第四节克隆技术的应用和难题

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克隆技术在生物学中的应用例题和知识点总结

克隆技术在生物学中的应用例题和知识点总结

克隆技术在生物学中的应用例题和知识点总结克隆技术是现代生物学领域中一项具有重要意义的技术,它为我们深入了解生命的奥秘、解决医学难题以及推动农业发展等方面提供了强大的工具。

接下来,让我们一起探讨克隆技术在生物学中的应用例题以及相关的知识点。

一、克隆技术的基本概念克隆,简单来说,就是指通过无性生殖的方式产生与亲代完全相同的个体。

克隆技术包括了细胞核移植、胚胎分割等多种方法。

细胞核移植是最常见的克隆技术之一,即将一个细胞的细胞核取出,植入到另一个去核的细胞中,从而发育成一个新的个体。

二、克隆技术在生物学中的应用例题1、濒危动物的保护例如,大熊猫是我国的国宝,数量稀少。

通过克隆技术,可以尝试复制出更多的大熊猫个体,增加其种群数量。

科学家可以从大熊猫的体细胞中提取细胞核,植入到去核的卵母细胞中,经过培育和发育,有可能获得新的大熊猫个体。

2、医学领域的应用(1)器官移植利用患者自身的细胞进行克隆,培育出与患者自身组织相容性良好的器官,解决器官短缺和免疫排斥的问题。

比如,对于患有严重心脏病的患者,可以用其自身的细胞克隆出心脏,进行移植手术,大大提高了手术的成功率和患者的生存率。

(2)药物研发通过克隆技术,可以大量生产具有特定功能的细胞或组织,用于药物的筛选和研发。

比如,克隆出某些肿瘤细胞,用于测试新的抗癌药物的疗效。

3、农业领域的应用(1)优良品种的培育克隆技术可以快速复制具有优良性状的家畜或农作物品种。

比如,克隆出高产、抗病虫害的奶牛,或者克隆出具有高营养价值的农作物品种。

(2)转基因动物的生产先对动物进行基因改造,然后通过克隆技术获得大量具有特定基因的个体。

这对于提高农业生产效率和品质具有重要意义。

三、克隆技术的知识点总结1、克隆技术的原理基于细胞的全能性,即每个细胞都包含了生物体的全套遗传信息,具有发育成完整生物体的潜能。

2、克隆技术的步骤(1)获取供体细胞:选择具有所需性状的细胞。

(2)获取受体细胞:通常是去核的卵母细胞。

克隆技术与应用

克隆技术与应用

克隆技术与应用克隆技术是一项引人注目的科学技术,它在不同领域得到广泛的应用。

本文将探讨克隆技术的定义、原理以及当前的应用情况。

一、克隆技术的定义与原理克隆技术是指通过多种方法和手段,将一个个体的遗传信息复制到另一个个体中,使得它们在遗传基因上高度一致。

这种技术最早在动物和植物领域进行研究,如克隆羊多莉等。

克隆技术的原理是通过提取原始个体的细胞,获取其遗传信息,并将其注入到接受者个体的细胞中。

然后,在特定的环境条件下,使得接受者个体细胞发育和分化,最终形成与原始个体一致的新个体。

二、动物克隆技术的应用1. 畜牧业克隆技术在畜牧业中的应用广泛,主要是为了繁殖优质畜禽。

通过克隆技术,可以复制出高产奶牛、优质猪、肉牛等。

这种方式可以大幅度提高农业生产效率,提供更多的优质产品。

2. 种脊椎动物保护克隆技术可以帮助濒危物种的保护与繁殖。

例如,利用克隆技术可以复制濒危珍稀动物,如大熊猫、藏羚羊等。

这种方法对于濒危物种的保护和恢复种群的数量都具有重要意义。

三、植物克隆技术的应用1. 植物繁殖克隆技术可以在植物繁殖中起到重要作用。

例如,通过植物的离体培养和再生,可以大量复制出具有相同遗传信息的植株。

这对于农作物的栽培和繁殖有着重要意义。

2. 植物遗传改良克隆技术可以帮助进行植物的遗传改良。

通过分析植物的遗传信息,可以提取出具有优良特性的基因,并将其导入到其他植物中。

这样可以快速培育出具有抗病虫害、高产等特点的新品种。

四、人类克隆技术的探索与争议人类克隆技术一直是备受社会关注和争议的话题。

虽然科技的进步为人类克隆提供了可能性,但伦理和道德等因素使得人类克隆技术目前还没有在大规模范围内应用。

尽管如此,人类克隆技术仍然在医学领域的研究和应用中发挥着重要作用。

例如,通过克隆技术可以培育出具有相同遗传信息的干细胞,用于治疗某些疾病。

这为医学的进步和生命的延续带来了新的希望。

然而,人类克隆技术的争议主要集中在克隆人的伦理与法律问题上。

克隆技术的研究与应用

克隆技术的研究与应用

克隆技术的研究与应用近年来,克隆技术作为一种前沿科技,不断引起了人们的关注,同时也在生物学、医学、农业等领域发挥着重要作用。

克隆技术的研究与应用,不仅推动了生命科学的发展,也对社会的进步带来巨大的贡献。

一、克隆技术的定义与原理克隆技术,是指利用人工手段将某一个个体的基因或一组基因复制出来,并转移到另一个宿主细胞中,在宿主细胞中进行复制和生长,从而获得一系列与原基因相同或相似的新个体。

克隆技术的原理主要是利用细胞分裂的能力和基因工程技术,通过对细胞核和DNA进行操作,实现对个体遗传信息的复制和改变。

二、克隆技术在生物学研究中的应用1、基因克隆基因克隆是通过克隆方法得到与原基因相同或相似的基因序列,并进行分析和研究。

基因克隆技术可以用来制备基因库,对基因的结构和功能进行研究,并且可用于制备各种重要蛋白质。

2、细胞克隆细胞克隆是指利用克隆方法获得一组相同或相似的细胞群体,以便进行相关实验和研究。

细胞克隆技术在细胞学研究中发挥着重要作用,为细胞学的进一步研究提供了理论基础和实验手段。

三、克隆技术在医学领域的应用1、组织和器官移植组织和器官移植是利用克隆技术实现的一种医学手段,在多种疾病治疗中发挥着重要作用。

克隆技术可以用于制备人工器官替代病患自身的受损和失效的组织器官,从而恢复其正常功能。

2、药物研发克隆技术可以用于药物研发中,例如以克隆技术获得人体生长激素基因,并进行基因重组,得到大量的生长激素,用于药物制备。

克隆技术可以利用重组技术进行药物靶标的发现和验证,从而为药物研发提供重要的基础研究手段。

四、克隆技术在农业领域的应用1、动植物育种克隆技术可以用于动植物的优良品种育种,在动物育种中,克隆技术可以解决种畜生繁殖率低、死亡率高等问题,从而大幅度提高其繁殖效率和生产水平;在植物育种中,利用克隆技术获得的干细胞可实现对优良品种的无性繁殖,极大地提高了良种的繁殖效率。

2、基因转移克隆技术可以利用基因工程技术,将优良基因或抗病基因移植到其他品种或物种中,从而实现物种间基因的跨越转移和融合,为农业生产提供了重要的技术支撑。

克隆技术的发展与限制

克隆技术的发展与限制

克隆技术的发展与限制随着科技的不断发展,克隆技术也在逐步深化与完善。

克隆技术是指在实验室中制造出与原有生命体完全相同的生命体的技术,通过对生命体DNA进行复制和重组从而使得新生的生命体的基因组和原有生命体完全相同。

克隆技术的应用范围非常广泛,涵盖了医疗、农业和工业等多个领域。

然而,克隆技术也存在很多的限制和挑战,例如技术成本高昂、伦理和道德问题等因素,这些问题对于克隆技术的发展和应用产生了巨大的影响。

一、克隆技术的发展克隆技术的发展可追溯至 20 世纪 50 年代,当时科学家们通过细胞培养技术实现了对其细胞的无性繁殖,也就是产生了模仿细胞分裂过程的方法。

尽管这些克隆技术有自己的局限性,但是这标志着人们成功地掌握了细胞的无性繁殖技术,而这为之后的克隆技术的发展奠定了基础。

随着时间的推移,科学家们对于克隆技术的研究越来越深,在 1984 年,人们首次利用 DNA 技术制出了克隆羊。

而后,在 1996 年,克隆技术大胆地体现在动物领域,让科学家们实现了对哺乳动物的克隆。

接下来,在2006年,日本学者竹内孔一成功地制作出了人类的胚胎干细胞。

这意味着,人类克隆终于得以实现,并成为了一个具有实际意义和生物价值的项目。

二、克隆技术的应用克隆技术的应用范围非常广泛,可以说是无所不包。

首先,在医疗领域,利用克隆技术可以实现疾病诊断、治疗和实验室研究等多个方面的应用。

其次,在农业领域,利用克隆技术可以实现克隆动物,特别是高产奶牛和繁殖母猪等优良品种。

更进一步,在工业领域,克隆技术能够为制造生物化学产品提供重要的生产手段。

还有,近年来,由于遗传疾病的发现与进展,克隆技术也被视为治疗遗传疾病的有希望的方法之一。

三、克隆技术的限制与挑战尽管克隆技术在各行各业都有着广泛的应用,但是这项技术所面临的挑战和限制也不容小觑。

首先,技术成本极高,这导致某些技术难以在实际生产中得到应用。

其次,伦理和道德风险可能是最广泛和最有影响力的限制之一,克隆技术也在伦理方面受到了极大的质疑。

克隆技术在生物学中的应用例题和知识点总结

克隆技术在生物学中的应用例题和知识点总结

克隆技术在生物学中的应用例题和知识点总结克隆技术,作为现代生物学领域的一项重要科技,为我们理解生命的奥秘、解决医学难题以及推动农业发展等方面都带来了巨大的影响。

接下来,让我们一起深入探讨克隆技术在生物学中的应用例题,并对相关知识点进行总结。

一、克隆技术的基本原理克隆技术的核心是细胞核移植。

简单来说,就是将一个细胞的细胞核取出,植入到另一个去核的细胞中,使其发育成一个与供核细胞基因相同的新个体。

这个过程需要精细的操作和特定的实验条件。

二、克隆技术在生物学中的应用例题1、动物克隆(1)多利羊的诞生1996 年,世界上第一只成功克隆的哺乳动物——多利羊诞生。

这一突破引发了全球对克隆技术的关注。

多利羊的克隆过程是将一只母羊的乳腺细胞的细胞核植入到另一只母羊去核的卵细胞中,然后将这个重构的卵细胞在体外培养发育成早期胚胎,最后将胚胎移植到第三只母羊的子宫内,最终诞生了多利羊。

(2)濒危动物的保护通过克隆技术,可以尝试对濒危动物进行繁殖和保护。

例如,对于数量稀少的大熊猫,科学家们可以利用克隆技术来增加其种群数量,从而避免物种灭绝的危机。

2、植物克隆(1)组织培养在植物领域,克隆技术常见的应用是组织培养。

通过选取植物的一部分组织,如茎尖、叶片等,在特定的培养基中培养,可以使其分化形成完整的植株。

这在花卉、果树等植物的快速繁殖中得到了广泛应用。

(2)基因改良利用克隆技术,可以对植物的基因进行修饰和改良。

例如,将具有抗病虫害基因的植物细胞进行克隆培养,从而获得大量具有优良性状的植株。

3、医学领域(1)器官移植克隆技术有望解决器官移植中供体器官短缺的问题。

通过克隆患者自身的细胞,培育出与患者基因匹配的器官,从而降低免疫排斥反应,提高器官移植的成功率。

(2)疾病治疗利用克隆技术,可以生产出特定的细胞和组织,用于治疗某些疾病。

例如,克隆神经细胞用于治疗帕金森病、克隆胰岛细胞用于治疗糖尿病等。

三、克隆技术相关的知识点总结1、克隆技术的优点(1)能够保持物种的优良性状由于克隆个体的基因与供体完全相同,因此可以有效地保留优良的遗传特征。

克隆技术的应用与挑战

克隆技术的应用与挑战

克隆技术的应用与挑战随着科学技术的不断发展,克隆技术作为一项引人瞩目的科技成果,已经在多个领域被广泛应用。

然而,克隆技术的应用也面临着一些挑战。

本文将探讨克隆技术的应用以及所面临的挑战。

一、克隆技术在农业领域的应用克隆技术在农业领域的应用是非常广泛的。

通过对优良品种的克隆繁殖,可以提高作物的产量和耐病能力。

此外,克隆技术也可以用于动物的繁殖,提高畜牧业的效益。

通过将优质品种的基因复制到大量的后代中,可以加快进化过程,提高品种的质量。

然而,克隆技术在农业领域的应用也面临着一些挑战。

首先,由于克隆技术是依赖于细胞分裂和遗传信息复制的,因此在繁殖过程中可能出现基因突变或者突变的积累,导致品种的质量下降。

其次,克隆技术的应用需要大量的耗时、耗能和耗费资源的实验,给实施者带来较大的工作和经济压力。

此外,一些人对克隆食品持抵制态度,担心其对人体健康产生负面影响,这也是克隆技术在农业领域应用面临的挑战之一。

二、克隆技术在医学领域的应用克隆技术在医学领域的应用也日益广泛。

通过克隆技术可以制备大量的干细胞用于组织和器官的再生,为治疗各种疾病提供了可能。

此外,克隆技术还可以用来生产药物和疫苗,提高疾病防治的效果。

然而,克隆技术在医学领域的应用同样面临着一些挑战。

首先,克隆技术的成功率相对较低,导致实施医学克隆的成本较高。

其次,由于克隆技术需要使用体细胞,涉及到个人隐私和伦理等问题,这给克隆技术的研究和应用带来了一定的限制。

此外,克隆技术可能与人类固有的道德观念和伦理价值观产生冲突,引发社会的争议和讨论。

三、克隆技术在生物学研究中的应用克隆技术在生物学研究中也发挥着重要作用。

通过克隆技术可以复制基因,使得研究人员能够更加深入地研究基因的功能和作用机制。

此外,克隆技术还可以用于制备转基因动植物,研究和改良物种的遗传特性。

然而,克隆技术在生物学研究中的应用也存在一些挑战。

首先,克隆技术需要大量的实验材料和设备,研究人员需要耗费大量的时间和精力。

克隆技术及其应用

克隆技术及其应用

克隆技术及其应用随着生物科技的快速发展,人类掌握了越来越多的生物技术,克隆技术就是其中一项。

克隆技术能够帮助我们研究很多问题,也可以用于生产和治疗。

今天我们来探讨一下克隆技术及其应用。

一、什么是克隆技术克隆技术,是指在体细胞核转移中,将成熟细胞核注入人工掏空的卵细胞中,获得与原体完全相同的克隆胚胎,让其发育成为与原体基本相同的个体。

简单来说,就是用成熟的细胞做出与原体一模一样的胚胎。

而所谓体细胞,就是指已经成熟的细胞,如皮肤细胞、肝细胞等。

二、克隆技术的原理在克隆技术中,需要一位捐献卵子的女性和一只不同母体的动物,比如一只猴子或一匹马。

首先,将这只动物的体细胞取出,并将其核注入捐献的卵细胞中。

当这些克隆细胞早期发育时,它们被植入到一个代孕母体的子宫中。

随着胚胎发育,它会像正常胎儿一样成长,直到它成为一只克隆的动物。

三、克隆技术的优势克隆技术的最大优势是能够在实验室中扩大生产。

在传统繁殖过程中,我们可能无法控制特定动物种群的数量和质量。

而利用克隆技术,我们可以制造多个高质量的基因相同的动物,以此来满足需求。

此外,克隆技术还能够用来复制一些罕见的物种,以避免它们灭绝。

四、克隆技术的应用1. 医学克隆技术在医学中的应用非常广泛。

例如,科学家可以克隆出无损伤的器官,这对已经去世的患者来说就意味着新的生命。

此外,克隆技术还可以用于治疗许多疾病,如癌症、心脏病等。

2. 农业克隆技术在农业中也起到了一定的推动作用。

通过克隆技术,我们可以扩大优良牲畜和作物的繁殖规模,提高其质量和产量。

同时,克隆技术也可以用于动物育种和植物育种中,以制成更健康、更高产量的品种。

3. 环境克隆技术还可用于环境治理。

例如,我们可以克隆出能够在污染环境下生长的植物,将其种植在受污染的土地上。

这些克隆植物可以通过吸收污染物质,净化环境,使环境变得更健康。

五、克隆技术的伦理问题虽然克隆技术有着广泛的应用前景,但它也面临着许多道德和伦理问题。

克隆技术的应用与争议

克隆技术的应用与争议

克隆技术的应用与争议自1996年苏格兰爱丁堡罗斯林研究所的伊恩·威尔莫特博士首次成功地克隆了一只绵羊多莉以来,克隆技术引发了全球广泛的争议。

克隆技术指的是利用细胞核移植等方式获得与“亲代”基因相同的个体。

虽然克隆技术在农业、医疗和科研领域有着广泛的应用前景,但也面临着诸多的伦理和法律争议,本文将探讨克隆技术的应用与争议。

一、克隆技术在农业领域的应用一些养殖业主受到节育难、种畜农药残留等问题的困扰,尝试利用克隆技术繁殖品种优秀的牛、猪、羊等家畜。

克隆技术由于可以复制优秀基因,使得克隆出的动物更加的健康、强壮和高产。

例如,韩国的一个公司克隆出了一只名叫“顺顺”的毛驴,顺顺不仅具有良好的体型和性格,而且可以生育出和自己一样的后代,帮助了养殖业主解决了繁殖的难题。

二、克隆技术在医疗领域的应用在医疗领域,克隆技术的应用也越来越多。

例如,一个被称为“替身孩子”的克隆技术,可以挽救某些绝症患者的生命。

替身孩子也叫做作器官捐献者,是通过克隆技术将患者个体细胞核植入到另一个卵细胞里,然后将这个卵细胞嵌入到另一个女性的子宫内发育,最终能够使这个新生的个体具有与患者相同的基因。

这样做的话,新生个体的某种器官和组织可以被用来治疗患者,因为它们具有与患者完全相同的基因组。

三、克隆技术的伦理争议但是,与此同时,克隆技术的应用也面临着一些伦理争议,例如:1.发育缺陷和突变:尽管目前还没有发现严重的健康问题,但是克隆过程中可能会产生某些难以预料的突变,因此更长时间的研究可能会揭示出“克隆畸变”的问题。

所以在医学上只有特殊情况才可以用到克隆技术。

2.带来新的不平等:克隆技术有可能使那些负担不起的家庭因无法支付克隆费用而无法得到医学和科技进步的好处。

另外,富裕的家庭可能有兴趣在家庭族谱中保持其家庭基因的延续,而这可能会导致更多文化上的不平等。

3.影响人类生命的独特性:一些人认为,通过克隆技术来复制人类个体将有损于人类生命的独特性,从而减少人们对人类生命的敬畏之心。

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第四节克隆技术的应用和难题一、克隆技术的应用领域克隆技术已展示出广阔的应用前景和有价值的应用,概括起来大致有以下五个方面:(一)生产转基因动物转基因动物研究是动物生物工程领域中最诱人和最有发展前景的课题之一,转基因动物可作为医用器官移植的供体、作为生物反应器,以及用于家畜遗传改良、创建疾病实验模型等。

但目前转基因动物的实际应用并不多,转基因动物制作效率低、定点整合困难所导致的成本过高和调控失灵,以及转基因动物有性繁殖后代遗传性状出现分离、难以保持始祖的优良胜状,是制约当今转基因动物实用化进程的主要原因。

体细胞克隆的成功为转基因动物生产掀起一场新的革命,动物体细胞克隆技术为迅速放大转基因动物所产生的种质创新效果提供了技术可能。

采用简便的体细胞转染技术实施目标基因的转移,可以避免家畜生殖细胞来源困难和低效率。

同时,采用转基因体细胞系,可以在实验室条件下进行转基因整合预检和性别预选。

在核移植前,先把目的外源基因和标记基因(如LagZ基因和新霉素抗生基因)的融合基因导入培养的体细胞中,再通过标记基因的表现来筛选转基因阳性细胞及其克隆,然后把此阳性细胞的核移植到去核卵母细胞中,最后生产出的动物在理论上应是100%的阳性转基因动物。

采用此法,Schnieke等(Bio Report,1997)已成功获得6只转基因绵羊,其中3只带有人凝血因子IX基因和标记基因(新霉素抗性基因),3只带有标记基因,目的外源基因整合率高达50%。

Cibelli(Science,1997)同样利用核移植法获得3头转基因牛,证实了该法的有效性。

由此可以看出,当今动物克隆技术最重要的应用方向之一,就是高附加值转基因克隆动物的研究开发。

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“多莉”中我们知道,我们可以用一个细胞制造出一只转基因动物。

我们现在正利用这一技术生产人类血液中最重要的组成部分,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,据统计在英国每年产值可达150英镑。

PPL公司还培育出羊奶中含有治疗肺气肿的a——1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”。

通过转基因技术提取的蛋白质比从血液中提取的产品更安全,因为这可避免如艾滋病和肝炎病毒传染的可能性。

同时,这种药物的成本也比由发酵技术生产的生物工程药物更加低廉,因为一只大型哺乳动物在它的乳汁中可产生大量的蛋白质。

生物工程工业分析家们认为,这些药物蛋白质的市场年销额,1998年约为76亿美元,至2000年预计可达185亿美元。

(二)胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法胚胎干细胞(ES)是具有形成所有成年细胞类型潜力的全能干细胞。

科学家们一直试图诱导各种干细胞定向分化为特定的组织类型,来替代那些受损的体内组织,比如把产生胰岛素的细胞植入糖尿病患者体内。

科学家们已经能够使猪ES细胞转变为跳动的心肌细胞,使人ES细胞生成神经细胞和间充质细胞和使小鼠ES细胞分化为内胚层细胞。

这些结果为细胞和组织替代疗法开辟了道路。

目前,科学家已成功分离到人ES细胞(Thomson等1998,Science),而体细胞克隆技术为生产患者自身的ES细胞提供了可能。

把患者体细胞移植到去核卵母细胞中形成重组胚,把重组胚体外培养到囊胚,然后从囊胚内分离出ES细胞,获得的ES细胞使之定向分化为所需的特定细胞类型(如神经细胞,肌肉细胞和血细胞),用于替代疗法。

这种核移植法的最终目的是用于干细胞治疗,而非得到克隆个体,科学家们称之为“治疗克隆”。

(三)克隆移植器官美国、瑞士等国已经能够利用克隆技术培植的人体皮肤进行植皮手术。

曾经有一位美国妇女在一次煤气炉意外爆炸中受伤,75%的体表被严重烧伤。

医生从她的身上取下一小块未遭损坏的皮肤,送到一家生化科技公司。

一个月以后,该公司利用先进的克隆技术,培植出了一大块健康的皮肤,使患者迅速得以痊愈。

这一全新技术避免了异体植皮可能出现的排异反应,给病人带来了福音。

科学家们预言,在不久的将来,他们还将借助克隆技术制造出人的乳房、耳朵、软骨、肝脏,甚至心脏、动脉等组织和器官,供医院临床使用。

(四)繁殖珍稀濒危动物世界上存在着一些数量极少的濒危动物,我国就有大熊猫、白鳍豚等。

克隆技术能不能运用在它们的身上呢?关于对大熊猫进行克隆的问题,已经引起了有关科学家之间的争论,那么,克隆其他濒危动物还存在着哪些困难呢?这些困难有没有可能加以克服呢?困难之一是野生濒危动物与普通动物相比,目前存在世上的数量极少,可供做克隆实验的个体就更少了。

以白鳍豚为例,目前世界上剩下的还不足百头,在武汉白鳍豚馆内人工饲养的“淇淇”,是可供科学家进行克隆实验的少数个体之一,但它是雄性的,即使克隆成功,最后的克隆幼子也不可能由它来做“代理母亲”。

在多利的诞生过程中,科学家共动用了3个“假妈妈”,总共使用了277个胚胎才取得最后成功的。

因难之二是到目前为止,还有许多濒危野生动物的生长过程、生活习性等并不为人类所掌握。

目前人类已经克隆成功的羊、兔、猪、猴等动物,人们对它们的生活习性了如指掌,克隆这些动物当然比克隆野生动物要容易得多了,其成功率自然也要大得多。

困难之三是有些濒危动物的特殊生活环境,造成了科学家在克隆它们的过程中会遇到许多意想不到的事情。

例如,由于白鳍豚是生活在水中的哺乳动物,它和生活在陆地上的绵羊、恒河猴相比,生活环境完全不同,这样,在进行克隆实验的过程中,技术操作的难度将大大增加。

因此,由于存在着上面这些困难,从理论上说,虽然克隆濒危野生动物是可行的,但是,依靠克隆技术拯救濒危动物的可能性却还是非常小的。

不过,随着克隆技术的进一步发展,相信科学家会逐渐克服这些困难,让克隆濒危野生动物的理想真正实现,使这些珍贵的动物成为人类的朋友,让它们长久地成为我们这个世界的一部分。

(五)用于基础研究克隆技术在基础研究中的应用也是很有意义的,它为研究配子和胚胎发生,细胞和组织分化,基因表达调控,核质互作等机理提供了工具。

二、克隆技术存在的难题尽管克隆技术有着广泛的应用前景,但离产业化尚有很大距离。

因为作为一个新兴的研究领域,克隆技术在理论和技术上都还很不成熟,在理论上,分化的体细胞克隆对遗传物质重编(细胞核内所有或大部分基因关闭,细胞重新恢复全能性的过程)的机理还不清楚;克隆动物是否会记住供体细胞的年龄,克隆动物的连续后代是否会累积突变基因,以及在克隆过程中胞质线粒体所起的遗传作用等问题还没有解决。

在实践中,克隆动物的成功率还很低,维尔穆特研究组在培育“多利”的实验中,融合了434枚移植核的卵细胞,仅获得了“多利”这一只成活羔羊,成功率只有0.23%,同时进行的胎儿成纤维细胞和胚胎细胞的克隆实验的成功率也分别只有1.7%和1.1%,即使是使用“檀香山”克隆技术,以分化程度较低的卵丘细胞为核供体,其成功率也只有百分之几。

此外,生出的部分个体表现出生理或免疫缺陷。

以克隆牛为例,日本、法国等国培育的许多克隆牛在降生后两个月内死去;到2000年2月,日本全国已共有121头体细胞克隆牛诞生,但存活的只有64头。

观察结果表明,部分犊牛胎盘功能不完善,其血液中含氧量及生长因子的浓度都低于正常水平;有些牛犊的胸腺、脾和淋巴腺未得到正常发育;克隆动物胎儿普遍存在比一般动物发育快的倾向,这些都可能是死亡的原因。

即使是正常发育的“多利”,也被发现有早衰迹象。

染色体的未端被称为端粒,它决定着细胞能够分裂的次数:每一次分裂端粒都会缩短,而当端粒耗尽后细胞就失去了分裂能力。

1998年,科学家发现“多利”的细胞端粒比正常的要短,即其细胞处于更衰老的状态。

当时认为,这可能是用成年绵羊的细胞克隆“多利”造成的,使其细胞具有成年细胞的印记,但这一解释目前受到了挑战,美国马萨诸塞州的医生罗伯特·兰扎等用培养的衰老细胞克隆牛,得到6头小牛,出生5~10个月后发现这些克隆牛的端粒比普通同龄小牛要长,有的甚至比普通新生小牛的端粒还长。

现在还不清楚这一现象的原因,也不清楚为何与“多利”的情况有巨大差别。

但这一实验说明,在一些情况下克隆过程能改变成熟细胞的分子钟,使其“恢复青春”,关于这种变化对克隆动物寿命的影响,还有待于进一步观察。

克隆技术在能够保护濒危野生动物,对生物的多样性有利的同时,也提出了挑战。

由于生物多样性是自然进化的结果,也是生物进化的动力之一,因为复杂多变的自然环境,要求有尽可能多样的生物来与之适应,这也使得生物在适应这个环境过程中丰富和壮大了自身,从而才有了今天包括人类在内的生物种群的大繁荣、大兴旺。

同时,从无性繁殖到有性繁殖,又是形成生物多样性的一大基础,是有性繁殖所造成的遗传基因的突变和积累,带来了生物家族的昌盛。

如果经过克隆技术仅保存几种生物品系,这样,一旦出现了毁灭性的基因突变,其后果将不堪设想,而多样性则保障了生物种群各个分支最大限度地增加生存的儿率。

这就是说,多样性就相当于一个数据库,多样性的程度越高,其发展的能量也越大,如果只有几个信息保存在这个“数据库”中,那么,生物的适应能力自然就会减弱,这也是近亲繁殖的生命个体为什么生存能力较弱的原因所在。

2005年2月15日,世界上第一只体细胞克隆动物—克隆羊多利已经因为肺部感染而死亡。

它的寿命才7岁,而普通的羊平均寿命在12岁左右。

多莉的早夭,又引发了新一轮关于克隆技术的缺陷的争论。

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