植物组织培养技术发展史.doc

植物组织培养技术发展史1902年，德国植物学家哈伯兰特预言：植物体的任何一个细胞都有长成完整个体的潜在能力，这种潜在能力就叫植物细胞的全能性。为证实这个预言，他选植物叶片细胞进行实验培养，但没有获得成功。1937年，美国科学家怀特（此外还有法国科学家高斯雷特和诺贝库尔特）改进了培养基，结果培养的细胞开始分裂，堆积成一团菜花状瘤状物，即愈伤组织，但不能继续分化为根、茎、叶等器官。后来研究发现，只有在培养基中加入适当比例的细胞分裂素和植物生长素，愈伤组织才能分化出芽和根。在这基础上，1958年，美国的斯蒂伍特在培养野生胡萝卜的根细胞对，终于得到了来自单个细胞的完整植株。至此哈伯兰特的预言终于得到证实。70年代，美籍日本学者穆拉稀格经过研究总结出工厂繁殖植物的整套流程，此后工厂化繁殖植物被广泛应用。如荷兰用这个方法繁殖了丝石竹（满天星）、郁金香、康乃馨等著名花卉；我国也建立了这样的花卉工厂，我们还在烟草、油菜、番茄等作物上进行试验并获成功。克隆动物技术发展史在动物界，特别是高等动物自然情况下都不进行无性生殖。科学家们一直在探索是否可能克隆动物，即不通过正常的雌雄生殖细胞的结合，由不同的动物细胞以无性生殖方式长成新一代的个体。实验沿着两种方式进行。一种是用早期胚胎细胞进行克隆，另一种是用动物的一般体细胞进行克隆。早在上世纪末杜里舒用棘皮动物海胆的受精卵做实验，发现当海胆的受精卵分裂为2个或4个细胞时，如用振荡的方法将细胞摇散，每个细胞都能发育成完整的海胆。70多年前，斯培曼以及而后罗伯特贝林格、汤姆斯金，把各个发育阶段的蛙胚细胞的核取出来，移植到去核的蛙的受精卵中，看是否能开始分裂并完成发育，结果证明蛙胚发育到囊胚期时，每个细胞的核若移植到去核的蛙的未受精卵中，都能启动这个蛙卵进行正常发育。50年代戈登在南非爪蟾身上做实验，他取出南非爪蟾的蝌蚪已分化的小肠上皮细胞的细胞核，注入到用紫外线辐射破坏了核的同种动物的未受精卵中，于是开始发育，经蝌蚪变态为成蛙，而且成蛙发育正常并能生育。同时他还从移植肠上皮细胞核的未受精卵发育成的囊胚细胞中，取出核移植到已破坏的受精卵中，大多数都发育为南非爪蟾，它们构成了南非爪蟾的无性繁殖系。克隆羊“多莉”的培育是在前人工作的基础上进行的，它的诞生说明哺乳动物已分化的体细胞，仍具有全能性，只要找到适合的方法，可以恢复其发育的潜能，用于无性繁殖。克隆与克隆羊克隆是英文clone的音译，既谐音又富有意义。“克”可使人联想起一个小单位，“隆”是发展壮大的意思，克隆当动词用时指人工诱导的无性生殖方式；当名词用时是指通过无性繁殖产生许多相似的后代，即无性繁殖系。取A绵羊乳腺细胞在实验室培养，并取其细胞核备用；取出B绵羊成熟卵细胞，用电击或其他方法破坏其细胞核及遗传物质，把取自A绵羊的细胞核植入；把换了核的卵细胞进行人工培养，形成早期胚胎；把早期胚胎植入C棉羊的子宫中孕育，成熟后分娩即为克隆羊。）思考：（1）多莉长得像谁？为什么？（2）这种繁殖属于哪一类生殖方式？为什么？减数分裂和受精作用的发现1667年荷兰的列文虎克用自制的显微镜观察了人和动物的精液，看到了带着长尾巴的蝌蚪形的精子，但当时人们认为这是寄生虫！到1884年才由寇里克确定精子是动物自身产生的，而且是一个细胞。1875年，德国动物学家赫德维希在显微镜下观察海股的受精过程，海胆是体外受精的，容易观察。他发现：许多精子游向卵细胞，但卵细胞只接受一个精子进入，而且只是精子的头部。1883年，比利时胚胎学家贝内登，以马蛔虫为材料，发现其精子和卵细胞各自只有体细胞染色体数目的一半，受精卵又恢复了两对染色体（马蛔虫体细胞有两对染色体）。1890年德国细胞学家鲍维里确认，精子和卵细胞形成要经过减数分裂。1891年德国动物学家亨金描述了形成精子和卵细胞的减数分裂的全过程。高等植物卵细胞和精子的形成及双受精高等植物卵细胞的形成过程发生在雌蕊子房的胚珠里（见图37）。胚珠里有一个胚囊母细胞，胚囊母细胞经过减数分裂，产生四个细胞，其中一个较大的细胞发育为胚囊细胞，三个较小的细胞没有发育前途而解体。胚囊细胞的核连续进行三次有丝分裂，形成“七胞八核”的胚囊，这八个核的染色体数目都与胚囊细胞相同，是胚囊母细胞的一半。和生殖直接相关的是位于胚珠近珠孔处的1个卵细胞，还有位于胚囊中央处的两个极核。卵细胞受精后形成受精卵，两个极核受精后形成受精极核，这种受精方式称双受精，仅见于被子植物。精子从何而来？在雄蕊的花药内有花粉母细胞，数量很多，每个都得经过减数分裂产生四个花粉细胞，简称花粉，它们的染色体只有原来的一半。当花粉在雌蕊的柱头上萌发时，它们的核还要作一次有丝分裂，形成一个营养核，一个生殖核，生殖核再做一次有丝分裂形成两个精子。人的胚胎发育人的受精作用是在输卵管的上段完成。当受精卵在输卵管中段时，胚胎发育就开始了。受精卵一边进行有丝分裂，一边沿输卵管向子宫方向下行，23天可到达子宫。那时的胚胎是由许多细胞构成的中空的小球体，称为胚泡。受精后约一周，胚泡植入增厚的子宫内股中，这就称为妊娠。胚泡不断通过细胞分裂和细胞的分化而长大，分成了两部分。一部分是胚胎本身将来发育成胎儿；另一部分演变为胚外膜，最重要的是羊膜、胎盘和脐带，胎儿通过胎盘和母体进行物质交换。在前两个月中，胚胎继续细胞分裂、分化，产生各种细胞，组建各种组织、器官，这是发育中的稚嫩和敏感时期，对各种外界刺激的抵抗力、适应力很差，要十分注意安全，包括孕妇服药、接受辐射或接触其它有害因子等都会影响胎儿的正常发育；到第三个月末，各器官系统基本建成，已称为胎儿。以后主要是增大和少数结构的改变，这时抵抗能力增强，但如不注意，仍能发生流产；第5个月之后，就比较安全了。由于胎儿迅速生长，母亲的负担日益加重；一般到280天左右，也就是九个月多一点（常说“十月怀胎”实际上不准确）将发生自然分娩。试管婴儿试管婴儿是指通过体外受精与胚胎移植的方式使妇女受孕而生出的婴儿。人类第一例试管婴儿子1978年7月23日诞生在英国，婴儿名叫路易斯布朗。她的母亲由于输卵管堵塞不能生育。妇产科医生与剑桥大学的生物学教授合作，成功地从婴儿母亲卵巢滤泡中取出卵细胞，并采取了婴儿父亲的精液，使卵细胞和精子成功地在试管中完成受精。把受精卵放在盛有特制营养液的试管中，保持和体温一样的温度，使受精卵发育到胚泡时期，再移植到母亲的子宫内，完成发育过程，直至诞生一个健康的婴儿。因此，这个技术是治疗某些不孕症的好办法。中国第一个试管婴儿于1985年4月在台湾诞生；我国大陆的第一位的试管婴儿于1988年3月在北京医科大学附属第三医院诞生。据不完全统计，从1978到1988年十年间，全世界已出生了七千多个试管婴儿。可以说试管婴儿技术已相当成熟。陈竺：如果克隆人降生将是个悲剧中国科学家正密切注意这一事件的发展，我希望这不是真的。”昨天，中科院副院长陈竺院士在接受本报采访时，就“首个克隆人今年降生”的消息表达了他的看法：“如果克隆人出现，那完全是个悲剧。” 此前有媒体报道，意大利科学家安蒂诺里宣布，由他负责秘密实施的克隆人计划目前进展顺利，其中一名妇女已怀孕8周，不出意外，世界第一个克隆人将于8个月后出生。这条惊人消息犹如原子弹爆炸，立刻在全球引起强烈震撼。 “为什么说是个悲剧？因为我们不知道这个婴儿是否是一个健全的人。”陈竺解释，从技术角度看，克隆动物的失败率非常高，“多利”本身是克隆227个绵羊胚胎后唯一的“硕果”；即使最后成功了，也以不健康、畸形的居多。这种“残次品”如果发生在人身上，谁对他负责？ 更重要的是，克隆人违背了生命伦理原则。“他对现有的家庭关系、血缘关系都是一种挑战，跨越了人类恪守的禁区。”这位中科院副院长强调，科学技术应当有利于社会进步，而不能违背人类的根本利益。 陈竺告诉记者，虽然我国还未出台相关法律法规，但早在1997年，卫生部就公开提出了对克隆人研究的“四不”原则：不赞成、不支持、不允许、不接受，国内各科研机构也已达成共识。他表示，目前我国干细胞技术发展比较规范，不会出现类似的失控局面。关于克隆的一些问答 1什么是克隆？克隆的定义是独立细胞繁殖系，指后代完全由一个细胞复制，具有完全相同的遗传物质。它是特制一种生物学操作。2单性繁殖就是克隆吗？克隆是无性繁殖，但无性繁殖不一定就是克隆。且不说植物，就是许多低等动物，都可以在雌雄同体的情况下，进行孤雌生殖，由于有雌、雄配子的结合，染色体进行了交换，它的后代的遗传表现产生了变化。高等动物中，火鸡也可以自我孤雌生殖，且发生频率颇高。但那不是克隆。3无性繁殖是克隆么？也不一定。即使是无性繁殖，也不能保证染色体不发生变化。4可以利用克隆技术来挽救濒危动物吗？一般来说，不可以。挽救濒危动物需要提高他们的繁殖能力。而克隆做的是另外一件事情：得到遗传结构完全相同的后代；而且克隆技术无论如何都是一个降低繁殖能力的办法。但是，中国科学院的陈大元先生的想法有些道理。尽管可行性还不明朗。感兴趣可以看这里。值得注意的是，我们应当尽快保存那些濒危动物尽量多个体的活细胞，也许技术的进步可使他们在以后得到挽救。5克隆是遗传学的重大突破吗？克隆不是遗传学范畴的事情。他是一种繁殖技术。大家现在所说的克隆，实际是指核移植。就是将一个动物的细胞核，移植到卵细胞中，并发育生长。6什么是核移植？就是将一个动物的细胞核，移植到卵细胞中，并发育生长。我国的农业科学院畜牧研究所早在90脑袋初就成功地进行了牛胚胎细胞核移植，小牛生长情况良好。7为什么说英国罗撕林研究所克隆的多利养是一个突破？过去的看法认为，高等动物的成熟个体的细胞已经高度分化，已经不能够再象最开始的胚胎细胞那样，继续分化。但是多利羊的获得改变了这一看法。当然，他们采取了一定技术措施使分化后的提细胞核休眠。8对于哺乳动物，都有那些克隆的方法？有一些克隆是天然的。比如同卵双胞胎，就是一个胚胎，由于某种原因裂为两个，他们各自形成一个个体。胚胎切割也是一种克隆的方法。将一个有几十个细胞的胚胎切成两份、四份甚至八份，每份都可以成长为一个个体，他们的遗传结构是完全相同的。这是一个比较古老的技术，7-80年代就很成熟了。有技术高超者，左手拿放大镜，右手拿刀片就可以完成这个工作。胚胎细胞的核移植是一种方法。成体细胞的核移植又是一种方法。9克隆有什么实际意义？克隆出来的动物个体具有完全相同的遗传结构，他的意义在于：A生物学和医药研究。B获得更多的优秀动物个体用于生产。C成体细胞核移植的意义在于，他可以复制生产高价药物的动物。这也是克隆技术发展的动力所在。英国科学家找到了叫羊、牛、兔子等动物产的奶中含有非常值钱的药物的方法。但是他们的后代却不在有这样的能力，因为遗传物质发生了变化。现在看来，克隆-成体细胞的核移植是一个很好的解决问题的方法。10可以克隆人吗？当然可以。即使是成体细胞核移植，在理论上也是可以的。技术上还没有看到什么不可逾越障碍。韩国的科学家已经做了先导实验，成功了，不过他们没有让这个“人”长大成人。但是，很多国家都禁止这种克隆人的产生。克隆技术1、什么是克隆技术 克隆，是Clone 的译音，意为无性繁殖。 英语Clone一词起源于希腊文Klone，原意是用嫩枝或插条繁殖。 现在克隆的含义已不仅仅是简单的无性繁殖，凡来自一个祖先，经过无性繁殖出的一群个体，也叫克隆。这种来自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。在自然界，有不少植物具有先天的克隆本能，如番薯、马铃薯、玫瑰等插枝繁殖的植物。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。克隆技术即无性繁殖技术。前不久报道的克隆羊多利（Dolly），就是首次利用这种技术克隆成功的，它在生物工程史上揭开了新的一页。 多利羊的叫声响遍全球， 这只不同凡响的小羊是由英国爱丁堡大学罗斯林学院(Edinburghs Roslin Institute)的胚胎学家伊恩.威尔马特(Ian Wilmut)领导的科研小组从一只成年绵羊的乳腺细胞克隆出来的。 首先，威尔马特和他的同事们从一只不知姓名的Finn Dorset种白色妊娠绵羊的乳腺刮下若干个膜细胞。通常，这类细胞在10%的绵羊胎儿血清中能保持活性；血清是血液的液体成分，它富含类似于食物的细胞营养物质。但是，威尔马特意识到，利用使细胞处于休眠状态的标准技术，即将它们置于浓度降低为0.5%血清之中，不仅可以使这些细胞忘记它们是乳房细胞，而且能使它们记住发育成整只绵羊的遗传指令。 这是一个重大的突破。以前，其他科学家不理解使细胞遗传物质和接受细胞遗传物质的卵细胞二者在发育上同步的重要性。以往，在其它实验室，基因在由卵细胞激活的发育过程中行进得过于超前。然而，威尔马特从Finn Dorset种母羊摘取的细胞并没有开始分裂DNA，并将之转译成绵羊特质（stuff of sheep）。处于休眠状态的乳房细胞的基因极易与卵细胞结合。然后，科学家从形体较小的苏格兰黑面羊摘取卵细胞，通过手术去除其细胞核（DNA的载体）。 威尔马特及其研究小组把白羊的乳腺细胞放入黑羊的已去除细胞核的卵细胞中，以一种弗兰肯斯坦（Frankensfein）式的技巧，用电脉冲使这些细胞的膜不仅结合在一起，而且两个细胞即刻合而为一。 下一步，利用标准的人工繁殖技术，将如此合成的卵细胞植入一只黑面母羊体内。4个月之后，这只举世震惊的小羊羔诞生了。人们发现它的颜色是白的，这暗示它与黑面母羊它的生身之母不属于同一个品种。用几个月的时间进行了DNA 测试，最终证实，多利确实是一个生物学复制品（biological copy）。 2、克隆技术的发展早在本世纪50年代，美国的科学家以两栖动物和鱼类作研究对象，首创了细胞核移植技术，他们研究细胞发育分化的潜能问题，细胞质和细胞核的相互作用问题。 英国牛津大学的科学家在1960年和1962年，先后用非洲一种有爪的蟾蜍（非洲爪蟾）进行过克隆试验。试验方式是光用紫外线照射爪蟾卵细胞，破坏其中的核，然后依靠高超的外科手术从爪蟾蝌蚪的肠上皮细胞、肝细胞、肾细胞中取出核，并把这些细胞的核精确地放进已被紫外线破坏了细胞核的卵细胞内，经过精心照料，这些换核卵中终于有一部分长出了活蹦乱跳的爪蟾，这种爪蟾 不是经过精细胞和卵细胞州结合产生的，所以是克隆爪蟾。 1986年英国科学家魏拉德森首次把胚胎细胞利用细胞核移植法克隆出一只羊，以后又有人相继克隆出牛、羊、鼠、兔、猴等动物。而美国最近克隆猴取得成功，日本科学家也声称他们繁殖出200多头克隆牛 。以上所述的克隆动物，都是用胚胎细胞作为供体细胞进行细胞核移植而获得成功的。目前，克隆技术在英国又有了新的进展，他们把这一技术应用于人类造血事业。英国的PPL公司是克隆技术的经济后台，它的主管罗思詹姆斯博士说：从研究多利中我们知道，我们可以用一个细胞制要的组成部分，也就是血浆。他们与罗斯林研究所合作研究一种带有人类基因的牛和羊。他们先把动物体内的血浆取出，再取代人类的血浆，这种改变了基因的牛和羊体内就含有人类血浆的重要成分，通过对这些动物的饲养、再克隆或繁殖，就可以得到稳定可靠而且相对便宜的血资源，据统计在英国每年价值可达150万英镑。可谓效益匪浅。 我国的克隆技术也毫不逊色。60年代，生物学家童第周对金鱼、鲫鱼进行细胞核移植，1978年又成功地进行了黑斑蛙的克隆试验，他将黑斑蛙的红细胞的核移入事先除去了核的黑斑蛙卵中，这种换核卵最后长成能在水中自由游泳的蝌蚪。1979年春，中国科学院武汉水生生物研究所的科学家用鲫鱼囊胚期的细胞进行人工培养，经过385天59代连续传代培养后，用直径10微米左右的玻璃管在显微镜下从培养细胞中吸出细胞核，在此同时，除去鲫鱼卵细胞的核，让卵细胞留出空间作好接纳囊胚细胞核的准备，一切准备就绪后，把玻璃管吸出的核移放到空出位置的鲫鱼卵细胞内，得到了囊胚细胞核的卵细胞在人工培养下大部分夭亡了，在189个这种换核卵细胞中，只有两个孵化出了鱼苗，而最终只有一条幼鱼度过难关，经过80多天培养后长成8厘米长的鲫鱼。这种鲫鱼并没有经过雌、雄细胞的结合，仅仅是给卵细胞换了个囊胚细胞的核，实际上是由换核卵产生的，因此也是克隆鱼。 鱼类换核技术的成熟和两栖类换核的成功，使一批从事良种培育工作的科学家激动不己，既然鲫色的囊胚细胞核取代鲫鱼卵细胞核后能得到克隆鱼，那么异种鱼换核能否得到新的杂种鱼呢？我国科学家首先提出了这个问题，也首先解决了这个问题，他们设法把鲤鱼胚胎细胞的核取代了鲫鱼卵细胞的核。鲤鱼细胞核和鲫鱼卵细胞质居然能相安无事，并开始了类似受精卵分裂发育的过程，最后长出有胡须的鲤鲫鱼，这种鱼有胡须，生长快，完全像鲤鱼，但它的侧线鳞片数和脊椎骨的数目与鲫鱼相同，而且鱼味鲜美不亚于鲫鱼。这种人工克隆新鱼种的出现为鱼类育种开辟了新途径。 1990年5月，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。 1993年，中科院发育生物学研究所与扬州大学农学院合作，克隆一只山羊。1995年7月，华南师大与广西农大合作，克隆一头奶牛、黄牛杂种牛。1995年10月，西北农大克隆6头猪。 1996年12月，湖南医大克隆6只老鼠。同年中国农科院畜牧所克隆一头公牛犊。1997年3月，中国科学院动物研究所研究员陈大元率先提出了克隆大熊猫的设想。1999年，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，克隆大熊猫面临的两个关键问题中的一个已经解决。 3、克隆技术的影响 小羊多利是世界上第一个利用体细胞克隆成功的动物。 克隆多利的成功，从理论上说明了高度分化的细胞，经过一定手段处理之后，也可回复到受精卵时期的合子功能；说明了在发育过程中，细胞质对异源的细胞核的发育有调控作用。它对生物遗传疾病的治疗、优良品种的培育和扩群等提供了重要途径，对物种的优化、 对转基因动物的扩群均有一定作用。另外，利用克隆技术可以大量复制珍稀动物，挽救濒危物种，调节大自然的生态平衡，为人类造福。 自克隆小羊多利成功后，世界各国引起强烈的反响，以致梵蒂冈教廷和美国总统克林顿都对之发表了评论。有的人把它看作福音，有的人则把它视为祸水。 克隆技术取得突破，给人类带来极大的好处，最大的好处是培养大量品质优良的家畜，丰富人们的物质生活，使畜牧业的成本降低，效率提高，还可提供某些药物原料以提高人类免疫功能等。在小羊多利之前，英国 罗斯林研究所曾培育出一只奶中含治疗血友病药物原料的转基因羊，一家公司以50万英镑的高价买去。如果利用体细胞大批复制这只羊，就可挽救更多患者的生命。 英国PPL公司已培育出羊奶中含有治疗肺气肿的a一抗胰蛋白酶的母羊。这种羊奶的售价是6千美元一升，一只母羊就好比一座制药厂。用什么办法能最有效、最方便地使这种羊扩大繁殖呢？最好的办法就是克隆。同样，荷兰PHP公司培育出能分泌人乳铁蛋白的牛，以色列LAS公司育成了能生产血清白蛋白的羊，这些高附加值的牲畜如何有效地繁殖？答案当然还是克隆。母马配公驴可以得到杂种优势特别强的动物-骡，然而骡不能繁殖后代，那么，优良的骡如何扩大繁殖？最好的办法也是克隆。我国的大熊猫是国宝，但自然交配成功率低，因此己濒临绝种。如何挽救这类珍稀动物克隆为人类提供了切实可行的途径。除此之外，克隆动物对于研究癌生物学、研究免疫学、研究人的寿命等都有不可低估的作用。 不可否认，克隆绵羊的问世也引起了许多人对克隆人的兴趣，例如，有人在考虑，是否可用自己的细胞克隆成一个胚胎，在其成形前就冰冻起来。在将来的某一天，自身的某个器官出了问题时，就可从胚胎中取出这个器官进行培养，然后替换自己病变的器官，这也就是用克隆技术为人类自身提供配件。最新传出的消息却令全世界尤其是伦理学家严重不安。一项以治疗疾病、用于器官移植为名的克隆项目，竟然第一次复制了人类胚胎，这对于人类是福是祸，实在难以预料。 当代生物史证明，克隆技术只能复制出外貌特征相同的生物，不能克隆出被复制者原有的才能。人的思想才能受后天的制约。所以，即使有人能克隆出酷似历史上的伟大领袖、伟大科学家那样的人物，也仅在外貌上相同，却缺乏伟大领袖、伟大科学家那样的思想、气质、才能，试问这样的克隆具有什么意义? 有关克隆人的讨论提醒人们，科技进步是一首悲喜交集的进行曲。科技越发展，对社会的渗透越广泛深入，就越有可能引起许多有关的伦理、道德和法律等问题。 诺贝尔奖获得者，著名分子生物学家.沃森说过：可以期待，许多生物学家，特别是那些从事无性繁殖研究的科学家，将会严肃地考虑它的含意，并展开科学讨论，用以教育世界人民。目前美国杰隆公司出资 2800万美元买下了罗斯林研究所下属的罗斯林生物医学公司，获得了克隆小羊多莉时所用细胞核移植技术。这一交易的主要目的是为了推动用于器官移植的人类干细胞克隆技术的研究。然而，这项取得突破的研究却引起许多道德问题。生物伦理学者和来自不同教派的宗教领袖都对此严加谴责，但华盛顿邮报说，美国政府禁止利用官方资金从事人类胚胎的研究工作，但私人出资却是合法的。 一些伦理学者担心，培植人类胚胎细胞的计划最终将导致大量复制人类。 当人类的繁衍不是靠自然的交配而生育，却是靠高科技手段流水线作业式的定型复制，那么人类还能叫自然人类吗？地球又该用怎样的方式来接纳这批人类的复制品？克隆人可能会像试管婴儿一样被接受美国纽约时报日前发表科学作家赫尼格的署名评论文章认为，随着克隆婴儿诞生的可能性日渐增大，人们对待克隆人的态度也将发生转变，克隆人也许很快将像试管婴儿一样被社会接受。 文章说，一年前克隆人还被认为是件很荒谬的事，但最近几个星期，意大利医生安蒂诺里、美国生育专家扎沃斯以及名为“拉尔雷恩运动”的邪教组织等三个不同团体，正争相制造世界上第一个克隆人。这引发了究竟该不该允许克隆人出现等种种伦理、道德、宗教和社会问题的讨论。 赫尼格认为，回顾试管婴儿1978年以来的发展历史，有助于回答这些问题。她在文章中指出，克隆人反对者的很多观点，与当年反对试管婴儿的理由非常类似。比如说人们曾担心：试管婴儿可能会有无法预料的遗传毛病，科学家和整个社会“骄傲自大”地用人工方式让不育夫妇生儿育女，最终可能自食苦果；由此诞生的下一代不可避免地会觉得自己“不正常”，会为自己的出身而“羞耻”；而来自伦理和宗教界的批评认为，试管婴儿会动摇人类文明的最基本结构，包括婚姻和家庭，关于性和爱的观念，甚至人之所以为人本身等等。 文章说，虽然对试管婴儿的某些批评不乏合理性，但绝大多数预言都落了空。截至今年，全世界试管婴儿已接近50万例，他们基本上都健康正常，而且备受关爱，并没有危害社会。 赫尼格认为，虽然现在谁也不能真正预见“克隆人故事”将如何结尾，但与第一批试管婴儿正常出生后整个社会对待试管婴儿态度发生的180度大转弯一样，人们对克隆等遗传和生育新技术的看法，也会随时间而改变。一些今天看起来稀奇古怪的技术，将来也许会变得平常，根本用不着去辨它个是非。 赫尼格多年来致力于探讨科学技术对社会文化的影响，并一直积极从事向公众传播科学的工作。克隆人离我们有多远？ 几年前克隆绵羊“多莉”出生以后，一石激起千层浪，世界各国就动物基因繁殖问题展开了日益激烈的争论。关于克隆绵羊的争论似乎不仅在动物本身，关键是一向敏感的人类想到了自己明天怎样面对“克隆人”？ 转眼四年过去了，尽管各国纷纷颁布各种禁止克隆人的法律，一些“开拓者”似乎并没有停下脚步。继克隆羊以后，克隆牛，克隆兔，克隆猪等纷纷出世。实际上，很多科学家都认为，克隆人其实为时不远了。今年8月，英国独立报对32位科学家进行了调查，超过半数以上的科学家认为，如果技术和安全困难能够全部克服，那么20年之内将研制出克隆人。这些科学家的观点与坚决反对克隆人类的公众舆论形成了鲜明的对比。也许，在这方面，了解技术细节和科学界内幕的科学家们作出的预言更加客观，虽然他们描绘的是大多数人所不愿意看到的前景。 验证的机会很快就来到了.11月，在全世界的媒体上传播着这样一个消息：一群受邪教组织操纵的科学狂人，正在美国内华达州大漠深处进行着一项克隆人的秘密实验。他们根据英国科学家创造世界第一只克隆羊“多利”的同样原理，从一对美国夫妇今年2月份夭折的10个月大的女儿身上提取细胞制造克隆人。据称，“如果进展顺利的话，世界上第一个克隆人将于明年年底诞生。” 另有消息称，该组织开办的网上克隆业务申请站点已有数百人登记在册，一时门庭若市，生意兴隆。如果说克隆人是完全违背伦理的，那么痛失爱女的父母希望通过克隆与女儿重逢的要求是否过分呢？克隆技术应该是为人类造福而不是成为邪教宣扬其教义的工具，事实上，克隆人的技术已经比较成熟，需要解决的只是过高失败率的问题，从这个意义上说，仅从法律上禁止克隆人已经没有什么真正的意义，对公众，政府和科学家来说，更为重要的是如何规范和管理，让克隆技术在器官移植，动物品种选育，濒危物种保护等方面发挥更大的作用，而克隆人，应该更多地属于生物伦理学的范畴，也许要等明年克隆人真的出生，我们才能知道，克隆这个潘多拉魔盒会给人类带来什么.另一只眼看克隆生命尽管人们把未来科技改善人们生活的很多希望寄托在了生物技术上，而且对其中的核心技术之一克隆表现了极大的热情，认为克隆不仅能快速创造同一个生物个体而且能获得人们所需的宝贵物质，如基因药物，但是如今克隆的结果似乎在向人们提醒，克隆之路未必通畅。 克隆动物长寿还是短命? 关于克隆动物的寿命表现为两种意见，一是克隆动物可以长寿，但另一种针锋相对的意见是克隆动物比正常出生的动物短寿。加拿大不列颠哥伦比亚省癌症研究所的被得兰斯多普博士和美国研究人员一起对美国麻萨诸塞州一家生物技术公司培育的6头克隆牛进行研究发现，克隆牛的寿命较其他牛要长一些。他们先将克隆牛卵子中的细胞核剔除，再将普通牛将要死亡的衰老细胞基因植入克隆牛的卵子中，进行培养观察。结果发现，移植了衰老细胞基因的克隆牛的卵细胞比普通衰老细胞要年轻一些而且显得有活力。反复进行这种实验也得到了相同的结果。得出这种论的重要原因之一是，普通的牛细胞只分裂61次就衰老而死亡，而克隆牛身上的细胞却可以分裂93次才会衰老。以此推算克隆牛可以活93年，寿命比普通牛要长一些。但是针锋相对的事实来自于举世闻名的克隆羊多利。美国1999年6月的新闻和世界报道透露，苏格兰PPL生物技术医疗公司的保尔希尔斯等人检查了多利细胞中的端粒，发现其端粒比预期的短20，几乎与其9岁的母亲(提供细胞核的母羊)的端粒长度一样。这说明多利已经提早衰老，并且容易染病和提早死亡。针对这一结果，连培养多利的英国罗斯林研究所研究人员坎培尔也承认，多利的生长速度比正常的羊要快得多，也由此证明多利将很快衰老。众所周知，端粒是控制生物体寿命的重要物质，它缩短到一定程度后，细胞就不会再分裂，从而完成生命过程并走向死亡。显然这两种观点都有实验基础，因而要判断哪一种观点更可信还有待于更多的实验来证明。克隆动物缺陷比优点多尽管克隆动物的长寿与短寿有争论，但目前有更多的事实表明克隆动物的缺陷大于优点，而且克隆动物存在这样或那样的致命缺陷。克隆牛的缺陷： 第一个典型的例子是法国克隆的名叫玛格丽特的小牛仅生存了1个多月便死亡，这表明克隆动物是有致命缺陷的。1998年2月20日玛格丽特刚出生不久，其脐带就发生感染。尽管研究人员采取了有效措施施用强效抗生素，但玛格丽特的感染一直迁延不愈。在单独治疗了一段时间后，3月25日玛格丽特挤到母牛群中去，在通过牛栏栅时脊柱和大腿肌肉又受伤。随后它脐带的感染立刻扩散到受伤处。尽管研究人员后来又对它使用了大量的抗生素抗感染，但终于不治而于4月4日死亡。由此研究人员终于认为克隆动物可能存在严重的免疫功能缺陷。最近法国科研人员确认，玛格丽特之死与严重的基因缺陷有关。它们发现，克隆过程严重干扰了小牛正常的基因功能，使其免疫功能低下，而且体质衰弱，无法抵抗严重的和一般的疾病与感染。具体表现为玛格丽特的血液中免疫细胞较少，因而造成免疫力低下。其次该克隆牛的红细胞计数也较少，因而造成贫血，此外其右心室也存在异常。所有这些都是在克隆时由于基因缺陷所引起的，而这种基因缺陷是永久性的，难以逆转。玛格丽特是第一个从胎肌细胞克隆的哺乳动物。同样日本两年前克隆出了8头牛，但出生后不久就有4头死亡。它们也是因为免疫系统功能低下不能抵御感染而死亡的。克隆牛的缺陷还不仅仅在于此。法国国家农业研究院的研究人员在1999年就透露，克隆牛可能出现体态巨大或畸形，而且用体细胞克隆的成功率大大低于用胚胎细胞克隆的方式。迄今他们只培育成功了14头牛，另外有150头克隆牛在胚胎孕育阶段即告流产或在出生后马上死亡。它们的死亡缘于其不正常的发育。表现为牛胎巨大。例如正常牛出生时一般只有45公斤，但克隆牛出生时都超过60公斤。由于胎儿的异常发育常导致怀孕母牛食欲不振，因而不得不让母牛流产或宰杀母牛。即使有幸出生的克隆小牛很多也会因为心脏异常、尿毒症或不能进食而很快死亡。克隆鼠的缺陷： 美国夏威夷大学的研究人员最近证明，克隆鼠长大后大都患肥胖症。在他们克隆的200多只老鼠中，有一个品种的老鼠长大后全部变得肥胖，而另一个品种的老鼠则有一部分患肥胖症。原因在于它们在克隆的胚胎早期时有细胞缺陷。另外有一只克隆鼠因为衰老而死亡，表明其寿命低于正常的老鼠。对于上述克隆动物的早死和缺陷问题，曾培育多利的英国罗斯林研究所的哈里格里芬也承认，用成年体细胞培育的克隆动物可能会变异，随年龄增长而表现出众缺陷，而且会一代一代传下去。克隆羊的死亡： 无独有偶，我国研究人员于6月底用体细胞克隆的第一只山羊元元也在出生后一天内死亡。元元死亡的原因是因肺部感染而不能正常呼吸。尽管对于元元是不是我国第一例用体细胞克隆的动物还存在争论，但从元元身上再次表现出的克隆动物的弱点已经是无需争论的了。按研究人员的解释，元元以及其他克隆动物和今后还将陆续出现的克隆动物都会有这样或那样的致命缺陷。因此，如何改进克隆动物的体质与健康是未来克隆技术的一个重要内容。但是专家认为这是生物技术中较难攻克的一个难点。克隆并非创造一成不变个体 另一方面，克隆并非保人们想像的那样会克隆出两个一模一样的生物个体来。中国早就有俗语曰：龙生龙，风生风，老鼠生儿会打洞。但同时也有与这一俗语针锋相对的另一俗语：龙生九种，种种各别。这说明了遗传的相似性和差异性。同样是英国的克隆羊说明了这个问题。在多利之后，英国爱丁堡罗斯林研究所的坎培尔等又培育出了4头克隆羊，它们有一样的遗传物质，即它们来自同一头母羊的细胞核。但是如今随着它们日益长大，其差别也越来越大。从外貌上看它们好像一模一样，但实际上它们的个头大小、行为和脾气却大不一样。正如孪生子在外人看来是一样的，但熟悉他们的人却能明显感受到他们的差别而轻易地区分他们。所以所谓克隆也只不过是能产生双胞胎或多胞胎那样的效果，真正要克隆出一模一样的两个生物个体是不可能的。还有一个容易让人理解的事实是，尽管这4头克隆羊都来自一个细胞核，但它们被放进了不同的4个母羊的去核卵细胞中，细胞核在与4个卵细胞的结合和发育过程中可能会不一致，而且这4个来自不同母羊的卵细胞的质量也不一样。此外细胞分裂时也不能100地复制，所以不可能100地克隆生物个体。另一个重要原因是细胞质中的成分。早在克隆多利之时很多研究人员就提出过这个问题了。细胞质并不是均匀的浆状物，而是包含许多有特殊结构和功能的细胞器，如线粒体、过氧化体、粗面内质网、核蛋白体、溶酶体、高尔基复合体等。在这些细胞器中线粒体较为重要，因为它除了是细胞的供能站外，还是另一类遗传物质贮存的地方，它里面包含着只从母系遗传下来的线粒体DNA。所以当初研究人员就怀疑多利体内的遗传物质有两种，不是100的克隆。后来经实验检查，果然多利体内含有两种DNA成分。一是来自A绵羊的DNA，另一是来自B绵羊的卵细胞细胞质中线粒体的DNA。此外B绵羊卵细胞细胞质中的多种细胞器肯定也促成了这种克隆的成功，所以多利包含了B绵羊的一些线粒体DNA是一种必然。因此，上述4头克隆羊可能既包含了来自同一个细胞核的DNA，又包含了来自不同母羊的去核卵细胞细胞质中线粒体DNA后者肯定是不一样的，而且不同的去核卵细胞中的多种细胞器也促进并参与了新生命的形成，所以这4头羊外表一样但大小和脾气不一样也是可以理解的了。就目前所知的所有事实表明，克隆生物个体的弊病是大于优点的，而且目前的生物技术是无法克隆出一模一样的生物个体。这对醉心于克隆动物，尤其是想克隆人的研究人员是一个警钟。在克隆之前应当弄清楚克隆动物或克隆人来干什么，如果克隆出来的物种是怪物或有缺陷的生物，将如何处理它(他)们?一己之见：克隆技术有什么错自从1996年英国科学家用成年绵羊体细胞成功克隆出“多利”羊后，个别野心勃勃的科学家向克隆技术提出了挑战。意大利生殖学家安蒂诺里曾荒诞地宣布，他的第一个克隆人将在一处“秘密的地方”诞生。 不知道他的克隆人诞生了没有，然而，在对待克隆人的问题上，各国政府和广大科学工作者的态度都颇为审慎严肃，明确表示反对。最早站出来反对克隆人的，正是培育克隆羊“多利”的英国科学家，因为他们最清楚，目前的技术离克隆人还远得很。极少量动物克隆成功并不意味着人类已掌握了克隆人的技术，技术上的问题将直接威胁克隆人的生命。更重要的是，对于这种“实验室里人为操纵下制造出来的生命”方式，更让千百年来一直依靠有性繁殖制造生命的人类本身难以接受。 技术原本应该是中性的，它之所以成为“既可造福人类，又能加害人类”的双刃剑，完全在于人类本身的善恶两重性。从技术发展史上来看，每当一种新技术出现，几乎同时会孪生出造福与祸害两种性质截然相反的结局。核裂变被发现后立刻出现了原子弹与核电站；因特网的实现，使人们在接受快速便捷的信息的同时，也不得不接受无孔不入的病毒 爱因斯坦在得知日本广岛、长崎被原子弹轰炸后说过这样一句话：“早知道是这样，我宁愿做一个鞋匠。”然而，错误的不是科学技术本身，而是人类对科学技术的滥用。我们不应该一味责怪技术，而应该追究人类的责任。克隆技术在某种程度上有可能与历史上的原子能技术等一样，既能造福人类，也可祸害无穷。试管婴儿1978年出生时，曾引起轩然大波，但现在全世界已经有30万试管婴儿。 人类作为一个从自然环境中分离出来的智能物种，其生存必须与大自然保持和谐，其发展必须把握适度。是福音还是噩兆？只要科学技术的发展始终处在清醒的人文理性的驾驭之下，即使是噩兆也会变成福音。克隆之谜克隆一词是由clone音译而来，在音译名出现以前曾有一个意译名-无性繁殖系，指由单一细胞或共同祖先经有丝分裂得到的细胞群体或有机群体。我们通过细胞培养可以得到一个细胞克隆。在微生物实验时，通过倒平皿，我们可以得到一个个的菌落，这些菌落其实就是细菌的克隆。可见克隆原来是个名词，指一群细胞或一群个体。随着分子生物学的发展，出现了核移植与基因工程之类的操作。核移植操作可以得到重建细胞，重建细胞可以繁殖成一个无性系；基因工程操作可以将某一被选定的基因拼接到质粒的复制子上，随着复制子的复制也能得到DNA分子的无性系。于是，有人就把这类操作称作克隆，即将clone一词由名词转化成动词，并将核移植称为 nuclear cloning（核克隆），通过基因工程得到DNA分子的无性系称为molecular cloning（分子克隆）。在这里克隆是一种实现无性繁殖（asexual rep