⑴ 【多貝】虎牌、象印、膳魔師,日系三大保溫品牌的由來！
一、 虎牌tiger
幸福の溫暖魔法
產地：中國上海
日本大阪
の溫暖魔
最先說虎牌是因為它在國內的名頭最響，在日本也是民用水壺保有量第一，然而說起他的歷史卻是日本三保里成立最晚的。虎牌熱水瓶株式會社（タイガー魔法瓶株式會社），是日本的一個高品質真空瓶及消費電子產品製造的跨國公司，目前，它在中國台灣和北美分別開設有分公司。上圖中左下角的上海虎生電子電器有限公司是日本虎牌熱水瓶株式會社控股與台灣企業合資在中國投資設立的外商獨資企業，1997年成立，是其在中國的子公司，國內賣的虎牌都是這個虎生公司生產的。
1923年（大正12年），創始人是菊池武范（1895.11~1975.5）在大阪市西區設立了菊池製作所，開始銷售虎印魔法瓶（如圖所示）。縱觀虎牌保溫瓶誕生的歷史，是從「將猶如母親烹的茶的溫暖帶給所有人」的初衷開始的。
關於虎牌的來歷，後人便把創始人的傳記畫成漫畫，講菊池武范創業史的漫畫，這是篇充滿心靈雞湯的勵志故事。
話說，明治28年（1895年）菊池武范生於日本愛媛縣西宇和郡三瓶町，父親是村長，家裡還經營著遠洋漁業和礦山業，菊池是家中長子，從小住在具有300年歷史的祖屋大宅中，是個不折不扣地含著金鑰匙出生的富二代。菊池無憂無慮的大少爺生活一直維持到12歲，那年父親生意失敗，豪宅也賣了全家變的一貧如洗，禍不單行的是在那不久父親又突發腦溢血，菊池小公子一下子就從王子變成了乞丐。
作為家中長子，家道中落的菊池為了養家糊口只能中途輟學去大阪的一家紡織工廠打工。每天從早到晚的辛勤工作，可到了吃飯的時候也只能吃殘羹冷飯，這就是在這個時候，小小的菊池開始一邊扒拉冷飯一邊懷念起昔日媽媽給他烹的熱茶泡的飯（日本有種飲食叫做茶漬飯，就是用熱茶澆在飯上再配點小菜吃）。故事說到這里，接下來就是主人公跟保溫瓶一生一世的死磕的命運了。
時光荏苒，菊池慢慢長大，想去參軍卻因為營養不良太瘦而落選了。無所事事的菊池有一天路過文具店，就在櫥窗里，他邂逅了終其一生追求的真愛——魔法瓶！日本人叫魔法瓶實際上就是我們說的熱水瓶。由於熱水倒到壺裡面一整天也不會冷掉，就像夢一般的魔法，所以當時的日本人稱其為魔法瓶。這個名字叫出來真的是比熱水瓶浪漫主義多了。
菊池看到魔法瓶里倒出的熱騰騰的水，不禁張大嘴驚嘆：「哇塞！好神奇啊~」於是就按照壺上面的logo找到了鷹印魔法瓶公司。之後就見到了人生中非常重要的好基友山本富吉。菊池參觀了山本的公司後就表示不走了，死氣白咧地要跟著山本當學徒做產品。山本也是個一點就燃的天真boy，看到菊池這么誠懇，他激動地大放厥詞說：「有了你，咱們將來一定可以造出全日本首屈一指的暖水壺！」
又好幾年過去了，菊池把山本的技術學的差不多了，老家的弟弟妹妹也越長越大，家裡的開支開始越來越多，菊池一個人的薪水開始養不起一家子了。於是，菊池想要自立門戶，可是苦於沒有資金。好基友山本給菊池出主意說：「要不你當我魔法瓶的下線，我提供給你貨源，你賣出去的利潤全歸你~」菊池就這樣從技術工種一下子變成了銷售人員，完成了他最初創業資金的原始積累。
然後就是1923年，菊池設立了菊池製作所開始生產和銷售虎印魔法瓶。山本的魔法瓶是「イーグル印」，翻譯過來就是鷹印，想必用猛禽名字作為暖水壺的logo再以「印」字結尾是魔法瓶界一貫做法，所以菊池的暖水瓶就選擇了具有王者風范的「老虎」作為產品logo，並沿用至今。
公司成立後，菊池發誓要製造出新的產品，媽媽和兄弟姐妹都來幫忙。在當時來說，暖壺還是很奢侈的東西，普通人家需要用一個月的薪水才能買一個瓶子。因為它特別容易摔碎，所以菊池就開始改良壺身，用紙板包裹暖壺的中間保壺膽，外面用容器把它盛進去使用，這樣既能防摔又能防止生銹。
於是乎比其他暖水瓶結實5倍以上的虎牌一下子成為了大阪和神戶地區網紅商品，就在虎牌准備打入東京市場的時候，日本爆發了歷史上非常著名的「關東大地震」，那次災難造成9萬人死亡，10萬人受傷，神奇的是菊池准備在東京銷售的一百來個暖瓶竟然完好無損地保存了下來，一個破損的都沒有，這令虎牌一下子名聲大震。以此為契機，菊池家的虎牌，逐漸成為了日本魔法瓶領域里的領軍人物。
回想年少時期的艱辛的打工生涯，菊池最懷念的就是媽媽給他烹的茶所帶來的溫暖，所以「媽媽給他倒的茶的溫度」成為了虎牌創業的原點。
隨著科技的進步，保溫瓶逐漸從家中的奢侈品變成了日常生活用品，它的功能也開始變得多樣化，隨時隨地都可以吃到熱乎乎的飯菜已經不再是什麼新鮮事。虎牌的產品從保溫瓶領域逐漸擴展到大家的餐桌領域，越來越多的保溫產品成為了我們日常生活中必不可少的部分。
便利的科技和美好的生活應該分享給全世界的人們，熱乎乎的茶、好吃的飯菜、人與人之間的分享使生活變得更有幸福感。如今，保溫製品早已不在是一國的專利，全世界的人們都在承襲著它的便利，虎牌不過是其中的一個品牌，但科技改變生活卻是實實在在影響著我們的日常生活。
二、 膳魔師THERMOS
產地：中國崑山
菲律賓
馬來西亞
膳魔師可以說是保溫瓶的鼻祖，是三大保溫瓶中誕生最早的一個。
1880年代，德國物理學家提出了真空容器的概念，1892年1月20日，蘇格蘭物理學家和化學家詹姆斯-杜瓦根據真空容器的理論設計出了兩層真空的玻璃容器。它的原理是將玻璃吹制一個特殊的玻璃瓶，兩層玻璃膽壁都塗滿銀，然後把兩層壁間的空氣抽掉，形成真空。這種特殊的低溫恆溫器就是我們的保溫瓶、日本人的魔法瓶的原型，即世界上大名鼎鼎的「杜瓦瓶」。
德國的玻璃製造工匠萊因霍爾德伯格在杜瓦的真空玻璃容器的基礎上又加上了一個金屬保護殼，1903年在德意志取得專利，並於第二年，即1904年以「THERMOS」為注冊品牌，製造出玻璃內膽保溫瓶，並在德國柏林成立了「THERMOSG.M.B.H公司」。「THERMOS」來源於希臘語，代表著「暑熱、盛夏」的含義。所以，膳魔師原本是個德國品牌，並非日本本土品牌。
圖為膳魔師公司初期生產的魔法瓶。THERMOS保溫瓶一經推出就掀起了整個歐洲的風潮，到了1907年，更是在英國、美國、加拿大等世界各地建立了分公司，膳魔師開始在世界范圍內流行開來。
1903-1905年間膳魔師水壺被懷特兄弟帶著飛上了藍天，1907年，膳魔師保溫瓶曾經伴隨戰地記者理查德哈丁戴維斯探訪剛果內陸。1908年，探險家羅伯特皮爾里在膳魔師保溫瓶的陪伴下，歷經10個月的嚴寒挑戰終於到達了北極點，開創了世界紀錄。歐內斯特沙克爾頓在1909年率隊發現南磁極、羅斯福上校進入蒙巴薩時，也都使用了膳魔師保溫瓶。可以說當時的膳魔師就是極限挑戰人內心當中的作戰必備爆款。隨著一戰爆發，膳魔師水壺又被帶了戰區，有了更多的用途，右圖是一戰時期的膳魔師海報，可以看出戰爭意味濃厚。
二戰期間，膳魔師真空保溫瓶作為軍需品為軍隊保儲水源、儲存葯品、血液甚至器官。由救援軍犬們背載膳魔師保溫瓶來回奔波於前線與後方，提供最及時的溫暖援助。保溫瓶被士兵們稱為「拯救生命的必需品」，圖為二戰時期膳魔是宣傳海報，右下角的英勇救援犬成為了無數生死瞬間傳遞希望的經典符號。
膳魔師進入了日本市場是1908年，圖為當時的廣告語，它在日本被稱為「震驚世人的發明——寒暖壇」。此後，隨著一戰的爆發，列強的舶來品大量湧入日本，從而進一步促進了日本本國內的保溫瓶製造業。1912年之後，日本制的魔法瓶開始生產，當時的大阪是玻璃工業的中心，魔法瓶的生產便以大阪為中心開始發展起來。上文提到的虎牌和菊池，也是在這之後從大阪開始起家的。
至於一個德國品牌為什麼會最終被當成日本保溫杯呢？還是要從1978年日本本土膳魔師推出全球第一隻不銹鋼雙層高真空保溫瓶(VacuumBottle)（如圖左）。不怕摔又輕便的不銹鋼保溫杯是一個劃時代的產物，它成功締造了膳魔師的品牌市場地位，也是現代保溫杯的雛形。也正因如此，今天我們在談論膳魔師產品時，總是把膳魔師說成日本的品牌。
1981年不銹鋼真空保溫杯正式投入製造生產。這是當時產品發售時的廣告，赤裸裸地打出了「輕便、不會摔碎的不銹鋼二層真空構造」的標語，宣布了易碎沉重的玻璃保溫瓶時代的即將終結。不銹鋼保溫瓶融合了當時非常難的高真空斷熱技術、金屬加工技術和溶解技術，因此在當時也是價格不菲，要不說日本人科研攻關能力就是強，活生生把一個舶來品研發出具有本國特色的里程碑產品。
需要提一句的是，瓶子是當時的日本本土膳魔師研發的，而製造商卻是日本酸素公司。當時的日本酸素公司就是現在的大陽日酸株式會社的前身，是日本三大工業氣體製造商之一，1989年時收購了膳魔師品牌。我們從官網上的企業概況中也能看到大陽日酸全額出資的股東。所以，膳魔師雖然出生地是德國，後來有一段時間還被美國公司收購過，但真正形成現如今的不銹鋼保溫杯的品牌形象，還是要從日本說起。
現在膳魔師於2001年又被中國台灣公司皇冠金屬收入麾下，嚴格說來目前的國籍其實是台灣，但日本技術的印象已經根深蒂固地存在於廣大消費者腦中了。我們說膳魔師是第一個發明真空保溫技術的，但這在今天的保溫瓶界早已不是什麼高新技術了，膳魔師家族不斷推陳出新……，就此不銹鋼保溫製品猶如舊時王謝堂前燕一般開始逐漸飛入尋常百姓家。
三、 象印ZOJIRUSHI
產地：泰國
象印的創始人是市川銀三郎和市川金三郎，兩兄弟出生於愛知縣中島郡的朝日村。自從1908年膳魔師保溫瓶進入日本市場，金三郎就對保溫瓶感興趣，金三郎起初是個加工電燈泡的工人還是是個好奇寶寶。恰好白熾燈泡本來就是真空工業的鼻祖，玻璃真空的技術都是相通的，金兄弟也算是半個內行，於是他自己就開始沒日沒夜的鑽研。話說，日本本土保溫瓶的創始人八目亭二郎也是做電燈泡出身的，可以這么說，日本的保溫瓶的發端就是從電燈泡製作發源的。
後來住在大阪經商的哥哥銀三郎知道了弟弟的喜好後，就決定兩個人組團一起搞暖水壺營生，於是在1918年（大正七年），兄弟倆在大阪的一個偏僻工廠內成立了市川兄弟貿易公司，哥哥當時20歲、弟弟17歲。保溫瓶在當時是個奢侈品，日本的一般家庭買不起，日本本國銷售額只佔1成，製作出來的成品90%都是出口，主要銷往中國和東南亞。
二戰以後，日本的保溫瓶工業成為了民間指定商品，需求量一下子激增。1945年（昭和20年）10月，銀三郎開始在田邊町的家裡重新開設保溫壺修理店，沒曾想生意超級紅火。到了1947年，兄弟倆乾脆關了修理店直接在南區高津重新設廠，並成功開發出自動制瓶機內瓶的量產化，就此開始生產組裝的保溫瓶。
圖為社長市川重幸視察高津工廠的魔法瓶加工現場，高津工廠最初開始生產的是攜帶用的保溫壺，後來銀三郎的大兒子從中國回來的朋友那裡聽說了家庭用桌上型水壺，覺得這種類型的水壺將會成為日後趨勢，於是工廠生產方針就改成了以生產家庭用桌上型水壺為主。
上圖為1948年研製成功的桌上用水壺，戰後開工以來的第一個研發製品。壺的蓋、肩部、腰部和壺底的內膽都是電鍍了鉻炮製而成，把手是壓鑄而成，頭部的形狀像是醍醐的嘴巴一樣，因此被命名為「醍醐壺」。這個水壺因為其古典而風雅的造型一經推出就成了爆款，加之此後日本曾一度狂掀復古風浪潮，在很長一段時間內都是明星商品。
1953年（昭和28年），市川兄弟商會更名為協和魔法瓶工業株式會社。1960年（昭和35年）正值日本的經濟繁榮期，在這樣的背景下，協和魔法瓶會社贊助了一檔名為「象印歌錦標賽」的電視節目，一下子大火，經由這次成功的宣傳策略，此後的7年間「象印」這個名字逐漸滲透到日本國民當中成為家喻戶曉的品牌。圖為象印的宣傳車在日本街頭行駛，吸引了無數行人的目光，車內有播音員進行廣播，這種宣傳方式在當時也屬於業界首創。
1961年（昭和36年）11月20日，協和魔法瓶工業株式會社正式更名為「象印魔法瓶株式會社」，由此社名和logo終於統一到了一起。圖為象印的商標的變更圖，可以看到1958年與1961年的logo相比，象印便把以往的長鼻子象的logo形象更改為更加可愛風的短鼻子象。1961年以後，小象logo就基本沒再變過了。
1981年，象印魔法瓶株式會社量產化不銹鋼保溫杯保溫瓶上市。此後，象印不斷推陳出新，開發出電飯煲、電熱水瓶、電火鍋、電烤箱、咖啡壺、保溫便當盒、真空保溫瓶等系列生活小家電，並且還在不斷開發用於改善生活環境的空氣凈化器、加濕器等產品。
說到「象印」的由來，要從一戰結束後兄弟倆的魔法瓶的出口生意說起。日本是個水資源特別豐富的國家，不僅水量豐富，水質也好，直接飲用也是沒有問題 ，所以我們在灌籃高手裡看櫻木花道的側臉對著自來水管直接喝的畫面千萬不要學，日本人都是直接從水管里接水喝的, 但咱們不成。正因如此，魔法瓶在日本國內的需求就沒有那麼大，九成的魔法瓶都是出口。
而反觀中國、東南亞、印度等國家的水質就不那麼好了，大多需要燒開才可以飲用，對煮沸的水進行保溫或是保冷的需求量就很大，因此這些國家相較於日本而言，保溫瓶很快就加入了人們日常生活必需品的行列。所以說，日本人生產保溫壺很牛叉，但在自己本國卻市場不是很大。圖為當時大阪西區林立的各種外國商館，當時的華僑進口日本的魔法瓶就是在這里。
圖中描繪的是銀三郎兩年一次從神戶港出發去上海出差洽談出口事宜。既然製造出來的絕大部分商品是要出口外銷，那麼就必須要給自己的產品想一個商標。兄弟倆想來想去，決定用大象來當作商社的商標。大象聰明、家族使命感強，是陸地上最大的動物，給人一種憨厚從容的感覺，在小朋友們中間很有人氣。
大象，它生命力頑強，壽命也長，給人的種種印象都非常符合魔法瓶的功用。特別是考慮到自己的產品未來要面向東南亞等國，大象在當地是神聖的象徵，以象印作為logo更容易打入市場。於是，當時還叫市川商會的象印商標就這么愉快地決定了，出口外銷用的魔法瓶上都會標有一個帶著王冠的大象，並附有「ELEPHANT&CROWN」的商標。
縱觀日系三大保溫品牌，他們各自有各自的優點和特色，在價格上虎牌貴些、象印次之、膳魔師相對便宜一點。膳魔師雖然是魔法瓶和不銹鋼保溫杯的鼻祖，但後來卻被勇於鑽研的日系本土水壺超越。目前虎牌是日本民用水壺的NO.1，象印則更傾向外觀設計，膳魔師商品名目繁多更加普惠大眾。但不管怎麼說，三大品牌的質量都是非常可靠值得信賴的，差別也是伯仲之間，所以大家在選擇的時候主要考慮的因素並不是哪個比哪個好，根據價格和喜好選擇合適的就行。
⑵ 無機物進化到微生物
無機物——————有機小分子物質（氨基酸）————————有機大分子物質（蛋白質）——————生命（擁有基本代謝功能和繁殖功能）
英國科學家米勒作了一個實驗，它將氨氣，氫氣，水蒸氣等混合氣體加熱，然後通過電火花的洗禮，再接著冷卻，最後在所得液體中發現了最簡單的如氨基酸類的有機物。這就是生物進化的第一階段。
原始地球中，大氣中充滿了氨氣，氫氣，co2，等等無機物質（大多數從地
球表層火山噴出來的），當時烏煙瘴氣的大氣層中，閃電密布，大概過了多少億年，積累了許久的量變在一次巨大的閃電襲擊下突然間質變，成為了一個有機物。然後，越來越多的有機物落到了原始海洋中（還是噴出來的……），慢慢的，他們聚集到一起，在強烈的紫外線和閃電攻擊下，成為了基本的大分子有機物。後來，有很多物質不停的變化，成為了一個細胞中的各種物質，比如線粒體等等。後來，他們聚集在一起，生成了隔離水和細胞液的細胞膜，就此，第一個「生命」誕生了，雖然他只能有基本的新陳代謝和繁殖能力，但他是個定義上的生命。之後那就是越來越多的細胞聚集在一起，成為了多細胞生物。
DNA，原名脫氧核糖核酸，他就是一種大分子有機物，生物的遺傳物質分RNA，DNA，有的蛋白質也有遺傳功能。是DNA指導氨基酸合成和本體一樣的蛋白質，並且組成到一起。
生命的組合完全是意外的，就像我剛才跟你陳述的過程，只有非常小的幾率，他們合成了，並且，如果第一個生命不幸夭折了，那就還要等很久很久。
（原創）
DNADNA（為英文Deoxyribonucleic acid的縮寫）,又稱脫氧核糖核酸，是染色體的主要化學成分，同時也是組成基因的材料，有時被稱為「遺傳微粒」。DNA是一種分子，可組成遺傳指令，以引導生物發育與生命機能運作。主要功能是長期性的資訊儲存，可比喻為「藍圖」或「食譜」。其中包含的指令，是建構細胞內其他的化合物，如蛋白質與RNA所需。帶有遺傳訊息的DNA片段稱為基因，其他的DNA序列，有些直接以自身構造發揮作用，有些則參與調控遺傳訊息的表現。
單體脫氧核糖核酸聚合而成的聚合體——脫氧核糖核酸鏈，也被稱為DNA。在繁殖過程中，父代把它們自己DNA的一部分（通常一半，即DNA雙鏈中的一條）復制傳遞到子代中，從而完成性狀的傳播。因此，化學物質DNA會被稱為「遺傳微粒」。原核細胞的擬核是一個長DNA分子。真核細胞核中有不止一個染色體，每條染色體上含有一個或兩個DNA。不過它們一般都比原核細胞中的DNA分子大而且和蛋白質結合在一起。DNA分子的功能是貯存決定物種性狀的幾乎所有蛋白質和RNA分子的全部遺傳信息;編碼和設計生物有機體在一定的時空中有序地轉錄基因和表達蛋白完成定向發育的所有程序;初步確定了生物獨有的性狀和個性以及和環境相互作用時所有的應激反應.除染色體DNA外，有極少量結構不同的DNA存在於真核細胞的線粒體和葉綠體中。DNA病毒的遺傳物質也是DNA,極少數為RNA.
DNA是一種長鏈聚合物，組成單位稱為核苷酸，而糖類與磷酸分子藉由酯鍵相連，組成其長鏈骨架。每個糖分子都與四種鹼基里的其中一種相接，這些鹼基沿著DNA長鏈所排列而成的序列，可組成遺傳密碼，是蛋白質氨基酸序列合成的依據。讀取密碼的過程稱為轉錄，是根據DNA序列復制出一段稱為RNA的核酸分子。多數RNA帶有合成蛋白質的訊息，另有一些本身就擁有特殊功能，例如rRNA、snRNA與siRNA。
DNA是遺傳信息的載體，故親代DNA必須以自身分子為模板准確的復製成兩個拷貝，並分配到兩個子細胞中去，完成其遺傳信息載體的使命。而DNA的雙鏈結構對於維持這類遺傳物質的穩定性和復制的准確性都是極為重要的。
（一）DNA的半保留復制
Waston和Click在提出DNA雙螺旋結構模型時曾就DNA復制過程進行過研究，發現DNA在復制過程中鹼基間的氫鍵首先斷裂（通過解旋酶），雙螺旋結構解旋分開，每條鏈分別作模板合成新鏈。由於每個子代DNA的一條鏈來自親代，另一條則是新合成的，故稱之為半保留式復制(semiconservative replication)。
（二）DNA復制過程
1．DNA雙螺旋的解旋
（1）單鏈DNA結合蛋白（single—stranded DNA binding protein, ssbDNA蛋白）
（2）DNA解鏈酶（DNA helicase）
（3）DNA解鏈
2．岡崎片段與半不連續復制
3．復制的引發和終止
（三）端粒和端粒酶
1941年美籍印度人麥克林托克（Mc Clintock）就提出了端粒(telomere)的假說，認為染色體末端必然存在一種特殊結構——端粒。現在已知染色體端粒的作用至少有二：① 保護染色體末端免受損傷，使染色體保持穩定；② 與核纖層相連，使染色體得以定位。
[編輯本段]【DNA的理化性質】
DNA是大分子高分子聚合物，DNA溶液為高分子溶液，具有很高的粘度。DNA對紫外線有吸收作用，當核酸變性時，吸光值升高；當變性核酸可復性時，吸光值又會恢復到原來水平。溫度、有機溶劑、酸鹼度、尿素、醯胺等試劑都可以引起DNA分子變性，即使得DNA雙鍵間的氫鍵斷裂，雙螺旋結構解開。
DNA(deoxyribonucleic acid)指脫氧核糖核酸(染色體和基因的組成部分) 脫氧核苷酸的高聚物，是染色體的主要成分。遺傳信息的絕大部分貯存在DNA分子中。
[編輯本段]【分布和功能】
原核細胞的染色體是一個長DNA分子。真核細胞核中有不止一個染色體，每個染色體也只含一個DNA分子。不過它們一般都比原核細胞中的DNA分子大而且和蛋白質結合在一起。DNA分子的功能是貯存決定物種的所有蛋白質和RNA結構的全部遺傳信息；策劃生物有次序地合成細胞和組織組分的時間和空間；確定生物生命周期自始至終的活性和確定生物的個性。除染色體DNA外，有極少量結構不同的DNA存在於真核細胞的線粒體和葉綠體中。DNA病毒的遺傳物質也是DNA。
[編輯本段]【DNA的發現】
自從孟德爾的遺傳定律被重新發現以後，人們又提出了一個問題：遺傳因子是不是一種物質實體？為了解決基因是什麼的問題，人們開始了對核酸和蛋白質的研究。
早在1868年，人們就已經發現了核酸。在德國化學家霍佩·賽勒的實驗室里，有一個瑞士籍的研究生名叫米歇爾（1844--1895），他對實驗室附近的一家醫院扔出的帶膿血的綳帶很感興趣，因為他知道膿血是那些為了保衛人體健康，與病菌「作戰」而戰死的白細胞和被殺死的人體細胞的「遺體」。於是他細心地把綳帶上的膿血收集起來，並用胃蛋白酶進行分解，結果發現細胞遺體的大部分被分解了，但對細胞核不起作用。他進一步對細胞核內物質進行分析，發現細胞核中含有一種富含磷和氮的物質。霍佩·賽勒用酵母做實驗，證明米歇爾對細胞核內物質的發現是正確的。於是他便給這種從細胞核中分離出來的物質取名為 「核素」，後來人們發現它呈酸性，因此改叫「核酸」。從此人們對核酸進行了一系列卓有成效的研究。
20世紀初，德國科賽爾（1853--1927）和他的兩個學生瓊斯（1865--1935）和列文（1869－－1940）的研究，弄清了核酸的基本化學結構，認為它是由許多核苷酸組成的大分子。核苷酸是由鹼基、核糖和磷酸構成的。其中鹼基有4種（腺瞟吟、鳥嘌吟、胸腺嘧啶和胞嘧啶），核糖有兩種（核糖、脫氧核糖），因此把核酸分為核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA）。
列文急於發表他的研究成果，錯誤地認為4種鹼基在核酸中的量是相等的，從而推導出核酸的基本結構是由4個含不同鹼基的核苷酸連接成的四核苷酸，以此為基礎聚合成核酸，提出了"四核苷酸假說"。這個錯誤的假說，對認識復雜的核酸結構起了相當大的阻礙作用，也在一定程度上影響了人們對核酸功能的認識。人們認為，雖然核酸存在於重要的結構--細胞核中，但它的結構太簡單，很難設想它能在遺傳過程中起什麼作用。
蛋白質的發現比核酸早30年，發展迅速。進入20世紀時，組成蛋白質的20種氨基酸中已有12種被發現，到1940年則全部被發現。
1902年，德國化學家費歇爾提出氨基酸之間以肽鏈相連接而形成蛋白質的理論，1917年他合成了由15個甘氨酸和3個亮氨酸組成的18個肽的長鏈。於是，有的科學家設想，很可能是蛋白質在遺傳中起主要作用。如果核酸參與遺傳作用，也必然是與蛋白質連在一起的核蛋白在起作用。因此，那時生物界普遍傾向於認為蛋白質是遺傳信息的載體。
1928年，美國科學家格里菲斯（1877--1941）用一種有莢膜、毒性強的和一種無莢膜、毒性弱的肺炎雙球菌對老鼠做實驗。他把有莢病菌用高溫殺死後與無莢的活病菌一起注人老鼠體內，結果他發現老鼠很快發病死亡，同時他從老鼠的血液中分離出了活的有莢病菌。這說明無莢菌竟從死的有莢菌中獲得了什麼物質，使無莢菌轉化為有莢菌。這種假設是否正確呢？格里菲斯又在試管中做實驗，發現把死了的有美菌與活的無莢菌同時放在試管中培養，無莢菌全部變成了有莢菌，並發現使無莢菌長出蛋白質莢的就是已死的有莢菌殼中遺留的核酸（因為在加熱中，莢中的核酸並沒有被破壞）。格里菲斯稱該核酸為"轉化因子"。
1944年，美國細菌學家艾弗里（1877--1955）從有美菌中分離得到活性的「轉化因子」，並對這種物質做了檢驗蛋白質是否存在的試驗，結果為陰性，並證明「轉化因子」是DNA。但這個發現沒有得到廣泛的承認，人們懷疑當時的技術不能除凈蛋白質，殘留的蛋白質起到轉化的作用。
美籍德國科學家德爾布呂克（1906--1981）的噬菌體小組對艾弗里的發現堅信不移。因為他們在電子顯微鏡下觀察到了噬菌體的形態和進入大腸桿菌的生長過程。噬菌體是以細菌細胞為寄主的一種病毒，個體微小，只有用電子顯微鏡才能看到它。它像一個小蝌蚪，外部是由蛋白質組成的頭膜和尾鞘，頭的內部含有DNA，尾鞘上有尾絲、基片和小鉤。當噬菌體侵染大腸桿菌時，先把尾部末端扎在細菌的細胞膜上，然後將它體內的DNA全部注人到細菌細胞中去，蛋白質空殼仍留在細菌細胞外面，再沒有起什麼作用了。進入細菌細胞後的噬菌體DNA，就利用細菌內的物質迅速合成噬菌體的DNA和蛋白質，從而復制出許多與原噬菌體大小形狀一模一樣的新噬菌體，直到細菌被徹底解體，這些噬菌體才離開死了的細菌，再去侵染其他的細菌。
1952年，噬菌體小組主要成員赫爾希（1908一）和他的學生蔡斯用先進的同位素標記技術，做噬菌體侵染大腸桿菌的實驗。他把大腸桿菌T2噬菌體的核酸標記上32P，蛋白質外殼標記上35S。先用標記了的T2噬菌體感染大腸桿菌，然後加以分離，結果噬菌體將帶35S標記的空殼留在大腸桿菌外面，只有噬菌體內部帶有32P標記的核酸全部注人大腸桿菌，並在大腸桿菌內成功地進行噬菌體的繁殖。這個實驗證明DNA有傳遞遺傳信息的功能，而蛋白質則是由 DNA的指令合成的。這一結果立即為學術界所接受。
幾乎與此同時，奧地利生物化學家查加夫（1905--）對核酸中的4種鹼基的含量的重新測定取得了成果。在艾弗里工作的影響下，他認為如果不同的生物種是由於DNA的不同，則DNA的結構必定十分復雜，否則難以適應生物界的多樣性。因此，他對列文的"四核苷酸假說"產生了懷疑。在1948－ 1952年4年時間內，他利用了比列文時代更精確的紙層析法分離4種鹼基，用紫外線吸收光譜做定量分析，經過多次反復實驗，終於得出了不同於列文的結果。實驗結果表明，在DNA大分子中嘌吟和嘧啶的總分子數量相等，其中腺嘌吟A與胸腺嘧啶T數量相等，鳥嘌吟G與胞嘧啶C數量相等。說明DNA分子中的鹼基A 與T、G與C是配對存在的，從而否定了"四核苷酸假說"，並為探索DNA分子結構提供了重要的線索和依據。
1953年4月25日，英國的《自然》雜志刊登了美國的沃森和英國的克里克在英國劍橋大學合作的研究成果：DNA雙螺旋結構的分子模型，這一成果後來被譽為20世紀以來生物學方面最偉大的發現，標志著分子生物學的誕生。
沃森（1928一）在中學時代是一個極其聰明的孩子，15歲時便進入芝加哥大學學習。當時，由於一個允許較早人學的實驗性教育計劃，使沃森有機會從各個方面完整地攻讀生物科學課程。在大學期間，沃森在遺傳學方面雖然很少有正規的訓練，但自從閱讀了薛定愕的《生命是什麼？--活細胞的物理面貌》一書，促使他去"發現基因的秘密"。他善於集思廣益，博取眾長，善於用他人的思想來充實自己。只要有便利的條件，不必強迫自己學習整個新領域，也能得到所需要的知識。沃森22歲取得博士學位，然後被送往歐洲攻讀博士後研究員。為了完全搞清楚一個病毒基因的化學結構，他到丹麥哥本哈根實驗室學習化學。有一次他與導師一起到義大利那不勒斯參加一次生物大分子會議，有機會聽英國物理生物學家威爾金斯（1916--）的演講，看到了威爾金斯的DNAX射線衍射照片。從此，尋找解開DNA結構的鑰匙的念頭在沃森的頭腦中索回。什麼地方可以學習分析X射線衍射圖呢？於是他又到英國劍橋大學卡文迪什實驗室學習，在此期間沃森認識了克里克。
克里克（1916一2004）上中學時對科學充滿熱情，1937年畢業於倫敦大學。1946年，他閱讀了《生命是什麼？－活細胞的物理面貌》一書，決心把物理學知識用於生物學的研究，從此對生物學產生了興趣。1947年他重新開始了研究生的學習，1949年他同佩魯茲一起使用X射線技術研究蛋白質分子結構，於是在此與沃森相遇了。當時克里克比沃森大12歲，還沒有取得博士學位。但他們談得很投機，沃森感到在這里居然能找到一位懂得DNA比蛋白質更重要的人，真是三生有幸。同時沃森感到在他所接觸的人當中，克里克是最聰明的一個。他們每天交談至少幾個小時，討論學術問題。兩個人互相補充，互相批評以及相互激發出對方的靈感。他們認為解決DNA分子結構是打開遺傳之謎的關鍵。只有藉助於精確的X射線衍射資料，才能更快地弄清DNA的結構。為了搞到DNAX射線衍射資料，克里克請威爾金斯到劍橋來度周末。在交談中威爾金斯接受了DNA結構是螺旋型的觀點，還談到他的合作者富蘭克林（1920一1958，女）以及實驗室的科學家們，也在苦苦思索著DNA結構模型的問題。從1951年11月至1953年4月的18個月中，沃森、克里克同威爾金斯、富蘭克林之間有過幾次重要的學術交往。
1951年11月，沃森聽了富蘭克林關於DNA結構的較詳細的報告後，深受啟發，具有一定晶體結構分析知識的沃森和克里克認識到，要想很快建立 DNA結構模型，只能利用別人的分析數據。他們很快就提出了一個三股螺旋的DNA結構的設想。1951年底，他們請威爾金斯和富蘭克林來討論這個模型時，富蘭克林指出他們把DNA的含水量少算了一半，於是第一次設立的模型宣告失敗。
有一天，沃森又到國王學院威爾金斯實驗室，威爾金斯拿出一張富蘭克林最近拍制的「B型」DNA的X射線衍射的照片。沃森一看照片，立刻興奮起來、心跳也加快了，因為這種圖像比以前得到的「A型」簡單得多，只要稍稍看一下「B型」的X射線衍射照片，再經簡單計算，就能確定DNA分子內多核苷酸鏈的數目了。
克里克請數學家幫助計算，結果表明源吟有吸引嘧啶的趨勢。他們根據這一結果和從查加夫處得到的核酸的兩個嘌吟和兩個嘧啶兩兩相等的結果，形成了鹼基配對的概念。
他們苦苦地思索4種鹼基的排列順序，一次又一次地在紙上畫鹼基結構式，擺弄模型，一次次地提出假設，又一次次地推翻自己的假設。
沃森(左)和克里克有一次，沃森又在按著自己的設想擺弄模型，他把鹼基移來移去尋找各種配對的可能性。突然，他發現由兩個氫鍵連接的腺膘吟一胸腺嘧啶對竟然和由3個氫鍵連接的鳥嘌吟一胞嘧啶對有著相同的形狀，於是精神為之大振。因為嘌吟的數目為什麼和嘧啶數目完全相同這個謎就要被解開了。查加夫規律也就一下子成了 DNA雙螺旋結構的必然結果。因此，一條鏈如何作為模板合成另一條互補鹼基順序的鏈也就不難想像了。那麼，兩條鏈的骨架一定是方向相反的。
經過沃森和克里克緊張連續的工作，很快就完成了DNA金屬模型的組裝。從這模型中看到，DNA由兩條核苷酸鏈組成，它們沿著中心軸以相反方向相互纏繞在一起，很像一座螺旋形的樓梯，兩側扶手是兩條多核苷酸鏈的糖一磷基因交替結合的骨架，而踏板就是鹼基對。由於缺乏准確的X射線資料，他們還不敢斷定模型是完全正確的。
威爾金斯富蘭克林下一步的科學方法就是把根據這個模型預測出的衍射圖與X射線的實驗數據作一番認真的比較。他們又一次打電話請來了威爾金斯。不到兩天工夫，威爾金斯和富蘭克林就用X射線數據分析證實了雙螺旋結構模型是正確的，並寫了兩篇實驗報告同時發表在英國《自然》雜志上。1962年，沃森、克里克和威爾金斯獲得了諾貝爾醫學和生理學獎，而富蘭克林因患癌症於1958年病逝而未被授予該獎。
20世紀30年代後期，瑞典的科學家們就證明DNA是不對稱的。第二次世界大戰後，用電子顯微鏡測定出DNA分子的直徑約為2nm。
DNA雙螺旋結構被發現後，極大地震動了學術界，啟發了人們的思想。從此，人們立即以遺傳學為中心開展了大量的分子生物學的研究。首先是圍繞著4 種鹼基怎樣排列組合進行編碼才能表達出20種氨基酸為中心開展實驗研究。1967年，遺傳密碼全部被破解，基因從而在DNA分子水平上得到新的概念。它表明：基因實際上就是DNA大分子中的一個片段，是控制生物性狀的遺傳物質的功能單位和結構單位。在這個單位片段上的許多核苷酸不是任意排列的，而是以有含意的密碼順序排列的。一定結構的DNA，可以控制合成相應結構的蛋白質。蛋白質是組成生物體的重要成分，生物體的性狀主要是通過蛋白質來體現的。因此，基因對性狀的控制是通過DNA控制蛋白質的合成來實現的。在此基礎上相繼產生了基因工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程等，這些生物技術的發展必將使人們利用生物規律造福於人類。現代生物學的發展，愈來愈顯示出它將要上升為帶頭學科的趨勢。
[編輯本段]【DNA重組技術的發展】
20世紀50年代，DNA雙螺旋結構被闡明，揭開了生命科學的新篇章，開創了科學技術的新時代。隨後，遺傳的分子機理――DNA復制、遺傳密碼、遺傳信息傳遞的中心法則、作為遺傳的基本單位和細胞工程藍圖的基因以及基因表達的調控相繼被認識。至此，人們已完全認識到掌握所有生物命運的東西就是DNA和它所包含的基因，生物的進化過程和生命過程的不同，就是因為DNA和基因運作軌跡不同所致。
知道DNA的重大作用和價值後，生命科學家首先想到能否在某些與人類利益密切相關的方面打破自然遺傳的鐵律，讓患病者的基因改邪歸正以達治病目的，把不同來源的基因片段進行「嫁接」以產生新品種和新品質……於是，一個充滿了誘惑力的科學幻想奇跡般地成為現實。這是發生在20世紀70年代初的事情。
實現這一科學奇跡的科技手段就是DNA重組技術。1972年，美國科學家保羅?伯格首次成功地重組了世界上第一批DNA分子，標志著DNA重組技術――基因工程作為現代生物工程的基礎，成為現代生物技術和生命科學的基礎與核心。
DNA重組技術的具體內容就是採用人工手段將不同來源的含某種特定基因的DNA片段進行重組，以達到改變生物基因類型和獲得特定基因產物的目的的一種高科學技術。
到了20世紀70年代中後期，由於出現了工程菌以及實現DNA重組和後處理都有工程化的性質，基因工程或遺傳工程作為DNA重組技術的代名詞被廣泛使用。現在，基因工程還包括基因組的改造、核酸序列分析、分子進化分析、分子免疫學、基因克隆、基因診斷和基因治療等內容。可以說，DNA重組技術創立近 30多年來所獲得的豐碩成果已經把人們帶進了一個不可思議的夢幻般的科學世界，使人類獲得了打開生命奧秘和防病治病「魔盒」的金鑰匙。
目前，DNA重組技術已經取得的成果是多方面的。到20世紀末，DNA重組技術最大的應用領域在醫葯方面，包括活性多肽、蛋白質和疫苗的生產，疾病發生機理、診斷和治療，新基因的分離以及環境監測與凈化。
許多活性多肽和蛋白質都具有治療和預防疾病的作用，它們都是從相應的基因中產生的。但是由於在組織細胞內產量極微，所以採用常規方法很難獲得足夠量供臨床應用。
基因工程則突破了這一局限性，能夠大量生產這類多肽和蛋白質，迄今已成功地生產出治療糖尿病和精神分裂症的胰島素，對血癌和某些實體腫瘤有療效的抗病毒劑――干擾素，治療侏儒症的人體生長激素，治療肢端肥大症和急性胰腺炎的生長激素釋放抑制因子等100多種產品。
基因工程還可將有關抗原的DNA導入活的微生物，這種微生物在受免疫應激後的宿主體內生長可產生弱毒活疫苗，具有抗原刺激劑量大、且持續時間長等優點。目前正在研製的基因工程疫苗就有數十種之多，在對付細菌方面有針對麻風桿菌、百日咳桿菌、淋球菌、腦膜炎雙球菌等的疫苗；在對付病毒方面有針對甲型肝炎、乙型肝炎、巨細胞病毒、單純皰疹、流感、人體免疫缺陷病毒等的疫苗……。我國乙肝病毒攜帶者和乙肝患者多達一二億，這一情況更促使了我國科學家自行成功研製出乙肝疫苗，取得了巨大的社會效益和經濟效益。
抗體是人體免疫系統防病抗病的主要武器之一，20世紀70年代創立的單克隆抗體技術在防病抗病方面雖然發揮了重要作用，但由於人源性單抗很難獲得，使得單抗在臨床上的應用受到限制。為解決此問題，近年來科學家採用DNA重組技術已獲得了人源性抗體，這種抗體既可保證它與抗原結合的專一性和親合力，又能保證正常功能的發揮。目前，已有多種這樣的抗體進行了臨床試驗，如抗HER-2人源化單抗治療乳腺癌已進入Ⅲ期試驗，抗IGE人源化單抗治療哮喘病已進入Ⅱ期試驗。
抗生素在治療疾病上起到了重要作用，隨著抗生素數量的增加，用傳統方法發現新抗生素的幾率越來越低。為了獲取更多的新型抗生素，採用DNA重組技術已成為重要手段之一。目前人們已獲得數十種基因工程「雜合」的抗生素，為臨床應用開辟了新的治療途徑。
值得指出的是，以上所述基因工程多肽、蛋白質、疫苗、抗生素等防治葯物不僅在有效控制疾病，而且在避免毒副作用方面也往往優於以傳統方法生產的同類葯品，因而更受人們青睞。
人類疾病都直接或間接與基因相關，在基因水平上對疾病進行診斷和治療，則既可達到病因診斷的准確性和原始性，又可使診斷和治療工作達到特異性強、靈敏度高、簡便快速的目的。於基因水平進行診斷和治療在專業上稱為基因診斷和基因治療。目前基因診斷作為第四代臨床診斷技術已被廣泛應用於對遺傳病、腫瘤、心腦血管疾病、病毒細菌寄生蟲病和職業病等的診斷；而基因治療的目標則是通過DNA重組技術創建具有特定功能的基因重組體，以補償失去功能的基因的作用，或是增加某種功能以利對異常細胞進行矯正或消滅。
在理論上，基因治療是治本治癒而無任何毒副作用的療法。不過，盡管至今國際上已有100多個基因治療方案正處於臨床試驗階段，但基因治療在理論和技術上的一些難題仍使這種治療方法離大規模應用還有一段很長的距離。不論是確定基因病因還是實施基因診斷、基因治療、研究疾病發生機理，關鍵的先決條件是要了解特定疾病的相關基因。隨著「人類基因組計劃」的臨近完成，科學家們對人體全部基因將會獲得全面的了解，這就為運用基因重組技術造逼於人類健康事業創造了條件。
不過，雖然基因技術向人類展示了它奇妙的「魔術師」般的魅力，但也有大量的科學家對這種技術的發展予以人類倫理和生態演化的自然法則的沖擊表示出極大的擔憂。從理論上來講，這種技術發展的一個極致就是使人類擁有了創造任何生命形態或從未有過的生物的能力。人們能夠想像這將是怎樣的結果嗎?
科學家在DNA中發現除基因密碼之外的新密碼
據台灣媒體報道，美國與以色列科學家相信，他們已在DNA(去氧核醣核酸)之中找到除了基因密碼之外的第二種密碼。新發現的密碼負責決定核體—亦即DNA所環繞的微型蛋白質線軸—之位置。這些線軸同時保護與控制通往DNA本身的途徑。
這項發現若獲得證實，可能開啟有關控制基因更高位階的機制新知。譬如，每一種人體細胞得以激活其所需基因，卻又無法觸及其它種類細胞所使用的基因等既關鍵又神秘的過程。
以色列魏茲曼研究院的塞格爾與美國西北大學的威頓及其同僚，在這一期「自然」科學期刊中，撰文描述這種DNA新密碼。
每一個人體細胞里都有約三千萬個核體。之所以需要這么多的核體，是因為DNA線包覆每一個核體僅一.六五次，每個DNA螺旋就包含一百四十七個單位，而且單一染色體里的DNA分子在長度上可能就有高達二億二千五百萬個單位。
生物學家多年來一直懷疑，DNA上的某些位置，特別是DNA最容易彎曲的那些位置，可能比其它位置更有利於核體的存在，但整體模式並不顯而易見。如今，塞格爾與威頓博士分析了酵母菌基因內約二百個位置的序列，這些都是既知核體糾結在一起的地方，兩人發現其中確實隱含一個模式存在。
透過了解此一模式，他們成功預測其它有機體大約五成核體的位置。這個模式乃是能讓DNA更容易彎曲，以及緊密包復核體的兩種序列結合而成。但在此一模式中，每一個核體糾結的位置僅需若干序列出現即可，因此並不明顯。正由於其形成條件鬆散，因此並不與基因密碼沖突。