奇妙的克隆

作者 谈家桢

克隆是什么

一个细菌经过20分钟左右就可以一分为二；一根葡萄枝切成十段就可能变成十株葡萄；仙人掌切成几块，每块落地就生根；一株草莓依靠它沿地“爬走”的匍匐茎，一年内就能长出数百株草莓苗。凡此种种，都是生物靠自身的一分为二或自身的一小部分扩大来繁衍后代，这就是无性繁殖。无性繁殖的英文名称叫“Clone”，音译为“克隆”。实际上，英文的“Clone”起源于希腊文“Klone”，原意是用“嫩枝”或“插条”繁殖。时至今日，“克隆”的含义已不仅仅是“无性繁殖”，凡来自一个祖先、无性繁殖出的一群个体，也叫“克隆”。这种来自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。

自然界的许多动物，在正常情况下都是依靠父方产生的雄性细胞（精子）与母方产生的雌性细胞（卵子）融合（受精）成受精卵（合子），再由受精卵经过一系列细胞分裂长成胚胎，最终形成新的个体。这种依靠父母双方提供性细胞、并经两性细胞融合产生后代的繁殖方法就叫有性繁殖。但是，如果我们用外科手术将一个胚胎分割成两块、四块、八块……最后通过特殊的方法使一个胚胎长成两个、四个、八个……生物体，这些生物体就是克隆个体。而这两个、四个、八个……个体就叫做无性繁殖系（也叫克隆）。

可以这样说，关于克隆的设想，我国明代的大作家吴承恩已有精彩的描述——孙悟空经常在紧要关头拔一拔猴毛变出一大群猴子，猴子变猴就是克隆猴。

克隆鲫鱼出世前后

1979年春，中国科学院武汉水生生物研究所的科学家，用鲫鱼囊胚期的细胞进行人工培养，经过385天59代连续传代培养后，用直径10微米左右的玻璃管在显微镜下从培养细胞中吸出细胞核。与此同时，除去鲫鱼卵细胞的核，让卵细胞留出空间，做好接纳囊胚细胞核的准备。一切准备就绪后，把玻璃管吸出的核移放到空出位置的鲫鱼卵细胞内。得到了囊胚细胞核的卵细胞在人工培养下大部分夭亡了。在189个这种换核卵细胞中，只有两个孵化出了鱼苗，而最终只有一条幼鱼渡过难关，经过80多天培养后长成8厘米长的鲫鱼。这种鲫鱼并没有经过雌、雄细胞的结合，仅仅是给卵细胞换了个囊胚细胞的核，实际上是由换核卵产生的，因此也是克隆鱼。

在克隆鲫鱼出现之前，英国牛津大学的科学家已经在1960年和1962年，先后用非洲一种有爪的蟾蜍（非洲爪蟾）进行过克隆试验。试验方式是先用紫外线照射爪蟾卵细胞，破坏其中的核，然后依靠高超的外科手术从爪蟾蝌蚪的肠上皮细胞、肝细胞、肾细胞中取出核，并把这些细胞的核精确地放进已被紫外线破坏了细胞核的卵细胞内。经过精心照料，这些换核卵中终于有一部分长出了活蹦乱跳的爪蟾。这种爪蟾也不是经过精细胞和卵细胞相结合产生的，所以也是克隆爪蟾。

我国著名学者童第周在1978年成功地进行了黑斑蛙的克隆试验。他将黑斑蛙的红细胞的核移入事先除去了核的黑斑蛙卵中，这种换核卵最后长成能在水中自由游泳的蝌蚪。

鱼类换核技术的成熟和两栖类换核的成功，使一批从事良种培育工作的科学家激动不已。既然鲫鱼的囊胚细胞核取代鲫鱼卵细胞核后能得到克隆鱼，那么异种鱼换核能否得到新的杂种鱼呢？我国科学家首先提出了这个问题，也首先解决了这个问题。就是培养克隆鲫鱼成功的那个研究所，设法把鲤鱼胚胎细胞的核取代了鲫鱼卵细胞的核。鲤鱼细胞核和鲫鱼卵细胞质居然能相安无事，并开始了类似受精卵分裂发育的过程，最后长出有“胡须”的“鲤鲫鱼”。这种鱼有胡须，生长快，完全像鲤鱼，但它的侧线鳞片数和脊椎骨的数目与鲫鱼相同，而且鱼味鲜美不亚于鲫鱼。这种人工克隆新鱼种的出现，为鱼类育种开辟了新途径。

对科学的追求是永无止境的。鱼类、两栖类克隆的成功，自然而然地使科学家把目光投向了哺乳类。美国和瑞士的科学家率先从灰色小鼠的胚胎细胞中取出细胞核，用这个核取代黑色小鼠受精卵细胞核。实际上，这个黑色小鼠的受精卵在精细胞核刚进入卵细胞后，就把精细胞核连同卵细胞的核一起除去。灰鼠胚胎细胞的核移入黑色小鼠的去核受精卵后，在试管里人工培养了四天，然后再把它植入白色小鼠的子宫内。经几百次灰、黑、白这样的操作以后，白色小鼠终于生下了三只小灰鼠。

克隆绵羊“多利”

1997年2月27日出版的英国《自然》杂志公布了爱丁堡罗斯林研究所威尔莫特等人的研究成果：经过247次失败之后，他们在1996年得到了一只名为“多利”的克隆雌性小绵羊。

“多利”绵羊是如何“创造”出来的呢？威尔莫特等学者先给“苏格兰黑面羊”注射促性腺素，促使它排卵。得到卵之后，立即用极细的吸管从卵细胞中取出核。与此同时，从怀孕三个月的“芬多席特”六龄母羊的乳腺细胞中取出核，立即送入取走核的“苏格兰黑面羊”的卵细胞中。手术完成之后，用相同频率的电脉冲刺激换核卵，让“苏格兰黑面羊”的卵细胞质与“芬多席特”母羊乳腺细胞的核相互协调，使这个“组装”细胞在试管里经历受精卵那样的分裂、发育而形成胚胎的过程。然后，将胚胎巧妙地植入另一只母羊的子宫里。到1996年7月，这只“护理”体外形成胚胎的母羊终于产下了小绵羊“多利”。“多利”不是由母羊的卵细胞和公羊的精细胞受精的产物，而是“换核卵”一步一步发展的结果，因此是“克隆羊”。

“克隆羊”的诞生，在全世界引起了轰动。它的难能可贵之处在于换进去的是体细胞的核，而不是胚胎细胞核。这个结果证明：动物体中执行特殊功能、具有特定形态的所谓高度分化的细胞与受精卵一样具有发育成完整个体的潜在能力。也就是说，动物细胞与植物细胞一样，也具有全能性。

克隆技术造福人类

克隆技术会给人类带来极大的好处。例如，英国PPL公司已培育出羊奶中含有治疗肺气肿的α-1抗胰蛋白酶的母羊。这种羊奶的售价是6000美元一升，一只母羊就好比一座制药厂。用什么办法能最有效、最方便地使这种羊扩大繁殖呢？最好的办法就是“克隆”。同样，荷兰PHP公司培育出能分泌人乳铁蛋白的牛，以色列LAS公司育成了能生产血清白蛋白的羊。这些高附加值的牲畜如何有效地繁殖？答案当然还是“克隆”。

母马配公驴可以得到杂种优势特别强的动物——骡，然而骡不能繁殖后代，那么，优良的骡如何扩大繁殖？最好的办法也是“克隆”。我国的大熊猫是国宝，但自然交配成功率低，因此已濒临绝种。如何挽救这类珍稀动物？“克隆”为人类提供了切实可行的途径。

除此之外，克隆动物对于研究癌生物学、研究免疫学、研究人的寿命等都有不可低估的作用。

不可否认，“克隆绵羊”的问世也引起了许多人对“克隆人”的兴趣。例如，有人在考虑，是否可用自己的细胞克隆成一个胚胎，在其成形前就冰冻起来。在将来的某一天，自身的某个器官出了问题时，就可从胚胎中取出这个器官进行培养，然后替换自己病变的器官。这也就是用克隆法为人类自身提供“配件”。

有关“克隆人”的讨论提醒人们，科技进步是一首悲喜交集的进行曲。科技越发展，对社会的渗透越广泛深入，就越有可能引起许多有关的伦理、道德和法律等问题。我想用诺贝尔奖获得者、著名分子生物学家J·D·沃森的话来结束本文：“可以期待，许多生物学家，特别是那些从事无性繁殖研究的科学家，将会严肃地考虑它的含意，并展开科学讨论，用以教育世界人民。”

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字词注释

克隆　本是无性繁殖的英文“Clone”的音译，源自希腊文“Klone”，原意是“嫩枝”或“插条”。文中从词源切入，说明“克隆”并非现代人的发明，植物扦插这样古老的做法，实质上就是最早的克隆。词义随时代演变，如今已延伸为所有由同一祖先无性繁殖而来的个体群体，以及这种繁殖行为本身。

无性繁殖　生物不经过雌雄两性细胞的结合，直接由母体的一部分发育产生新个体的繁殖方式。文章开篇列举细菌分裂、葡萄扦插、仙人掌落地生根等例子，都是无性繁殖的自然体现，以此帮助读者在接触科学定义之前，先建立起直观的感性认知。

受精卵　精子与卵子结合后形成的细胞，是有性繁殖的起点，一切后续的细胞分裂和胚胎发育都从这里展开。文中将有性繁殖与无性繁殖作对比，受精卵是有性繁殖一方的关键概念，理解它才能真正看清两种繁殖方式之间的本质差异。

囊胚　动物胚胎发育早期的一个特定阶段，此时细胞已经过多次分裂，形成一个中空的球状结构，外层由细胞排列构成，内部充满液体。文中科学家从鲫鱼囊胚期的细胞中提取细胞核，是因为此阶段的细胞尚未高度分化，保留着较强的发育潜力。

匍匐茎　植物沿地面横向伸展的茎，能在茎节处生根并长出新植株。草莓就是依靠匍匐茎在一年内长出数百株新苗的，这是植物界无性繁殖的典型例子，文章以此作为开篇引例，亲切自然，易于理解。

难能可贵　指做到了某件极不容易完成的事，因此格外值得珍视和肯定。文中用来评价“多利”绵羊诞生的意义，强调换入的是体细胞的核，而非更容易操作的胚胎细胞核，这在技术层面的难度远高于此前的一切克隆实验，是真正意义上的重大突破。

全能性　指一个细胞具备发育成完整个体的潜在能力，即每个细胞都携带有该生物全套的遗传信息。“多利”诞生之前，科学界普遍认为动物的高度分化细胞已失去这种能力，“多利”的出现打破了这一认知，证明动物细胞与植物细胞一样，同样具有全能性。

濒临绝种　某一物种的种群数量因各种原因急剧减少，面临彻底灭绝的危险。文中以大熊猫为例，指出其自然交配成功率低，因此处于濒临绝种的处境，以此引出克隆技术在保护珍稀物种方面的重要价值，使说明更具现实感。

相安无事　彼此之间相处平和，没有冲突或排斥。文中描述将鲤鱼的细胞核放入鲫鱼卵细胞中后，两者“居然能相安无事”，一个“居然”道出了科学家面对这一结果时的意外与惊喜，也暗示了异种细胞核与卵细胞质的相容并不是理所当然的事。

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作者简介

谈家桢（1909—2008），浙江宁波人，中国现代遗传学的奠基人之一，被誉为“中国遗传学之父”。他早年就读于苏州东吴大学，后获燕京大学理学硕士学位，随即赴美国加州理工学院，师从现代遗传学的奠基人摩尔根，取得博士学位。归国后，谈家桢长期执教于复旦大学，为中国培养了一代代遗传学研究人才，并在果蝇遗传学、种群遗传学等领域取得了具有国际影响力的研究成果。

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创作背景

1997年，英国科学家威尔莫特等人宣布成功培育出世界上第一只克隆哺乳动物——绵羊“多利”，这一消息在全球范围内引发了广泛关注与强烈争议。克隆技术从实验室走入公众视野，成为当时最热门的科学话题之一。普通大众对“克隆”既充满好奇，又心存疑虑，亟需专业人士以通俗的语言加以说明和引导。

正是在这样的背景下，谈家桢撰写了《奇妙的克隆》。作为中国遗传学领域的权威学者，他选择以说明文的形式，将克隆这一深奥的生物技术概念从源头讲起，先解释什么是无性繁殖，再梳理克隆研究从低等动物到高等哺乳动物的发展脉络，最后聚焦“多利”的诞生过程与克隆技术的现实意义，并对克隆人带来的伦理问题作出冷静的回应。

文章没有回避这一话题的争议性，而是以科学家的审慎态度，既肯定了克隆技术在医学、农业和物种保护等方面的正面价值，也引用了诺贝尔奖获得者沃森的话，提醒人们对相关伦理问题保持认真思考。这种平衡的立场和理性的笔调，使本文超越了单纯的科学普及，也成为一篇兼具人文关怀的说明文范本。

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整体感知

本文是一篇事物说明文，说明对象是克隆技术。文章从“克隆”这个词的来源和基本概念出发，依次介绍了无性繁殖的定义与常见形式、克隆研究在鱼类与两栖类中的早期探索、克隆哺乳动物“多利”的诞生经过，以及克隆技术对人类社会的潜在价值与引发的伦理争议，最后以科学家的呼吁收尾。

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说明顺序

说明文的顺序是指作者安排内容的先后次序。本文在整体上以逻辑顺序为主，在涉及克隆研究的历史发展时兼用了时间顺序。

从宏观来看，文章的推进路径是“概念—历史—重点事件—价值与争议”，先解释什么是克隆，再介绍其发展历程，然后聚焦最具代表性的事件，最后归纳意义。这是由一般到具体、由概念到实践、由事实到价值判断的逻辑递进，符合读者认知的自然规律。

在涉及克隆研究历程的部分，文章按时间先后排列：英国科学家在1960年和1962年用爪蟾进行克隆试验，童第周在1978年完成黑斑蛙克隆，中国科学院在1979年克隆出鲫鱼，美国和瑞士科学家随后推进小鼠实验，最终在1996年迎来“多利”的诞生。这条时间线清晰地勾勒出克隆研究从低等生物向高等哺乳动物逐步推进的历史轨迹。

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说明方法

说明文的写法讲究方法得当，不同的内容需要不同的手段来呈现。本文综合运用了多种说明方法，各有其用。

举例子

文章开篇用细菌一分为二、葡萄枝扦插、仙人掌落地生根、草莓匍匐茎蔓延等日常可见的自然现象来说明无性繁殖的概念，让读者在接触“克隆”这个陌生词汇之前，先从熟悉的事物中建立起直观感知。在介绍克隆技术的益处时，又以英国PPL公司培育特殊母羊、荷兰PHP公司培育特种牛、大熊猫保育等真实案例来支撑观点，使说明更有说服力。

打比方

文章借孙悟空拔猴毛变出猴子的神话故事，类比克隆的本质。“猴子变猴”虽是虚构，但它与克隆在“一个变出多个、遗传完全相同”这一点上有相通之处，这个比方生动有趣，且源自中国文化，令读者倍感亲切。此外，将一只特殊母羊比作“一座制药厂”，把克隆技术在繁育高价值牲畜方面的优势形象地呈现出来，干脆利落，一语中的。

列数字

文章大量使用具体数字，如中国科学院历经“385天59代”的培养，“189个”换核卵中最终只有“一条”幼鱼存活；爱丁堡研究所经历“247次失败”才得到“多利”；羊奶售价“6000美元一升”等。这些数字不仅体现了克隆实验极高的技术难度，也增强了说明的客观性和可信度，让读者真切感受到科学突破背后的艰辛。

作比较

文章开篇即将无性繁殖与有性繁殖并列对比，从概念层面帮助读者区分两种繁殖方式的本质差异。在介绍“多利”时，文章特别指出换入的是体细胞的核，而非此前实验中常用的胚胎细胞核，并强调这一点“难能可贵”，实质上是通过与前人实验的隐性对比，突出了这次突破在科学史上的重大意义。

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说明语言

说明文的语言有两个基本维度：一是准确，二是生动。本文在这两方面都有值得细读的地方。

准确性首先体现在对专业术语的严谨使用上。文章使用了“囊胚”“促性腺素”“体细胞”“全能性”“无性繁殖系”等生物学专有名词，这些词汇精准地界定了科学概念，不以模糊的描述代替清晰的定义。其次，在记述实验过程时，文章对操作步骤的叙述有条不紊，取核、换核、培养、植入的顺序清楚，不跳步也不含糊。此外，文中使用“1979年春”“247次”“385天”等具体数据，而非“很久以前”“多次尝试”这样的笼统表达，体现了说明文语言讲究言之有据的基本态度。

生动性则体现在类比和具体化的表达上。用草莓的匍匐茎来解释无性繁殖，用“一座制药厂”来比喻克隆羊的繁殖价值，用孙悟空变猴子来引出克隆的概念——这些表达都让科学内容有了生活的温度，读来不像在翻阅教科书，而是在听一位见多识广的学者娓娓讲述。

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本章练习

选择题

1. 下列对“克隆”含义的理解，最准确的一项是？

A. 指一种高新生物科技，专门用于培育哺乳动物

B. 指来自同一祖先、通过无性繁殖产生的个体群体，或这种繁殖方式本身

C. 指所有不需要父母双方参与的繁殖方式，范围极广

D. 指科学家在实验室中人工合成生命体的技术

2. 文章借孙悟空拔猴毛变出猴子来说明克隆，这里运用的说明方法是？

A. 举例子

B. 列数字

C. 打比方

D. 作比较

3. 文章说“多利”绵羊的诞生“难能可贵”，主要是因为？

A. 她是世界上第一只被人工培育出的动物，具有历史开创意义

B. 实验过程极为顺利，仅经过很少几次尝试便告成功

C. 换入的是高度分化的体细胞的核，证明了动物细胞同样具有全能性

D. 她的诞生使人类首次掌握了有性繁殖的人工控制技术

4. 下列说法与原文内容不符的一项是？

A. 中国科学院武汉水生生物研究所在1979年成功克隆出鲫鱼

B. 童第周在1978年完成了黑斑蛙的克隆试验

C. 英国牛津大学的科学家用爪蟾的皮肤细胞克隆出了爪蟾

D. 克隆技术在保护大熊猫等珍稀濒危动物方面具有重要价值

阅读理解题

1. 文章介绍克隆技术造福人类时，举了英国PPL公司培育特殊母羊的例子，请简要说明作者举这个例子的目的是什么。

2. 文章结尾引用了诺贝尔奖获得者沃森的一段话，请结合全文分析这样结尾的作用。