八年级语文上册自读课文:克隆技术:生物放大技术

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所属分类:初二语文

选自《生命的黑匣子》(宗教文化出版社1999年版)。

晨曦

“克隆”一词是英语词clone或cloning的音译。我国以前曾将其译为“无性生殖”或“无性繁殖”。什么意思呢?“无性”,当然就是没有阴阳结合的过程,而是由同一个“祖先细胞”通过分裂方式繁殖而形成的纯细胞系,也就是一“群”“孙子”细胞。这个细胞系中每个细胞由于基因(遗传信息)彼此是相同的,从而决定了每个细胞由基因所控制的性状(例如细胞的个头性状)是彼此相同的。由于上一代和下一代的遗传信息是一致的,所以可以简单地说,克隆是生命的全息复制。

因此,克隆技术在现代生物学中被称为“生物放大技术”。

所谓“克隆羊”,就是无性繁殖的羊,它没有父母双亲,而是某一只羊的“翻版”后代。形象地说,就像孙悟空拔下一根汗毛再吹口气,便又生出一个甚至成千上万个一模一样的小孙悟空。

克隆可以分为四个层次:微生物或细胞、植物、动物和人,以及在自然界发生的克隆和只有人工条件下发生的克隆。

实际上,在人们身边有许多自然界的克隆存在。“无性繁殖”并不是什么新东西。它在植物界和低等动物中是大量存在的。比如,植株扦插,从一个柳树枝上剪下几根小条,插进土里,以后它就长成相似的柳树;再比如,把土豆切成许多小块埋在土里,再长出的新土豆便是原先土豆的复制和“无性繁殖”。这种“无性繁殖”,也叫“克隆”。在自然条件下,由于许多植物本身就适宜进行无性繁殖,所以,它们很容易形成克隆,在动物界,这种繁殖方式多见于无脊椎动物,如原生动物的分裂生殖、尾索类动物的出芽生殖等。当然,在高等动物中是有性繁殖,克隆基本上是不存在的。

无性繁殖本来是一种低级的生殖方式。生物进化的层次越低,越有可能采取这种生殖方式;进化层次越高,则越不可能采取这种生殖方式。由于低级生物如微生物,采取自行分裂的方法繁殖,分裂后子代与亲代的遗传物质完全同一,因此在这个意义上,微生物的生殖完全就是“克隆”。也就是说,微生物是“长生不老”的。虽然在严格的意义上,微生物的亲代与子代会有若干差异,因为它们的外界营养环境仍然会有差异。现在生物医学研究中用克隆技术在体外培养的正常细胞或癌细胞,也称为“永生细胞株”,意思是说这些细胞是“不死”的。

每一个植物和动物个体,从一株小草到一棵大树,从一只蚂蚁到一头大象,都是由一个细胞经无数次分裂后形成的无数个细胞组成的。每次细胞分裂时,细胞核中的遗传信息都要精确地“拷贝”并平均分配到两个分开的新细胞中,其结果是,尽管叶子和根的细胞不同,肌肉和血液中的细胞不同,但同一个植物和动物个体身上的每个细胞的细胞核中携带的遗传信息是完全相同的。从理论上讲,从动物和植物上取下任何一个细胞,在合适的条件下都能发育成一个新的个体。因为新个体携带的遗传信息和原来个体所携带的遗传信息完全相同,所以也都能克隆。新的个体应是原来个体的“复制品”,这种现象叫做“细胞的全能性”,只有具有全能性的细胞能够克隆,失去全能性的细胞就不能了。

当然,高等动物的受精卵还暂时具有全能性。包括人类在内的高等动物,严格按照有性繁殖的方式繁衍后代,即分别来源于雌雄个体的卵细胞和精子细胞融合,形成受精卵,受精卵经过不断分裂最后孕育成一个新的个体。这就说明,在高等动物体内,只有受精卵能够实现细胞的全能性。这种有性生殖的后代分别继承了父母各一半的遗传信息。所以,要使受精卵进行无性繁殖,科学家必须经过一系列复杂的操作程序。首先要用外科手术除去受精卵的细胞核,或用辐射等手段使受精卵内的细胞核失去活性,然后再用注射器将另一个个体的细胞核转换到已去除细胞核的受精卵中。20世纪50年代,科学家用上述方法已经成功地无性繁殖出一种两栖动物。

当受精卵发育成胚胎细胞时,部分动物的胚胎细胞还具有全能性,也还能利用它进行克隆。这种研究是从胚胎分割研究入手的,当牛的受精卵细胞经数次分裂后形成一个小细胞团──胚胎时,科学家将胚胎分成两半,并分别移植到两只母牛的子宫中,最后生出了两只“双胞胎牛”。随后,科学家们又开始进行胚胎细胞的核移植研究。当一个受精卵经过分裂形成数个或十几个细胞后,将这些细胞分开,再将这些细胞的细胞核取出,分别移植到别的已去掉细胞核的受精卵或细胞中,再分别移植到雌性动物的子宫中孕育成熟。这样,一个受精卵就产生了大量“多胞胎”。核移植后的细胞,分裂后获得的第二代细胞还可以再进行核移植,还有第三代、第四代……这样一个受精卵就会产生无限多的“多胞胎”,这种核移植的技术也是克隆技术中的一种。

在动物上一直采用卵细胞、受精卵细胞以及胚胎细胞来进行克隆,直到英国科学家维尔穆特博士采用羊的体细胞克隆成功。他培育成功的绵羊“多利”,因其细胞核来自一头成年绵羊身上的乳腺细胞,这比胚胎细胞克隆更进了一大步。因为乳腺细胞作为一种体细胞已失去全能性,克隆羊“多利”的科学意义正在于此。

克隆技术的应用十分广泛。首先,它是种植业和畜牧业中选育遗传性质稳定的优质品种的理想手段。

其次,克隆技术在医学领域的应用具有十分诱人的前景。目前,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。不久前,有一位美国妇女在一次煤气炉意外爆炸中受伤,75%的身体被严重烧伤。医生从她的身上取下一小块未损坏的皮肤,送到一家生化科技公司。一个月后,该公司利用先进的克隆技术培植出了一大块健康的皮肤,使患者迅速地痊愈了。这一新成就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,供应医院临床使用。

再次,克隆技术还可用来大量繁殖许多有价值的基因,例如,在基因工程操作中,科学家们为了让细菌等微生物“生产”出名贵的药品(如治疗糖尿病的胰岛素、有希望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),分别将一些相应的人体基因转移到不同的微生物细胞中,再设法使这些微生物细胞大量繁殖。与此同时,人体基因数目也随着微生物的繁殖而增加。在人体基因被大量“克隆”时,微生物大量地“生产”出人们所需要的名贵药品。

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“克隆”可以说是当今社会“甚嚣尘上”的一个名词。“克隆”技术已经开始应用,科学家们克隆出许多种动物,有的“科学狂人”甚至想克隆人类。当医生用“克隆”来的器官治愈了顽症,挽救了生命,你可能对“克隆”技术赞不绝口、顶礼膜拜;可当有一天你面对无数个一模一样的“你”侵占了你的生存空间,你也许会痛心疾首,悔不当初了。这项“生物放大技术”对人类而言,究竟是福音还是灾难的化身,还要我们拭目以待。

课外同学们可继续探讨与“克隆”有关的问题。

 

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