奇妙的瓶中花园_jojo的奇妙冒险第三部

　　古希腊著名哲学家莱布尼茨曾经说过：“世上不可能有两片完全相同的叶子。”如果是在几百年前，我们可以不用怀疑，可在拥有发达的新兴生物技术的现代，“不可能”就不会那么绝对了，利用新兴的生物技术，人们可以通过植物体上的结构材料，培植出相同的植株，创造一个奇妙的瓶中花园。这是什么样的生物技术呢？这就是我们今天要给大家讲述的：神奇的“植物克隆”技术。
　　什么是克隆
　　大家一定记得《西游记》中孙悟空的那根有魔力的猴毛吧，危急时刻，他只要拔出猴毛一吹，就可以搬出千万只猴子来当救兵。这就是我国明代作家吴承恩最早对克隆的设想。尽管这只是一个神话，但用今天的科学名词来讲，就是孙悟空能迅速将自己身体的一部分克隆成自己。虽然这与人类最早出现的克隆羊多利有些接近，但事实上，人类的动物克隆技术还达不到这样的水平。对于植物克隆，虽然我们平时接触的比较少，但植物克隆技术已经比较成熟。
　　植物克隆奇妙之旅
　　植物克隆专家们是怎么完成植物克隆这一奇妙过程的呢？咱们一起去体验吧！
　　制备培养基
　　在克隆前，专家们需要先进行培养基的筛选和制备。
　　看似半透明不怎么起眼的培养基恰恰是植物克隆技术的核心，它提供植物生长所需的营养物质，是决定植物组织培养成败的关键因素之一。
　　对于植物克隆这么重要的物质基础，那这些培养基中都有些什么呢？培养基是供植物生长用的人工配制的养料，一般都含有碳水化合物、含氮物质、有机营养、无机盐（包括微量元素），以及植物生长调节剂和水等物质。
　　植物培养基的配方异常复杂，如果改变其中一种化学物质，就可能导致植物生长的异常。其中植物生长调节物质又是培养基中的关键物质，虽用量极小，但在植物组织培养中起着显著的调节作用。植物生长调节物质包括生长素、细胞分裂素及赤霉素等。根据每种植物的特性，通常需要对培养基进行筛选，这样才能实现植物的成功克隆。培养基的筛选包括基本培养基的筛选、改良基本培养基（无机盐、有机物浓度改变）的筛选以及其中激素浓度配比的筛选。
　　植物克隆小辞典
　　植物克隆又称植物组织培养，是指通过无菌操作把植物体的各类结构材料——外植体（如根尖、茎段、茎尖、幼叶等），接种于人工制备的培养基上，在人工控制的环境条件（温度、湿度、光照等）下进行离体培养的一套技术与方法。
　　在植物克隆过程中，最让人烦心的事情，就是培养基被污染。由于培养基中含有大量的营养物质，再加上适宜的温度和湿度，真菌和细菌非常容易繁殖。一旦培养基被真菌或细菌污染，专家们就只能将该瓶培养基丢弃处理，重新制备培养基，这会极大地影响植物克隆的效率。
　　培养基被真菌污染，最显著的特点，是在培养后3—10天内就会发现培养瓶内出现了白色、黑色或绿色等不同颜色的菌丝块。如果被细菌污染，就会在培养后的1—2天后，即可发现培养基出现浑浊现象或云雾状痕迹。
　　造成培养基污染，主要有以下几个原因：1.培养基灭菌不彻底。2.植物材料消毒处理不完全。3.操作不规范，器械消毒不彻底。4.培养环境不清洁等。如何避免或减轻污染呢？唯一的办法，就是一定要保证在无菌条件下进行克隆操作。
　　植物克隆小辞典
　　不同的培养基有不同的作用，比如启动培养基是用来建立植物克隆的无菌体系；愈伤组织诱导培养基用于诱导植物无菌体系形成愈伤组织；增殖培养基用于诱导愈伤组织形成芽；壮苗生根培养基用于诱导芽形成包含根、茎、叶的完整植株。
　　植物克隆步步看
　　培养基制备完成，接下来就要进行植物克隆了。植物克隆的关键，就是要在适宜的时间将培养对象接种于适宜的培养基中。
　　1 将植物组织灭菌后接种于启动培养基中，建立无菌体系。
　　2 接种于脱分化培养基中，诱导植物组织脱分化形成愈伤组织。
　　3 接种于再分化培养基中，诱导愈伤组织再分化长出芽。
　　4 接种于壮苗生根培养基中，形成完整的植株。
　　5 试管苗出瓶并移栽入田间种植。
　　植物克隆小辞典
　　愈伤组织指植物体的局部受到创伤刺激后，在伤口表面新生的组织。
　　植物克隆小辞典
　　什么是细胞全能性？每个植物细胞都含有个体的全部遗传信息，都有分化成一个完整生物个体的能力，这就是细胞的全全能性。
　　植物克隆很重要
　　科学家为什么要进行植物克隆呢？因为我们需要：
　　1 完成植物快速繁殖
　　依靠自然条件繁殖珍稀植物和经济价值较高的植物，受到地理环境和气候的限制，很难达到快速、高效繁殖的目的。而通过植物克隆技术，只需提取原材料上的一小块组织或器官就能在短期内生产出大量市场所需的优质苗木。如今，通过克隆技术成功繁殖的植物种类达1500多种，已经实现工厂化生产的有数百种。例如，世界上90%左右的珍稀兰花种类是通过植物克隆技术进行快速繁殖的。
　　2 完成无病毒种苗生产
　　全世界已发现植物病毒约700种，这些病毒对我们的农作物危害极大，可能导致农作物大量减产或绝收，甚至全株死亡。国内外解决这一紧迫问题的唯一途径就是培育无病毒苗。植物克隆在其中起到了关键作用。在我国，包括甘薯、马铃薯和甘蔗在内的数十种重要农作物的无病毒种苗已在生产上大面积推广和种植。
　　3 保护珍稀植物资源
　　由于生态环境的恶化，许多植物濒临灭绝，如桫椤等167种国家一、二级保护植物。挽救宝贵的植物资源就成为植物克隆专家们的责任。目前，桫椤、珙桐、人参、金花茶等珍稀植物已经有成功克隆的案例。
　　4 制备人工种子
　　上世纪80年代初，在植物克隆技术方面产生了一项新技术，即人工种子。就是将植物克隆技术所得到的能够繁殖植物部分（如体细胞胚、不定芽、顶芽、腋芽或子鳞茎等）包裹在能够提供养分的胶囊（人工胚乳）里，再在胶囊外表面加上一层具有保护功能的外膜（人工种皮），制成一种类似于种子的结构。人工种子在一定条件下萌发生长，形成完整植株。
　　美国科学家已成功研制完成芹菜、苜蓿、花椰菜的人工种子，并得到较高的发芽成活率，这些人工种子已投入生产并进入市场。
　　5 植物生物反应器
　　植物中含有数量极为可观的有效药用成分。据保守估计，目前发现具有天然药用成分的植物已经超过2万种，而且还以每年新发现1600余种的速度递增。我国伟大的医学家李时珍编撰的巨著《本草纲目》中，所列的1892种药物中绝大多数为植物。然而天然植物与人工栽培的植物生长迟缓，且易受到自然灾害的影响，靠从天然植物与人工栽培植物中提取药用成分难以满足日益增长的市场需求。利用植物克隆技术，科学家研制出了植物生物反应器。迄今为止，人类通过植物生物反应器获得的药用成分（生物碱、维生素、色素、抗生素以及抗肿瘤药物）不少于50大类。在研究过的200多种植物生物反应器中，已发现可产生300余种对人类有用的成分，其中大部分为医学上广为应用的重要药物。
　　6 植物克隆在前沿科学研究中的应用
　　利用植物克隆技术以及发展衍生出的其他生物技术手段，专家们已培育筛选出一大批植物新品种，比如水稻、小麦、大麦、甜椒等。此外，植物克隆技术已经成为植物科学研究中的常规基础方法，还在此基础上发展出了一系列复杂的基因工程技术，如转基因技术等前沿科学技术。
　　哇！现在你该惊讶了，原来植物克隆对大自然、对人类的贡献竟然如此之大！
　　考考你
　　无菌瓶是密封的，植物为什么还能存活呢？它们需要的氧气是从哪里来的？
　　（答案：因为培养室里有光线，所以植物可以通过光合作用合成氧气。）
　　亲爱的同学们，明白了植物克隆技术的重要意义和应用，你会发现植物克隆不只存在于生物学家的实验室或科幻片中，其实早已经与我们的生活息息相关。也许你身边接触到的花草树木，甚至美味的食物都是通过植物克隆技术获得的。如果你有志将来成为一名植物克隆技术专家，需要有一颗热爱大自然的心灵以及从小对各学科知识的不断积累。亲爱的同学们，现在赶紧准备吧！

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