生物的复杂和美妙使得许多人去思考：生物从哪里来？生物的基本结构是什么？生命过程是如何运作的？……

朱钦士编著的《上帝造人有多难：生命的密钥》从宇宙诞生谈起，介绍组成生物的化学元素的形成、生物前体化合物在太空中的合成、生命的出现和进化、从以RNA为核心的世界到DNA、RNA、蛋白质之间跳的“三人舞”、原核生物到真核生物的演化、多细胞生物的出现、生物多姿多彩的有性生活、直至到对外星生物的推测，从而揭示我们这个宇宙中生命形成和发展最基本的规律。

先有鸡，还是先有蛋？生殖细胞也喝“孟婆汤”吗？为什么每个人都是特别的？为什么多数生物要分成“雌”和“雄”两性呢？人类的男性会消失吗？人的智力有极限吗？脑子越大越聪明？我们能不能通过克隆自己而达到“长生不老”？……

朱钦士编著的《上帝造人有多难：生命的密钥》以通俗有趣的文笔从分子细胞水平上深入思考这些问题，道出生命的密语。

1 我们从哪里来？

 1.1 上帝造人有多难？

 1.2 生命现象的偶然与必然

2 组成生命的分子怎样相互“识别”和“组装”自己？

 2.1 分子之间怎样相互“识别”？

 2.2 蛋白质的“十九般兵器”

3 遗传和进化

 3.1 先有鸡，还是先有蛋？

 3.2 生殖细胞也喝“孟婆汤”吗？——介绍一些“外遗传学”

4 生物的共性和特性

 4.1 为什么每个人都是特别的？

 4.2 我们能请外星人吃饭吗？

5 生物多姿多彩的“有性生活”

 5.1 生物的“性”事知多少？

 5.2 器官排斥和配偶选择

6 生物发展的皇冠——智力

 6.1 目的和智力

 6.2 人的智力有极限吗？

7 干细胞与克隆

 7.1 人体的更新之源——干细胞

 7.2 我们能不能通过克隆自己而达到“长生不老”？

8 细胞的解毒和生殖细胞的永生

 8.1 我们的机体是如何解毒的？

 8.2 为什么生殖细胞能够永生？

9 生命中的几何关系

 9.1 为什么我们觉得蚂蚁是“大力士”？

10 生命与音乐

 10.1 音乐的美、奇、谜、憾

 10.2 美妙的歌声是怎样发出来的？

11 经络现象秘密初探

 11.1 经络现象是客观存在的

 11.2 近年来对于经络现象的研究

 11.3 理解经络现象所需要的现代科学知识

参考文献

2.2 蛋白质的“十九般兵器”

《论语》中说，“工欲善其事，必先利其器”，是说要把一件事做好，必要的工具是不可少的。在现代火器出现之前，人们要狩猎或搏斗，自然可以拳打脚踢牙咬，也就是使用人体“自带”的工具。但是如果有武器相助，威力就大得多。古人早就懂得这个道理，所以发展出各式各样的武器。在《水浒传》中，八十万禁军教头王进教授九纹龙史进的，就有“十八般武艺”，也就是使用“十八般兵器”：矛、锤、弓、弩、铳、鞭、锏、剑、链、挝、斧、钺、戈、戟、牌、棒、枪、扒。

我们身体里面的蛋白质，负担的任务远比古代的武士进行搏斗为多。为了完成所有这些任务，蛋白质不但也有“十八般兵器”，而且比古代武士所用的还多一种，所以有“十九般兵器”。这些武器的名字中最后的两个字（氨酸）相同。为了看起来简洁，并且和上面的“十八般兵器’’对应，我们在这里把这最后两个字略去，只写出它们前面的字，那就是丙、缬、亮、异亮、苯丙、脯、色、丝、酪、半胱、蛋、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏、天冬、谷、赖、精、组。这些武器到底是什么，我们后面再讲。在这里先说说蛋白质的重要性和任务。任务清楚了，蛋白质为什么要这么多种“武器’’就清楚了。

蛋白质不仅是构成皮肤（如胶原蛋白）、毛发和指甲的材料，更与所有的生命活动有关。肌肉收缩需要蛋白纤维，物质转运需要各种蛋白转运器，识别敌友需要抗原识别蛋白，标记外来的异物需要抗体，血液凝固需要成纤维蛋白，调节血糖需要胰岛素，感知外界信号需要各种蛋白受体，把DNA缠绕成染色体需要组蛋白，控制基因的表达需要各种转录因子等。

除了以上功能以外，蛋白质最复杂、最繁重的任务，还是催化各种化学反应。生命活动是通过几千种化学反应来实现的，包括利用外来物质建造自己的身体，氧化食物中的分子以获取能量，生产前面提到的各种生命活动所需要的分子，如转运蛋白、抗体、激素、凝血因子等。化工厂里面要实现各种化学反应，常常使用高温、高压的条件。但是在人体中，一切化学反应却必须在恒定体温和常压下进行。这就给我们出了个难题。

比如在火力发电厂中，煤和石油是在高温下燃烧的。但是在常温下，放在空气中的煤和石油很稳定。把葡萄糖放在空气中，哪怕在大热天（到37℃），它也不能被氧气所氧化。这是因为，分子要进行化学反应，必须首先要得到足够的能量，把其中的化学键（把原子连接成分子的电子联系）打开。燃烧时上千度的高温能够提供足够的能量。但是在室温下，分子得不到所需的能量，化学反应也就难以进行。而在我们的身体中，葡萄糖却可以容易地被“燃烧”，变成二氧化碳和水，释放出我们身体所需要的能量。这是因为在体内，化学反应有蛋白质的帮助。蛋白质能把化学反应分成几步，每一步需要的能量都比较少，这就使得原来在体温下不能完成的化学反应也能顺利完成。反应完成以后，蛋白质又恢复原来的样子，本身并不消耗。这个过程就叫做催化。这些催化化学反应的蛋白质，就叫做酶。我们身体里面的几千种化学反应，都是由酶来催化的。

所以我们可以说，没有蛋白质就没有生命。蛋白质是一切生命活动的具体执行者。但是在过去的二三十年中，由于若干关键技术的突破（比如工具酶的发现与制备，克隆技术，聚合酶链式反应即PCR以及大规模测定DNA序列的技术等），分子生物学得到了迅猛的发展。而在同一时期中，对蛋白质进行研究的传统技术却没有多少突破性的进展，反而需要借助分子生物学的手段。因此，现在人们对DNA和基因谈论得很多，对蛋白质的注意力反而有所下降。

其实DNA不过是记载生物密码的分子。而且密码里面的信息，只和蛋白质有关。DNA的作用，就是为各种不同的蛋白质编码，并且和转录因子一起，准确地控制每种蛋白质出现的时间和地点，仅此而已。其余的工作都交给蛋白质去做。DNA并不记录脂肪和葡萄糖的分子结构，也不为胆固醇和血红素的分子编码。是蛋白质在合成和利用这些分子。因此，DNA携带蛋白质的信息，蛋白质使生命得以实现。已经绝灭的猛犸和尼安德人的DNA还基本上存在，但那已经不是生命。只有细胞（比如卵细胞）里面的蛋白质有可能使它们重新变为活的生物。恩格斯说，“生命是蛋白质的存在方式”，进化论者说，“生命是传递基因的工具”，两种说法都有其道理。现在，人的DNA序列已经完全弄清，我们已经进入“后基因时代”，是重新把注意力放到蛋白质身上的时候了。

蛋白质要执行各种功能，首先就要准确地与各种分子相结合。这就需要蛋白质的表面形状要和与它结合的分子的形状相符，而且结合处的带电情况也要相配。这就要求蛋白质分子有各种特异的形状和表面电荷分布。这是由上面所说的“十九般兵器”来实现的。

P23-25

生命是我们这个世界上最美妙的事物。地球上郁郁葱葱的森林，鲜花盛开的草原，鸣唱婉转的鸟儿，翩翩起舞的蝴蝶，使我们的星球充满“生”机。

生物也是我们这个宇宙中最复杂的物质存在形式。无生命的分子的结构大多很简单，从沙子里面的二氧化硅到大气里的氮气，分子中所含的原子数一般不超过10个。而蛋白质分子由几十到上千个基本“构件”（氨基酸）组成，每个蛋白质分子含有数千到数万个原子。它们折叠成各种形状，执行不同的功能。我们的“生命蓝图”（DNA）更是由大约30亿个“字母”（核苷酸）组成，含有约2000亿个原子。亿万计的不同类型的分子以各种方式结合，组成细胞。而我们的身体又由约600 000亿个不同类型的细胞组成，在此基础上产生了协调一致的各种生理功能和精神意识。

我们人类也是一种生物，而且把生物的复杂性和能力发展到极致。我们不仅创造了语言文字，还发展了科学艺术。我们建设了美丽的乡村、宏伟的城市。我们还发明创造了汽车、飞机、计算机、互联网。除了物质条件的进步，我们还有丰富美好的精神生活。我们不仅被这个世界创造，我们还能反过来研究和改造这个世界。

生物的复杂和美妙使得许多人思考： 生物从哪里来？生物的基本结构是什么？生命过程是如何运作的？为什么地球上有那么多种类的生命？为什么人要分男女两性？为什么人会衰老？我们能够通过克隆自己达到永生吗？人还会变得更聪明吗？有关生物的问题可以说是无穷无尽。

作为在生物领域耕耘几十年的工作者，作者对各种生命现象进行了思考，并且把这些思考的结果写成科普文章，在《科学网》和《中国科普博览》中的“知识采蜜”专栏发表，引起了读者广泛的兴趣。清华大学出版社的胡洪涛先生注意到这些文章，希望我将其中的一些内容汇聚成书出版，使得更多的读者可以一次性获得这些文章并且更方便地阅读。这就是这本书的由来，在此对胡洪涛先生及其出版社的同仁表示衷心的感谢。

这本书不是生物教科书，所以它的重点不是讲述生物学中的那些“经典”知识，例如蛋白质和DNA的一级结构和空间结构、遗传密码、DNA-mRNA-蛋白质的“中心法则”等。这些内容都可以在生物学的教科书中找到。本书的目的，是从宇宙发展的角度，用新的思路来理解生命，探讨各种生命现象的来由和进化机制，从分子水平上阐述生物的各种功能是“如何运作”和“怎么来的”等问题。

在本书的写作过程中，得到了郝林女士的全力支持和大力协助。除了提供有关信息、提出写作建议和严格审稿外，她还承担了几乎全部家务，让我能够集中精力写作。所以这本书是我们两人共同努力的结果，在此也表达对她的感激之情。  朱钦士

于2015年1月