植物学论文张明明

“克隆”源于英语clone，意思是“无性繁殖系”。简单地说就是将高等生物的干细胞经过特殊培养，采用无性繁殖的手段，依靠细胞分裂和遗传信息自我复制的能力，人为地创造新个体。 克隆最初的目的是用于医学，造福人类。但现在也有用于其他目的的，比如创造新的物种等等。克隆的应用争议很大，比较极端的有两种:有的人认为这是新的科学技术，值得大胆尝试和推广；有的人认为这是违背自然规律的，必将导致生物发展的和谐性的破坏，最终会危害人类自身。我认为，科学是一把双刃剑，在确定的知道克隆给我们带来的危害有多大之前，应该慎重的试验。毕竟我们受到科学发展过程中的误导太多，曾经的科技创举不少都成了后来的令人头疼的灾难。克隆是对生命延续的大挑战，如果失败了我们将会付出惨痛的代价，人类因此而灭亡也不是没有可能。所以对待克隆一定要慎而又慎，人类再也经受不起这样大的打击了。

1、史国安，男，1963年8月生，河南省伊川县人，中共党员，主要从事植物生理学与生物化学的教学与研究工作，为植物学硕士点学科带头人，硕士生导师。1993年毕业于西北农业大学植物生理学专业，获得硕士学位，现在华中农业大学攻读植物学博士学位。先后获得河南省跨世纪学术技术带头人、河南省优秀中青年骨干教师、洛阳市优秀专家、洛阳市模范教师等荣誉称号。兼任河南省植物生理学学会常务理事，洛阳市牡丹协会常务理事。2、范丙友，男，植物学博士，副教授，植物学硕士生导师，研究方向为植物生物化学与分子生物学，现任河南科技大学农学院生物技术系副主任。研究课题： 国家自然基金主任基金（项目号：30740013），主持 河南省教育厅自然基金（项目号：2008B210003），主持 林木、花卉遗传育种教育部重点实验室开放基金（项目号：05-03），主持 河南科技大学科研基金（项目号：2006ZY003），主持 河南科技大学人才基金（项目号：05-006），主持3、孔祥生，男，汉族，1955年7月生，河南省鲁山县人，中共党员，理学硕士。现任河南科技大学教授、硕士生导师，生物技术系主任。近年来，主持承担了省市11项研究课题，获省级科技进步二等奖奖2项，三等奖奖2项，厅局级科技进步奖6项，鉴定成果2项。其中主持完成的河南省重大科技攻关项目“甘薯脱毒快繁及产业化开发应用”，自1999年实施以来，在全省已累计推广脱毒甘薯500万亩，平均增产40%以上，每亩增收鲜薯500多公斤，共计增加经济社会效益10多亿元，为我省粮食产量的提高做出了重要贡献；主持完成的河南省重大科技攻关项目“洛阳牡丹花期控制技术研究及产业化开发”，从2000年开始实施，目前取得极大成就，使洛阳牡丹自然花期延长7～10天，仅王城公园和国色牡丹园两处增加的门票收入累计就达1500多万元。全市双节催花累计50万株，直接经济效益5000多万元。苗木嫁接繁殖牡丹1500多万株，总价值1.5亿元。带动农民新增加牡丹种植面积1.7万亩，使洛阳牡丹种植面积由立项初期的3000多亩发展到目前的2万多亩。主编《作物营养学》、《植物生理学》等专著和教材8部，主审教材3部，在《园艺学报》、《华中农业大学学报》等刊物上发表研究论文80多篇。先后被授予校级优秀教师，优秀党员，十佳教学标兵，洛阳市跨世纪学术和技术带头人，河南省教育系统优秀党员，河南省农业科技先进工作者等荣誉称号。4、施江 1984.9～1988.7 ：在西北农学院园艺系蔬菜专业上大学，获农学学士学位。1988.9～1998.7 ：在新疆石河子市蔬菜研究所从事科研工作，94年1月取得助理研究员资格。1995、1996年在新疆边境团场137团扶贫蹲点两年，指导当地的蔬菜生产。举办电视、广播讲作，举办培训班，打印自编蔬菜生产技术手册3000余份，并指导2名当地的农业技术员。受到137团广大菜民、137团团领导及兵团科委的好评和嘉奖。1995年荣获兵团科委科技扶贫一等奖称号。1995年荣获中共石河子市科工委优秀党员称号。 1998.9～2001.7 在石河子大学园林系读硕士研究生，获得农学硕士学位。2000年荣获石河子大学大北农奖学金。1998～2001年承担兵团科委“采用花粉管通道法向籽瓜导入I类几丁质酶（I-Chi）和I类β-1，3-葡聚糖酶（I-Glu）组成的双价抗病基因” 重点课题。5、侯小改，女，汉族，中共党员，教授，博士，硕士生导师。现任河南科技大学农学院生物科学与生态系主任兼党支部书记。主要从事牡丹栽培生理与种质资源创新、牡丹分子生物学及植物染色体技术等研究工作。出版著作及教材7部，发表论文30余篇。获国家科技进步二等奖1项，河南省科技进步二等奖3项，三等奖1项，河南省教育厅二等奖2项。获河南省教学成果一、二等奖各1项。先后获“校优秀教师、校优秀共产党员、校教学质量一等奖、河南省巾帼建功标兵、河南省高校青年骨干教师、河南省优秀青年教师、洛阳市百星人物”等荣誉称号。

在孟德尔生前，他的理论从未得到认可。在争取当时著名的植物学家内格里的支持时，孟德尔曾寄给他140包种子希望对方重复。此外还尝试使用内格里所擅长的山柳菊开展遗传实验。但当时所不知道的是，山柳菊时常会无性繁殖，不适合开展杂交实验。在发现山柳菊的遗传与豌豆显著不同后，大为沮丧的孟德尔依然将结果回复给内格里，并在随后发表了相关论文，这也是孟德尔第二篇也是最后一篇植物学论文。一位坦然公开不利于自己理论的研究成果的学者，在没有其他证据的情况下，不应被污以造假或是挑选数据的嫌疑。“孟德尔：我的时代终将到来”《科学世界》2017年7期搜集资料时的杂感。需要补充的是，费舍尔虽然攻击孟德尔的数据，但他对孟德尔的方法和结论都及其赞赏。他曾说道：“从他们的结果来看实验性研究确凿无疑，在表达上毫无缺陷，并且对不止对一个、而是对当前感兴趣的许多问题的理解至关重要。”此外还需要指出，孟德尔是在没有任何统计工具的时代开展研究的，他对于何时停止收集数据、何时重复实验更多是依赖直觉，但这和造假无涉。

“克隆”是从英文“clone”音译而来，在生物学领域有3个不同层次的含义。 1．在分子水平，克隆一般指DNA克隆(也叫分子克隆)。含义是将某一特定DNA片断通过重组DNA技术插入到一个载体(如质粒和病毒等)中，然后在宿主细胞中进行自我复制所得到的大量完全相同的该DNA片断的“群体”。 2．在细胞水平，克隆实质由一个单一的共同祖先细胞分裂所形成的一个细胞群体。其中每个细胞的基因都相同。比如，使一个细胞在体外的培养液中分裂若干代所形成的一个遗传背景完全相同的细胞集体即为一个细胞克隆。又如，在脊椎动物体内，当有外源物(如细菌或病毒)侵入时，会通过免疫反应产生特异的识别抗体。产生某一特定抗体的所有浆细胞都是由一个B细胞分裂而成，这样的一个浆细胞群体也是一个细胞克隆。细胞克隆是一种低级的生殖方式－无性繁殖，即不经过两性结合，子代和亲代具有相同的遗传性。生物进化的层次越低，越有可能采取这种繁殖方式。 3．在个体水平，克隆是指基因型完全相同的两个或更多的个体组成的一个群体。比如，两个同卵双胞胎即为一个克隆！因为他（她）们来自同一个卵细胞，所以遗传背景完全一样。按此定义，“多利”并不能说成是一个克隆！因为“多利”只是孤单的一个。只有当那些英国胚胎学家能将两个以上完全相同的细胞核移植到两个以上完全相同的去核卵细胞中，得到两个以上遗传背景完全相同的“多利”时才能用克隆这个词来描述。所以在那篇发表于1997年2月出版在《Nature》杂志上的轰动性论文中，作者并没有把“多利”说成是一个克隆。 另外，克隆也可以做动词用，意思是指获得以上所言DNA、细胞或个体群体的过程。 二、克隆技术 1．DNA克隆 现在进行DNA克隆的方法多种多样，其基本过程如下图所示(未按比例) 可见，这样得到的DNA可以应用于生物学研究的很多方面，包括对特异DNA的碱基顺序的分析和处理，以及生物技术工业中有价值蛋白质的大量生产等等。 2．生物个体的克隆 (1)植物个体的克隆 在20世纪50年代，植物学家用胡萝卜为模型材料，研究了分化的植物细胞中遗传物质是否丢失问题，他们惊奇地发现，从一个单一已经高度分化的胡萝卜细胞 可以发育形成一棵完整的植株!由此，他们认为植物细胞具有全能性。从一棵胡萝卜中的两个以上的体细胞发育而成的胡萝卜群体的遗传背景完全一样，故为一个克隆。如此的植物的克隆过程是一个完全的无性繁殖过程! (2)动物个体的克隆 ① “多利”的诞生 1997年2月27日英国爱丁堡罗斯林(Roslin)研究所的伊恩·维尔莫特科学研究小组向世界宣布，世界上第一头克隆绵羊“多利”(Dolly)诞生，这一消息立刻轰动了全世界。 “多莉”的产生与三只母羊有关。一只是怀孕三个月的芬兰多塞特母绵羊，两只是苏格兰黑面母绵羊。芬兰多塞特母绵羊提供了全套遗传信息，即提供了细胞核（称之为供体）；一只苏格兰黑面母绵羊提供无细胞核的卵细胞；另一只苏格兰黑面母绵羊提供羊胚胎的发育环境——子宫，是“多莉”羊的“生”母。其整个克隆过程简述如下： 从芬兰多塞特母绵羊的乳腺中取出乳腺细胞，将其放入低浓度的营养培养液中，细胞逐渐停止了分裂，此细胞称之为供体细胞；给一头苏格兰黑面母绵羊注射促性腺素，促使它排卵，取出未受精的卵细胞，并立即将其细胞核除去，留下一个无核的卵细胞，此细胞称之为受体细胞；利用电脉冲的方法，使供体细胞和受体细胞发生融合，最后形成了融合细胞，由于电脉冲还可以产生类似于自然受精过程中的一系列反应，使融合细胞也能象受精卵一样进行细胞分裂、分化，从而形成胚胎细胞；将胚胎细胞转移到另一只苏格兰黑面母绵羊的子宫内，胚胎细胞进一步分化和发育，最后形成一只小绵羊。出生的“多莉”小绵羊与多塞特母绵羊具有完全相同的外貌。 一年以后，另一组科学家报道了将小鼠卵丘细胞(围绕在卵母细胞外周的高度分化细胞)的细胞核移植到去除了细胞核的卵母细胞中得到20多只发育完全的小鼠。如呆“多利”因为只有一只，还不够叫做克隆羊的话，这些小鼠 就是名副其实的克隆鼠了。 ② 通过细胞核移植克隆小鼠的基本过程 在本实验中，卵丘细胞是经如下过程得到的：通过连续几次注射绒毛膜促性腺激素，使雌鼠诱导成高产卵量状态。然后从雌鼠输卵管中收集卵丘细胞与卵母细胞的复合体。经透明质酸处理使卵丘细胞散开。选择直径为10－12微米的卵丘细胞用作细胞核供体（前期实验表明，若用直径更小或更大的卵丘细胞的细胞核，经过细胞核移植的卵母细胞很少发育到8细胞期）。所选择的卵丘细胞保持在一定的溶液环境中，在3小时内进行细胞核移植（与此不同的是，在获得“多利”时用作细胞核供体的乳腺细胞先在培养液中传代了3－6次） 卵母细胞（一般处于减数分裂中期 II ）通过与上面描述类似的方法，从不同种的雌鼠中收集。在显微镜下小心地用直径大约7微米的细管取出卵母细胞的细胞核，尽量不取出细胞质。同样小心取出卵丘细胞的细胞核，也尽量去除所带的细胞质（通过使取出的细胞核在玻璃管中往复运动数次，以去除所带的少量的细胞质）。在细胞核被取出后5分钟之内，直接注射到已经去除了细胞核的卵母细胞中。进行了细胞核移植的卵母细胞先放在一种特制的溶液中1－6小时，然后加入二价的锶离子（Sr2+）和细胞分裂抑素B。前者使卵母细胞激活，后者抑制极体的形成和染色体的排除。再取出处理过的卵母细胞，放在没有锶和细胞分裂抑素B的特制的溶液中使细胞分裂形成胚胎。 不同阶段的胚胎（从2细胞期到胚泡期）被分别植入几天前与已经结扎雄鼠交配过的假孕母鼠的输卵管或子宫中发育。发育完全的胎儿鼠在大约19天后通过手术取出。 目前胚胎细胞核移植克隆的动物有小鼠、兔、山羊、绵羊、猪、牛和猴子等。在中国，除猴子以外，其他克隆动物都有，也能连续核移植克隆山羊，该技术比胚胎分割技术更进一步，将克隆出更多的动物。因胚胎分割次数越多，每份细胞越少，发育成的个体的能力越差。体细胞核移植克隆的动物只有一个，就是“多利”羊。 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”技术培育出大量具有抗旱、抗倒伏、抗病虫害的优质高产品种，大大提高了粮食产量。在这方面我国已迈入世界最先进的前列。 2． 克隆技术与濒危生物保护 克隆技术对保护物种特别是珍稀、濒危物种来讲是一个福音，具有很大的应用前景。从生物学的角度看，这也是克隆技术最有价值的地方之一。 3． 克隆技术与医学 在当代，医生几乎能在所有人类器官和组织上施行移植手术。但就科学技术而言，器官移植中的排斥反应仍是最为头痛的事。排斥反应的原因是组织不配型导致相容性差。如果把“克隆人”的器官提供给“原版人”，作器官移植之用，则绝对没有排斥反应之虑，因为二者基因相配，组织也相配。问题是，利用“克隆人”作为器官供体合不合乎人道？是否合法？经济是否合算？ 克隆技术还可用来大量繁殖有价值的基因，例如，在医学方面，人们正是通过“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挠素，等等。 参考资料：