遂宁三模英语作文真题
克隆技术将给人类带来巨大的好处。例如,英国PPL公司培育的母羊,其羊奶中含有治疗肺气肿的a-1抗胰蛋白酶。这种羊奶的价格是六千美元一升。一只母羊就像一个制药厂。让这种羊繁殖最有效最方便的方法是什么?最好的办法就是“克隆”。同样,荷兰PHP公司培育出了能分泌人乳铁蛋白的奶牛,以色列LAS公司培育出了能产生血清白蛋白的绵羊。这些高附加值的牲畜如何有效繁殖?答案当然是“克隆”。
母马配驴可以得到一种杂种优势特别强的动物——骡。骡子无法繁殖,那么优秀的骡子如何扩大繁殖呢?最好的办法也是“克隆”。中国的大熊猫是国宝,但自然交配成功率低,濒临灭绝。如何拯救这样的珍稀动物?“克隆”为人类提供了一条切实可行的途径。
克隆动物在研究癌症生物学、免疫学和人类寿命方面也发挥着重要作用。
不可否认,“克隆羊”的问世也引起了很多人对“克隆人”的兴趣。例如,一些人正在考虑是否可以从他们自己的细胞中克隆出一个胚胎,并在它成形之前将其冷冻起来。在未来的某一天,当我们自己的某个器官出了问题,我们可以把这个器官从胚胎中取出来进行培养,然后替换掉我们患病的器官,这就是通过克隆为我们自己提供“配件”。
关于“克隆人”的讨论提醒人们,科技进步是一场悲喜交加的进行曲。科学技术越发展,对社会的渗透越广泛、越深入,就越有可能引发许多相关的伦理、道德和法律问题。我想用获得诺贝尔奖的著名分子生物学家J.D .沃森(J.D. Watson)的一句话来结束这篇文章:“可以预期,许多生物学家,尤其是从事无性繁殖研究的生物学家,将会认真考虑它的意义,并展开科学讨论,以教育全世界的人们。”
“克隆”是英文单词“clone”的音译,在生物学领域有三种不同的含义。
1.在分子水平上,克隆一般是指DNA克隆(也叫分子克隆)。它是指通过重组DNA技术将特定的DNA片段插入到载体(如质粒和病毒)中,然后在宿主细胞中复制,获得大量相同的DNA片段“群”。
2.在细胞层面,克隆本质上是单个祖先细胞分裂形成的细胞群。这些细胞都有相同的基因。例如,将一个细胞在体外培养基中分裂几代而形成的具有相同遗传背景的细胞群就是细胞克隆。再比如,在脊椎动物中,当外来物质(如细菌或病毒)入侵时,会通过免疫反应产生特异性识别抗体。所有产生特定抗体的浆细胞都是由B细胞分裂形成的,这样的浆细胞群也是细胞克隆。细胞克隆是一种低级的生殖方式——无性生殖,即子代与亲代具有相同的遗传性,无需有性结合。生物进化水平越低,越有可能采用这种繁殖方式。
3.在个体层面,克隆是指两个或两个以上具有相同基因型的个体组成的群体。比如两个同卵双胞胎就是一个克隆!因为他们来自同一个卵细胞,所以他们的遗传背景完全相同。按照这个定义,“多莉”不能说是克隆体!因为“多莉”只是孤独的一个。那些英国胚胎学家只有把两个以上相同的细胞核移植到两个以上相同的去核卵子中,得到两个以上遗传背景相同的“多莉”,才能用克隆这个词来形容。因此,在65438年至0997年2月发表在《自然》杂志上的那篇耸人听闻的论文中,作者并没有将多莉描述为克隆体。
此外,克隆也可以作为动词使用,指的是上面提到的获得DNA、细胞或个体群体的过程。
第二,克隆技术
1.DNA克隆
目前DNA克隆的方法多种多样,基本流程如下图所示(不按比例)。
由此可见,如此获得的DNA可以应用于生物学研究的许多方面,包括特定DNA的碱基序列的分析和处理,以及生物技术工业中有价值的蛋白质的大量生产。
2.生物个体的克隆
(1)植物个体的克隆
在20世纪50年代,植物学家使用胡萝卜作为模型材料,研究遗传物质是否在分化的植物细胞中丢失。令他们惊讶的是,他们发现从一个高度分化的胡萝卜细胞中,
可以发育成完整的植物!因此,他们认为植物细胞是全能的。由一个胡萝卜中两个以上的体细胞发育而成的胡萝卜群体具有相同的遗传背景,所以是无性系。这种植物的克隆过程是一个完整的无性繁殖过程!
(2)动物个体的克隆
(1)“多莉”的诞生
1997年2月27日,英国爱丁堡罗斯林研究所(Roslin Institute)的伊恩·威尔莫特(Ian Wilmott)向全世界宣布,世界上第一只克隆羊多莉诞生了,立即在全世界引起了轰动。
多莉与三只母羊有亲缘关系。一只是怀孕三个月的芬兰多塞特母羊,一只是苏格兰黑脸母羊。芬兰的多塞特母羊提供了一套完整的遗传信息,即提供了细胞核(称为供体);苏格兰黑脸母羊提供没有细胞核的卵细胞;另一只苏格兰黑脸母羊提供了绵羊胚胎的发育环境——子宫,是多利羊的“亲生”母亲。整个克隆过程简述如下:
从芬兰多塞特母羊乳腺中取出乳腺细胞,放入低浓度营养培养基中,细胞逐渐停止分裂,称为供体细胞。给苏格兰黑脸母羊注射促性腺激素,诱导其排卵,取出未受精的卵细胞,立即去核,留下一个无籽卵细胞,称为受体细胞;使用电脉冲的方法,供体细胞和受体细胞融合,最终形成融合细胞。因为电脉冲也能产生一系列类似于自然受精过程的反应,融合细胞也能像受精卵一样分裂分化,从而形成胚胎细胞。将胚胎细胞移植到另一只苏格兰黑脸母羊的子宫中,胚胎细胞进一步分化发育,最终形成了一只小绵羊。出生的多莉羊与多塞特母羊的外貌完全一样。
一年后,另一组科学家报道,将小鼠卵丘细胞(卵母细胞外围高度分化的细胞)的细胞核移植到无细胞核的卵母细胞中,获得了20多只发育完全的小鼠。如果多莉不足以被称为克隆羊,因为只有一只,这些老鼠
是名副其实的克隆鼠。
②核移植克隆小鼠的基本过程。
本实验通过以下过程获得卵丘细胞:通过连续多次注射绒毛膜促性腺激素,诱导雌性大鼠进入高产蛋状态。然后从雌性大鼠的输卵管收集卵丘细胞和卵母细胞的复合物。透明质酸处理使卵丘细胞分散。选择直径为10-12微米的卵丘细胞作为核供体(以前的实验表明,如果使用直径更小或更大的卵丘细胞核,核移植后的卵母细胞很少发育到8细胞期)。将挑选出的卵丘细胞保存在一定的溶液环境中,3小时内进行核移植(与此不同的是,在获得多莉时,用作核供体的乳腺细胞先在培养液中繁殖3-6次)。
通过与上述类似的方法从不同的雌性小鼠收集卵母细胞(通常在减数分裂中期II)。在显微镜下用直径约7微米的细管小心取出卵母细胞的细胞核,尽量不要取出细胞质。还要小心去除卵丘细胞的细胞核,尽量去除细胞质(通过在玻璃管中往复几次去除的细胞核,去除少量细胞质)。取核后5分钟内,直接注射到去核后的卵母细胞中。将核移植的卵母细胞置于特殊溶液中1-6小时,然后加入二价锶离子(Sr2+)和细胞松弛素B。前者激活卵母细胞,后者抑制极体的形成和染色体的消除。然后取出处理过的卵母细胞,放入不含锶和细胞松弛素B的特殊溶液中,使细胞分裂成胚胎。
将不同阶段(从2-细胞期到胚泡期)的胚胎植入几天前与结扎的雄性小鼠交配的假孕雌性小鼠的输卵管或子宫中进行发育。大约19天后,通过手术取出发育完全的胎鼠。
目前,通过胚胎细胞核移植克隆的动物包括小鼠、兔、山羊、绵羊、猪、牛和猴子。在中国,除了猴子之外都有克隆动物,山羊也可以通过连续核移植进行克隆。这项技术比胚胎分割技术更进一步,将会克隆出更多的动物。因为胚胎分裂的次数越多,每个部分的细胞就越少,发育出来的个体能力就越差。体细胞核移植克隆的动物只有一种,就是多莉羊。
第三,克隆技术的福音
1.克隆技术与遗传育种
在农业方面,人们利用“克隆”技术培育了一大批抗旱、抗倒伏、抗病虫害的优质高产品种,使粮食产量大幅提高。在这方面,中国已经进入世界最先进的前列。
2.克隆技术与濒危物种保护
克隆技术对于保护物种,尤其是珍稀濒危物种是一个福音,具有巨大的应用前景。从生物学的角度来看,这也是克隆技术最有价值的地方之一。
3.克隆技术和医学
目前,医生几乎可以对所有人体器官和组织进行移植。但就科学技术而言,器官移植中的排斥反应仍然是最令人头疼的。排斥的原因是组织不匹配导致相容性差。如果把“克隆人”的器官提供给“原人类”进行器官移植,完全不用担心排斥,因为两者的基因和组织是匹配的。问题是,用“克隆人”做器官捐献者是否人道?合法吗?经济合算吗?
克隆技术也可以用来繁殖有价值的基因。比如在医学上,人们就是通过“克隆”技术,生产出治疗糖尿病的胰岛素、让侏儒症患者重新长高的生长激素、抵御各种病毒感染的纤溶酶等等。一个细菌大约20分钟后可以一分为二;一根葡萄枝切成十段,可能变成十颗葡萄;仙人掌切成几块,每块落地就生根;一颗草莓依靠其匍匐在地面的匍匐茎,一年可以长出数百棵草莓苗...所有这些都是一个有机体通过把自己一分为二或者扩大自己的一小部分来繁殖后代,这种繁殖叫做无性繁殖。无性繁殖的英文名是“Clone”,音译为“Clone”。实际上,英语中的“克隆”一词来源于希腊语中的“克隆”。今天,“克隆”的含义已经不仅仅是“无性繁殖”,而是指从一个祖先开始,经过无性繁殖的一群个体。这种来自一个祖先的无性后代群体也叫“无性克隆”,简称克隆。
自然界中的很多动物,在正常情况下,都是依靠父亲产生的雄性细胞(精子)和母亲产生的雌性细胞(卵子)融合(受精)成受精卵(合子),然后受精卵经过一系列的细胞分裂发育成胚胎,最后形成新的个体。这种依靠父母双方提供的性细胞,通过两性细胞融合产生后代的生殖方式,称为有性生殖。然而,如果我们通过手术将胚胎分成两部分,四部分,八部分...最后,一个胚胎长成两个、四个、八个...通过特殊方法的有机体。这些生物是克隆的个体,这两个,四个,八个...个体称为无性系(也称为无性系)。
可以说,中国明代大文豪吴承恩曾经把克隆的想法描述得非常精彩——孙悟空往往在关键时刻拔一把猴毛就变成一大群猴子,猴毛变成猴子就是克隆猴。
1979年春天,中国科学院武汉水生生物研究所的科学家人工培养了鲫鱼胚泡期的细胞。连续传代培养385天59代后,用直径约65438±00微米的玻璃管在显微镜下将细胞核从培养细胞中吸出。同时去除鲫鱼卵的细胞核,使卵为接受囊胚细胞核做好准备。一切准备就绪后,将玻璃管中吸出的细胞核移入鲫鱼卵的空位置,人工培养下的囊胚细胞核大多过早死亡。核交换的189个卵中,只有两个孵化出来的鱼苗,最后只有一条幼鱼挺过难关,经过80多天的培养,长成一条体长8厘米的鲫鱼。这种鲫鱼没有经过雌雄细胞结合,只是把一个胚泡的细胞核换成了卵细胞,而卵细胞实际上是由换核后的卵子产生的,所以也是一种克隆鱼。
在克隆鲫鱼出现之前,英国牛津大学的科学家曾在1960和1962用一种非洲爪蟾(非洲爪蟾)进行过克隆实验。实验方法是用紫外线照射非洲爪蟾卵破坏其细胞核,然后通过高超的手术从非洲爪蟾蝌蚪的肠上皮细胞、肝细胞和肾细胞中取出细胞核,将这些细胞的细胞核准确地放入细胞核已被紫外线破坏的卵中。经过精心照料,这些核交换卵中的一部分终于长出了活蹦乱跳的非洲爪蟾,它不是由精细胞和卵细胞结合产生的,所以也是克隆的非洲爪蟾。
我国著名生物学家童第周先生于1978年成功进行了黑斑蛙的克隆实验。他将黑斑蛙的红细胞细胞核移植到事先已经去核的黑斑蛙卵中,换核后的卵最终长成可以在水中自由游动的蝌蚪。
随着鱼类核交换技术的成熟和两栖类核交换的成功,一批从事种子培育的科学家兴奋不已。既然鲫鱼囊胚的细胞核可以代替鲫鱼卵细胞的细胞核得到克隆鱼,那么异种鱼的细胞核交换能否得到新的杂交鱼呢?中国科学家首先提出并首先解决了这个问题,即成功培育克隆鲫鱼的研究所设法用鲫鱼卵细胞的细胞核替换了鲫鱼胚胎细胞的细胞核。鲤鱼的细胞核和鲫鱼卵子的细胞质可以和平共处,开始一个类似受精卵分裂发育的过程。最后,一种长着“胡子”的“鲫鱼鲫鱼”长得很快,就像鲤鱼一样,但它的侧鳞和棘数与鲫鱼相同,鱼的味道也不亚于鲫鱼。这种人工克隆的鱼类新品种的出现,为鱼类育种开辟了新的途径。
对科学的追求是无止境的,鱼类和两栖动物克隆的成功自然让科学家把目光投向了哺乳动物。美国和瑞士的科学家率先从灰色小鼠的胚胎细胞中取出细胞核,并用这个细胞核替换黑色小鼠受精卵的细胞核。其实这只黑老鼠的受精卵刚进入卵细胞就把精核连同卵核一起去掉了。将松鼠的胚胎细胞核移植到一只黑老鼠的去核受精卵中后,在试管中人工培养四天,然后将其植入一只白老鼠的子宫中。经过上百次灰、黑、白的操作,小白鼠终于生下了三只小松鼠。
去年2月27日出版的英国《自然》杂志刊登了爱丁堡罗斯林研究所的威尔莫特等人的研究成果:经过247次失败后,他们在前年7月得到了一只名叫多莉的克隆母羊。
多莉羊是如何“创造”出来的?威尔莫特等学者首先给苏格兰黑面羊注射促性腺激素,诱导其排卵。得到卵子后,他们立即用一根非常细的吸管从卵细胞中取出细胞核。与此同时,他们从一只怀孕三个月、名叫Fendosit的六岁母羊的乳腺细胞中取出细胞核,并立即将其送到去核的苏格兰黑面羊的卵细胞中。手术后,他们用相同频率的电脉冲刺激卵子交换。让苏格兰黑面羊的细胞质和芬多塞特母羊乳腺细胞的细胞核相互协调,让这个“组装”好的细胞像试管中的受精卵一样经历分裂发育的过程,形成胚胎,然后将胚胎巧妙地植入另一只母羊的子宫。到了去年7月,这只在体外“哺育”胚胎的母羊终于产下了多莉,一只小羊。多莉不是母羊卵细胞和公羊精细胞受精的产物,而是“核卵交换”一步步发展的结果,所以是“克隆羊”
“克隆羊”的诞生震惊了世界各国。它值得称道的特点是,它是体细胞的细胞核,而不是胚胎细胞核。这一结果证明,动物体内执行特殊功能、具有特定形态的所谓高度分化细胞,与受精卵一样,具有发育成完整个体的潜能换言之,动物细胞与植物细胞一样,具有全能性。
克隆技术将给人类带来巨大的好处。例如,英国PPL公司培育的母羊,其羊奶中含有治疗肺气肿的a-1抗胰蛋白酶。这种羊奶的价格是六千美元一升。一只母羊就像一个制药厂。让这种羊繁殖最有效最方便的方法是什么?最好的办法就是“克隆”。同样,荷兰PHP公司培育出了能分泌人乳铁蛋白的奶牛,以色列LAS公司培育出了能产生血清白蛋白的绵羊。这些高附加值的牲畜如何有效繁殖?答案当然是“克隆”。
母马配驴可以得到一种杂种优势特别强的动物——骡。骡子无法繁殖,那么优秀的骡子如何扩大繁殖呢?最好的办法也是“克隆”。中国的大熊猫是国宝,但自然交配成功率低,濒临灭绝。如何拯救这样的珍稀动物?“克隆”为人类提供了一条切实可行的途径。
克隆动物在研究癌症生物学、免疫学和人类寿命方面也发挥着重要作用。
不可否认,“克隆羊”的问世也引起了很多人对“克隆人”的兴趣。例如,有些人正在考虑他们是否能从他们自己的细胞中克隆出一个胚胎,同时在胚胎形成之前就将细胞核取出。