动物克隆技术论文_动物克隆技术运用

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动物克隆技术

【摘要】：本文主要针对动物克隆和植物克隆技术的产生以及发展来阐述克隆所带来的利与弊，并从生物技术的发展和社会道德、人性等方面所存在的问题展开论述。克隆人出现的潜在可能性，深入人类的本质，了解人类的本性。【关键词】：克隆、发展现状、伦理道德、利与弊

一、概述

（一）、来源和定义

1963 年J.B.S.Haldane在题为“人类种族在未来二万年的生物可能性”的演讲上采用“克隆(Clone)”的术语。克隆（clone）从字面上来讲就是复制，但是在生物学里，并不是简单的复制，它是通过“无性繁殖”来达到生育后代的效果。克隆在生物学上的定义是指一个细胞或个体以无性繁殖方式产生遗传物质完全相同的一群细胞或一群个体。在动物繁殖学中，它是指不通过精子和卵子的受精过程而产生遗传物质完全相同新个体的一门胚胎生物技术。

（二）、分类

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。克隆技术（clone technology）在广义上分为“胚胎分割”和“细胞核移植”，在狭义上分为“胚胎细胞核移植”和“体细胞核移植”

二、动物克隆的原理

（一）、动物克隆的理论基础

克隆技术得以实现的理论基础在于“细胞的全能性”。细胞的全能性是指细胞包含个体的全套遗传信息，在特定环境因素的调节下，可回到受精卵一样的状态，从头开始发育成一个完整的生物个体，只有具备全能性的动物组织细胞，才可用于克隆动物。

（二）、动物克隆的基本过程

1.动物克隆技术的核心是核移植。（核移植技术：所谓核移植技术就是利用显微操作技术将一个细胞的细胞核移植到另一个细胞中，或者将两个细胞的细胞核（或细胞质）进行交换，从而可能创造无性杂交生物新品种的一项技术。）2.核供体动物的选择与细胞核的获得。3.核受体动物的选择与细胞核的移出。4.供体核的移入及原核的取出。5.胚泡的体外试管培养。6.代母的选择与胚泡移入子宫。7.克隆动物的体内发育与出生。

三、动物克隆的方法

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㈠胚胎细胞克隆

细胞核移植又称胚胎克隆，它是通过显微操作将早期胚胎细胞核移植到去核卵母细胞中构建新合子的生物技术。通常把提供细胞核的胚胎称核供体，接受细胞核的卵子称核受体。由于哺乳动物的遗传性状主要由细胞核的遗传物质决定，因此由同一枚胚胎作核供体通过核移植获得的后代，基因型几乎一致，称之为克隆动物。通过核移植得到的胚胎可作供体，再进行细胞核移植，称再克隆。1.克隆步骤

⑴卵母细胞的去核：细管吸除法，紫外线照射法。

⑵供体核的准备和移植：将供体胚胎分成单个卵裂球，每个卵裂球即为供体核。⑶卵裂球与卵子的融合：将卵裂球和去核卵子融为一体，形成单细胞结构。⑷卵子的激活：在正常受精过程中，精子穿过透明带及卵黄膜时，引起卵子内钙离子浓度升高，卵子细胞周期恢复，启动胚胎发育，这一现象称为激活。胚胎克隆时，通常用一定强度的电脉冲作用卵母细胞。⑸克隆胚胎的培养 ⒉存在的问题

⑴供体核数量的局限性：目前，胚胎克隆供体核的最高发育阶段是绵羊的内细胞团细胞，而其他家畜必须用64-细胞或更早阶段胚胎作核供体，才能获得克隆后代。⑵受体卵子质量的影响：

⑶核质关系的影响：细胞核和细胞质关系不协调是导致核移植效率低的一个重要因素。

⑷操作技术的影响 ⒊发展远景

胚胎克隆与胚胎分割、卵裂球培养相比，大大提高了生产遗传同质动物的效率。⑴在研究动物个体的发生发育过程中，胚胎细胞核移植为探索细胞质与细胞核的相互作用和胚胎细胞的分化规律方面提供了很好的研究手段。

⑵胚胎克隆技术的完善为体细胞克隆技术发展将提供有益的借鉴，在体细胞克隆没有成功的动物中，胚胎克隆依然是理想的无性繁殖技术。㈡体细胞克隆 1.克隆步骤

体细胞克隆的主要技术程序与胚胎细胞基本克隆相同，主要差别在供体细胞的选择。

⒉存在的问题

⑴结果不稳定，效率低 ⑵后代死亡率高

⑶用其他体细胞作供体的探索 ⑷细胞质遗传问题

第 2 页(共 6 页)⑸供体细胞的保存和细胞周期的影响 ⒊发展远景

⑴克隆技术的成功将会大大提高畜牧业的生产效率，加强濒危动物的保护力度。⑵克隆与转基因技术结合将大幅度提高转基因效率，克服外源基因随机整合带来的消极影响。

⑶克隆人的胚胎与胚胎干细胞技术结合可能会解决目前人类器官修复和移植过程遇到的免疫排斥和供体不足的难题。

三、动物克隆的应用

1．动物资源的种质保存包括地球上频危动物的挽救和畜牧业等

在生物多样性保护方面，克隆技术有着广泛的应用。对某些濒危物种来说，克隆技术虽然不能使基因增多，但可培育出更为优良的个体，为保护这种物种开避一条有效的途径。英国某研究所和一公司联合培育出一头乳汁中含有治疗血友病的药物蛋白的转基因羊，这头转基因羊被一家公司以50万英磅的价钱买走；上海与复旦大学医学遗传研究所作也培育出乳汁中有活性的治疗血友病人的凝血因子LX蛋白的转基因羊。克隆技术如果成熟并与动物转基因技术相结合，就可以大量培育这种乳汁中含有药物蛋白的“动物药厂”，既可以使更多的患者摆脱疾病的折磨，又可为研究单位创造巨大的商业价值。

2．生产移植器官，培育优良品种，与转基因技术相结合研制生产食物和药物 动物克隆可以培植出人的肝脏、皮肤，甚至心脏、动脉等组织和器官，供医院临床应用，这样既避免了目前普遍存在的移植器官短缺的难题，同时也解决了异体器官移植可能出现的排异反应。比如可以对猪的基因进行改造“诱骗”人体免疫系统放过器官，培育一头带有人基因的猪再进行克隆，把猪的器官移植给人（大小与人相当），医疗界便可得到充分的器官。此外，在大量培育供给人类更好的食品以及药物等方面，动物克隆技术拥有诱人的前景。

四、动物克隆发展状况 ㈠、国内

1963 童第周等 囊胚细胞核移入核受精卵，获得幼鱼

1990 张涌 奖4-32胚细胞核至去核卵母细胞，首次产出5只山羊 1993 杜淼、邹贤刚、成国祥等

1994 唐轶山、窦忠英 用32-64细胞期的胚细胞移入体外成熟的兔卵母细胞，获得3窝7只兔子

1995 谭丽玲、石德顺等 用桑葚胚至囊胚分裂球移入核卵母细胞，获得国内第一投牛犊

1996 周琪等 实验对象：兔子，获得仔兔 1997 卢光琇等 实验对象：小鼠，获得鼠仔 ㈡、国外

第 3 页(共 6 页)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 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” 与动物克隆

四、动物克隆的危险性

1．克隆动物已出现广泛的免疫缺陷或早期夭亡。

2．克隆动物过程中也极有可能产生遗传性的变异（无性系变异），这在植物的克隆中已广泛得到研究和验证，会发生染色体变异，基因组DNA扩增和某些转位因子的激活。

3．克隆人不但面临社会、家庭伦理道德问题，也将面临健康安全问题。

五、植物克隆技术

说到克隆技术，不得不提植物克隆技术，在植物上，也存在着相类似的克隆技术。㈠、植物克隆技术是快速成苗技术与多代循环技术相结合的综合性技术，在计算机控制的智能环境下，再加上营养液以及激素的人工补充，使植物的离体材料快速成苗。㈡、植物的克隆快速繁殖不仅可用于常规无性繁殖的植物，而且还用于常规方法难以无性繁殖的植物，例如有性杂交不亲和与不育基因型植物的繁殖，转基因植物的快速繁殖，以及繁殖大批遗传性状一致的亲本供大规模杂交制种，大量繁殖果树、花卉、蔬菜、作物、药材等种苗，尤其在抢救与繁殖珍、稀、濒危植物等方面效果更佳。植物克隆技术因其环境因素可人工控制，繁殖周期短、速度快、效率高，可周年生产，节省材料，脱去病毒，提高优良性状等优势，在植物优良品种的快速繁殖及推广方面取得了巨大的成功。植物克隆技术已广泛的应用于林果、花卉、蔬菜、作物、药材等产业，彻底改变了传统的苗木、花卉生产繁殖靠种子、扦插、分析、嫁接等方法，能够迅速推广名、特、新、优品种，极大地满足国内外大市场对高产量、高效率、高品质的消费需求。植物克隆技术的应用是一项可以带来高额利润的新兴产业，特别是适逢西部大开发、建设秀美山川、治理水土流失、退耕还林、园艺花卉、果蔬药材、绿色奥运，以及抵御入世后对我国农业的冲击，均具有空前的巨大商机、高额的利润、广阔的市场。植物克隆技术必将在二十一世纪的生物技术时代扮演重要的角色。

第 4 页(共 6 页)2000年 曾参与克隆“多利” 羊的英国公司培育了第一批克隆猪 ㈢、优点

1、可人为控制培养条件 植物克隆培养中的植物材料完全是人为提供的培养基及小气候环境下生长的，几乎没有外界不利因素的影响，有利于植物的生长。由于植物组织培养不受气候和季节的限制，因此，在进行苗木繁殖时便于稳定地进行周年生产。

2、生长周期短，繁殖速度快 植物克隆培养可人为控制培养条件、生长快、生长周期短，往往十几天到几十天可完成一个繁殖周期，每一繁殖周期可繁殖几倍到几十倍，甚至上百倍，规格整齐一致的优质苗木，尤其在良种苗木及优质无毒种苗的快速繁殖方面是其他方法无可比拟的。

3、管理方便，利于自动化 植物克隆培养是在一定的场所环境下，人为提供一定的温度、光照、湿度、营养、激素等条件进行高度集中化的科学生产方式，与盆栽、田间栽培等方法相比省去了中耕除草、浇水施肥和防治病虫等一系列繁杂劳动，可以大大节省人力、物力及田间种植所需的土地，便于实现流水线作业，且利于进行自动化控制生产和管理实现农林业苗木的工厂化生产。

4、培养材料经济 由于植物细胞具有全能性，故单个细胞、小块组织、茎尖茎段等外植体经培养均可获得再生植株。在生产实践中以茎尖、根、叶子、下胚轴1cm、花丝、花瓣等材料进行培养时，只需要几毫米，甚至更小就可获得一株苗木；在细胞及原生质体培养时，所需材料更少，由于取材少，培养效果好，对于新品种的快速繁殖和良种复壮更新都有很大的应用价值。特别是良种苗木，有的是经过了几十年培育出来的，有的是濒危植物，这些珍稀植物繁殖的问题，单靠常规无性繁殖方法，需要几年或 几十年才能繁育为数不多的苗木。而用植物克隆培养方法可在短期内生产上百万株苗木。

六、有关克隆动物与人存在的问题

既然动物可以被克隆，那么人类呢？人类是进化了的高级动物，既然也是动物，与动物具有非常高的相似性，那么人类的克隆会是什么样子的呢？我们有该不该去实验？该不该去支持？这就涉及到了人性和社会伦理、道德方面的问题。㈠、克隆人存在的问题： ⒈法律地位，人格权和名誉权 ⒉克隆人没有监护人 ⒊社会、伦理学问题

㈡、生物界对于克隆人的看法

“多利羊之父” 伊恩·威尔穆特反对克隆人：“在我有生之年不一定会看到这一天，因为技术上可能还需要一段时间。但即使在我的有生之年技术是可行的话，我也会反对克隆人。因为我觉得每一个孩子应该是被看作是一个个体，如果他跟另外一个人是完全一样的话，人们就会忽视这个个体存在的价值。曾经有人问过我的孩子们，问他们愿不愿意追随他们父亲的道路，走科学家的道路。实际上，我的孩子不一定想

第 5 页(共 6 页)做和我一模一样的工作。对于克隆人来说，道理也是相似的，没有一个人希望成为别人的完全的复制品。”——摘自《时代周报》

“试管婴儿之父” 罗伯特·爱德华反对克隆人。爱德华认为，进行“生殖克隆人”试验是一种不负责任的行为。就目前技术而言，无法保证“克隆”的安全性，可能出现流产、早产、死产、畸形等不良结果。或许在创造一个健康的“克隆人”之前，科学家们可能会先造出成百上千的畸形儿。制造大量基因结构完全相同的人，可能诱发新型疾病的广泛传播；“克隆人”的出现将对现有社会的家庭结构、伦理体系造成巨大冲击，引起人的继承权、婚姻关系、血缘关系的混乱，带来一系列社会问题。它违背了人的生命伦理原则，损害了人的尊严。（2002年4月22日答记者问）

【参考文献】

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[8] 浙江省丽水市农科所http://kf.zwkf.net/INDEX.ASP [9] 李宁，李青，生物医药中的转基因动物研究与开发.高技术通信，2000 [10] 曹宏楷，动物克隆技术研究进展，江西畜牧兽医杂志，2005 [11] 梁国栋，最新分子生物学实验技术，北京科学出版社2001 [12] 卢圣栋，现代分子生物学实验技术，中国协和医院大学出版社，1999 [13] 克纳（德）《我是克隆人》 人民文学出版社 [14] A.J.布切（德）《克隆人的反击》 新华出版社

[15] 时代周报，2011-5-13“克隆羊多利之父伊恩·威尔穆特：我反对克隆人”

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