生物技术概论 克隆

报 告 生物技术概论 克 隆 克隆的定义《一》 1963年J.B.S.Haidane在题为“人类种族在未来两万年的生物可能性”的演讲上采用“克隆”的术语.科学家把人工遗传操作动物繁殖的过程叫”克隆“这门生物技术叫”克隆技术“其本身的含义是无性繁殖，即同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系，该细胞系中每个细胞的基因彼此相同。克隆也可以理解为复制、拷贝和翻倍（港澳台的意译），就是从原型中产生出同样的复制品，它的外及遗传基因与原型完全相同，但大多行为 思想不同。时至今日，“克隆”的含义已不仅仅是“无性繁殖”，凡是来自同一个祖先，无性繁殖出的一群个体，也叫“克隆”。这种来自同一个祖先的无性繁殖的后代群体也叫“无性繁殖系”，简称无性系。简单讲就是一种人工诱导的无性繁殖方式。但克隆与无性繁殖是不同的。克隆是指人工操作动物繁殖的过程，无性繁殖是指：不经过两性生殖细胞的结合由母体直接产生新个体的生殖方式，常见的有孢子生殖、被子生殖出芽生殖和分裂生殖。由植物的根、茎、叶等经过压条、扦插或嫁接等方式产生新个体也叫无 克隆驴性繁殖。绵羊、猴子和牛等动物没有人工操作是不能进行无性繁殖的。——因此，高中一些练习题里将扦插排除在“克隆”之外。另外，花药离体培养成单倍体，不受精的卵细胞孤雌发育成个体如雄蜂雄蚁，叫做单性繁殖，严格来说也不算克隆。而试管婴儿由于有受精过程所以也不属于克隆。科学要求严谨，定义非常关键，有时候概念的内涵和外延变化了，我们大部分人还使用旧有的内容，这样就造成了混淆和混乱。 　　 克隆羊多利是克隆的产物。关于克隆的设想，中国明代的大作家吴承恩在《西游记》中已有精彩的描述——孙悟空经常在紧要关头拔一把猴毛变出一大群猴子，这当然是神话，但用今天的科学名词来讲就是孙悟空能迅速将自己身体的一部分克隆成自己。从理论上讲，猴子毛含有的蛋白质是指导该部分毛发合成的DNA的部分表达（与其内含子和外显子有关），可以进行逆转录，也就是可以克隆，但是事实上，我们的技术没有先进到这样的地步。 　　另外一种克隆方法是提取两个或多个人的基因细胞进行组合形成胚胎,出生后的克隆人将有提供基因的几个人的特征。 　　由于克隆技术是无性生殖所以它并不是根据基因重组、基因突变、染色体变异等原理而发明的技术。 　　虽然克隆很神奇，但是它诱人的地方也就是它最危险的地方。 　　简单地说，克隆的定义就是：不经过两性细胞结合而直接繁衍后代，就叫无性繁殖，也称克隆。 　 克隆的定义（二） 克隆，是指通过无性生殖而产生的遗传上均一的生物群，即具有完全相同的遗传组成的一群细胞或者生物的个体。克隆在希腊语中是“小树枝叶”的意思，用以指无性增殖物。现在则指个体、细胞、基因等不同水平上的无性增殖物。 （1）个体水平：在植物的无性增殖中，植物的发芽、插条等由同一个体通过无性生殖而增长的个体群均被视为克隆。采用组织培养方法可使植物细胞培养发育成完全的个体（愈伤组织），采用这种方法得到的具有相同基因型的个体群，也被称为克隆；在动物的无性增殖中，典型的例子是采用核移植实验方法，把分化细胞的核移植到一个事先去核的蛙卵中，让其发育并得到克隆蛙。克隆动物具有均一遗传性质，在研究环境条件对发育、分化的影响以及药物的检测方面都是重要的实验材料。在哺乳动物中，由于细胞分化，核异质化的程度加剧，因此核移植尚无成功的例子。 （2）细胞水平：由一个细胞经过有丝分裂生成的细胞群叫克隆。但如果培养细胞发生转化，则很容易引起染色体变异。 （3）基因水平：利用基因重组操作技术，使特定的基因与载体结合，在细菌等宿主中进行增殖，有可能得到均匀的基因群。克隆基因在基因功能与精细结构的关系等基础研究及在有用物质的生产方面，均已得到应用。 　　在上述3种水平上，增殖并分离获得单一的克隆群称为克隆化。此时，克隆一词也可作为动词理解。克隆是重组DNA技术的核心部分。事实上，克隆技术现已被人们用来通过营养方式繁殖病毒等微生物和植物的纯种，从而保证了这些生物基因组的准确连续性。现在，克隆这个词还包括单个自主遗传因子的分离与保存。细胞生物的克隆只需要营养培养基，而基因的克隆则需要某种载体复制子、特定的寄主细胞和营养培养基。各种类型生物的克隆技术在生物中均有其重要作用。 历史上的克隆动物　 　　鲤鱼:1963年，中国科学家童第周早在1963年就通过将一只雄性鲤鱼的遗传物质注入雌性鲤鱼的卵中从而成功克隆了一只雌性鲤鱼，比多利羊的克隆早了33年。 　　 绵羊:1996年，多利（Dolly） 　 猕猴:2000年1月，Tetra，雌性 　　 猪:2000年3月，5只苏格兰PPL小猪；8月，Xena，雌性 　　 牛:2001年，Alpha和Beta，雄性 　　 猫:2001年底，CopyCat（CC），雌性 　　　 兔:2003年3-4月分别在法国和朝鲜独立地实现； 　　 骡:2003年5月，爱达荷Gem，雄性；6月，犹他先锋，雄性 　　 鹿:2003年，Dewey 　　 马:2003年，Prometea，（普罗米修斯）雌性 　　 狗:2005年，韩国首尔大学实验队，史纳比 　　 猪:2005年8月8日，中国第一头供体细胞克隆猪克隆的定义 基本过程 先将含有遗传物质的供体细胞的核移植到去除了细胞核的卵细胞中，利用微电流刺激等使两者融合为一体，然后促使这一新细胞分裂繁殖发育成胚胎，当胚胎发育到一定程度后，再被植入动物子宫中使动物怀孕，便可产下与提供细胞核者基因相同的动物。这一过程中如果对供体细胞进行基因改造，那么无性繁殖的动物后代基因就会发生相同的变化。 　　克隆技术不需要雌雄交配，不需要精子和卵子的结合，只需从动物身上提取一个单细胞，用人工的方法将其培养成胚胎，再将胚胎植入雌性动物体内，就可孕育出新的个体。这种以单细胞培养出来的克隆动物，具有与单细胞供体完全相同的特征，是单细胞供体的“复制品”。英国英格兰科学家。克隆技术的成功，被人们称为“历史性的事件，科学的创举”。有人甚至认为，克隆技术可以同当年原子弹的问世相提并论。 　　克隆技术可以用来生产“克隆人”，可以用来“复制”人，因而引起了全世界的广泛关注。对人类来说，克隆技术是悲是喜，是祸是福？唯物辩证法认为，世界上的任何事物都是矛盾的统一体，都是一分为二的。克隆技术也是这样。如果克隆技术被用于“复制”像希特勒之类的战争狂人，那会给人类社会带来什么呢？即使是用于“复制”普通的人，也会带来一系列的伦理道德问题。如果把克隆技术应用于畜牧业生产，将会使优良牲畜品种的培育与繁殖发生根本性的变革。若将克隆技术用于基因治疗的研究，就极有可能攻克那些危及人类生命健康的癌症、艾滋病等顽疾。克隆技术犹如原子能技术，是一把双刃剑，剑柄掌握在人类手中。人类应该采取联合行动，避免“克隆人”的出现，使克隆技术造福于人类社会。 　　两次的飞跃 非哺乳类到哺乳类 　　胚胎细胞克隆到体细胞克隆和美国俄勒冈科学家先后培养出了“克隆羊”多利和“克隆猴” 克隆的历史 年代 1952 1972 1978 19 96 1998 2000 2001 成果 克隆蝌蚪 基因复制 试管婴儿 克隆羊 大批克隆 克隆猴 克隆牛和猫 克隆技术又称为“生物放大技术”，它经历了三个发展时期：第一个时期是微生物克隆时期，即用一个细菌可以很快复制出成千上万个和它一模一样的细菌，从而变成一个细菌群；第二个时期是生物技术克隆时期，比如用遗传基因一DNA进行克隆；第三个时期是动物克隆时期，即由一个细胞克隆成一个动物。克隆绵羊“多利”就是由一头母羊的体细胞克隆而来，使用的便是动物克隆技术。 在自然界，有不少植物生来就具有克隆本能，如番薯、马铃薯、玫瑰等能够进行插枝繁殖的植物。而动物的克隆技术，则经历了由胚胎细胞到体细胞的发展过程。 　　一些无脊椎动物（虫类、某些鱼类、蜥蜴和青蛙）未受精的卵也可以在某些特定环境下，比如受到化学刺激的条件下，成长并发育成完整个体。这一过程也被称为是产卵雌性的克隆。 　　早在20世纪50年代，美国的科学家以两栖动物和鱼类作为研究对象，首创了细胞核移植技术，这可以比做“狸猫换太子”。其基本过程是先将含有遗传物质的供体细胞的核移植到去除了细胞核的卵细胞中，利用微电流刺激等手段使两者融合为一体，然后促使这一新细胞分裂繁殖发育成胚胎，当胚胎发育到一定程度后（罗斯林研究所克隆羊用了约为6天的时间）， 再被植入动物子宫中使动物怀孕便可产下与提供细胞者基因相同的动物。在这一过程中如果对供体细胞进行基因改造，那么无性繁殖的动物后代基因就会发生相同的变化。培育成功三代克隆鼠的“火奴鲁鲁技术”与克隆多利羊技术的主要区别在于，克隆过程中的遗传物质不经过培养液的培养，而是直接用物理方法注入卵细胞里面。这一过程中采用化学刺激法代替电刺激法来促使卵细胞的融合。 1986年，英国科学家魏拉德森用胚胎细胞克隆出一只羊，以后又有人相继克隆出牛、鼠、兔、猴等动物。这些克隆动物的诞生，均是利用胚胎细胞作为供体细胞进行细胞核移植从而获得成功的。这种克隆技术的难度要小一些，比较适合研究。 　　而克隆绵羊“多利”是用乳腺上皮细胞（体细胞）作为供体细胞进行细胞核移植的，它翻开了生物克隆史上崭新的一页，突破了利用胚胎细胞进行核移植的传统方 式，使克隆技术有了长足的进展。多利完全继承了其亲生母亲一体细胞提供者一多塞特母绵羊的全部DNA的基因特征，是多塞特母绵羊百分之百的“复制品”。 人体艺术克隆 人体艺术克隆与医学上的克隆人完全不同，这里只是借用了克隆一词的“复制”概念。这样做不只是让人听起来新颖易记，更重要的是只有“克隆”一词才能准确、真切地把该项技术的精细特征凸显出来。 　　人体艺术克隆是将美容专用材料与进口天然植物纤维合成物做成的克隆专用胶，在人体器官表面进行倒模工艺，十几分钟便可成型，然后将一种高分子合成材料注入基模，一个与原体一模一样的复制品就出来了，接下来是着色，可处理成亮金、亮银、纯白、透明水晶，玛瑙、仿铜或柔软真人肌肤等效果。最后是装帧，或镶在镜框或按于基座。这样一幅新颖独特、妙趣横生的局部人体艺术克隆品就做好了。再赋予它一定内涵，比如“牵手”、“心恋”，“成长足迹”，“海枯石烂”，“心心相印”、“永恒的爱”，““吻你”等，它既可以装饰新居，美化生活，又有丰富内涵，借此表达自己的情感和珍藏曾经最爱的见证。 　　 人体艺术克隆的制模过程同时也是一次美容过程，它可根据客户的要求制作出头、脸、手、脚及半身塑像。复制成世界上独一无二的人体艺术雕像，其纹路、线条、大小与真的一模一样。速度奇快，永不变形。可将复制器官点缀在镜框、花瓶、项链、钥匙链及其他物品上，或作为家庭装饰品、纪念品和礼品，独具时尚品味。植物与动物的克隆许多植物都有先天克隆的本领。例如，从一棵大柳树上剪下几根枝条插进土里，枝条就会长成一株株活泼可爱的小柳树；把马铃薯切成许多小块种进地里，就能收获许多新鲜的马铃薯；把仙人掌切成几块，每块落地不久就会生根，长成新的仙人掌……此外，一些植物可以通过压条或嫁接培育后代。凡此种种，都是植物的克隆。 1965年生物学家童第周对鲤鱼、鲫鱼进行细胞核移植。 　　 1990年西北农业大学畜牧所克隆一只山羊。 　　 1992年江苏农科院克隆一只兔子。2.中科院克隆了一只青蛙。（实验失败） 　　1993年中科院发育生物学研究所与扬州大学农学院携手合作，克隆一只山羊。 　　 1995年1.华南师范大学与广西农业大学合作，克隆一头奶牛和黄牛的杂种牛。2.西北农业大学畜牧所克隆六头猪。 　　 1996年1.湖南医科大学人类生殖工程研究所克隆六只老鼠。2.中国农科院畜牧所克隆一头公牛。 　　（以上为胚胎细胞克隆研究） 　　 1999年1.中国科学家周琪在法国获得卵丘细胞克隆小鼠，在国际上首次验证了小鼠成年体细胞克隆工作的可重复性，于2000年5月用胚胎干细胞克隆出小鼠“哈尔滨”，并于2000年10月获得第一只不采用“多利羊”专利技术的克隆牛。2.中国科学院动物研究所研究员陈大元领导的小组将大熊猫的体细胞植入去核后的兔卵细胞中，成功地培育出了大熊猫的早期胚胎。 　　1999年和2000年扬州大学与中科院发育所合作，用携带外源基因的体细胞克隆出转基因的山羊。 　　 2000年中国生物胚胎专家张涌在西北农林科技大学种羊场接生了一只雌性体细胞克隆山羊“阳阳”。“阳阳”经自然受孕产下一对混血儿女，“阳阳”的生产可以证明体细胞克隆山羊和胚胎克隆山羊具有与普通山羊一样的生育繁殖能力。 2002年我国首批成年体细胞克隆牛群体诞生。 克隆利与弊 利益： 1．克隆技术与遗传育种 　　在农业方面，人们利用“克隆”技术培育出大量具有抗旱、抗倒伏、抗病虫害的优质高产品种，大大提高了粮食产量。在这方面中国已迈入世界最先进的前列。 　　 2．克隆技术与濒危生物保护 　　克隆技术对保护物种特别是珍稀、濒危物种来讲是一个福音，具有很大的应用前景。从生物学的角度看，这也是克隆技术最有价值的地方之一。 　　 3．克隆技术与医学 　　在当代，医生几乎能在所有人类器官和组织上施行移植手术。但就科学技术而言，器官移植中的排斥反应仍是最为头痛的事。排斥反应的原因是组织不配型导致相容性差。如果把“克隆人”的器官提供给“原版人”，作器官移植之用，则绝对没有排斥反应之虑，因为二者基因相配，组织也相配。 　　克隆技术还可用来大量繁殖有价值的基因，例如，在医学方面，人们正是通过“克隆”技术生产出治疗糖尿病的胰岛素、使侏儒症患者重新长高的生长激素和能抗多种病毒感染的干扰素，等等》 4．生长周期短，遗传性状稳定 　　 5 克隆技术可解除那些不能成为母亲的女性的痛苦 6克隆实验的实施促进了遗传学的发展，为“制造”能移植于人体的动物器官开辟了前景。 　　 7克隆技术也可用于检测胎儿的遗传缺陷。将受精卵克隆用于检测各种遗传疾病，克隆的胚胎与子宫中发育的胎儿遗传特征完全相同。 　　 8 克隆技术可用于治疗神经系统的损伤。成年人的神经组织没有再生能力，但干细胞可以修复神经系统损伤。 　　 9 在体外受精手术中，医生常常需要将多个受精卵植入子宫，以从中筛选一个进入妊娠阶段。但许多女性只能提供一个卵细胞用于受精。通过克隆可以很好地解决这一问题。这个卵细胞可以克隆成为多个用于受精，从而大大提高妊娠成功率。 弊 端 1．生态层面，克隆技术导致的基因复制，会威胁基因多样性的保持，生物的演化将出现一个逆向的颠倒过程，即由复杂走向简单，这对生物的生存是极为不利的。 　　 2．文化层面，克隆人是对自然生殖的替代和否定，打破了生物演进的自律性，带有典型的反自然性质。与当今正在兴起的崇尚天人合一、回归自然的基本文化趋向相悖。 　　 3．哲学层面，通过克隆技术实现人的自我复制和自我再现之后，可能导致人的身心关系的紊乱。人的不可重复性和不可替代性的个性规定因大量复制而丧失了唯一性，丧失了自我及其个性特征的自然基础和生物学前提。 　　 4．血缘生育构成了社会结构和社会关系。为什么不同的国家、不同的种族几乎都反对克隆人，原因就是这是另一种生育模式，现在单亲家庭子女教育问题倍受关注，就是关注一个情感培育问题，人的成长是在两性繁殖、双亲抚育的状态下完成的，几千年来一直如此，克隆人的出现，社会该如何应对，克隆人与被克隆人的关系到底该是什么呢? 　　 5．身份和社会权利难以分辨。假如有一天，突然有20个儿子来分你的财产，他们的指纹、基因都一样，该咋办?是不是要像汽车挂牌照一样在他们额头上刻上克隆人川A0001、克隆人川A0002之类的标记才能识别。 6．可能支持克隆人的人有一个观点：解决无法生育的问题。但一个没有生育能力的人克隆的下一代还会没有生育能力。 　　 7.你自认为优秀，可克隆出的人除血型、相貌、指纹、基因和你一样外，其性格、行为可能完全不同，你能保证克隆人会和你一样优秀而不误入歧途吗? 　　 8.在克隆人研究中，如果出现异常，有缺陷的克隆人不能像克隆的动物随意处理掉，这也是一个麻烦。因此在目前的环境下，不仅是观念、，包括整个社会结构都不知道怎么来接纳克隆人。 　　 9. 根据信息克隆生物有早衰性,“多利”也是,因而已逝世. 　　 10. 生命不再宝贵！！！ 　　 11.克隆的坏处：对伦理学界来说，克隆人行为关涉到一个很严重的伦理问题，因为它侵犯了伦理学的基本原则，比如不伤害原则，自主原则，平等原则等等。 谢 谢 欣 赏 再 见