由刘德英、唐平主编的这本《生命之秘》是北京大学生命科学学院学生撰写的一部生命科学杂文集，内容精彩、形式活泼、语言通俗，为青少年读者揭开生命科学的神秘面纱，引领读者探究生命之秘！本书由北大校长亲自作序，著名科学家饶毅老师与科学网联名推荐！

生命的世界，奇妙而多彩。大千世界里，植物、动物、微生物等无数生物构成了如此生机勃勃的自然景象。

翻开《生命之秘》一书，让我们一起揭开生命科学的神秘面纱……

《生命之秘》由刘德英、唐平主编。

生命礼赞

生物信息学初窥

iPS细胞小史

它是传奇—DNA小传

mRNA奇遇记

死亡圣器（上）

死亡圣器（下）

神秘剑客

小Y退化记——性染色体的演化

美丽神奇的小鱼——斑马鱼

酵母——最简单的真核模式生物

癌症的导向药物疗法

果蝇Mr.D的烦恼

重生的爱

从神创论到人造生命

甘氨酸的卑微爱情

鸟儿的罗盘

消化道历险记

最新研发的健康又有效的减肥药！

《传染病》：蝙蝠和猪的相遇造就了新病毒？

拟南芥的自述

自由意志

ATP合酶——神奇的分子“发电机”

法医DNA知多少

疫苗：想说爱你不容易

生之不易，生之传奇

死亡的意义

小小线粒体的恋爱与失恋

无论是谁，第一次接触电脑的时候，心中一定有不小的震撼。方寸之间的视窗世界，可以完美呈现出一千多万种颜色（24帧彩色显示屏）；而文字、音乐、影像，这些在平常世界里借助不同外在物质载体存在的东西，在这里更加精彩纷呈，因此，电脑看起来似乎是无所不能的。不过电脑回归到最基本的语言层次，是很简单的，只有“0”和“1”两个代码，是一个纯粹的非此即彼的二元世界。

和电脑一样，DNA也是由二元世界构成的。构成DNA的主要组成是两对碱基，一对是腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T），它们俩由两个氢键连接彼此；另外一对是鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C），它俩感情比较好，之间通过三个氢键连接起来。不过，相比电脑的二元世界，DNA要更复杂一些，如果把电脑比作二元一次方程的话，那么DNA就是一个不折不扣的二元二次方程。因为DNA是由两条链配对形成的，所以同样是A＝T，A在一条链和A在另外一条链上的意义却是不一样的。因此，电脑借助二元世界可以呈现一千多万种颜色，DNA便理所当然地可以编码千万亿种颜色，于是便造就了这个充满各种美丽生物的世界。当然，DNA的本领远远不是编码颜色这么简单，容我慢慢讲述。

虽然DNA的全部家当只有四个碱基，但是别小看它如果把一个人细胞的DNA碱基一个个排列起来的话，约有2米多长，比普通人还要高出一头；如果把一个人所有细胞的DNA碱基全部连起来的话，足够从地球到太阳往返旅行至少十次。幸好，DNA的生性并不那么蛮横耿直，只是柔软地躲在细胞核（或核区）里。一般情况下，DNA在细胞核（或核区）里，每200对碱基跟组蛋白结合形成核小体，以一种乱麻状松散的染色质存在；到了细胞分裂期，DNA就会以多重螺旋的状态层层缠绕在一起，从而高度浓缩形成只有1.4微米长度的染色体。这时在普通的光学显微镜下观察，就能看见染色体呈哑铃状，好像DNA在锻炼身体一样。

当然，DNA不是在锻炼身体，它是在传递遗传信息。它负责储存一个细胞从大小、形状到功能、定位等绝大多数的信息，然后把这些信息完整地传递给下一代。除了极少数生命体之外，DNA对细胞来说，就好像传家宝一样。因为DNA分子的巨大，它实际蕴含的信息量非常巨大，但是其中只有极小一部分信息是有效的。以人为例，其中只有不到1％的信息是有效的（但剩下的所谓非编码部分，过去不少人称为“垃圾DNA”，现在已知其中一部分也起到了重要的调控作用，所以也不能说这部分就“无效”了。）。这包含有效信息的部分，一般被称为基因。因为DNA和基因的重要性，英国生物学家道金斯曾经为基因写了一本书，叫作《自私的基因》。在这本书里面，道金斯把基因描述成自私的独裁主义者，说生物的一切行为其实都是基因来驱动的，基因只有一个目的，生存并繁衍下去，并控制生物体不断为自己的生存创造最好的条件。当然，事实上没有那么简单。

基因其实不是令人讨厌的独裁者，它只是一小段DNA，在DNA长长的双链上像糖葫芦一样一条线排列，彼此之间会保持一定的距离。在原核生物中，基因是连续不间断的，但是到了高等的真核细胞中，基因就是不连续的了，每个基因都是由很多个被内含子隔开的外显子组成，就像红白间隔的彩棒一样，只有红色的部分有用，而两种红色之间，又被白色所隔开。基因偶尔也喜欢热闹，有时候很多个功能相似或互补的基因会凑在一起，形成一个小群体来一起发挥功能，一个都不能少，缺了谁，其他的基因就罢工。

细胞为了只读取对自己有用的信息，派mRNA从基因上来兑取有效信息，而mRNA在正确读取信息之后，会在核糖体、tRNA等的协助之下，把这些信息加工成蛋白质。这形形色色的蛋白质就被分配到细胞的各个部位，有时候甚至被派出细胞执行各种功能，从而构成了我们多姿多彩的美好世界。

为了配合细胞的分裂，在高度浓缩成染色体之前，DNA需要把自己精确而完整地复制一次，从而让新生的两个细胞里面也具有完全相同的DNA。可以毫不夸张地说，DNA的复制是生命活动中最精确和最重要的。为了完成精确和完整的目的，DNA采取了半保留的复制方式。在复制开始之前，一些具有起始复制功能的蛋白会一个拉一个地结合到DNA的特定位点上，然后这些蛋白质赶走构成核小体的组蛋白，打开双链，利用一段只有大约20个碱基长度的RNA作为引子开始复制。DNA两条链的复制并不完全一样，一条链的复制比较顺利，像走在高速路上的汽车一样，可以一路走很远；而另一条链比较麻烦，走的是乡间小道，走一段路就得换车。换车复制的这个现象被日本一个叫冈崎的科学家发现，因而每次换车时合成的几百个碱基的片段，就被称为冈崎片段。

P23－27

生命的世界，奇妙而多彩。大千世界里，植物、动物、微生物等无数生物构成了如此生机勃勃的自然景象。对生物的研究包罗万象、异彩纷呈，研究成果也越来越迅速的走进普通百姓的生活当中。当我们在享受大自然馈赠的美丽和生物研究带来的福利的同时，可曾对在我们身边发生的很多不可思议的现象表示好奇？为何校园里到春天会百花齐放？那些候鸟每年早春来到校园里的水面，它们是如何找到飞行的方向？果蝇的恋爱对象谁说了算？生物机体的能量从何而来？细胞凋亡的机制又是如何？……

正是生物这种多样性与未知的神秘感，让生命科学更有魅力，使得无数科学家为了探索生命的奥秘而不断努力。即使不以科学研究为专业的人们也会被生命的魅力所吸引，希望能够了解这份神秘的色彩。

当我一打开这本书的书稿，读完杨晓亮同学写的《生命礼赞》，我为他能用诗的语言来描绘大千世界的生命而折服，这分明是一首“生命是你，生命是我”。北京大学生命科学学院的同学通过自己的学习、观察、实验，深入浅出地介绍复杂有趣的生物学问题，满足大家对生命奥秘的好奇心，丰富了读者对自然知识的理解，同时也培养了青少年对自然科学的兴趣，提高了他们的科学素养。

本书所有篇章均选自近几年来北京大学生命科学学院举办的“Interesting征文大赛活动”。这项征文活动，吸引了非常多的具有生命科学背景的优秀本科生、硕博研究生将自己研究的、感兴趣的生物学问题用通俗易懂的形式表达出来。文章既有很强的科学严谨性，也兼具趣味性和可读性。细胞小镇中的组蛋白镇长、热激蛋白警官、DNA博士，哈哈！到后来热激蛋白晋升为副总督了，成为了泛素总督的副手。又出现了p53教授，小mRNA长大也成为了DNA博士的研讨生，又来了个AGO法师……我真佩服同学们的想象力！生命科学学院不少从事植物分子生物学研究的老师和同学在温室里精心种植了无数拟南芥，有人称它为植物界的“果蝇”。我很高兴可爱的同学们能从一颗小小的拟南芥，想到学会长大、学会满足、学会感恩，感悟人生。本书从征文获奖作品中优中择优，以大自然的神奇秀丽为着眼点，以生命科学的奥秘为主线，为读者揭开了生命科学的神秘面纱，我相信这本书一定能赢得广大读者朋友的喜爱。

许智宏

2013年12月于燕园

2008年，北京大学生命科学学院组织了“第一届Interesting生命科学征文比赛”，得到了广大师生的积极参与和响应。征文比赛的初衷是想通过生动的科普知识和有趣的文字，向广大青少年及非生物学专业的同学传递生命科学所蕴含的无限魅力，让更多的人释放对科学的热情，谱写对生命的礼赞，激发他们爱科学、学科学的主观能动性。时至今日，大赛还在继续，一批批源源不断的优秀作者带着他们好的科普作品在大赛中涌现。于是，我们先将前三届的优秀获奖作品精心编辑成《生命之秘》，献给读者。

这本书中的每一篇文章、每一幅插图均来自北京大学生命科学学院的学生。这些莘莘学子中，有些还在学校读书，有些留洋海外，有些已经奋斗在工作岗作。但是他们所表达出的对生命科学的热爱和对文学、艺术的兴趣，全都体现在这本小小的图书中。

在图书出版之际，我们要感谢郭冬姝、侯萍萍、黄岳、纪玉锶、沈璧蓉对文稿中的科学问题进行审查与修改编辑，为了帮助读者更加直观地理解文章中的内容，陈俊竹、陈蕾、李雅颂、商瑾、杨麓等五名生命科学学院的本科生为书中文章绘制了插图。

更加难得的是，中国科学院院士、北京大学前校长许智宏教授还仔细阅读全部书稿，亲自为本书作序，并对书中涉及的一些科学问题和文字做了批注和修改建议，特此致以最诚挚的感谢！

此外，我们还要感谢中国科协高校科普创作与传播试点项目及北京市科委科普基地建设项目为本书出版提供了经费支持！

亲爱的读者，《生命之秘》一书中的每一篇科普文章，都是经过编委会精挑细选后的诚意之作。通过阅读此书，相信您已感受到了科学彰显出的无限魅力。

北京大学生命科学学院《生命之秘》编委会

2014年3月7日

科学的趣味是现代社会文化的重要组成部分，北大学生通过此书与读者朋友分享了科学以及研究的喜怒哀乐。

——饶毅

以华丽绽放的年华，探究奥古迷人的世界。这是一曲生命的礼赞，这是一份青春的宣言！魅力之作，诚意推荐！

——科学网