李春和《奇妙的克隆技术》

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1、1 划时代的震撼奇妙的克隆技术李春和 事件叙述 一个细菌经过20 分钟左右就可一分为二；一根葡萄枝切成十段就可能变成十株葡萄；仙人掌切成几块，每块落地就生根；, 凡此种种，都是生物靠自身的一分为二或自身的一小部分的扩大来繁衍后代，这就是无性繁殖。它的英文名称叫“Clone”，音译为“克隆”。克隆技术的设想是由德国胚胎学家于1938 年首次提出的，1997 年英国自然杂志公布了爱丁堡罗斯林研究所威尔莫特等人的研究成果：经过247 次失败之后，他们在1996 年得到了一只名为“多利”的克隆雌性小绵羊。一时间，克隆绵羊“多利”成为动物界最耀眼的“明星”，其“咩咩”的叫声迅速响遍全球。“克隆羊”的诞生

2、，在全世界引起了轰动，是现代意义上的克隆技术的重要里程碑。克隆技术， 已经经历了三个发展时期：第一个时期是微生物克隆，即用一个细菌很快复制出成千上万个和它一模一样的细菌，而变成一个细菌群；第二个时期是生物技术克隆，比如用遗传基因DNA 克隆；第三个时期是动物克隆，即由一个细胞克隆成一个动物。克隆绵羊“多利”由一头母羊的体细胞克隆而来，使用的便是动物克隆技术。克隆的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采用的时间约为 6天）再被植入动物子宫中使动物怀孕

3、使可产下与提供细胞者基因相同的动物。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。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。这一过程中采用化学刺激法代替电刺激法来重新对卵细胞进行控制。1998 年 7 月 5 日，日本石川县畜产综合中心与近畿大学畜产学研究室的科学家宣布，他们利用成年动物体细胞克隆的两头牛犊诞生。这两头克隆牛的诞生表明克隆成年动物的技术是可重复的。克隆技术被誉为“一座挖掘不尽的金矿”，它在生产实践上具有重要的意义，潜在的经济价值十分巨大。首先，在

4、动物杂种优势利用方面，较常规方法而言，哺乳动物克隆技术费时少、 选育的种畜性状稳定；其次，克隆技术在抢救濒危珍稀物种、保护生物多样性方面可2 发挥重要作用， 即使在自然交配成功率很低的情况下，科研人员也可以从濒危珍稀动物个体身上选择适当的体细胞进行无性繁殖，达到有效保护这些物种的目的。 素材拓展 可曾记得“多利羊”动物克隆成功率一直非常低，流产、畸形等问题较多。这是由于克隆本身的问题，还是仅仅因为技术不够成熟对DNA造成了伤害？人们对此还无法回答。作为第一头体细胞克隆动物，多利羊的健康状况受到密切关注，因为它可能代表着其他克隆动物的命运。多利一生的大部分时候过着优裕的明星生活，它善于应付公众场

5、合，毫不怕人， 在镜头前有着良好的风度。从生育方面来看，多利与普通母羊并没有不同。先后生育了6 个孩子，直到 1999 年 5 月，罗斯林研究所和PPL公司发现， 多利的染色体端粒比同年龄的绵羊要短，引起了人们对克隆动物是否会早衰的担忧。端粒是染色体两端的一种结构，对染色体起保护作用， 有点像鞋带两头起固定作用的塑料或金属扣。细胞每分裂一次，端粒就变短一点，短到一定程度，细胞就不再分裂，而启动自杀程序。一些人担心，克隆动物的端粒注定较短，是一个不可避免的根本问题。另一些人认为， 多利的端粒较短可能是克隆过程的技术问题所致，这不一定是体细胞克隆中的普遍现象，有望随着技术的进步而消除。2002 年

6、 1 月，罗斯林研究所透露，多利被发现患有关节炎。这引起了有关克隆动物健康问题的新一轮骚动。绵羊患关节炎是常见的事，但多利患病的部位是左后腿关节，并不多见。威尔穆特说， 这可能意味着现行的克隆技术效率低，但多利患病的原因究竟是克隆过程造成的遗传缺陷， 还是纯属偶然， 可能永远也弄不清楚。与主张动物权利的人士的观点相反，他强调，对动物进行克隆研究不应该因此停止。相反，要进一步研究，弄清楚其中的机制。2003 年 2 月 14 日，研究所宣布，多利由于患进行性肺部感染（进行性疾病为症状不断恶化的疾病），被实施了安乐死。绵羊通常能活12 年左右， 6 岁半的多利可以说正当盛年，并不算老，它的肺病究竟

7、与克隆有没有关系，又是一个难以搞清楚的问题。如今，多利这只科学史上最尊贵、最著名的绵羊已经被做成标本，在博物馆向公众展出。点评与延伸：鲁迅把第一个吃螃蟹的人称为勇士。克隆多利羊的科学家们更是当之无愧的勇士。他们大胆假设、 小心求证， 以科学严谨的态度，克服重重困难， 战胜一次次挫折，终于取得成功。那些关注多利羊健康安危、质疑克隆技术的人们同样是勇士。正是因为有了他们的质疑，克隆多利羊的科学家们才不敢懈怠，为探索科学、解答疑难忘我工作。增广贤文上说，道吾好者是吾贼， 道吾恶者是吾师。人类每一项重大科技成果，无一不是一代代后人站在前辈的肩膀上完成的。 多利羊饱受争议的一生，实际上也就是人类在科学探

8、索上艰辛探索的写照。适用话题： 科学精神、创新与勇气、质疑与进取、探索与困惑、梦想与实践、成功的秘3 诀克隆大事记1952 年克隆蝌蚪：小小的蝌蚪改写了生物技术发展史，成为世界上第一种被克隆的动物。美国科学家罗伯特布里格斯和托马斯?金用一只蝌蚪的细胞创造了与原版完全一样的复制品。1997 年 2 月你好，多利：1996 年，世界第一例从成年动物细胞克隆出的哺乳动物绵羊多利诞生。这个秘密直到1997 年 2 月才向世人公布。1998 年克隆批量化：美国夏威夷大学的科学家用成年细胞克隆出50 多只老鼠，并接着培育出3 代遗传特征完全一致的实验鼠。与此同时， 其他几个私立研究机构也用不同的方法成功克

9、隆出小牛。其中最引人注目的是，日本人用一个成年母牛的细胞培育出8 只遗传特征完全一样的小牛，成功率高达80% 。2000 年人类近亲被克隆：美国俄勒冈的研究者用与克隆多利羊截然不同的方法克隆出猴子，科学家将一个仅包含8 个细胞的早期胚胎分裂为4 份， 再将它们分别培育出新胚胎，惟一成活的只有Tetra 。与多利不同的是，Tetra 既有母亲也有父亲，但它只是人工4 胞胎中的一个。此外，帮助培育出多利羊的生物技术公司宣布克隆出5 只小猪仔。该公司宣称，克隆猪终将成为人类移植器官的“加工厂”。2001 年克隆人被提上日程：2001 年，美、意科学家联手展开克隆人的工作。2001 年11 月美科学家

10、宣布首次克隆成功了处于早期阶段的人类胚胎，称其目标是为病人“定制”出不会诱发排异反应的人体细胞用于移植。2004 年 “克隆人类胚胎”在英国合法化：2004 年 8 月 11 日，英国颁发全球首张“克隆人类胚胎”执照，合法执照有效期为一年，胚胎14 天后必须毁坏，培育克隆婴儿仍属非法行为。其目的是：增加人类对自身胚胎发育的理解；增加人类对高危疾病的认识；推动人类对高危疾病治疗方法的研究。2005 年禁止任何形式克隆人：2005 年 2 月 18 日，第 59 届联合国大会法律委员会以决议的形式通过一项政治宣言，要求各国禁止有违人类尊严的任何形式的克隆人。点评与延伸：没有哪一次的技术革命，像克隆

11、技术的发现这样，引起如此多的关注、担心，引起如此多的褒褒贬贬。 新生事物的出现，总伴随有不同的声音，而克隆技术的确与传统的认知出现了巨大差距。我们希望每一项技术革命都能有益于人类，避免对人类造成任何伤害。适用话题： 继承和创新、推陈出新、克隆与创新、人类发展、科学的力量等4 “试管婴儿之父”：饱受争议的诺贝尔奖得主罗伯特 ?爱德华兹此生获得过不少赞誉，被世人称为 “试管婴儿之父”。他也因这项 “现代医学发展里程碑”式的技术荣获2010 年诺贝尔生理学或医学奖。可这位“试管婴儿之父”所受到的批评却从未停止过。从一开始，爱德华兹的研究就充满争议。20 世纪 50 年代，这个就读于英国爱丁堡大学的博

12、士研究生开始了生殖医学领域的研究。他和同事外科医生帕特里克?斯特普托一起，希望运用体外受精的方法来解决不孕不育之症。然而， 他们根本找不到实验材料，尤其是没有人愿意把自己的卵细胞放入这场“荒谬的实验” 。妇产科医生听见他们收集卵巢组织的要求就连连摇头，还有人直斥他是疯子。历尽千辛万苦，1968 年，两位科学家第一次培养出了人体胚胎。可是，科学界对这项研究成果充满质疑。人们担心，这些“人造生命”可能破坏社会的伦理关系，甚至“培养出畸形的怪物”。梵蒂冈宗教生命科学院指责他“搭建了一座屋子，却错开了一扇房门”。被誉为“ DNA之父”的生物学家詹姆斯?沃森就严厉批评这项工作的“错误不可避免”。在一片争

13、议声中， 英国医学研究理事会以“不符合伦理”的理由，拒绝了爱德华兹和斯特普托的资金申请。1978 年 7 月，在经历了20 年的坎坷之后，53 岁的爱德华兹和65 岁的斯特普托培养出了第一个试管婴儿。 这个名叫路易丝 ?布朗的女婴的诞生让人们惊呼，科学家“扮演了上帝” ，“潘多拉的盒子被打开了”。争议也同样扑面而来。除了宗教人士， 不少科学家也惶恐不安。有人批评爱德华兹，在临床应用之前，没有在黑猩猩等高等动物身上做实验；还有人担心，一旦爱德华兹的试验出现任何问题，所有创新性的研究可能会一起受到教会的限制与批评。爱德华兹平静地忍受了这一切。“生命中最重要的事情是小孩。”他说，“没有什么比小孩更特

14、别了。 斯特普托和我都被那些想要小孩的绝望的夫妻们深深打动。我们受到了很多批评，但我们宁愿如此。”点评与延伸：科学的发展， 首先应该是人与自然的斗争，但历史上一幕幕景象，映现的往往是科学在发展中，人与人类的斗争。生活在中世纪的布鲁诺，就不必说了，那是扼杀人性的时代。每一项科学的初起，人们往往带着各种猜测去看待它，只要与自己的观点、愿望不符，就毫不含糊地抨击它、阻挠它。即使在文明时代，只要是触及人类信仰、触及人类秘密的科学，命运也往往如此，都不同程度受到过打压，这似乎成了惯例。适用话题： 有所为与有所不为、执着与成功、宽容、逆境与顺境等5 童第周勤奋换来的克隆先驱童第周是我国著名的生物学家，也是

15、国际知名的科学家。他从事实验胚胎学的研究近半个世纪，是我国实验胚胎学的主要创始人。童第周出生在浙江省鄞县的一个偏僻的小山村里。由于家境贫困， 小时候一直跟父亲学习文化知识，直到17 岁才迈入学校的大门。读中学时，由于他基础差，学习十分吃力，第一学期末平均成绩才45 分。学校令其退学或留级。在他的再三恳求下，校方同意他跟班试读一学期。此后，他就与“路灯”常相伴：天蒙蒙亮，他在路灯下读外语；夜熄灯后，他在路灯下自修复习。功夫不负有心人，期末，他的平均成绩达到70 多分，几何还得了100 分。这件事让他悟出了一个道理：别人能办到的事，我经过努力也能办到，世上没有天才，天才是用劳动换来的。之后，这也就

16、成了他的座右铭。大学毕业后他去比利时留学。在国外学习期间，童第周刻苦钻研，勤奋好学，得到了老师的好评。 获博士学位后， 他回到了灾难深重的祖国，在极为困难的条件下进行科学研究工作。没有电灯， 他们就在阴暗的院子里利用天然光在显微镜下从事切割和分离卵子工作；没有培养胚胎的玻璃器皿，就用粗瓷陶酒杯代替，所用的显微解剖器只是一根自己拉的极细的玻璃丝；实验用的材料蛙卵都是自己从野外采来的。就在这简陋的“实验室”里，童第周和他的同事们完成了若干篇有关金鱼卵子发育能力和蛙胚纤毛运动机理分析的论文。解放以后， 童第周担任山东大学副校长的同时，研究了在生物进化中占重要地位的文昌鱼卵发育规律，取得了很大成绩。到了晚年， 他和美国坦普恩大学牛满江教授合作研究起细胞核和细胞质的相互关系，他们从鲫鱼的卵子细胞质内提取一种核酸，注射到金鱼的受精卵中，结果出现了一种既有金鱼性状又有鲫鱼性状的子代，这种金鱼的尾鳍由双尾变成了单尾。这种创造性的成绩居于世界先进行列。点评与延伸：勤奋是打开知识殿堂之门的一把钥匙。人要想成就一番事业，一要勤奋好学， 二要持之以恒。童第周从不