2.1 有性繁殖、无性繁殖和克隆
2.1.1 有性繁殖
经过两性生殖细胞（配子）的结合，例如精细胞和卵细胞的结合，成为受精卵，再由受精卵发育成为新的个体。这种生殖方式叫做有性繁殖（见图2.1）。有性繁殖可以产生大量的后代，由于遗传物质的重组，有性繁殖的后代会产生各种各样的变异类型，供人们去选择符合需要的理想个体，因此有性繁殖是动植物育种中必不可少的中间环节。
图2.1 植物的有性繁殖过程（Murray W.Nabors，2004）
优点：①有性繁殖中基因组合所形成的广泛变异能增加子代适应自然选择的能力；②有性生殖能够促进有利突变在种群中的传播；③消除基因的有害突变对生物生存的影响。
缺点：①基因组合的形式多样化，使遗传变异速度明显加快；②增加了两性配子相遇的难度。
2.1.2 无性繁殖
无性繁殖是指不经生殖细胞结合的受精过程，由母体的一部分直接产生子代的繁殖方法。在植物上常用营养器官的一部分或花芽、花药、雌配子体等材料进行无性繁殖。生根后的植物与母株的基因是完全相同的，用此法繁育的后代称无性繁殖系。
优点：①生长速度快，开花结果早；②能保持母体的优良特性、繁殖速度快。
缺点：①不易发生变异，适应外界环境条件差；②繁殖方法不如有性繁殖简便；③繁殖数量小（但随克隆技术的成熟，此问题已经解决）；④有些依靠种子繁殖的植物长期靠无性繁殖可能会导致根系不完整，生长不够健壮，寿命短；但大部分植物通过无性繁殖不会与母本有任何区别，除非发生突变。常见无性繁殖方式如下：
（1）分裂生殖：由一个生物体直接分裂成两个新个体，这两个新个体大小形状基本相同，如变形虫、草履虫、细菌等。
（2）出芽生殖：在母体的某些部位上长出芽体，芽体长大以后会从母体脱落，成为与母体一样的新个体，如酵母菌、水螅等。
（3）孢子生殖：真菌和一些植物，能够产生无性生殖的细胞——孢子。孢子在适宜的环境条件下，能够萌发并长出新个体，如青霉、曲霉、衣藻、苔藓。
（4）营养生殖：植物体的营养器官（根、茎、叶）的一部分，从母体脱落后，能够发育成为一个新的个体，如马铃薯的块茎、草莓的匍匐茎等。某些动物也是通过无性繁殖来传播后代的。
（5）断裂生殖：生物体在一定或不定的部位断裂成两段或几段，然后每小段发育成一新个体，如颤藻、涡虫等。
常采用的植物无性繁殖的主要方法有：
（1）扦插：剪取花卉的根、茎、叶插入苗床中，使其生长为一棵完整的植株，这种方式叫扦插。用作扦插的材料（根、茎、叶）称为插穗。
（2）嫁接：嫁接就是把一个植物体的芽或枝，接在另一株植物体上，使两部分长成一株完整的植物体。接上的芽或枝叶叫接穗，被接的植物体叫砧木（见图2.2）。草本植物可以采用插接、劈接、靠接等，木本植物常用枝接和芽接等。
图2.2 插接（陈火英，2011）
（3）压条：利用母株枝条压入土内，采取一定的方法，使其生根，从而得到新的植株的方法称压条。如贴梗海棠、夹竹桃，母株枝条多而长，压入土中又能生根，因此，多采用压条繁殖。压条法操作方便，压后不需要特殊的管理，成活率高，因此，它是木本花卉常用的一种繁殖方法。压条根据部位的高低不同，又分为地面压条和空中压条两种方法。
（4）分株：分株繁殖是把花卉植株的蘖芽、球茎、根茎、匍匐茎等，从母株上分割下来，另行栽植而成独立新株的方法。分株法分为全分法和半分法两种。
（5）组织培养：在无菌而又有适合植物生长发育所需营养等的环境条件下，培养活的植物细胞、组织、器官，使之分生出新的完整植株的方法（见图2.3）。花药、花芽、雌配子体常用组织培养法离体繁殖。
图2.3 植物组织培养基本流程（张新时，2007）
2.1.3 克隆
克隆是“Clone”的中译名，1903年，韦伯（H.J.Webber）创造了“克隆”这一词，其含义指生物体通过体细胞进行的无性繁殖以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群。属于无性繁殖的一种。绵羊、猴子和牛等动物没有人工操作是不能进行无性繁殖的。科学家把人工操作动、植物的无性繁殖过程叫克隆（见图2.4）。目前，引起社会广泛讨论的是关于动物乃至人类的克隆。
图2.4 克隆羊的过程（Kara Rogers，2008）
克隆根据其研究或操作的对象，可分为基因克隆、细胞克隆和个体克隆3大类。克隆根据研究目的可分为生殖性克隆和治疗性克隆。
克隆技术已展示出广阔的应用前景，概括起来大致有4个方面：
（1）培育优良畜种和生产实验动物。
（2）生产转基因动物。
（3）生产人胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法。
（4）复制濒危的动物物种，保存和传播动物物种资源。
历史上的克隆动物：
绵羊：1997年，多莉（Dolly）
牛：1998年，成功克隆母牛诺托和卡加
猕猴：2000年1月，Tetra，雌性
猪：2000年3月，5只苏格兰PPL小猪；8月，Xena，雌性
鼠：2000年，美国夏威夷成功克隆一只老鼠，命名为“库姆利纳”（Cumulina）
猫：2001年底，科毕（CopyCat），雌性
兔：2001年，科学家成功克隆出兔子
骡：2003年5月，美国成功地克隆了一只称为格姆（Gem）的骡子
鹿：2003年，美国，成功克隆了一只白尾鹿，并取名为杜威（Dewey）
马：2003年，意大利，克隆出一只称为普罗梅亚（Prometea）的种马
雪貂：2004年，美国依阿华大学首次成功克隆出雪貂利比和利丽
狗：2005年，韩国首尔大学实验队，史努比（Snoopy）
猪：2005年8月8日，中国第一头供体细胞克隆猪
狼：2005，韩国首尔国立大学，成功地克隆了两只灰狼
克隆人，可怕吗？从遗传学看，克隆人会导致人类基因库的单一性，多样性的丧失，对人类而言将是灭顶之灾。实际上，人们不能接受克隆人实验的最主要原因，在于传统伦理道德观念的阻碍。千百年来，人类一直遵循着有性繁殖方式，而克隆人却是实验室的产物，是在人为操纵下制造出来的生命；在西方，“抛弃了上帝，拆离了亚当与夏娃”的克隆，更是遭到了许多宗教组织的反对；克隆人与被克隆人之间的关系也有悖于传统的由血缘确定亲缘的伦理方式。所有这些，都使得克隆人无法在人类传统伦理道德里找到合适的安身之地。
就克隆技术而言，治疗性克隆将会在生产移植器官和攻克疾病等方面获得突破，给生物技术和医学技术带来革命性的变化。
治疗性克隆是把患者体细胞核移植到去核卵母细胞中形成重组胚，把重组胚体外培养到囊胚，然后从囊胚内分离出胚胎干细胞，胚胎干细胞能定向分化为所需的特定细胞类型（如神经细胞、肌肉细胞和造血细胞）用于替代疗法（见图2.5）。这种方法的最终目的是用于干细胞治疗，而非得到克隆个体。
图2.5 治疗性克隆流程
科学从来都是一把双刃剑。但是，某项科技进步是否真正有益于人类，关键在于人类如何对待和应用它，而不能因为暂时不合情理就因噎废食。克隆技术确实可能和原子能技术一样，既能造福人类，也可祸害无穷。