克隆技术 常朝坤 16307130138 技术简介 克隆技术是动物的无性繁殖,不通过精卵结合、而是通过将一个细胞的细胞 核植入到未受精的去核成熟卵母细胞中获得干细胞或者后代。动物克隆技术本质 上可以说是细胞核移植技术。 、技术发展 克隆( clone)最早由JB.S. Haldane在1963年发表题为“人类种族在未来 二万年的生物可能性”的演讲时提出,其含义为无性繁殖。 早期的克隆技术主要是微生物克隆,即用一个细 菌培养由千千万万个相同细菌组成的细菌群的技术, 如单克隆抗体的制备;随着技术的发展,克隆技术转 入生物技术克隆,最常见的DNA克隆,获得相同遗传 物质,如PCR技术;目前的克隆技术处于动物克隆的 阶段,即用一个细胞克隆出一个与母体遗传物质相同 的新个体,克隆羊多利即是这个时期克隆技术的产物 从另一个角度来看,克隆技术在发展的过程中分化出两个方向:一个是复制 性克隆,一个是治疗性克隆。复制性克隆是以获得新的生物个体为目的的克隆技 术,治疗性克隆是以通过克隆技术获得干细胞或者组织、器官达到治疗疑难杂症 为目的的克隆技术。 、技术原理 母体2 流程 母体1 成熟卵母细 胞 去核 细胞核 卵母细胞 融合 母体3
克隆技术 常朝坤 16307130138 一、技术简介 克隆技术是动物的无性繁殖，不通过精卵结合、而是通过将一个细胞的细胞 核植入到未受精的去核成熟卵母细胞中获得干细胞或者后代。动物克隆技术本质 上可以说是细胞核移植技术。 二、技术发展 克隆（clone）最早由 J.B.S.Haldane 在 1963 年发表题为“人类种族在未来 二万年的生物可能性”的演讲时提出，其含义为无性繁殖。 早期的克隆技术主要是微生物克隆，即用一个细 菌培养由千千万万个相同细菌组成的细菌群的技术， 如单克隆抗体的制备；随着技术的发展，克隆技术转 入生物技术克隆，最常见的 DNA 克隆，获得相同遗传 物质，如 PCR 技术；目前的克隆技术处于动物克隆的 阶段，即用一个细胞克隆出一个与母体遗传物质相同 的新个体，克隆羊多利即是这个时期克隆技术的产物。 从另一个角度来看，克隆技术在发展的过程中分化出两个方向：一个是复制 性克隆，一个是治疗性克隆。复制性克隆是以获得新的生物个体为目的的克隆技 术，治疗性克隆是以通过克隆技术获得干细胞或者组织、器官达到治疗疑难杂症 为目的的克隆技术。 三、技术原理 母体 1 母体 2 细胞核 成熟卵母细 胞 去核 卵母细胞 融合 母体 3 流 程 简 图
Claning a sheep-the creation of Dally 克隆羊多利 流程图示 itions of thele 1.Aspectallaed ue 2.A thin pipett was w days-letping celis: fron trend. with w =ptk 4. The resulting osB oonns of the donor trus 舞彩 6:T 1、从母体1上提取出一个合适的体细胞,取出细胞核 利用显微操作法从母体2中取出 成熟的卵母细胞,并做去核处理 2、利用细胞融合技术,进行细胞核 移植,将取出的细胞核融合到去核成熟卵母细胞中 可使用显微注射法(如下图)或电击融合法
1、 从母体 1 上提取出一个合适的体细胞，取出细胞核； 利用显微操作法从母体 2 中取出 成熟的卵母细胞，并做去核处理 2、 利用细胞融合技术，进行细胞核 移植，将取出的细胞核融合到去核成熟卵母细胞中 可使用显微注射法（如下图）或电击融合法 克隆羊多利 流程图示
3、将融合的细胞培育成重组胚,移植入母体3的子宫 发育成个体 四、技术应用 1、基因复制 利用PCR技术进行快速的DNA复制或者DNA片段的复制,这也是很多其他 生物技术的基础工作。 2、生物育种 克隆技术可以应用于培育优良畜种和生产实验动物。植物体以及动物体可 以通过克隆技术保存优良品种,当群体中的某一个个体在某种可被利用的 层面上有巨大优势时,克隆技术无疑是保存优良种的最快、最有效、保存 最完全的方法 3、保护濒危动物 濒危动物除收到人类杀害的威胁之外,自身繁殖能力 的不足也导致濒危动物难以恢复,甚至情况日益恶 化。利用克隆技术,可以直接跳过良性结合的过程, 以无性繁殖的方法一定程度地扩大濒危动物的个体数 量 4、生产胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法 通过克隆技术获得健康正常胚胎干细胞,植入患病个体内,让胚胎干细胞 朝需要地方向分化,从而替换原来收到损坏或感染的干细胞甚至组织,以 达到治愈患者的效果 分离、培养 上皮细胞上皮细胞 基因 缺失小鼠 核移植 重组胚脸 卵母细胞 分离、培养 移植 ES细胞 体外诱导 基因导入 造血干细胞 Es细胞 Es细胞 复活已灭绝生物 通过克隆技术,从已灭绝动物的某些被保存下来的细胞入 手,获得完整的个体,以研究生物的进化和生物的多样性
3、 将融合的细胞培育成重组胚，移植入母体 3 的子宫 发育成个体 四、技术应用 1、 基因复制 利用 PCR 技术进行快速的 DNA 复制或者 DNA 片段的复制，这也是很多其他 生物技术的基础工作。 2、 生物育种 克隆技术可以应用于培育优良畜种和生产实验动物。植物体以及动物体可 以通过克隆技术保存优良品种，当群体中的某一个个体在某种可被利用的 层面上有巨大优势时，克隆技术无疑是保存优良种的最快、最有效、保存 最完全的方法。 3、 保护濒危动物 濒危动物除收到人类杀害的威胁之外，自身繁殖能力 的不足也导致濒危动物难以恢复，甚至情况日益恶 化。利用克隆技术，可以直接跳过良性结合的过程， 以无性繁殖的方法一定程度地扩大濒危动物的个体数 量。 4、 生产胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法 通过克隆技术获得健康正常胚胎干细胞，植入患病个体内，让胚胎干细胞 朝需要地方向分化，从而替换原来收到损坏或感染的干细胞甚至组织，以 达到治愈患者的效果。 5、 复活已灭绝生物 通过克隆技术，从已灭绝动物的某些被保存下来的细胞入 手，获得完整的个体，以研究生物的进化和生物的多样性
五、技术的优缺点 优点: 1、通过克隆技术培育出大量具有抗旱、抗倒伏、抗病虫害的优质高产品种, 可以大大提高粮食产量 2、克隆技术在濒危东湖保护方面可以做出很大贡献,这不仅是克隆技术最有 价值的一个方面,对濒危动物来说也是一种福音。 3、在克隆技术面前,很多之前无解的医学问题可以迎刃而解。比如利用克隆 得到的干细胞进行细胞核组织的更换。比如通过干细胞让成年人的神经组 织拥有再生能力,修复神经损伤。克隆技术也可以为器官衰竭患者提供健 康器官(仅从利的方面考虑)。利用克隆技术还可以大量繁殖有价值的基 因,例如在医学方面人们曾氏通过克隆技术生产出治疗糖尿病的胰岛素、 使侏儒症患者重新长髙的生长激素和能抗多种病毒感染的干扰素,等等。 克隆技术生长周期短、遗传性状稳定 5、克隆技术可以解除那些不能成为母亲的女性的痛苦。 6、在体外受精手术中,医生常常需要将多个受精卵植入子宫,以从中筛选 个进入妊娠阶段。但许多女性只能提供一个卵子用于受精。通过克隆可以 很好地解决这一问题。这个卵细胞可以克隆成为多个用于受精,从而大大 提高妊娠成功率。 缺点: 1、生态层面,克隆技术导致的基因复制,会威胁基因多样性的保持,生物的 演化将出现一个逆向的颠倒过程,即由复杂走向简单,这对生物的生存是 极为不利的。 2、文化层面,克隆人是对自然生殖的替代和否定,打破了生物演进的自律性, 带有典型的反自然性质。与当今正在兴起的崇尚天人合一、回归自然的基 本文化趋向相悖。 哲学层面,克隆技术给现存的伦理关系系统造成了冲击。通过克隆技术实 现人的自我复制和自我再现之后,可能导致人的身心关系的紊乱。人的不 可重复性和不可替代性的个性规定因大量复制而丧失了唯一性,丧失了自 我及其个性特征的自然基础和生物学前提。 伦理层面,克隆技术如果应用到人上,会带来伦理的危机。克隆人的社会 身份和地位如何定义,如何看待克隆人的存在,以何种态度去面对等等都 是克隆技术面临的问题
五、技术的优缺点 优点： 1、 通过克隆技术培育出大量具有抗旱、抗倒伏、抗病虫害的优质高产品种， 可以大大提高粮食产量。 2、 克隆技术在濒危东湖保护方面可以做出很大贡献，这不仅是克隆技术最有 价值的一个方面，对濒危动物来说也是一种福音。 3、 在克隆技术面前，很多之前无解的医学问题可以迎刃而解。比如利用克隆 得到的干细胞进行细胞核组织的更换。比如通过干细胞让成年人的神经组 织拥有再生能力，修复神经损伤。克隆技术也可以为器官衰竭患者提供健 康器官（仅从利的方面考虑）。利用克隆技术还可以大量繁殖有价值的基 因，例如在医学方面人们曾氏通过克隆技术生产出治疗糖尿病的胰岛素、 使侏儒症患者重新长高的生长激素和能抗多种病毒感染的干扰素，等等。 4、 克隆技术生长周期短、遗传性状稳定 5、 克隆技术可以解除那些不能成为母亲的女性的痛苦。 6、 在体外受精手术中，医生常常需要将多个受精卵植入子宫，以从中筛选一 个进入妊娠阶段。但许多女性只能提供一个卵子用于受精。通过克隆可以 很好地解决这一问题。这个卵细胞可以克隆成为多个用于受精，从而大大 提高妊娠成功率。 缺点： 1、 生态层面，克隆技术导致的基因复制，会威胁基因多样性的保持，生物的 演化将出现一个逆向的颠倒过程，即由复杂走向简单，这对生物的生存是 极为不利的。 2、 文化层面，克隆人是对自然生殖的替代和否定，打破了生物演进的自律性， 带有典型的反自然性质。与当今正在兴起的崇尚天人合一、回归自然的基 本文化趋向相悖。 3、 哲学层面，克隆技术给现存的伦理关系系统造成了冲击。通过克隆技术实 现人的自我复制和自我再现之后，可能导致人的身心关系的紊乱。人的不 可重复性和不可替代性的个性规定因大量复制而丧失了唯一性，丧失了自 我及其个性特征的自然基础和生物学前提。 4、 伦理层面，克隆技术如果应用到人上，会带来伦理的危机。克隆人的社会 身份和地位如何定义，如何看待克隆人的存在，以何种态度去面对等等都 是克隆技术面临的问题
5、根据信息克隆生物有早衰性,大多数克隆动物的存活时间都不长,包括多 利在内,都面临早逝的状况。而且克隆动物在多代繁殖方面是否具有劣势 或者多代繁殖后知否有异常现象发生的问题亟待解决 六、克隆技术的最新进展与展望 2013年,日本理化研究所的科学家借助用克隆动物培育克隆动物的“再克隆” 技术,成功地用一只实验鼠培育出了26代共598只实验鼠,而且克隆的实验鼠 很健康,繁殖能力和寿命与一般实验鼠也没有区别。理化研究所研究员若山照彦 率领的研究小组2005年曾发现,在培育克隆实验鼠的时候,将移植了细胞核的 卵细胞浸入一种名为“曲古抑菌素A”的“组蛋白去乙酰化酶抑制剂”中,生育 率就会提高。研究小组不断改良技术,成功培育了26代实验鼠,且生育率最高 达到约15% 目前各国在克隆技术方面都有涉猎,在克隆哺乳动物方面,已经有大量的哺 乳动物的实验获得成功,但近几年并没有重大的突破。 不过该项技术的应用前景依然广阔,撇去面临伦理问题克隆人,克隆技术在 濒危物种的保护以及生物医疗方面的作用是十分显著的。随着技术水平的提高以 及伦理学的不断发展,克隆技术一定会获得更大的发展空间。 七、参考文献 [1].生物360网站资料 [2].《转基因动物》陈永福 [3].《人类克隆》亨利·阿特朗 [4].百度文库、百度百科
5、 根据信息克隆生物有早衰性,大多数克隆动物的存活时间都不长，包括多 利在内，都面临早逝的状况。而且克隆动物在多代繁殖方面是否具有劣势 或者多代繁殖后知否有异常现象发生的问题亟待解决。 六、克隆技术的最新进展与展望 2013 年，日本理化研究所的科学家借助用克隆动物培育克隆动物的“再克隆” 技术，成功地用一只实验鼠培育出了 26 代共 598 只实验鼠，而且克隆的实验鼠 很健康，繁殖能力和寿命与一般实验鼠也没有区别。理化研究所研究员若山照彦 率领的研究小组 2005 年曾发现，在培育克隆实验鼠的时候，将移植了细胞核的 卵细胞浸入一种名为“曲古抑菌素 A”的“组蛋白去乙酰化酶抑制剂”中，生育 率就会提高。研究小组不断改良技术，成功培育了 26 代实验鼠，且生育率最高 达到约 15%。 目前各国在克隆技术方面都有涉猎，在克隆哺乳动物方面，已经有大量的哺 乳动物的实验获得成功，但近几年并没有重大的突破。 不过该项技术的应用前景依然广阔，撇去面临伦理问题克隆人，克隆技术在 濒危物种的保护以及生物医疗方面的作用是十分显著的。随着技术水平的提高以 及伦理学的不断发展，克隆技术一定会获得更大的发展空间。 七、参考文献 [1]. 生物 360 网站资料 [2].《转基因动物》陈永福 [3].《人类克隆》亨利·阿特朗 [4]. 百度文库、百度百科