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北京林业大学生物技术的发展对克隆技术的影响[生物技术导论B结课论文]姓名：谭雅诗班级：自动化12-1学号：121044121日期：2013年5月30日生物技术导论B课程论文生物技术的发展对克隆技术的影响1/8前言生物技术的发展对整个世界具有深远的影响，改变世界的基因格局，透析世界的灵魂。新的世纪需要生物技术，随着科技的发展，人们生活水平的日益提高，对生物技术的依赖性就会日益增强。20世纪中叶，克隆技术的萌芽，颠覆了全球生物界。这种无性繁殖使得越来越多的生物科学家产生极大的兴趣，推动了生物技术的发展，为人类智慧的进步奠定了强大的基础，具有深远的意义。克隆技术可以分为三个发展时期：第一个时期是微生物克隆时期；第二个时期是生物技术克隆时期；第三个时期是动物克隆时期.经过半个世纪的演变和科学家的研究，克隆技术日渐成熟，也将给世界带来很多新的变化。本篇论文将探讨关于克隆技术的发展前景，并依此举例阐述克隆技术的贡献。生物技术导论B课程论文生物技术的发展对克隆技术的影响2/8生物技术的发展对克隆技术的影响自动化12-1班谭雅诗121044121克隆技术的日趋成熟宣告着可以利用此项生物技术去改变某些基因以获取更多发现，为人类文明社会的进步作出相应的贡献。从20世纪50年代到如今，克隆技术都在影响人类的生活，其前瞻性的发展不可小觑，不论是国内还是国外都会有克隆技术的研究团队，他们对世界的贡献是永久的，是不可磨灭的。一，克隆技术的提出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。科学家把人工遗传操作动物繁殖的过程叫“克隆”，这门生物技术叫“克隆技术”，其本身的含义是无性繁殖（中国大陆的翻译），即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系，该细胞系中每个细胞的基因彼此相同。○1克隆也可以理解为复制、拷贝和翻倍（港澳台的意译），就是从原型中产生出同样的复制品，它的外表及遗传基因与原型完全相同，但大多行为思想不同。时至今日，“克隆”的含义已不仅仅是“无性繁殖”，凡是来自同一个祖先，无性繁殖出的一群个体，也叫“克隆”。这种来自同一个祖先的无性繁殖的后代群体也叫“无性繁殖系”，简称无性系。简单讲就是一种人工诱导的无性繁殖方式。但克隆与无性繁殖是不同的。克隆是指人工操作动物繁殖的过程，无性繁殖是指：不经过两性生殖细胞的结合由母体直接产生新个体的生殖方式，常见的有孢子生殖、被子生殖出芽生殖和分裂生殖。由植物的根、茎、叶等经过压条、扦插或嫁接等方式产生新个体也叫无克隆驴性繁殖。绵羊、猴子和牛等动物没有人工操作是不能进行无性繁殖的。二，克隆的过程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，再被植入动物子宫中使动物怀孕，便可产下与提供细胞核者基因相同的动物。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。生物技术导论B课程论文生物技术的发展对克隆技术的影响3/8克隆技术不需要雌雄交配，不需要精子和卵子的结合，只需从动物身上提取一个单细胞，用人工的方法将其培养成胚胎，再将胚胎植入雌性动物体内，就可孕育出新的个体。这种以单细胞培养出来的克隆动物，具有与单细胞供体完全相同的特征，是单细胞供体的“复制品”。英国英格兰科学家和美国俄勒冈科学家先后培养出了“克隆羊”多利和“克隆猴”。克隆技术的成功，被人们称为“历史性的事件，科学的创举”。有人甚至认为，克隆技术可以同当年原子弹的问世相提并论。○2克隆技术可以用来生产“克隆人”，可以用来“复制”人，因而引起了全世界的广泛关注。对人类来说，克隆技术是悲是喜，是祸是福？唯物辩证法认为，世界上的任何事物都是矛盾的统一体，都是一分为二的。克隆技术也是这样。如果克隆技术被用于“复制”像希特勒之类的战争狂人，那会给人类社会带来什么呢？即使是用于“复制”普通的人，也会带来一系列的伦理道德问题。如果把克隆技术应用于畜牧业生产，将会使优良牲畜品种的培育与繁殖发生根本性的变革。若将克隆技术用于基因治疗的研究，就极有可能攻克那些危及人类生命健康的癌症、艾滋病等顽疾。克隆技术犹如原子能技术，是一把双刃剑，剑柄掌握在人类手中。人类应该采取联合行动，避免“克隆人”的出现，使克隆技术造福于人类社会。三，体细胞与克隆技术目前体细胞克隆技术在畜牧业的许多领域都有着广泛的应用，但体细胞克隆效率低下却严重影响了该技术在畜牧业的发展。来自中国农业科学院，甘肃农业大学的研究人员近期综述了体细胞克隆的发展现状，阐述了体细胞克隆的胎盘肥大和重编程异常现象，并探讨了利用四倍体补偿法改善克隆胎盘肥大和通过对表观遗传基因的调控提高克隆效率的新方法。○3体细胞克隆技术也称体细胞核移植技术SCNT，就是将动物体细胞的细胞核移植到去核的同种或异种受精卵或成熟卵母细胞的细胞质中从而获得重构胚，并使之恢复细胞分裂，继续发育为与供体细胞基因型完全相同的后代。目前SCNT在畜牧业的许多领域中都有广泛的应用，如育种选择、转基因家畜生产、优质畜种扩繁，加快畜种育种进程，拯救濒危稀有保护品种等。1997年首例克隆动物多莉羊诞生以来，体细胞克隆技术就开始迅速发展，现已成功应用在小鼠、山羊、牛、猪等哺乳动物上。随着SCNT研究的不断深入，越来越多生物技术导论B课程论文生物技术的发展对克隆技术的影响4/8的研究者开始了对SCNT效率改善的研究，包括在培养液中添加外来物质，或使用不同类型的细胞；细胞提取物处理细胞；优化培养体系；确立融合参数等实验来提高克隆发育率，以及通过表观遗传方式的改变包括重编程胚胎染色质组蛋白乙酰化水平的提升来提高SCNT效率。但是尽管这一技术有诸多改进，但仍存在的总效率低下，胎盘肥大和表观遗传缺陷还是没有能够得到很好解决。四，干细胞与克隆技术的关系美国科学家成功地把未受孕的人类卵子中原有的DNA去除，然后植入取自成人细胞的基因材料，从而生产出人类胚胎干细胞。这项重大突破发表在15日的《细胞》杂志上。干细胞为起源细胞，是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。干细胞是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，医学界称为“万用细胞”。美国俄勒冈卫生与科学大学和俄勒冈国家灵长类研究中心科学家15日表示，该技术使用的是未受精的卵子。○2不再需要使用人类胚胎可以提高干细胞的应用尝试。在心脏病、帕金森病、严重脊髓损伤和其他人体受损疾病的治疗中，他们的成果可以用来替代受损细胞或被破坏的细胞。但是，这项成果可能也会再次引起人们对克隆人类，也就是复制与活着或已经死亡的个人基因相同的人类的担忧。甚至在研究成果公开发表之前，一个称为“人类基因警戒”的英国组织就抗议此类研究。然而，也有科学家称赞这项成就。哈佛干细胞研究所的科学家乔治•戴利将这项成果称为“无与伦比的成就”。尽管人胚胎干细胞有着巨大的医学应用潜力，但围绕该研究的伦理道德问题一直存在。这些问题主要包括人胚胎干细胞的来源是否合乎法律及道德，应用潜力是否会引起伦理及法律问题等。这项成果有助于阿兹海默氏症等多种疾病的个性化治疗，但也在客观上助力克隆婴儿的制造前景。也许在不远的将来，某些失去孩子的家长就能通过克隆手段重新“找回”自己的孩子。在研究中产生的人类胚胎干细胞与受精胚胎很相似，而且没有出现任何染色体异常，这表明这种细胞具有正常的基因活性，能分化发育为更多特异性细胞类型，用于替换受损组织。生物技术导论B课程论文生物技术的发展对克隆技术的影响5/8长年致力于灵长类动物基因研究的美籍维吾尔裔研究员米塔利波夫表示，“我们的这项发现为组织和器官功能失调或受损的患者，提供了干细胞新来源。这种干细胞可以更新和替换已经损坏了的细胞和组织，将为上百万的患者减缓病情。”○4在人类基因研究进程中，这一成果无疑具有里程碑的意义，但同时也意味着某些“疯狂科学家”距离克隆人类婴儿又近了一步。人类克隆胚胎在体外培育成囊胚，再植入女性子宫内，如果此囊胚能继续正常发育成完整胎儿，那么克隆人就诞生了。后续的技术并不复杂，与试管婴儿技术是一样的。如果使用患者的体细胞，就可以制作因基因相同而不会出现排异反应的治疗用组织。虽然卵细胞的提供是一大难题，但立花则表示：“比起iPS细胞来，克隆ES细胞也许较少出现基因异常。希望探讨两者的可能性，为再生医疗作贡献。”研究小组经校内伦理委员会审批后，在美国国内总计接受了由共9名23岁~31岁的女性提供的126个卵细胞。研究小组将122个卵细胞去除细胞核，植入了他人皮肤细胞的细胞核，结果有21个发育到了被称为囊胚(Blastocyst)的阶段。取该组织的一部分进行培养，然后其中共6个成为了ES细胞。促使ES细胞分化成心肌后，研究小组还确认了脉动。此次成功制作的6个ES细胞中，有4个是由同一名女子提供的卵细胞制成的，它们似乎具有某种容易成为ES细胞的特质。○4五，白血病与克隆技术现在白血病患者的希望是骨髓移植，但是这会引起移植物抗宿主病(GvHD)。50%的患者受到移植物抗宿主病的危害，有20%甚至可能导致死亡。骨髓移植的另一个风险是：有五分之一的患者在移植后白血病复发。此外，骨髓移植前，白血病患者都作过化疗和放疗。若有癌细胞残留，就会被移植得到新的免疫细胞识别并被杀死。为了让新的外来的免疫系统不去攻击健康组织，医生要给患者使用免疫抑制药，人为抑制这个免疫系统。这往往造成两败俱伤：免疫抑制药在抑制了移植物抗宿主病的同时也同样抑制了所希望的免疫反应，杀死癌细胞。弗劳恩霍夫莱比锡细胞疗法和免疫学研究所(IZI)的研究人员正在研究改善白血病患者的这一境遇。其研究目标是，避免发生移植物抗宿主病，同时不影响对癌症的新的免疫效果。希望就是单克隆抗体。这种抗体专门附着在免疫细胞表面，阻止免疫细胞对患者组织产生有害反应。特别之处是，抗体对有待移植的造血干细胞和由此发育而来的所有免疫细胞都起作用。于是研究生物技术导论B课程论文生物技术的发展对克隆技术的影响6/8人员就可以在移植前对细胞进行调节，使其容忍患者的健康组织，不对其攻击。这样就能有效地无副作用地降低移植物抗宿主病风险。但对残留癌细胞的免疫反应不受抗体影响，癌细胞将继续被杀死，从而降低白血病在骨髓移植后复发的风险。○5目前该所正和莱比锡大学再生医学转化中心合作研究这些效果的细胞依据。什么时候是给捐献者骨髓添加抗体的最佳时间点？必须用多少抗体？为了研究这些问题，研究人员首先利用现有的不同模型对移植物抗宿主病和人类免疫系统进行仿真研究，得出所有重要参数。原理验证已经完成，表明这一疗法有效。现在正在小白鼠身上进行人体免疫系统的首批试验。希望今年内开始临床试验。六，克隆羊“多莉”的产生对克隆技术的影响克隆羊“多莉”的诞生在全世界掀起了克隆研究热潮，随后，有关克隆动物的报道接连不断。1997年3月，即公布“多莉”培育成功后近1个月的时间里，美国、中国台湾和澳大利亚科学家分别发表了他们成功克隆猴子、猪和牛的消息。不过，他们都是采用胚胎细胞进行克隆，其意义不能与“多莉”相比。同年7月，罗斯林研究所和PPL公司宣布用基因改造过的胎儿成纤维细胞克隆出世界上第一头带有人类基因的转基因绵羊“波莉”（Polly）。○6这一成果显示了克隆技术在培育转基因动物方面的巨大应用价值。科学技术的日益更新，克隆技术也展示出广阔的应用前景：（1）培育优良畜种和生产实验动物；（2）生产转基因动物；（3）生产人胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法；（4）复制濒危的动物物种，保存和传播动物物种资源。○7面对日益复杂的环境，我们不仅要利用好克隆技术还要着重理解克隆技术，本着科学的态度和谦虚的姿态去攀登克隆技术的另一座高峰，为人类文明进步作出贡献。生物技术导论B课程论文生物技术的发展对克隆技术的影响7/8参考文献：①陈大元中国知网《克隆技术及其应用》2013.04.12.②亦云中国生物技术信息网《克隆技术成功制造人类干细胞》2013.05.16③陈雨公众科技网《克隆与克隆