就用一根线，他们发现了地球最大宝藏
350多年前，
也就是康熙与小宝在宫中下棋打架那段时光，
在英国有一位叫罗伯特·胡克（Robert Hooke）的仁兄，从小喜欢捣鼓各种机械玩具。
结果呢，他自己搞出来一台显微镜。
有一天，胡克把一小块软木切成薄片放在镜下观察。哟，不错哦，胡哥发现了很多像蜂巢一样的孔洞。于是，他就把这些孔洞起名为 “细胞” (Cell)。
后来，胡哥观察与创作的激情一发不可收拾，整天宅在家里看视频，不，看各种植物结构的微观世界。
1665年，胡克把这个些得意的发现写入一本叫《显微图谱》的书中，并出版留给后人鉴赏。下面是其中一张图，看得出来，胡哥的简笔画还是蛮阔以的。
后来，越来越多的人做起了显微镜，他们不断改进工艺，用自制的显微镜观察微小事物，以满足自己视野的好奇心。
其中有一个人不得不提。
他就是，荷兰人安东尼·列文虎克（Antoni van Leeuwenhoek）。
一看名字，就知道此人并非属于普通吃瓜群众那一类，先来一张真人照。
长得帅不说，他做的显微镜分辨率还特别高，最大的放大倍数可达300倍，相当于那时显微镜的顶配了。
从照片可以看出，虎克兄穿着打扮像是富家子弟，但是，最开始他也只是屌丝一个，当时就在市政府办公楼当保安，比较闲。
后来他对显微镜疯狂着了迷，就炒了市领导鱿鱼，整天在家里打磨他的显微镜，也算是早期创客。
虎克兄用自己制作的镜子看过很多小东西，像蜜蜂腿上的短毛、蜜蜂的螫针、蚊子的长嘴、甲虫的腿、狗和人的精子、血液、雨水、自己的口水等。
虎兄的好奇心越来越强大大大大大！
事实证明，利用好奇心，加上不懈努力，往往会有不错的回报。果然，
虎克兄也发现了跟20年前胡克曾看到过的 “细胞” 类似的神秘东西，而且这东西还会动来动去逗你玩。
在朋友的建议下，虎克兄详细地描述了他对人、哺乳动物、两栖动物和鱼类等各种显微结构的观察情况，并把它们的形态结构，绘成了图画，寄给了当时的英国皇家学会。
学会的成员看到这些图画，先是不信，再用虎克的显微镜作了验证，最后，皇家学会小伙伴们被虎克的发现惊呆了。太欺负人了，看得这么细，还画得那么好。观察的精子是你自己的吧？
屌丝逆袭的故事就此产生，虎克兄从一个乡巴佬宅男华丽转身成为了一名皇家学会会员。
How time flies，
你手指在手机屏幕轻轻一滑，150年过去了。
我们来到1838年，这一年，道光皇帝命林则徐在虎门焚烧鸦片。
而我要说的事情发生在德国。
两个德国人施莱登（Matthias Jakob Schleiden）与施旺（Theodor Schwann）又观察到了胡克与虎克当年看到的现象，但这已不算腻害，两位施先生牛逼之处在于：
充分发挥了德国人严谨、严肃、实在、勤奋、准时、认真、整洁、守法的做人做事精神，他们经过广泛调查与总结，非常注重规则与规律地提出了一个结论：
无论植物还是动物，都是由细胞组成的。
大家可不能小瞧这句看似平淡无奇的结论，它虽简单，但极具启发意义，我可以大胆负责任地说，这句话一直指引着后来人的工作学习与生活。
就连我们的邓爷爷，也曾模仿它的句式，提出了另一重要人生理论：无论黑猫还是白猫，抓到老鼠的都是好猫。
噔，噔，噔，噔，
本文的一个重要人物终于要出场了。
奥地利人孟德尔（Gregor Johann Mendel），
还是1838年，孟子刚好16岁，风华正茂！
出身于农民家庭的孟子从小受到父母的（烟火）熏陶，喜欢种植物。
为了有更多业余时间种植物，21岁时孟子毅然选择了一份神圣的职业：在修道院做牧师教书。
可能孟老师觉得修道院食堂吃腻了，他在园子里种起了豌豆，希望获得优良品种，改善伙食。有图为证：
令观众朋友们与在校师生想不到的是，孟老师竟一下子从种子商那里，弄来了34个品种的豌豆，从中挑选出22个品种用于杂交育种试验。
不想当科学家的园丁不是好老师。
逐渐地，孟老师发现了一些不同寻常的现象！
这些不同品种的豌豆都具有某种可以相互区分的特征，例如茎的高或矮、豆子的圆或皱、豆子种皮的灰色或白色等。于是，他闲得无聊就记录起这些别人看来很无聊的现象。
当时，种植豌豆被在校师生称为一种 “毫无意义” 的试验，而孟老师竟然坚持长达8年，估计也吃了8年豌豆。
对于种植豌豆这件事，我是持不反对意见的，因为本人也喜欢吃。如果一般园丁种的话，只会关心豌豆长得好不好，什么时间可以收成之类的。
但孟老师却很较真，8年时间里对不同代的豌豆的特征和数目进行细致入微、无微不至、至情至真的观察、计数和分析。
终于在1865年，孟老师总结出了令他兴奋得几晚都睡不好觉的规律。
他图文并茂地描绘出这些规律，类似于下面这张图：
观众朋友们如果看不懂上面的图，是很正常的。我们只需要记住孟老师想要表白之大意：
有一些神秘看不见的东西控制了豌豆的各种特征以及这些特征在后代的传递，他把这些神秘东西叫做 “遗传因子” 。
按照行规，科学家一旦做出一些研究成果，都会被邀请在学术会议上分享。孟老师也不例如，他在当时的布鲁恩科学协会会议厅作了一个15分钟的 talk。
但悲催的是，参会者却听得云里雾里，不知所云。孟老师当时的表情应该是这样的：
连小沈阳都不禁会问道：这是为什么呢？
孟老师的幻灯片做得不好？当时的投影仪老化导致观众看不清？其实是因为孟老师这套东西太超前，大家没跟上。
就这样，孟老师用心血浇灌的豌豆所告诉他的秘密，一直被埋没了35年之久！
没错，35年之后，就是1900年。
又是一个有故事的春天。
三位来自不同国家的老师：荷兰人德弗里斯(H.De Vries)、德国人科仑斯(C.Correns)与奥地利人丘歇马克(E.von.S.Tschermak)，他们几乎同时站出来向世人宣布：
他们也观察到跟当年孟德尔老师看到的一样的现象，并把这些现象总结成规律，美其名曰 “孟德尔遗传定律” 。
在那个春天，孟老师可谓守得云开见月明，相信他在九泉之下也可含笑入睡了。
但是，有一个问题，你有没有想过？
孟德尔的发现告诉我们：是某种神秘的 “遗传因子” 在起作用，控制了我们所看到的各种生命现象。
问题是：起作用的 “遗传因子” 具体是什么东西呢？它在哪里？它为什么有如此神奇的力量？
让我们重新理一理线索。
前面提到，胡克与虎克两位仁兄用显微镜发现了细胞，德国人施莱登与施旺先生告诉我们植物与动物都是由细胞组成的。而孟德尔的发现又提示有 “遗传因子” 在起作用，控制生命现象。
哟，这不很明显了吗？真相只有一个！
真相就是：孟老师说的 “遗传因子” ，就在生物的细胞里。
这又合理解释了1838年之后的一个社会现象：
在施莱登与施旺提出 “细胞学说” 之后，细胞成为了重点研究的宠儿，人们就更加大张旗鼓、锣鼓喧天地开展对各种细胞的观察。
让我们再穿越回到1879年，德国生物学家华尔瑟·弗莱明（Walther Flemming）
做了一件让人意想不到的奇葩事。
他把细胞核中的丝状和粒状的物质，用！染！料！染！红！了！
然后可以更清晰地观察，发现这些物质平时散漫地躺在细胞核中，当细胞分裂时，散漫的染色物体便浓缩，形成一定数目和一定形状的条状物，到分裂完成时，条状物又疏松为散漫状。总的意思是：染红了就能数清楚。
9年之后的1888年，这种染色之后才能看到的物质被命名为 “染色体” 。
所以，弗莱明告诉我们：
细胞中的细胞核里，存在染色体。
好，到这里， 我们基本有信心可以回答以下这道高考送分题了：
明眼人都能看出来，
遗传因子” 与 “染色体” 之间存在某种不同寻常不可告人的关系。
很快，一个叫沃尔特·萨顿（Walter Sutton）的美国人，发现了其中的端倪。
萨顿大哥对观察蝗虫细胞很着迷。
他发现蝗虫细胞中存在可以清晰区分的成对的染色体。在减数分裂时成对的染色体会分离，这明摆着跟孟德尔提到的遗传定律中 “遗传因子” 分离很符合。
于是他就猜想：
莫非 “遗传因子” 就是染色体，一条染色体就是一个 “遗传因子” ？
但很快他又自我否定了：
这不可能，因为生物的性状很多，而染色体的数目有限。
那么，一定是一个染色体上有许多个遗传因子。
基于这样的认识，1903年萨顿大哥提出：“遗传因子” 存在于染色体上的假说。
这个假说一经传播，“遗传因子” 火了。
火了就绯闻多，常出现在各大科学杂志头条。慢慢地，粉丝们觉得 “遗传因子” 这个名字过长且不好记，应该改一个好听点的艺名。
于是，到了1909年 ，有一位叫约翰森（W．L．Johannsen）的老兄，你可以认为他是 “遗传因子” 的经纪人。
这位约先生创造了 **“基因” (gene) **一词作为 “遗传因子” 的艺名。从此，当人们讨论 “遗传因子” 时，就用 “基因” 代替了。
就像今天我们用 “小李子” 代替 “莱昂纳多·迪卡普里奥”，用 “川普” 代替 “唐纳德·特朗普” 一个做法。
而说到 “基因” (gene) 这个名字，它跟其它艺名一样，也是有其来历与含义的。
“基因” (gene)这词是由雨果·德弗里斯（Hugo de Vries）创造的 “泛生子” (pangene)一词缩短而成。
而 “泛生子” 一词则衍生于达尔文（C．R．Darwin）提出的 “泛生论” (theory of pangenesis)。
爷子孙三代关系图如下：
至此， “遗传因子” 也就是 “基因”，它存在于染色体上的假说，急需被证明是真有其事，还是纯属虚构。
而这，仿佛比证明 “你妈是你妈” 还要难。
除非，you are 下面这位传奇人物。
美国人托马斯·亨特·摩尔根 (Thomas Hunt Morgan)。
又是一个非凡的好名字。
摩尔根是一位在美国霍普金斯大学读书并留校任教的大叔。
摩大叔一开始就对孟德尔的学说和染色体理论表示怀疑。因为他是一个有原则有底线的大叔，他的原则是：
一切须通过实验证明，亲眼见为实。
关于染色体上有基因的说法，当时还只是猜测，用猜测的理论来解释孟德尔的遗传定律，摩大叔认为那有点扯淡。
故，为了检验孟德尔定律，摩大叔亲自下厨做实验，他用家鼠与野生老鼠杂交，但得到的结果五花八门，根本无法用定律解释。
经过屡战屡败，屡败屡战，摩大叔已然成长为实验室中的高手高手高高手。
1908年，大叔开始用果蝇作为实验材料，研究生物遗传性状中的突变现象。
那时他养的果蝇都被 “严刑拷打” ，使用X光照射、激光照射，用不同的温度攻击，加糖、加盐、加酸、加碱，甚至不让果蝇睡觉，就差陪它们喝K讲故事了，各种手段都使用过，目的只有一个：诱发果蝇发生突变。
终于，功夫不负有底线的人。
摩大叔关于果蝇的实验结果最终轰动了全世界，他运用假说演绎法，通过果蝇实验切切实实证明了：
基因就在染色体上！
同时，大叔还发现了染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论， 被誉为“遗传学之父”，由大叔成功蜕变为教父。
摩教父的发现是里程碑式的，他把基因这种神秘东西实打实地定位在染色体上。
但同时，另一个迷团扑面而来。
科学家发现染色体有两种东西组成：脱氧核糖核酸与蛋白质。
脱氧核糖核酸英文名字叫：DeoxyriboNucleic Acid，其缩写就是大名鼎鼎的DNA。
DNA与蛋白质，究竟哪一个才是基因的藏身之处？
谁能解答出这个问题，足以名留青史。
最终，名留青史并顺利登上高中生物试卷必考题的是3个著名实验，以及设计这些实验的聪明科学家们：
1928年，英国人格里菲斯（Griffith）做了一个肺炎双球菌转化实验。
1944年，美国人艾弗里（Avery）做了一个肺炎双球菌体外转化实验。
1952年，美国人赫尔希（Hershey）与蔡斯（Chase）做了一个噬菌体侵染细菌实验。
3个实验，前后历经24年，才使人们确信：
DNA是遗传物质，DNA就是基因的藏身之处。蛋白质不是！
到此，科技明星 “基因” 的住处被曝光后，它也有了明确定义：
含有遗传信息的DNA片段。
曾经红遍大江南北西东的明星也有过气的时候， “基因” 也不例外，它的住处DNA反而登上了科技头条。
人们关注的焦点集中在一个极为重要的问题：
DNA是什么玩意儿？
举个栗子，如果你要搞清楚鬼或UFO是什么，首先你必须要做的是：
把鬼或UFO抓到。
同样的，想要搞清楚DNA是什么，你必须先把它抓在手里，哪怕是给它拍张照片。
这就是英国科学家美女罗莎琳德·富兰克林（Rosalind Franklin）一直想做的事。
富大小姐苦练了三年X射线晶体的衍射技术，因为她知道这种技术有可能拍到神秘的DNA。
终于，在1952年5月，富大小姐苦练的拍照技术派上了用场。
她的同事莫里斯·威尔金斯（Maurice Wilkins），成功从化合物里的胶状溶液中制备出了DNA，富大小姐则用高超的X射线晶体衍射技术为这个DNA拍摄下了一张极为清晰的特写照片。
我们都知道，在某圈如果一个明星被狗仔队盯上，拍了私密约会照，那么不好意思，该明星的身世、生活日常等就会很快被扒出来。
同理，连神秘的DNA都能搞到手，它的 “身材” 自然会被爆光。
奥地利裔的美国生化学家查伽夫（Edwin Chargaff）就是当时调查DNA的 “狗仔队” 。
1952年，查哥利用更精确的纸层析法分离出了DNA的四肢（4种碱基）：
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
更有趣的发现是：查哥用紫外线吸收光谱进行定量分析，发现无论在哪种DNA样品中：
腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T）的数量始终相等；
鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）的含量也始终相等。
这个当时看来好像没什么用处的发现，为后续DNA真正容貌的揭秘提供了重要的线索。
故事发展到此，关于 “DNA是什么玩意儿” 这个问题，虽然找到了些许蛛丝马迹，但离揭露它的真正面目还差得远。
这就相当于有人把UFO飞行的照片拍到了，还知道它长得像只大锅盖，但全然不知它的真正结构，以及它所携带的外星球黑科技是怎样发挥作用的。
当时，DNA的结构跟UFO锅盖内部结构一样，让人着迷，让人疯狂。
人们坚信不疑：
只有搞清楚DNA长什么样子，才有可能揭开它拥有神奇力量的真正秘密。
1953年，在英国剑桥的一间酒吧里，这个控制一切生命的秘密被公之于众。
当时，两名叫弗朗西斯·克里克(Francis Crick)和詹姆斯·沃森（James Watson）的年轻科学家在剑桥大学的卡文迪什实验室研究DNA结构，试图找出DNA的容貌。但他们搞来搞去还是陷入了困局。
直到有一天，威尔金斯，前面提到那位，搞到DNA实物的，富兰克林大小姐的同事，他把富大小姐拍的DNA照片拿给克里克与沃森看，克里克与沃森看完之后兴奋得差点跳了起来。
他们一直认定：一旦搞清楚DNA的结构，就能了解基因如何起作用的秘密。这张照片给他们启示很大。（原图不妨多看一眼）
就这样，一连几天，参考上面这张神奇照片，以及查伽夫帅哥关于DNA上4种碱基（A与T，C与G）等量的发现，克里克与沃森在他们的办公室里用铁皮和铁丝搭建着模型，像两个小孩在玩乐高，他们的热情绝不亚于广场上的大妈们。
终于，在1953年2月28日下午，在剑桥大学研究室附近一家叫“老鹰”的酒吧里，克里克与沃森大声宣布他们已经发现了生命的秘密：
DNA双螺旋结构，4种碱基A-T，C-G相互配对。
同年5月，英国《Nature》杂志上用不足千字的文章报告了这一重大发现：双螺旋结构显示出DNA分子在细胞分裂时能够自我复制，完善地解释了生命体要繁衍后代，物种要保持稳定，细胞内必须有遗传属性和复制能力的机制。
这简直可以完美解释前人所看到的神秘生命现象。
克里克与沃森虽然不是建筑师傅，但他们却建立了生命科学的一座里程碑：
向世人揭开了DNA的神秘面纱，阐述了DNA这根肉眼看不见的细线，之所以能够掌管地球上所有的生命传承与进化的最基本原理。
到此，我们知道:
DNA上的基因控制着生命，它具有4种碱基（ATCG）严格配对的双螺旋结构。
但是，寻宝路上还有一条重要线索没有解开。
这种特殊的4种碱基配对结构，又是怎样发挥作用，来掌控一切生命的呢？
很明显，我们需要破译4种碱基组成的遗传密码。
生命宝藏的吸引力巨大，引起了科学家们疯狂的竞赛，也激发出了他们高超的智慧。
自1953年DNA双螺旋结构模型提出以后，科学家们就围绕遗传密码展开了全方位的探索。
经过理论推测和实验证明，到1965年，所有遗传密码终于被尼伦伯格（Nirenberg）等人破译完成，基本内容是：
1个碱基为1个密码子，3个密码子排列组合控制1种氨基酸。总共有20种氨基酸。
更为重要的是，经过进一步研究发现，一切生物，不论简单到只有一个细胞，还是复杂到与人一样高等，它的遗传密码是一样的，也就是说：
一切生物共用一套遗传密码。
此时，我们仿佛看到了控制地球上所有生命的一股强大力量，这种力量不再是以前的猜测与虚构，而是实实在在的。
通用遗传密码的揭示，让人突然进入了一个脑洞大开的境地，一切生命现象将有可能被精准作出解释。一个巨大生命宝藏的大门已被打开，宝藏分布于地球各个角落，只有一根线串连着它们，这根线就是DNA。
可以说，科学家经历了漫长而又艰苦的寻宝历程，才发现了遗传物质就是DNA，而基因则藏身于DNA里。下面这张图，是众多科学家的辛勤耕作与智慧迸发的结晶。
原来，地球上每一个生命个体，都是一个巨大的宝藏。每一个体沿着上面这张藏宝图，都有可能寻找到珍贵的宝物。
恭喜你，终于看到这里，不管你是真有耐心，还是今天碰巧很闲，抑或两者兼备，请为你付出的认真点赞。
同时，让我们再次膜拜这些大师们：
- 罗伯特·胡克：发现植物细胞第一人，命名了“细胞”。
- 安东尼·列文虎克：发现动物细胞与微生物第一人。
- 施莱登与施旺：提出“细胞学说”。
- 弗莱明：在细胞中发现并命名“染色体”。
- 孟德尔：发现“孟德尔遗传定律”。
- 沃尔特·萨顿：提出“遗传因子”在染色体上假说。
- 约翰森：把“遗传因子”命名为“基因”。
- 托马斯·亨特·摩尔根：证明基因在染色体上。
- 格里菲斯、艾弗尔、赫尔希和蔡斯：证明染色体上的DNA是遗传物质。
- 罗莎琳德·富兰克林和莫里斯·威尔金斯：拍出了第一张DNA衍射照片。
- 查伽夫：分离出了构成DNA的4种碱基，并证明A与T，C与G的等量关系。
- 弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森：发现DNA双螺旋结构，A-T，C-G相互配对。
- 尼伦伯格等：破译了三联密码子编码一种氨基酸的遗传密码。
他们所完成的这些工作，给我们修建了一条通往每一个生命基因信息宝库的道路，给我们搭建了一条可以走向生命奥秘圣地的知识桥梁。
修路搭桥，功在当代，利在千秋。基因对我们有多重要，让我们拭目以待。
