上天入地的人類,卻被這個問題難倒,科學家還不能創造出細胞

人類文明上千年的積累,科學技術終於迎來近兩百年的爆發式增長。

人類探幽入微,能把看不見的原子結構搞清楚,甚至把中子質子內部結構搞清楚!

但是,創造出針尖大小的細胞,難倒了人類所有的科學家!

細胞中到底有什麼東西?難道比創造電腦還難?

當然,創造細胞的門檻比創造電腦的門檻高出1億倍不止!

上天入地的人類,卻被這個問題難倒,科學家還不能創造出細胞



讓我們進入細胞,一探究竟!

一,細胞的起源

根據化石證據表明,越古老的地質層中,生物結構越簡單。從而揭示了生物是按照從簡單到複雜這個方向進化的。在35億年前的地質層中發現目前最古老的古細菌。科學家推斷,經過10億年偶然形成的古細菌是目前一切生物的始祖(包括病毒)。

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古細菌化石 35億年前




二,細胞在生態系統中的地位

一切生命活動都離不開細胞!對,是一切。"一切生命活動都離不開細胞"是一句判斷句。下面我們簡單證明它的正確性。這也是高中生物課本上的證明方式。

上天入地的人類,卻被這個問題難倒,科學家還不能創造出細胞

1,生命活動包括新陳代謝、應激性、生長、發育和繁殖、遺傳和變異、適應性等。

2,凡是由細胞構成的生物體都具有上述幾種生命活動,比如單細胞的草履蟲、瘧原蟲、細菌、藍藻,它們單個細胞就能完成分裂增殖、應激、各種新陳代謝等生命活動。多細胞的人類、動物、植物,他們機體中每一個細胞都有自己的生命,同時又能與其他細胞配合完成更復雜的生命活動。比如動植物進行有性生殖時,精子和卵細胞這兩種細胞結合成受精卵,受精卵這個細胞經過分離分化導致新個體的生長髮育。

3,生物中,比較特殊的是病毒。

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病毒是非細胞結構的生物,大多數病毒由蛋白質外殼和內部的遺傳物質核酸(DNA 或者 RNA)構成,僅有蛋白質或核酸的病毒非常少見。當病毒在細胞外時,並不表現出生命特徵,完成不了任何生命活動。一旦病毒寄生於特定的細胞內時,病毒的核酸將控制細胞內的生命系統,用來合成自己需要的蛋白質和複製自己的核酸,進而組裝成成千上萬的子代病毒。

在細胞中,病毒至少表現出了增殖、遺傳變異、適應性、新陳代謝等生命活動。所以,病毒不是生命系統。病毒只有寄生在活細胞中才能生活。

4,一個原子、一個分子不能完成任何生命活動。

我們不難得出結論:細胞是最基本的生命系統,它是生物結構和功能的單位,是地球一切生命系統的基礎。



三,細胞的結構

根據有無成形的細胞核,將細胞分成原核細胞和真核細胞。真核細胞又分成動物細胞、植物細胞、真菌細胞。真核細胞比原核細胞更復雜。

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細菌 無細胞核 有擬核


原核細胞一般具有細胞膜、細胞質、核糖體、環狀DNA,細胞質中除了核糖體,還有其他各種生命活動需要的原料、能源物質、酶……

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動物細胞 有細胞核


動物細胞一般具有細胞膜、細胞質和細胞核。細胞質包括細胞質基質和細胞器。細胞器有線粒體、內質網、高爾基體、核糖體、中心體。細胞核包括帶核孔的核膜和內部儲存的染色質(含有遺傳物質DNA)。

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植物細胞 有細胞核


植物細胞與動物細胞的不同之處在於植物細胞膜外還有全透性的細胞壁,細胞質中還有可能有葉綠體和大液泡。但高等植物卻沒有中心體。

以上細胞過於複雜,我們找到了世界上最小最簡單的細胞——支原體,其大小隻有0.1~0.3微米。

植物細胞大小一般為10-100微米,動物細胞大小一般為20-30微米。相對於真核細胞來說,支原體太小了。

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支原體,電子顯微鏡下



四,創造細胞從支原體開始

如果人類想創造細胞,選擇支原體顯然是明智的。

這裡還要說明一下,創造細胞跟重組細胞是不同的。比如克隆羊,用到了核移植技術,是將細胞重組,在進行培養獲得。創造細胞,要求我們科學家要從零開始,細胞內的一切物結構必須人工合成!

開始我們的創造之旅吧。

上天入地的人類,卻被這個問題難倒,科學家還不能創造出細胞

1,生殖支原體是在體外能自我複製的最小微生物,它含517個基因,580,070個鹼基對。

根據這些已知的DNA序列,我們體外可以合成。完成DNA合成。

2,我知道它的517個基因序列,那麼我們可以細胞外合成信使RNA,從而利用氨基酸、ATP、酶、核糖體等物質,來合成支原體內的各種蛋白質。

3,細胞膜也容易合成或獲得。細胞膜也就是磷脂雙分子層加點細胞膜蛋白質。這個貌似也完成了。

4,細胞質基質內含物太複雜?用差速離心法之間從破碎的細胞中分離吧。畢竟第一次去做,也不能一口吃個胖子。

5,合成了我們所知的所有物質,下面開始組裝支原體,對,就像組裝電腦一樣,把各種元器件精確地焊接在特定的地方

6,科學家失敗了,至今沒有一個成功。



五,失敗的原因

每一種酶催化著特定的生化反應,都需要一定的空間,而不能受到其他反應的干擾。細胞內的代謝必須在時間和空間上有序進行。所以光靠將組成物質放在一起,是遠遠不夠的。這簡直就像把電腦的所有元器件雜亂無章地堆在一起,還期望電腦能開機,這不是異想天開是什麼?

或許細胞的元器件種類還沒有電腦複雜。可惜細胞太微小,我們還沒有完全搞清楚"元器件"應該安裝在哪,"線路"怎麼連接……

差之毫釐謬以千里,唯有進入細胞這座"大城市"搞清楚全部運行規律,才有可能說創造細胞。



總結:

可喜的是,現在科學工作者可以藉助同位素標記法、熒光標記法等物理化學方法來研究物質的變化過程,再結合計算機技術,在不久的將來,人類重組細胞技術越來越先進、精確,最後創造出新細胞——一個全新的生命系統。從而達到"女媧造人"的程度。

您覺得人類能創造出活細胞還需要多久?歡迎留言。


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