《奇妙的克隆》教案設計及原文(2)
《奇妙的克隆》的原文閱讀
奇妙的克隆
作者：談家楨
克隆是什么
一個細菌經過20分鐘左右就可一分為二;一根葡萄枝切成十段就可能變成十株葡萄;仙人掌切成幾塊，每塊落地就生根;一株草莓依靠它沿地“爬走”的匍匐莖，一年內就能長出數百株草莓苗……凡此種種，都是生物靠自身的一分為二或自身的一小部分的擴大來繁衍后代，這就是無性繁殖。無性繁殖的英文名稱叫“Clone”，音譯為“克隆”。實際上，英文的“Clone”起源于希臘文“Klone”，原意是用“嫩枝”或“插條”繁殖。時至今日，“克隆”的含義已不僅僅是“無性繁殖”，凡來自一個祖先，無性繁殖出的一群個體，也叫“克隆”。這種來自一個祖先的無性繁殖的后代群體也叫“無性繁殖系”，簡稱無性系。
自然界的許多動物，在正常情況下都是依靠父方產生的雄性細胞(精子)與母方產生的雌性細胞(卵子)融合(受精)成受精卵(合子)，再由受精卵經過一系列細胞分裂長成胚胎，最終形成新的個體。這種依靠父母雙方提供性細胞、并經兩性細胞融合產生后代的繁殖方法就叫有性繁殖。但是，如果我們用外科手術將一個胚胎分割成兩塊、四塊、八塊……最后通過特殊的方法使一個胚胎長成兩個、四個、八個……生物體，這些生物體就是克隆個體。而這兩個、四個、八個……個體就叫做無性繁殖系(也叫克隆)。
可以這樣說，關于克隆的設想，我國明代的大作家吳承恩已有精彩的描述孫悟空經常在緊要關頭拔一把猴毛變出一大群猴子，猴毛變猴就是克隆猴。
克隆鯽魚出世前后
1979年春，中國科學院武漢水生生物研究所的科學家，用鯽魚囊胚期的細胞進行人工培養(yǎng)，經過385天59代連續(xù)傳代培養(yǎng)后，用直徑10微米左右的玻璃管在顯微鏡下從培養(yǎng)細胞中吸出細胞核。與此同時，除去鯽魚卵細胞的核，讓卵細胞留出空間做好接納囊胚細胞核的準備。一切準備就緒后，把玻璃管吸出的核移放到空出位置的鯽魚卵細胞內。得到了囊胚細胞核的卵細胞在人工培養(yǎng)下大部分夭亡了。在189個這種換核卵細胞中，只有兩個孵化出了魚苗，而最終只有一條幼魚渡過難關，經過80多天培養(yǎng)后長成8厘米長的鯽魚。這種鯽魚并沒有經過雌、雄細胞的結合，僅僅是給卵細胞換了個囊胚細胞的核，實際上是由換核卵產生的，因此也是克隆魚。
在克隆鯽魚出現之前，英國牛津大學的科學家已經在1960年和1962年，先后用非洲一種有爪的蟾蜍(非洲爪蟾)進行過克隆試驗。試驗方式是先用紫外線照射爪蟾卵細胞，破壞其中的核，然后依靠高超的外科手術從爪蟾蝌蚪的腸上皮細胞、肝細胞、腎細胞中取出核，并把這些細胞的核精確地放進已被紫外線破壞了細胞核的卵細胞內。經過精心照料，這些換核卵中終于有一部分長出了活蹦亂跳的爪蟾。這種爪蟾也不是經過精細胞和卵細胞相結合產生的，所以也是克隆爪蟾。
我國著名學者童第周在1978年成功地進行了黑斑蛙的克隆試驗。他將黑斑蛙的紅細胞的核移入事先除去了核的黑斑蛙卵中，這種換核卵最后長成能在水中自由游泳的蝌蚪。
魚類換核技術的成熟和兩棲類換核的成功，使一批從事良種培育工作的科學家激動不已。既然鯽魚的囊胚細胞核取代鯽魚卵細胞核后能得到克隆魚，那么異種魚換核能否得到新的雜種魚呢？我國科學家首先提出了這個問題，也首先解決了這個問題。就是培養(yǎng)克隆鯽魚成功的那個研究所，設法把鯉魚胚胎細胞的核取代了鯽魚卵細胞的核。鯉魚細胞核和鯽魚卵細胞質居然能相安無事，并開始了類似受精卵分裂發(fā)育的過程，最后長出有“胡須”的“鯉鯽魚”。這種魚有“胡須”，生長快，完全像鯉魚，但它的側線鱗片數和脊椎骨的數目與鯽魚相同，而且魚味鮮美不亞于鯽魚。這種人工克隆新魚種的出現，為魚類育種開辟了新途徑。
對科學的追求是永無止境的。魚類、兩棲類克隆的成功自然而然地使科學家把目光投向了哺乳類。美國和瑞士的科學家率先從灰色小鼠的胚胎細胞中取出細胞核，用這個核取代黑色小鼠受精卵細胞核。實際上，這個黑色小鼠的受精卵在精細胞核剛進入卵細胞后，就把精細胞核連同卵細胞的核一起除去。灰鼠胚胎細胞的核移入黑色小鼠的去核受精卵后，在試管里人工培養(yǎng)了四天，然后再把它植入白色小鼠的子宮內。經幾百次灰、黑、白這樣的操作以后，白色小鼠終于生下了三只小灰鼠。
克隆綿羊“多利”
1997年英國《自然》雜志公布了愛丁堡羅斯林研究所威爾莫特等人的研究成果：經過247次失敗之后，他們在1996年得到了一只名為“多利”的克隆雌性小綿羊。
“多利”綿羊是如何“創(chuàng)造”出來的呢？威爾莫特等學者先給“蘇格蘭黑面羊”注射促性腺素，促使它排卵。得到卵之后，立即用極細的吸管從卵細胞中取出核。與此同時，從懷孕三個月的“芬多席特”六齡母羊的乳腺細胞中取出核，立即送入取走核的“蘇格蘭黑面羊”的卵細胞中。手術完成之后，用相同頻率的電脈沖刺激換核卵，讓“蘇格蘭黑面羊”的卵細胞質與“芬多席特”母羊乳腺細胞的核相互協(xié)調，使這個“組裝”細胞在試管里經歷受精卵那樣的分裂、發(fā)育而形成胚胎的過程。然后，將胚胎巧妙地植入另一只母羊的子宮里。到去年7月，這只“護理”體外形成胚胎的母羊終于產下了小綿羊“多利”。“多利”不是由母羊的卵細胞和公羊的精細胞受精的產物，而是“換核卵”一步一步發(fā)展的結果，因此是“克隆羊”。
“克隆羊”的誕生，在全世界引起了轟動。它的難能可貴之處在于換進去的是體細胞的核，而不是胚胎細胞核。這個結果證明：動物體中執(zhí)行特殊功能、具有特定形態(tài)的所謂高度分化的細胞與受精卵一樣具有發(fā)育成完整個體的潛在能力。也就是說，動物細胞與植物細胞一樣，也具有全能性。
克隆技術造福人類
克隆技術會給人類帶來極大的好處。例如，英國PPL公司已培育出羊奶中含有治療肺氣腫的α-I抗胰蛋白酶的母羊。這種羊奶的售價是6000美元一升。一只母羊就好比一座制藥廠。用什么辦法能最有效、最方便地使這種羊擴大繁殖呢？最好的辦法就是“克隆”。同樣，荷蘭PHP公司培育出能分泌人乳鐵蛋白的牛，以色列LAS公司育成了能生產血清白蛋白的羊。這些高附加值的牲畜如何有效地繁殖？答案當然還是“克隆”。
母馬配公驢可以得到雜種優(yōu)勢特別強的動物騾，然而騾不能繁殖后代，那么，優(yōu)良的騾如何擴大繁殖？最好的辦法也是“克隆”。我國的大熊貓是國寶，但自然交配成功率低，因此已瀕臨絕種。如何挽救這類珍稀動物？“克隆”為人類提供了切實可行的途徑。
除此之外，克隆動物對于研究癌生物學、研究免疫學、研究人的壽命等都有不可低估的作用。
不可否認，“克隆綿羊”的問世也引起了許多人對“克隆人”的興趣。例如，有人在考慮，是否可用自己的細胞克隆成一個胚胎，在其成形前就冰凍起來。在將來的某一天，自身的某個器官出了問題時，就可從胚胎中取出這個器官進行培養(yǎng)，然后替換自己病變的器官。這也就是用克隆法為人類自身提供“配件”。
有關“克隆人”的討論提醒人們，科技進步是一首悲喜交集的進行曲?？萍荚桨l(fā)展，對社會的滲透越廣泛深入，就越有可能引起許多有關的倫理、道德和法律等問題。我想用諾貝爾獎獲得者、著名分子生物學家J.D.?沃森的話來結束本文：“可以期待，許多生物學家，特別是那些從事無性繁殖研究的科學家，將會嚴肅地考慮它的含意，并展開科學討論，用以教育世界人民。”
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