煌胜利。然而，我们不应忘记，忽视孟德尔发现的代价是沉重的，它也许使生物学的发展延
缓了几十年。难道我们不应从中悟出应有的教训，找出以古鉴今的富有启发性的道理，以便今后不犯或少犯同类错误吗？
警惕传统观念的束缚
有些人认为孟德尔的发现是早产儿，它超越了时代的认识水平，因此被埋没是必然的。然而，我们却认为，孟德尔的发现不被理解从而导致被埋没，主要应归咎于传统观念的束缚。理由是，孟德尔的课题当时已经摆到了人拉的面前。至少有向个人的工作接近于孟德尔的结论（参阅斯多倍《遗传学史》，第126－138页，第189页），其中甚至包括人所共知的达尔文，他关于金鱼草的杂交实验距离孟德尔的结论只差一小步。这充分说明，孟德尔的发现决非偶然的早产儿，而是具备成熟的历史条件的。上述几个人和看过孟德尔论文的人，之所以没有作出孟德尔那样的结论和没有认识到其意义，主要因为他们没有冲破传统观念的束缚和跳出传统的定性方法的局面。而孟德尔的成功，正由于他的老框框少些，所以才有可能冲破当时的研究方法和流行的
海胆用刺来“看”东西 从学术上讲，海胆是没有眼睛的。但是，它们懂得用刺来“看”东西。美国杜克大学最新一项研究表明，海胆很明显可以根据它们的刺所反射的光线来判断周围的事物。在实验中，研究人员将20只海胆放入一个有光线照射的水箱中，其中包括了两个不同尺寸的黑色圆盘.
研究人员发现，海胆对小圆盘几乎没有任何反应。但是，当光线照射到较大圆盘时，海胆会随着光线强度的不同而做出不同的反应。一些海胆尽快逃离较大圆盘，而另外一些则反而靠近较大圆盘。研究人员根据这些发现认为，海胆与鹦鹉螺、鲎以及其他一些长有眼睛的海洋无脊椎动物拥有相似的视力。但是，海胆的视力仍然非常有限。
海胆（Sea urchin）是棘皮动物门下的一个纲，是一类生活在海洋浅水区的无脊椎动物。主要特征为体呈球形、盘形或心脏形，无腕。内骨骼互相愈合，形成一个坚固的壳.
多数种类口内具复杂的咀嚼器，称亚里士多德提灯（Aristotle’s lantern），其上具齿，可咀嚼食物。消化管长管状，盘曲于体内，以藻类、水螅、蠕虫为食。多雌雄异体，个体发育中经海胆幼虫（长腕），后变态成幼海胆，经1-2年才达性成熟。可分为规则海胆亚纲和不规则海胆亚纲两个亚纲，22目。生种900多种，分隶于225个属。中国已知约100种，化石种约7000种。
海胆是一种无脊椎动物，有一层精致的硬壳，因而有“海中刺客”之称，海胆的营养价值很高，这是大家都知道的，但是食用海胆还有什么好处?一起来看看吧!
1、每100克鲜海胆中含蛋白质41克、脂肪32.7克，还含有维生素A、D和各种氨基酸及磷、铁、钙等营养成分。
2、海胆黄含有的蛋白质由17种氨基酸组成，不止品质好，而且量大。每百克海胆黄含蛋白质20克，此量几乎为鸡肉、瘦猪肉、鱼类和蛋类食品蛋白质含量的一倍。
3、每百克海胆脂肪含量是7.2克，其中主要是对健康有益的不饱和脂肪酸和磷脂。其生殖腺中所含有二十碳烯酸占总脂肪酸的30%以上。
4、每百克海胆糖含量是14.9克。矿物质钙、磷的含量极为丰富，分别是475与456毫克，比牛奶高得多。
5、海胆黄还含有较多的维生素A、维生素D与其他多种矿物质。
6、海胆富含卵磷脂、蛋白质、核黄素等，属高营养补品。
7、海胆卵的主要营养成分为卵磷脂、蛋白质、核黄素、硫胺素、脂肪酸等。
1、滋补强身
我国中医们认为，海胆有强骨、壮阳、益心、补血等多种功效。在我国民间将海胆视作海味中上等的补品，从而有吃海胆滋补强身的说法。海胆的营养价值比较多，常吃能够提神解乏、增强精力。所以，海胆特别受一些男性朋友的青睐。因此，海胆还被大家誉为“海之精”的美名。
2、预防血管疾病
海胆含有的蛋白质是由17种氨基酸组成，不仅品质好，而且含量也是非常高的。还含有非常丰富的不饱和脂肪酸和磷脂。因此，长期食用海胆可以有效的预防血管疾病，降低心血管病的突发率。
3、降低胆固醇
经相关研究表明，海胆能够降低人体内甘油三酯和血清胆固醇，有效的提高人体免疫力、预防动脉硬化和稳定血压的作用。因此，海胆具有防治高血压疾病的功能。根据动物实验结果显示，海胆的提取物能够增强运动耐力，延长动物的存活时间。
1、治胃及十二指肠溃疡：壳煅酥研末，开水冲服，每次服2克，每日服2次。
2、治水肿：海胆6克、薏米15克，水煎服，每日1剂，分2次服。
3、治颈淋巴结核：海胆6克、夏枯草15克、浙贝母9克，水煎服，早晚各服1次。
4、治积痰不化：海胆6克、蝉衣(全者15个)、泽泻1克，共研成细末，每次服6克，温米汤送下，每日服2次。
1、刺动：芒刺不仅是海胆自我保护的“防弹衣”，也是海胆的呼吸工具，更重要的是，能通过芒刺的形态去判断紫海胆的生猛程度，那些刺短并且处于动态的紫海胆一般情况下比较生猛，更为新鲜。
2、胆针：针粗而短的最好。
3、嘴部：新鲜的海胆嘴部丰满并且略有突起感，反之不新鲜的海胆嘴部下陷并且颜色发暗，如果遇到坏海胆，胆黄会在壳里化掉，变成汤水，并且伴有腥臭味。
4、重量：海胆大小不一，七两重是上选。挑海胆很简单，刺短小而粗的比较肥，反之，又长又细的肯定瘦了。在紫海胆中，七两重的是“标准美人”，但在个头一致的情形下，却是越重越好。
5、黑色最佳：海里生存的海胆约有800种，五颜六色什么样子的都有，但是通常色彩斑斓的海胆是有毒的，不能食用，颜色为浅褐色的质量一般，通常在餐厅里的紫海胆都是黑不溜秋的，但这种才是真正的“内在美”。
并不是所有的海胆都可以吃，有不少种类是有毒的。这些海胆看上去要比无毒的海胆漂亮得多。例如，生长在南海珊瑚礁间的环刺海胆，它的粗刺上有黑白条纹，细刺为黄色。幼小的环刺海胆的刺上有白色、绿色的彩带，闪闪发光，在细刺的尖端生长着一个倒钩。它一旦刺进皮肤，毒汁就会注入人体，细刺也就断在皮肉中，使皮肤局部红肿疼痛，有的甚至出现心跳加快、全身痉挛等中毒症状。
吃海胆对身体有什么好处
吃海胆对身体有什么好处，海胆是一种有着很高营养价值的海鲜，它不但含有大量高质量蛋白，同时还要人体所需的微量元素，到底吃海胆对身体有什么好处？本篇文章告诉大家吃海胆对身体有什么好处。
1、改善智力
现代研究发现，海胆黄含有大量动物性腺特有的结构蛋白、卵磷脂等生物活性物质，能提高性功能和改善智力。
2、预防血管疾病
海胆含有的蛋白质是由17种氨基酸组成，不仅品质好，而且含量也是非常高的。因此，长期食用海胆可以有效的预防血管疾病，降低心血管病的突发率。
3、降低胆固醇
经相关研究表明，海胆能够降低人体内甘油三酯和血清胆固醇，有效的提高人体免疫力、预防动脉硬化和稳定血压的作用。因此，海胆具有防治高血压疾病的功能。
4、治疗多种疾病
胃炎及十二指肠溃疡、中耳炎、颈淋巴结核、中胸肋、甲沟炎患者，用海胆壳缎灰研未，适量冲服或涂抹有疗效，中耳炎患者可用海胆的棘刺和着白蜡磨粉，吹入耳内。
5、滋补强身
我国中医们认为，海胆有强骨、益心、补血等多种功效。在我国民间将海胆视作海味中上等的补品，从而有吃海胆滋补强身的说法。海胆的营养价值比较多，常吃能够提神解乏。
海胆黄，不但味道鲜美，营养价值也很高，每100克鲜海胆黄中含蛋白质41克、旨肪32.7克，还含有维生素A、D各种氨基酸及磷、铁、钙等营养成分。海胆还可以生产加工成为盐渍海胆、酒精海胆、冰鲜海胆、海胆酱和清蒸海胆罐头等多种海胆食品。
海胆还具有药用功能，它性味咸、平，有制酸止痛、软坚散结、化瘀消肿、清热消炎、健脾强肾、舒筋活血。滋阴补阳等功效，主要用于治疗颈淋巴结核。积痰不化、胸肋胀痛，海胆卵中含有很高的脂肪酸，系预防心血管疾病的良药，可降低人体内甘油三酸脂和胆固醇的含量，抗凝血和阻止血栓形成等。用海胆卵制成食品食用，能提高机体免疫力，安神补血和促进性功能。海胆卵更含有极丰富的荷尔蒙，故食之有滋阴补肾，养颜护肤的作用。另外，海胆卵所含的较高蛋白质，易被人体吸收，加上它本身的味道特别鲜美，促进唾液分泌，能刺激食欲，有较好的滋补作用。
胃炎及十二指肠溃疡、中耳炎、颈淋巴结核、中胸肋、甲沟炎患者，用海胆壳缎灰研未，适量冲服或涂抹有疗效，中耳炎患者可用海胆的棘刺和着白蜡磨粉，吹入耳内；积痰不化、胸肋胀痛者可用去刺的海胆壳，用量3-6克，水煎服；治疗颈淋巴结核，用海胆壳6克、夏枯草15克、贝母9克，水煎服。海胆壳晒干碾碎还是很好的肥料，500克壳粉的`肥效相当于500克豆饼。
海胆的吃法多种多样，不论是新鲜的海胆卵（黄）或是经过加工的任何系列品种，都可用于清蒸煎炒、冷盘或烹调成汤。例如，将海胆卵和肉类、芦笋、蛋品混合煎炒，便成为一款鲜美可口的上乘菜馔；而利用海胆卵汤泡面条，无需添加任何佐料，其味比鸡汤面还要鲜美。如果将海胆卵用于涮火锅，风味更是独特。更高档的食法还有海胆烩鲍翅、海胆烩雪蛤等多种名贵菜式。在广州、厦门食肆上，大都把海胆用于清蒸。其制法是：先用锯把海胆壳顶端锯天一个切口，然后从切口中注入适量蛋浆，与壳内的海胆卵拌匀，原个蒸熟，可谓地道的原汁原味。此种吃法，老少咸宜。
研究起始1925年前后，在生物科学中兴起了一门新的分支学科——普通生理学。汤佩松在大学期间就对物理、化学兴趣极浓，又受到当时生物学潮流的影响，自然就会提出生物学中许多有意义的根本问题。例如，他在一次上胚胎学的课堂上，正当教授讲述种子萌发过程中胚乳内无结构的淀粉逐步转变成有形态组织的幼芽时，他突然发问：“在这个形态发生过程中，无组织的有机物质是以什么方式转变为有形态结构的幼苗的？”这个问题虽然当时并未得到任何解答，但却是他以后半个多世纪中钻研和提出代谢的系统观点的萌芽。如前所述，汤佩松曾两度到林穴海洋生物研究所学习和工作。在这里他受到极大的启发。他特别感兴趣的是瓦布尔格关于海胆卵受精后呼吸显著加强的工作，于是日夜埋头在实验室里研究海胆卵和海星卵受精前后呼吸强度的变化。他发现海胆卵在受精后的几分钟内，呼吸强度可提高四、五倍，甚至十几倍，而海星卵则否。他在这项研究上发表了3篇论文，发展了瓦布尔格的工作，这些论文当即受到重视，李利教授和杰拉德（Gerald）教授立即表示愿意资助汤佩松参加第二年的暑期讲习班，并请他作李利的助手。这些工作也马上被李约瑟在他所著的《化学胚胎学》（Chemical Embryology）中全部引用，以后又被拉谢夫斯基（Rashevsky）在他的《数学生物物理学》（Mathmatical Biophysics）中引用。证明“呼吸酶”的存在在哈佛大学工作期间，汤佩松独立做出了两项具有开创性的研究成果。那时关于呼吸的生化研究刚起步不久，对细胞色素和细胞色素氧化酶还不完全理解。虽然已经有了测定这些物质的光谱学方法，可是对于存在细胞色素氧化酶尚不明确。德国的瓦布尔格发现了“呼吸酶”（Atmungsferment），英国的凯林发现了“细胞色素”（其实是细胞色素氧化酶），但他们对这二者是否系同一种酶发生了激烈的争论。他们的工作都是用酵母或动物组织的匀浆在体外进行的。汤佩松改用整体的羽扇豆幼苗为材料，运用一氧化碳在暗中抑制氧的吸收而光又能消除这种抑制的特性（其实这就是细胞色素氧化酶的特性），证明在高等植物体内确实存在着“呼吸酶”，也就是细胞色素氧化酶。这是现在公认的细胞色素氧化酶在植物体内的首次发现。在此期间，汤佩松还总结了1932年以前大量关于氧分压（Po2）和动、植物、微生物组织及细胞呼吸耗氧量（Q02）间关系的数据资料而得出一个经验公式（图1）：式中Q是在任何氧分压下的呼吸（耗氧）速率，Q0是在P增高到Q不再随之而增高的最高Q值，k是一个常数（相当于米氏常数）。这个公式的特点是适用于计算一个正常生活的完整细胞中细胞色素氧化酶和氧（底物）之间的亲和力（km）。在当时及以后的普通生理学及生物化学教科书中这个公式常被引用。进行“细胞呼吸动力学”的研究1933年到武汉大学后，汤佩松一面建立普通生理实验室，一面增聘合作人员和助手，开始进行“细胞呼吸动力学”课题的研究。这时他的主导思想是：研究一个完整的、同时又在进行正常生命活动的系统（细胞或组织，如萌发中的种子，分裂中的受精卵）中物质形态变化和能量变化之间的关系。所以用了“细胞呼吸的动力学”这一课题名称。其实当时他应该用“细胞呼吸的动力学和力能学”这一课题名称，才符合他的实际思想。不过当时尚无“生物力能学”这一名词。他独树一帜之处在于：用完整的活着的生物化学系统（如酵母、小球藻、卵细胞、植物幼苗）为对象，而以生物化学、生物物理的手段进行工作。这样，在对呼吸代谢途径进行探讨的工作中，汤佩松和他的同事发表了7篇论文。另外又开始了小球藻光合作用的研究以及细胞致死机制的研究，也发表了数篇论文。可惜好景不长。1937年抗日战争爆发，汤佩松不得不中断他的工作。对植物细胞水分关系的热力学解释在8年抗战期间，汤佩松虽然在昆明建立了植物生理研究室，但他没有条件对呼吸代谢进行系统研究，只能整理过去关于细胞呼吸的工作和思考遇到过的问题，以便理出一条学术思路来。即使如此，他也发表了3篇有意义的论文和1本著作。3篇论文中1篇是讨论一个完整的正在进行生命活动的细胞如何将无形态结构的物质变为自身的有序性的结构以及其中熵的变化与形态变化之间的关系。第二篇是讨论太阳能的生物转化，即以太阳能作为人类基本能源的认识。第三篇是和理论物理学家王竹溪合作的“活细胞吸水的热力学处理”。这篇文章意义重大，因为在植物生理学中，对于水分如何进出植物细胞，一直是用压力而不是用热力学函数来说明，所以在研究和教学工作中都遇到许多困难。西方的学者于60年代才意识到这个问题，并作了改正，就是现在通用的细胞水势这一热力学概念。然而汤佩松和王竹溪却比他们早20多年就已解决了这个问题。所以美国的水分生理研究权威P．J．克莱默尔（Kramer）在1985年写道：“20年后的今天，当人们早已讨论并认为已经在1960年解决了这个问题后方发现这篇论文。……希望本文能……弥补我们对汤和王关于细胞水分关系热力学的先驱性论文的长期忽视的遗憾。”汤和王的论文于1941年发表于美国的《物理化学学报》，可能当时没有受到植物生理学家的注意。应该说，对植物细胞水分关系的热力学解释是由我国的植物生理学家汤佩松首次提出的。《绿色的奴役》（Creen Thraldom）一书则是汤佩松对他在抗战前和抗战期间所进行研究工作的心得体会和对生命现象的一些基本观点和哲学思想的总结。该书由李约瑟作序并定名，在英国出版。对呼吸代谢作进一步的说明上述论文和书虽然表达了汤佩松关于呼吸代谢的基本思想，但具体的实验工作直到50年代才开始恢复。这时他以水稻幼苗及其他一些植物为材料，系统地研究了种子萌发过程中的形态发生和呼吸强度、呼吸的生物化学途径的变化及其与能量变化（放热）之间的关系，根据实验，他发现植物体内即使同一种代谢也都有多条途径，而代谢途径的变化则一方面影响着各种生理功能（例如生长或形态上的变化），另一方面又受着酶活性和内外环境因素的控制。根据这些研究，他把高等植物的呼吸代谢看作是一个生理功能而不仅是一系列的生化反应。这个生理功能本身可以沿着多种生化途径进行，而且与其它功能之间又有着许多相互调节与控制的途径。由此他又对呼吸代谢的概念作了进一步的说明：“呼吸代谢是这样一个过程：通过它，贮藏于植物（生物）机体中物质的一部分转化为生物功，用来维持其生活状态；而同一类物质的另一部分则转变为以结构及组织形式出现的、具高度有序性（即负熵）的物质（结构）。这些过程均受内外因素的调节。”对其他问题的考虑汤佩松的兴趣是多方面的，以上述系统研究为主，他同时考虑许多问题。1950年他和他的研究生阎隆飞一起发现绿色植物（小球藻）中存在着当时认为仅存在于动物血液中的碳酸酐酶，并从菠菜叶中进行了分离提取。这个提取方法已被国外用来提取此酶，在宇宙航行中应用。1956年他又和他的学生和同事吴相钰一起发现水稻幼苗中硝酸还原酶的诱导形成。这不仅是首次发现硝酸还原酶是诱导酶，而且也是首次证实高等植物体内存在诱导酶。太阳能的生物转化汤佩松的系统观点中还有一个重要方面，就是太阳能的生物转化。因此他始终对光合作用抱有极大的兴趣。1978年以后和匡廷云、戴云玲等一起，揭示了光合膜中色素蛋白质复合体种类和组成的多样性以及其结构和功能的关系和内外因素对它们的调控规律，该项成果于1987年获得国家自然科学奖二等奖。60多年来，一直念念不忘的就是生物学中这样的一个基本问题：生物体是如何成为一个活生生的机体的？从青年直到90高龄，不管其间经历过多少凄风苦雨、艰难曲折，从上述一系列的事实，可以看出他是如何执著地追求揭开这个生命之谜和所做出的杰出贡献 ！
