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动物克隆技术 CloningTechnology 1 概述2 动物克隆的发展历史3 克隆的基本过程 4 克隆动物的研究价值和发展趋势 一 概述 是指由一个动物经无性繁殖 asexualreproduction 或孤雌生殖而产生的多个具有与亲本相同遗传信息的同质性后代 包括孤雌激活生殖 卵裂球分离与培养 胚胎分割以及核移植等 根据核卵供体的来源不同可分为胚胎细胞克隆动物和体细胞克隆动物两种 1 1 克隆 的定义 1 2 理论基础 细胞全能性 尚未分化的胚胎细胞具有全能性 基于这种认识 人们采用胚胎分割及胚胎细胞核移植技术成功克隆出了许多动物 个体某个器官或组织已经分化的细胞在适宜的条件下再生成完整个体的遗传潜力 2 动物克隆的发展历史 1938年 德国胚胎学家汉斯 斯皮曼建议用成年的细胞核植入卵子的办法进行哺乳动物克隆 1952年 运用斯皮曼的构想 出现世界上第一只克隆青蛙 1962年 美国的发育生物学家约翰 格登宣布他用一个成年细胞克隆出一只蝌蚪 从而引发了关于克隆的第一轮辩论 1984年 英国剑桥大学生物学家斯蒂恩 威拉德森用胚胎细胞克隆出一只羊 这是第一例得到证实的克隆哺乳动物 世界10年克隆研究之路 1996年第一只成年体细胞克隆羊 多利 诞生1997年一头用胎盘克隆而成的荷兰牛亮相 1998年两头由母牛细胞克隆而成的小牛在东京出生 一个国际研究小组宣布克隆出了三代实验鼠2000年曾参与克隆 多利 羊的英国公司培育了第一批克隆猪2001年一头稀有品种的克隆亚洲牛诞生 两天后死亡 2002年法国研究人员克隆出兔子2003年美国科学家推出了一匹克隆骡爱荷华州的研究人员称他们克隆出了一头濒临灭绝的爪哇野牛2004年美国加利福尼亚的一家公司培育出了第一只克隆猫 这只猫后来成为第一只被卖出的克隆宠物 2005年韩国科学家宣布他们培育出了首条克隆狗叫 斯纳皮 世界第一只克隆宠物 最早培育出的克隆动物 1952年 美国人罗伯特 布里格斯和T J 金对豹蛙发育到胚囊期的胚胎细胞做移核试验 成功地获得了一个可以摄食的豹蛙幼体 1958年到1962年 英国剑桥大学利用爪蟾原肠内胚层细胞核移植 培育出可育的非洲爪蟾 里程碑式的突破 1996 1997年伊斯维姆 穆特成功制造首只体细胞克隆动物 多莉 羊的成功证明了成熟的体细胞也具有全能性 罗斯林研究所科学家取一头普通白绵羊的乳腺细胞 将细胞核移植到一个剔除了细胞核的卵子中 使之融合 分裂 发育成胚胎 然后移植到第三头羊的体内 科学家共培育277个胚胎 只有多莉成功出生 1996年7月5日 多莉降临人世 直到1997年2月23日才公布于众 2003 2 14日苏格兰向外界宣布 多莉因早衰并患有肺炎 被迫实施了安乐死 由于早衰问题 人们怀疑 多莉是穿着羔羊服装的老羊 技术路线 芬兰多塞特白品种绵羊苏格兰黑面母绵羊 具体操作 取处于后三分之一妊娠期的6岁母绵羊 芬兰多塞特白品种绵羊 的乳腺细胞作核供体细胞 用 饥饿法 使其进入休眠状态而使全部基因具有活性 注射促性腺激素GN促使母羊 苏格兰黑面母绵羊 排卵 28 33小时取其未受精卵快速去核 放入10 FCS 小牛血清 1 FCS和0 5 FCS连续5天 饥饿使进入G0期做受体细胞 在乳腺细胞注射GN34 36小时后与无核卵放入同一培养皿中 在微电流作用下 将乳腺细胞核融入卵中 形成一个含有新遗传物质的卵细胞 将新的卵细胞植入羊的结扎的输卵管内 6天后发育成桑椹期胚胎或囊胚 8 16个细胞 再移入假孕母羊子宫内 产下多莉即为6岁母羊的复制品 也为白色 使用最多的克隆方法 胚胎细胞克隆 3 克隆的基本过程 动物克隆技术的核心是核移植 核供体动物的选择与细胞核的获得 核受体动物的选择与细胞核的移出 供体核的移入及原核的取出 胚泡的体外试管培养 代母的选择与胚泡移入子宫 克隆动物的体内发育与出生 4 克隆动物的研究价值和发展趋势 应用克隆技术 繁殖优良物种 建造动物药厂 制造药物蛋白 建立实验动物模型 探索人类发病规律 克隆异种纯系动物 提供移植器官 拯救濒危动物 保护生态平衡 有关克隆动物与人存在的问题 1 技术不成熟 得到的克隆动物具有极大的偶然性和随机性 迄今为止 克隆试验的成功率始终很低 例如 在培育多莉的过程中 科学家共克隆出 个绵羊胚胎 最终成功使母羊受孕并生产的只有多莉一个 目前 多莉羊的制备还不能重复 更不能肯定克隆多莉羊的方法也适用于其它动物或其它不同组织器官的细胞 2 遗传 疾病问题 克隆动物夭折率高 不少克隆动物天生患有疾病或体形过大 克隆动物没有遗传物质的交流和互补 将会加剧一些遗传疾病的发生 3 社会 伦理学问题 A社会关系 父子 兄弟 母亲 归属感 B 人 动物 把人类皮肤细胞核移植到家兔的卵母细胞里 课堂讨论 问题1 克隆人是不是正常的人 怎样看待克隆人 不管克隆技术怎样发展 克隆人怎样产生 都是人 与被克隆人实质上是存在着年龄差的同胞胎 克隆人生出来就是一个与常人无异的人 然而 正是这一点让人们觉得很难应对克隆人出现的伦理关系 他或她将如何度过自己不平凡的一生 问题2 英雄 伟人可以通过克隆再生吗 技术上可以保证遗传信息完全一样的个体的复制 性格等是有环境 社会 机遇等决定的 是很难复制的 问题3 身体上任何一部分的细胞是否都可以用来克隆 理论上都是应该可以的 但是 目前还没有直接证据 因为仅从极少的体细胞获得了成功 还有待于科技的进步与发展 问题4 人可以无休止地被克隆吗 克隆羊多莉刚出生时 它的染色体却告诉我们 当它离开母体时 就已经有好几岁了 目前它已经永远离开了我们 苏格兰罗斯林研究所的科学家们对多莉的染色体做了仔细的研究 发现其染色体末端 即端粒 比同龄的普通绵羊短 科学家认为 端粒是决定细胞老化的主要因素 端粒越短的细胞越接近死亡 变短的端粒或许表明遗传的蓝本会随着时间流逝而老化 无休止地克隆一个动物是不可能的 克隆动物的年龄的断定还没有一个统一的认识 无休止复制还没有经过研究证实 问题5 是否是人类的倒退 有性生殖是历史进化的结果 利于种族繁衍和生存 以及优良形状的形成 选择无性生殖 克隆的方式不利于遗传多样性的保护 从有性繁殖到无性繁殖 就进化而言是一种退化 尽管有人搞克隆人 但人类繁衍的必然趋势是有性繁殖 多利羊 之父反对克隆人 我认为 已经有足够的证据表明 克隆人的行动是完全不负责任的 他说 克隆技术目前还存在很多不确定因素 他们在对动物进行实验时经常遇到大量畸形或异常情况 因此克隆技术目前不适合用于人类 任何克隆动物都有基因上的缺陷 克隆羊和克隆牛都有体形过度庞大的问题 该缺陷在克隆鼠身上也存在 克隆牛 羊 猪都存在发育不良 免疫系统缺陷和心肺功能不健全的问题 试管婴儿之父 反对克隆人 罗伯特 爱德华 从1978年第一个试管婴儿诞生以来 全球已有近100万试管婴儿出世 爱德华教授认为 试管婴儿技术与人类现存的生育伦理没有冲突 而且还给不孕者带来福音 克隆人则是一种无性繁殖技术 违背了人类的生育伦理 因而应受到指责 许多国家支持治疗性克隆 反对生殖性克隆 1器官移植 我成了零件 克隆一个小小胚胎 不让它继续长大 然后根据需要让其中的某一部分长成心脏 肌肉甚至是毛发 能像零件似的被使用 将来人类身体各个部分都能得到保修 还不用担