科学家对丝状支原体细菌进行基因复制,产生合成基因组,然后移植给另一个活细菌山羊支原体,使其成为创造新生命的器皿。这一成果的出现使得人类在未来很可能能够按照需要创造合成基因组,产生“人造生命”,用以制造生物燃料、药物或其他化学品。这一“人造生命”的诞生正是合成化学、分子生物学和其他一系列学科共同作用的结果,体现了人类对改造自然的无限能动性。
合成化学与现代农业
合成化学为人类的生存发挥了不可替代的作用。19世纪以前,农业上所需氮肥的来源主要是有机物的副产品,如粪类、种子饼及绿肥等,这显然不能满足当时农业的需求。由于大气中4/5都是氮气,因此如何将大气中极其稳定的氮气转化成可以被植物利用的物质形式即所谓的“固氮”,一直是科学家关注的重大课题。
利用氮、氢为原料合成氨的工业化生产曾是一个挑战性课题,从第一次实验室研制到工业化投产,经历了150多年的时间。1909年哈勃(F. Haber)在600℃、 200个大气压下,用金属锇作催化剂,以6%的收率成功地在实验室中获得合成氨,开启了合成氨的新纪元。后来博施(C. Bosch)进一步改进了这一技术(以铁为催化剂),成为著名的 “哈伯-博施法” 合成氨过程。合成氨的原料来自空气、煤和水,是最经济的人工固氮方法。今天,合成氨已经成为最为重要的化工产品之一,世界上每年合成氨产量超过2亿吨,以合成氨为原料的尿素产量达到1.5亿吨,在国民经济和社会发展中占有重要地位。合成氨的工业技术结束了人类完全依靠天然氮肥的历史,农业上使用的其它氮肥,例如硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥,都是以合成氨为原料,大大促进了农业的发展。由于这项革命性的合成技术,哈勃和博施分别获得1918年和1931年度诺贝尔化学奖。合成氨技术作为20世纪最重要的发明,显然是当之无愧的。
合成氨和合成尿素的发展为农作物的生长提供了充足的养料,而合成化学对农业的贡献远不止于此。大量事实表明,合成材料如农用薄膜、滴灌管材、合成农药等同样为现代农业做出了巨大贡献。如果不施用农药,世界粮食产量将因受病、虫、草害的影响而损失1/3。举例来说,在美国,如果不使用农药,农作物和畜产品将减产30%,而农产品的价格将增长50%—70%;由于美国是最大的粮食出口国,这个幅度的下降,会造成世界性的饥荒。不止如此,如果要弥补单产下降引起的粮食供给就必须开垦大量的土