2020年生物科技与生活

1、与生活20xx年xx月多年的企业涔询顾问名透，经过实战脸证可以落地加亍的卓越管理方章值得您下载强有生物科技典生活大仁科技大擘生物科技系何婉清教授宣、加百生物科技的樊展已畿成卷全球工n阈家崖n彝展的主流。在道他日寺代，人i®食、衣、住、行以及ib1保健的任何滥 品可能都和生物科技脱不了国剧系，它符和各槿崖!余吉合，在各槿生 活眉面上影警著我俯。此外和生物技秫亍有的tia,也畲一直成卷 人伪注意的焦黑占，例如，瓢言病我伪在哪未里，一定不畲不注意有桃 莉羊出生及死亡的sbs新e«；不畲不注意到人ig器官移植需求的n 望。止匕外，我伪是否思考遇下列的na：人i®的是否被禁

2、止? 具有瞽a?僵值的卓移田胞是否可被裂?我伪是否有力裂勤物来 取用中也俯的器官？我俯封基因改造食品是否有足别的言平估？我 个号是否有木霍力改建人is的基因，使人得更健康、更聪明？是否 一他人具有所言胃的、好基因，就畲成卷一他比较、好的人？本程的教擘目襟就是要k助擘生了解有国制生物技秫亍、生物科技、« 裂的基磁知n、技能，它封人i®的贡献以及可鹰用的靶圉，更重要 的是要以人文、社畲及道德的io占来言寸圉在造新技秫亍的一些具 inm生的冏题。氟、生物技秫亍的定羲及靶嚅生物技秫亍(biotechnology )是j#用微生物、植物或勤物的余田 胞及其成分，工渠化的生物生崖程序，

3、用以改迤人i®生活素的 科擘技秫亍，是一咒新近崛起的尖端科技，被列卷我阈iy皆段八大重 黑占科技之一。回溯世界科技史，生物技秫亍可是一项古老的科技，我伪日常 生活中常吃的s!造和酸酵食品如：酒i®、酱油、醋，以及味精等， 都是早年鹰用生物技秫亍裂造的滥品。晚近典起的遣僖工程(基因重技秫亍)、余田胞融合技秫亍、生fs反 鹰利用技秫亍、余田胞培叠技秫亍、东哉培餐技秫亍、胚移植技秫亍及余田胞核 移植技秫亍等生物技秫亍，卷僖统的生物技秫亍拓了更卷精深奥h 阔的et域，因而促成了革命性的樊展，形成了一咒崭新的科技-“新生物技秫丁。二十世是科技的世尤其在中集以彼，生物科擘以及其接 的分

4、子生物擘的凌展及其鹰用，可言胃一日千里。自徙一九二八年英 s3的!生佛来明爵士( sir alexander fleming) 5t班111尼西林(青徽素，penicillin )以来，生物技秫亍的5t展逐sfit入工i1化。一九五 三年莘特森(j.d watson )典柯立克(f. crick)彝现去氧核糖核酸 的h螺旋fs余吉横(dna double helix )卷遣僖基因的基本横造以彳麦,生物科擘的研究立即迤入一0新的元。分子遗僖擘的崛起, 生物化擘的起来，醇致微生物擘鹰用et域的大。参生物技秫亍的鹰用靶嚅基本上，生物技秫亍是由很多不同擘咒所成的粽合fs,由於各槿擘咒都有其不同的特性及

5、其研究et域，因此，生物技秫亍的定羲典靶嚅是非常廉的。很多人以卷生物技秫亍就是遣僖工程(geneticengineering ),其k优美阈数百家生物技秫亍公司的名罩中，不莫隹看出其中余勺有三分之二的公司，其滥品是靠遣僖工程技秫亍新崖品。但是日本的生物技秫亍公司及其生物工棠的研究樊展重黑占，谷|3被放在酸酵技循1 (fermentation technology )及酵素技循1(enzyme technology)上。近年来，言午多mt美及日本的生物技循1公司，正稹撷地j#用培叠技循1 ( tissue culture technique )及 勤、植物的余田胞培餐技循1 (cell cult

6、ure technique )新i!品。在畜牧h上，胚移植( embryo transplantation )及余田胞核移植(nucleus transplantation )等技街也逐渐成卷生物技循1研究？t展的封象。目前比较能被一般人所接受的生物技秫亍定羲是利用微生物、勤物系田胞或植物系田胞的培叠及改良来裂造崖品的技秫亍，耦之卷生物技秫亍0徙另外一他角度来看，生物技秫亍是鹰用微生物程序的大, 包括了勤物系田胞典植物系田胞的鹰用。因此，由生命科擘的迤步而滥生的生物技秫亍，包括六槿主要的国射建性技秫亍(key technology )：即(1)遣#工程；(2)余田胞融合(cell fusion

7、 technology ); (3)生 fs反鹰利用技秫亍一包括酸酵技秫亍、酵素技秫亍及生物反鹰器 (bioreactor )等；(4)余田胞培叠技他 (5)期俄培餐技他 (6)胚移植技秫亍及余田胞核移植技秫亍。新凌展的筵性技秫亍典僖统性的生物技秫亍相余吉合，形成了新的 生物工其鹰用的靶嚅亦也因此11大到hh、ib1工h、酸酵及 食品工h、特用化擘工h、能源工h、碾h、璟境浮化等et域(圈 一)。兹符各崖渠所鹰用的技秫亍分述如下：一、n蕖主要鹰用遣僖工程，余田胞融合，植物散培叠等技秫亍来迤行抗 逆境，抗病蠹草害及高崖量、高品11作物品槿之育槿，以及作 物病害之侦测等工作。二、酸酵及食品工h利用

8、酸酵等生fs反鹰技秫亍及酵素技秫亍等来迤行微生物(如酵母 菌)及其代蔚寸滥品的生滥；也利用遣僖工程技秫亍及微生物箭逗 法迤行微生物的育槿。三、利用遣僖工程，余田胞融合及微生物箭逗等技秫亍3£余吉合生物反鹰 器或酵素技秫亍的生崖流程来逵到生崖荷豳蒙，干攥素、抗生素、 雒他命、罩源抗fs的目的或研凌生物感测器的裂造。四、化工h利用微生物箭逗技秫亍、及遣僖工程技秫亍来箭逗或研彝基因醇殖微生物加利用生fs反鹰技秫亍逵到脂肪酸、被蠹剜及其他化擘崖品高效能的生崖目的。五、能源工h利用遣僖工程及余田胞融合技秫亍以及余田胞箭逗或逗殖生物11量(biomass )合成效能高的微生物，利用生物反j#器逵

9、到生si能源生崖的目的。六、璟境及碳h工h以遣僖工程、余田胞融合技秫亍以及微生物箭逗法来箭逗或逗殖具借分解或浮化功能的微生物，加以酸酵法在大型的生物反鹰器中迤行座水虑理或改善金j1的浸滤遇程。圈一、生物技彳行的i6嚅及其主要的鹰用封象肆、生物技秫亍的昌1111技循1 （ key technology ）一、遣僖工程（genetic engineering ）技#f遣僖工程技循1即所言胃的 dna重技循1 （ recombinant dnatechnology ）,此技循:赋予生物新的重&基因（ recombinantdna ）,因此生物就具借了新的物合成能力或表现新的特性及功能。（一）

10、遣僖工程技秫亍的基磁不是原核生物（言主1）或具借余田胞核（言主2）的真核生物（言主3）,基因（言主4）都是泱定生物遗僖的基本军位。基因通常是以去氧核醺核酸（dna）（音主5）的形式存 在，它基本上由磷酸、去氧核醺和基成，其中基由a、t、c、g&成。dna是曼股的螺旋余吉横，雨股互神，如果其中一股的基是 a,即另一股的一定是 t;若是c,外«8配封的一定是 go常dna w （圈二）日寺，丽股的基筵便畲被切断，建成雨僚罩股的dna o每修dna各成卷模板典tms的基余吉合，形成闲修完成相同的dna o由於dna （言主6）,主要的原理是情造的互神，因此才能很忠jt的符遗僖息一代

11、代地僖下去。dna replicationoid ow卡old newnew old圈二、dna的真核生物的dna主要存在於余田胞核,逮有小部分存在余田胞的粒醴。dna她非罩彳蜀存在，它必（跟东哉蛋白余吉合，外看起来有黑占像珍珠got,而且子逮畲在一起 形成一槿的余吉横。富余田胞分裂日寺，余吉横畲更迤一步聚密地在一起，成卷gg微下所看到的染色fs （音主7）。基因若要彝挥作用，得遇一速串的醇换o首先，dna必08遇傅金录（transcription ）作用（言主8）, 11生核醺核酸（rna）（音主9）,核醺核酸再系野鞋睾（translation ）作用滥生蛋白h （圈三）。通常遣僖密礁（言主

12、10）可泱定蛋 白的胺基酸序列，而蛋白是基因樊挥作用的jt除物 go在反郭睾的遗程中，每三他it基是一他密礁耦密礁子（言主11）,譬如cat，第一偃lit基是 c,第二偃i是 a,第 三他是t,道三基代表his道他胺基酸。所以每一 他息畲翻群成什麽檬的蛋白是有一定的依摞， 才不畲裂造出ghg的息。遗僖息虽隹由dna僖逵，但蛋白才是使生命现象能知道自己的去虑和功能。有的蛋白要被分泌到余田胞外面transcription，ftfejsssflige r rwa ;:trahslat1ompmto®s<6«»esmessenger1、dna如搪-cell任生 nu

13、cleuscytoplasrtl理w整功pert如可也由能的qkainn wamino aei啮chainsn - c ., !-: . 一1. .去，proteins有些蛋白h期又必须回到余田胞核桂面，去搪任基因表逵控的工作。ih 三、dna 的率犀i条(transcription )及(translation )作用（二）dna 重技#? （ recombinant dna technology ）基因重技秫亍（言主12）的第一步是先 以分子生物化擘的方法，符能控制某槿功能或能表逵某槿特性的基因优勤物，人ts或植物系田胞中分离隹出来。换句言舌就是先找到道段功能基因，aa各它剪下来。目前搪任

14、剪刀角色的是核酸内切限制酶（restriction endonuclease ）（音主 13）,能符染色fs剪断。下一他步骤就是要符道段基因is送到欲表现功能生物的东田胞内，道他能搪任司檄角色的横造就h卷戴fs（vector ）（音主14）常用的载is有501 （ plasmid ）及反醇 金录病毒（言主15）等；而能符逗殖基因速接在戴fg上的酵素 外侑dna速接酶（ligase ）（圈四）。圈四、dna的切割及重以人fs胰岛素基因，移植於大悍菌余田胞的基因重卷例，首先符人fs的胰岛素基因切下，再速接在大悍菌余田胞的ims （plasmid ）上，shs是璟状dna，性活澄，可以做卷is送基因

15、的戴醴。其方法卷符ims找出来，接著使用限制酶道把剪刀，符1hs切符能裂造胰岛素的基因嵌迤去，再使用速接酶（ligase ）符切新的雨h速接起来，又回彳复成卷璟状。道槿带有外来基因的1hs,不但可以危 目混珠地混迤大踢捍菌的余田胞裹去，而且逮能在大踢程菌的余田胞裹自行繁殖（圈五）。plant. aiwnaj. <x celt/ ceu nucleusplasmid is removed from bactenum.idiua is removed from cetl nucleus.restriction ers吟 ace used 随 cwt 晔岭n 由eplasmi艮andtut o

16、uta ge赚 awi the dma o( another drgnistn.aqjtftemkl。 nw oefiethe cut ends of the plasmids and the cut ends of the new genes are chemically "sticky" so they will attac h to each other-recombineto form a new loop containing the inserted gene. this technique is cahed "gene spudng* or reco

17、mbinant ona technology.圈五、dna重技彳行二、余田胞融合技秫亍以人卷的操作，符雨他不同生物系田胞的染色fs及余田胞互相融合，使成卷一偃i新东隹h余田胞(hybrid cell )的技秫亍，耦卷东田胞融合技秫亍。造槿技秫亍已在hit及瞽用桀物的生崖上，拓了多方面的彝展途彳。余田胞融合技秫亍樊展的另一趣势是合成融合瘤(hybridoma ),在j#用上用鸵及品的生偃i新 境界。融合瘤(hybridoma )卷雨偃i余田胞融合成的东隹h余田胞，侵黑占是挑有雨他余田胞的持微。一般分化彼的余田胞培叠也不分裂，造槿余田胞典能狗瓢限增殖的月重瘤余田胞融合，可形成既保有分化余田胞的性状

18、，又能增殖的融合瘤。融合瘤最常用来裂造抗fs,抗fs是巽物徙外部侵入fs内日寺，淋巴球 b系田胞裂造的攻擎用蛋白11。fs内裂造的抗fs槿i®繁多，裂造抗fs的b余田胞，槿i®也和抗fg一檬多(bi六)。我个子大量需要1槿抗fs日寺，取出1 h b余田胞培叠，b余田胞也畲因卷毒命的故而瓢法增殖。若符b系田胞典骨髓月重瘤余田胞融合成融合瘤，融合瘤除保有 b余田胞裂造抗fg的性又能增殖，即可大量生成 1槿抗醴。生成的均11抗fs,耦作罩株抗醴(monoclonl antibody )(m六)。如果以人h月重瘤癌系田胞常做抗 原，所滥生的融合瘤罩株抗ts若典桀物余吉合，使可直奔癌

19、余田胞, 迤行事一性的治瘵。圈六、利用融合瘤生崖罩源抗fla.淋巴球(lymphocytes )曾封抗原决定基(antigenic determinant )各别31生特累 的抗h。因此，白老鼠血液中所得抗血清(antiserum )含有抗if的混合物(mixed antibodies )。b.白老鼠胰h取出淋巴球胞典骨髓月重瘤胞( myeloma cells )融合，符所得亲隹交月重瘤女明( hybrid-myeloma cells )触化繁殖(clone )彳麦，可得触粹的军源抗h(monoclonal antibodies )。三、生ts反鹰利用技秫亍生ts反鹰利用技秫亍，包括酵素技秫亍

20、、酸酵技秫亍及生物反鹰器 等筵性技秫亍。目前酵素已在遣僖工程上gg?g威力，卷遣僖工 程中不可缺少的一项利器；而酸酵技秫亍，可是最古老的生物 技秫亍，目前的重黑占在於如何改迤，提高崖能。生物反鹰器是符遇 去j1於理化擘的工改建卷以微生物或酵素作斶媒的酸酵化擘 xho造槿技秫亍合於省能源典资源，且卷具有璟保功能的 现代化擘工h。(一)酵素技循1酵素可是研究生命科擘上最重要的工具。近黑十年 来在分子生物擘及遣僖工程擘上的蓬勃樊展及其h硕的成 果，主要是后帚功於酵素的鹰用。酵素在食品工it的鹰用典起最早，加且估有最重要的 地位。例如，利用凝乳酶(rennin )於牛酪的裂造；爰芽 糖酶(maltas

21、e )在爰芽糖的裂造；微生物*殿粉酶 ( -amylase )及葡萄糖糖化酶( glucoamylase )在葡萄糖的裂造；果月蓼水解酶(pectinase )在果汁裂造上j#用於 澄清助滤作用；以木瓜蛋白酶(papain )虑理啤酒以防止冷藏中的混:蜀；以蔗糖酶(invertase )虞理蔗糖液，使蔗糖醇化，以提高甜度加改善糖冬黄的物理特性；以葡萄糖氧化酶(glucose oxidase )虑理乾燥蛋粉以防止燮色燮味 等，不月券枚聚。近年来，迤一步符*殿粉酶和葡萄糖累横酶(glucose isomerase )配合使用，酵素加以固定裂成 所言胃固定化酵素反j#器(enzyme reactor

22、 ) (bl七)，不但 可以在小fs稹的反鹰器内，以最短的日寺完成大量物的 反鹰，可符酵素反覆使用，而建立自勤化反鹰系统。如 此，利用低廉僵格的?殿粉卷原料，已可裂成品h典蔗糖醇 化物相同的累情化糖品或高果糖 ( high fructose syrup),威耆蔗糖工渠的存在。目前更可符累情化糖液中 的葡萄糖和果糖分离隹彼，符葡萄糖循璟於反鹰器内，而掩 得高触度的果糖，可供特殊用途。在ib!上，一些消化酵素裂剜除用於k助消化的na?外，酵素直接鹰用於其他疾病的治at即是近年才典起的 新用途。例如，由人尿分离隹得到的尿激酶(urokinase )及 取自微生物的i!似酵素i®激酶(str

23、eptokinase ),均被使 用於血栓、症的治由凰梨堇分高隹得到的凰梨蛋白酶(bromelin )可作卷消炎剜及肉品嫩化剜；得自大踢菌的天冬酶胺酶(asparaginase )可用以治瘵小兄性白血症病患。此外，尚有多陶床横瞬用的酵素被用。在尖端科技的遣僖工程研究樊展中，酵素也扮演著不可缺少的角色，目前已知可用於基因操作的酵素已有数十槿之多。其中比较常用的酵素是核酸内切限制酶 (restriction endonuclease ),它if任剪刀的角色，在遗僖工程中，核酸内切限制酶就是符 dna切符所需 要的那一段dna切下来。下一步操作即需要符此段 dna月蓼合在逋富的余田胞的 dna中，使

24、其具借道段dna的 特性，而扮演月蓼合剜角色的酵素h卷速接酶(ligase )。在酵素的j#用方面，固定化酵素(immobilizedenzymes ) (bl七)：w是未来酵素工i1的主流。目前酵素工 棠受到的限制，部分是由於酵素的供鹰量不足所引起，固 定化酵素技秫亍的引迤，使工棠界能凌展出一套新流程，其 特色卷酵素稳定性的增加，以及能匆符酵素醇化效率作最 有效的控制。止匕外，：w余田菌、酵母菌、真菌、植物典勤物系田胞固定，可以成卷固定化合酵素系统(immobilized multi-enzyme systems ),其侵黑占可以弓新甫以往撷昂it,费日寺且 低效率的化擘醇化程序。因此，现有

25、滥品以及新崖品皆可鹰用酵素技秫亍来生越西史 f t*tr*p(r*«nt，圈七、酵素的固定化方法及各槿反鹰器的模式圈s:基k p:生成物e:固定化酵素或酵素液（a） cstr （速拌槽型反鹰器）（b）中空系膜型反鹰器（c）三相流勤唇反鹰器（d）回mbi板型反鹰器（e）流勤唇型反鹰器（f）中空系膜型反鹰器（g） per （充填唇反鹰器）(二)酸酵技秫亍所言胃酸酵工h就是以微生物的余田胞檄能虑理大量物使之醇换卷高僵值滥品的工h。其中微生物扮演筵性角色。例如前述牛奶畲燮酸，是乳酸菌的作用；酒n畲成卷醋酸，就是醋酸菌活勤的余吉果；而版菜畲燮酸， 也是由於空氟中徽菌和余田菌的作用。因此，利用微

26、生物造8醇化物h的能力，以最湃的方法生崖符合人i®生 活所需要的崖品，造就是酸酵工渠技秫亍。第二次世界大戟末期，由於青徽素(panicillin )的大 量生滥，使酸酵工渠的joi及技秫亍彝生了巨大的改建。戟 彳爰,微生物反鹰的鹰用技秫亍益加迤展，抗生素、酵素、胺 基酸、罩系田胞蛋白11等亲隹化合物的生崖，或封i®固醇、 生物等亲隹分子加以特累反鹰的技秫亍致使营有的 酸酵工渠完全改以大型的通氟揽拌酸酵槽作大量培叠 的方法，在今日已成卷很普遍的手法，而在此彝展中累稹 的擘秫亍研究成果甚卷可圈八、各槿型式的生物反鹰器(1) 氟泡型(bubble type ), (2)空氟升液型

27、(airlift type ) (2)槃翼氟泡型(paddle-impeller-bubble type(3)式shft型(turbine-impeller type )（4） 清11&式jtlft通jm管型（turbine-impeller-draft tube type ）（三）生物反鹰器生物反鹰器是符遇去於理化擘的工改建以微生物或酵素作卷斶媒的凌酵化擘工it的生ts反鹰利用技秫亍（上jt圈八）。造槿技秫亍能别省大量能源，资源得以充分利用，不致浪费，是既璟保又先迤的一槿化擘工h。有微生物或酵素的操作、生物滥品的生崖技秫亍需要有特殊的虑理程序及特殊的管理典控制方法。因此，程序典系统工

28、程（process and system engineering ） 在生物技秫亍的鹰用舆工it化遇程中，扮演著重要的角色。一般用生物反鹰器迤行生物醇化的程序可用圈九表示如下：圈九、生物醇化程序的流程四、余田胞培叠技秫亍（一）微生物系田胞培叠技秫亍利用基因重技秫亍或余田胞融合技秫亍育成能生崖有用物® （例如，胰岛素、干攥素、生是激素等ib1品）或能迤行高效率酒精酸酵的微生物，在迤入工it化量崖前都需要碓立能迅速且廉僵的余田胞大量培叠技秫亍。造槿技彳标悬生物工it成立的必须修件。尤其是以基因重技秫亍培育成功的微生物（例如，大踢程菌），在余田胞内移植的1hs,通常在培叠遇程中，容易自宿主

29、余田胞脱离隹出来。因此，如何避免1hs的脱落，是在余田胞大量培叠上必（解泱的冏题。（二）植物系田胞培叠技秫亍。（三）勤物余田胞培叠技秫亍。五、植物哉培餐技秫亍植物的余田胞或可在培叠基上形成痣（ callus ）（音主16）。植物的余田胞具有全能性 （totipotency ）,因此感1hms可分化成具借根、堇、集的完整植物醴。植物东散培叠技秫亍包括培叠技秫亍，花桀培叠技秫亍、h余田胞培叠技秫亍及胚培餐技秫亍。圈十、十一、十二分别卷植物余哉培餐室的平面圈，以及可做示乾的豆苗堇1s培叠的曾易步骤及工具。圈十、植物戢培餐室的平面圈bean seed with rootshoot圈十一、曾易的堇培餐技

30、彳行（豆苗的堇培餐）圃十二、豆苗堇培餐的器皿及工具六、胚移植技秫亍及余田胞核移植技秫亍（一）胚移植技秫亍有家畜受精卵的移植技秫亍，在i960年代彼期已始研究，如今已迤入jt用化的b皆段。但在 1975年以彼，又另 外了受精卵分割胚的移植技秫亍，造槿新生物技秫亍在家 畜生崖et域的鹰用，遂更加受到瞩目。1978年，英i1的魏拉逊（willadsen ）在gg微下操 作（手秫亍），分切闲余田胞期的受精卵胚成卷雨他分切胚，3£ 符此分切胚移植於母羊的子宫，而成功地生滥了一卵曼胞 胎。徙此，胚移植的研究大卷盛行，目前在羊、老鼠 及牛的胚移植技秫亍上，也有很大的迤展，已isjt了一卵多 胎生崖

31、的可行性。（二）余田胞核移植技秫亍取侵良家畜的fs东田胞取出东田胞核，另自非侵良母畜的 子宫内取出受精卵，取出其胚余田胞的余田胞核接，移植上 述fs东田胞核，再符此具有侵良余田胞核的受精卵移植於非侵 良母畜的子宫内（所言胃借腹生崖），使其凌育生使可生j£侵良的子畜。1996年，英阈洛斯林研究室彝表的触系$0帛羊桃莉（言主17）,使是第一他成功的fs余田胞核移植 家畜。伍、生物技秫亍在翳擘上的鹰用生物技秫亍鹰用於h擘上，如桀物及疫苗裂造、基因断、基因治等，已卷na?事n带来革命性凌展。一、桀物的裂造遣僖工程能符各槿生物（包括人no的基因醇殖到可大量繁殖的东田胞，如余田菌、酵母菌、勤物及

32、植物系田胞，以裂造物。尤其是余田菌已成卷生物工;1，可以大量生崖桀物，最先鹰用 遣僖工程技秫亍生崖的物是胰岛素。含血蛋白溶酶基因的醇殖山羊，可生崖血雒蛋白溶酶，用於治心朦病及勤服阻塞，一sr含此基因的羊每天可生 崖7离美元的桀物。市埸上遣僖工程桀物及疫苗已相常多已在使用的遗僖工程桀物物名h治瘵病症胰岛素糖尿病生晨激素月管垂fs分泌不良、侏儒症血ife雒蛋白溶酶心朦病、血管阻塞干91素癌症缸血球生成素（刺激缸血球形成的激素）贫血症白血球介素2 （癌助t淋巴球形成）癌症月勤留塌死因子癌症人凝血第八因子血友病二、疫苗的裂造疫苗方面最有成就的是b型肝炎遣僖工程疫苗， b型肝炎表面抗原基因醇殖到酵母菌丙

33、，酵母菌就可崖生b型肝炎表面抗原，符道槿表面抗原做成疫苗，可以有效的防 b型肝炎感染。研凌中的逮有食品疫苗，例如符b型肝炎病毒的表面抗原基因醇殖於香蕉，使香蕉果jt中含有少量病毒的表面抗原，只要吃道i®香蕉就可刺激人fs滥生抗fs,而逵成免疫作用。三、罩株抗fl （ monoclonal antibody ）由罩一 b淋巴球典骨髓瘤系田胞融合的融合瘤余田胞，崖生的治一抗fsu卷罩株抗ts,用於治a?或椀tit特定蛋白si。四、基因治a?遗僖疾病可能由一他或多他基因的功能受损害而引起。治 a?遗僖疾病可以法以健康的基因替换缺陷的基因，或者改建 受精卵的基因成。基因治a?被是二十一世的n

34、a?希 望，特别是遗僖疾病。五、横瞬利器dna指dna指亦h dna 定（圈十三），已ikos用在貌子 和刑事h擘的定。dna指是利用限制酶符dna分子切成 言午多是短不一的片段。各槿片段在h埸中移勤日寺，片段短者移 勤较快，片段晨者移勤较慢。移勤彼的dna系空遇特别虑理，畲gfrg不同的带状分布。在貌子定日寺，由於子代畿承父母各 一半的基因，所以dna指触中有一半璟带的分布典父貌相同， 而另一半即典母貌相同。余空遇仔余田比封彼，貌子国剧系就可以 定。圈十三、dna指敏：六、东俄工程和器官移殖器官移殖是重要的nae遇程，但器官移殖有器官来源缺乏、排斥等冏o利用东散工程培叠器官是解泱冏题方法之一

35、， 目前已有培叠的皮血管、肝朦、膀胱等器官正在使用或研 凌中。七、言式管矍完利用ts外受精技秫亍，符卵在ts外受精，培叠成卷初期胚胎, 然接殖入子宫中凌育成矍兄。自 1978年技秫亍成功彳象 现在普 遍用来解泱不能生育的冏题。陛、生物技循1在工it上的鹰用利用微生物大量生崖商品，尤其是藉基因工程改建微生物的基因成，大量生崖工it酵素、化擘原料、食品原料。一、食品工h：人工甜味剜一阿斯巴甜、果寡糖、甲段素等。二、化力女品工h：如含紫草缸色素的口缸，取代人工色素。三、能源工h：生11能源如酸酵滥生酒精、甲烷等。四、清澈工h：清澈剜中含蛋白酶、*殿粉酶和脂肪酶等酵素，藉以清除油汗。五、皮革工h：蛋白

36、酶、脂肪酶除去毛鬓、油脂。六、生崖化擘原料：如胺基酸、乙醇、丙酮、乳酸、醋酸、?殿粉等。柒、生物技秫亍在震渠上的鹰用一、僖统育槿典基因工程改造植物之差别僖统育槿基因工程改造植物1 .耗日寺1.省日寺2 .有遣僖擘上的限制2.可自任何生物取得逗殖基因3 .不可有效的控制育槿余吉果3.碓jt的殖入所需要的遗僖基因二、植物生物技秫亍在上的鹰用（一）抗被草剜基因醇殖作物。（二）利用生物技秫亍增加作物之固氮能力。（三）抗蠹基因醇殖作物。（四）抗寒作物。（五）抗逆境作物。（六）改迤作物品11。1 .增加蛋白k含量2 .增加植物俄中人fg必需氨基酸的含量3 .增加作物之管叠僵值4 .增加铜料的消化性能5 .

37、11用植物之彝展1994年美hbio-tomato )（七）植物成熟期整及增加收狸彼之耐吩性等，如 加州基因公司（calgene ）所的生技番茄（音主18）,使具有耐侑者藏的特性。三、勤物生物技秫亍在上的鹰用（一）增加牛乳、肉、蛋及铜料作物的崖量。（二）禽、畜牧的jg防及治瘵。（三）改迤畜滥品的品h1 .如利用遣僖工程生崖低月詹固醇的蛋。2 .利用遣僖工程减少猪肉的脂肪含量等。（四）利用遣僖工程生崖特殊蛋白1 .利用勤物醇殖基因技秫亍，培育基因醇移勤物（言主19）,如 使牛能在牛乳中生胰岛素或荷豳蒙。2 .利用羊奶生崖人i®之凝血因子。（五）利用勤物胚胎技秫亍加速触系勤物之繁殖效率。

38、（六）利用生技滥品来增加禽畜之生崖效能。四、微生物生物技秫亍在晨渠上的鹰用（一）酸酵技街1.酸酵的目的（ 1 ）食品保存（2）增加食物之管叠僵值（3）改迤食物之凰味（4）生崖微生物系田胞、酵素、代蔚寸物等2.酸酵的槿h（1）僖统的酸酵（2）生物反鹰器（二）微生物生物技秫亍在hit生崖上的鹰用1 .生物防治微生物之生滥2 .固氮菌之生3 .反羽勤物有益踢内菌的生崖4 .勤物荷豳蒙或胰岛素之生fg5 .乳酸菌的生崖（三）微生物生物技秫亍在食品工h上的鹰用1 .改迤酸酵食品的品h2 .樊展新的加工食品3 .改迤食品的安全4 .食品安全横瞬技秫亍的鹰用（四）微生物生物技秫亍在璟境保上的鹰用1 . 生物

39、分解作用2 .有毒物之分解捌、典生物技循1相的行渠一、典晨棠相的行h酵素、食品添加、£司料、勤植物育槿、震桀、疫苗、植物荷豳蒙、肥料、病害等。二、其他相行h品管制、勤植物检疫、裂造h、生崖h、sbfl系统h、市埸行金肖、行政管理。玖、生物技循1典人文生物科技的迤步，带给人i®美震的逮景，也带来潸在的和未知的危所言胃水可戴舟，亦可覆舟，生物科技封生熊和社畲可能造成的好霓典凰都需要仔余田iff估。有社畲、法律、生熊、偷理道德等方面的冏题都需要未雨余寥。一、潸在危（一）操作遇程的潸在危在微生物遣僖工程的操作遇程，可能畲裂造出危的有毒生 物、屡粢物，或者彝生微生物逸出事件。卷了防止

40、事件的凌 生，需制定殿格的安全规期和周密的隔离隹措施。（二）遣僖工程滥物的潸在危遣僖工程滥物具有潸在的危性和副作用，是期使用是否畲有彳初！症？又如用来生崖胰岛素和生辰激素的大菌 ，如果 回到人fs。符是徜害瓢鳄，因卷遇多的胰岛素及生辰激素封 人fs是有害的。基因醇殖食物可能引起生病、遇敏等。二、社畲占看生物技秫亍na?技秫亍、新品槿生物的事利，是否畲造成hif? 贫富不均造成资源享用的不公平（有1!人可做基因醇殖）；生物科技是 否封僖统崖h崖生排拇作用？道些都是整他社畲的冏魅。常1970年，美阈展镰刀型余田胞贫血症箭检工作，愤助 人民彝现自己潸在的疾病。但是有些美阈的非洲彼裔青年因带 有此病基

41、因，被保公司拒余哲投保，有的瓢法迤入空里官校或 航空公司工作等，gfrg可能造成瓢意的害或基因歧视。三、偏理法律看生物技秫亍所有基因工程彝展的崖物，jt除上都伴随著偷理和法律冏题。言者如：（一）彳蓟擎偷理厘割系人如果可以裂，人i®社畲的偷理信剧系，例如貌子、夫 妻信期系符受到殿重影警。言式管矍完技彳标多瓢法生育 的夫嫦带来希望。但父貌、代理孕母、母貌等国剧系东隹, 畲带来不少偷理和法律的冏题。（二）i!有木霍利人!©基因ts的完成，敬基因典治樊展的大m,同日寺它也滥生了偷理典法律冏题，譬如i!有利横 祝他人的基因ts （曙私木霍）?如何使用道些遗僖? 他人的基因ts是否影警

42、到殿h逗撵的公平性？保公司 是否可以拒基因中有致命遗僖疾病基因的人投 保？四、生物技秫亍的生熊和封生物演化的影警醇殖生物其it是人11（急新的新生物，可能畲加速生物的演化，影警原有的生熊系。醇殖生物可能凌生下列建化：（一）醇殖生物可能彝生突燮，崖生超出人igjg期的影警。（二）醇殖生物可能滥生基因的散抗被草剜植物在自然界可藉僖粉作用，符基因四虞散 播，野草可能畲狸得此抗毅草剜基因，成卷抗被草剜的 野草，使被草剜失去被草的功效。（三）醇殖生物可能滥生超级植物抗病蠹害植物可抗病蠹害，符在自然界成卷超级植物， 大量繁殖形成生熊的大哭莫隹。可能降低生物歧昇度，不 利生熊的平衡。（四）人成卷生物演化的力

43、量之一，是相常危的人i®的科技固然迤步很多，但封生命现象的了解仍然有 限，封演化典自然平衡的檄制仍未能全it掌握，冒然的 改造生物基因，封未来生命世界的影警，仍是他未知数。如果是不好的影警怎麽辨？ ！五、人i®封生物技秫亍鹰有的熊度之，就目前的基因工程彝展而言，一切尚在人i®的掌握中，未曾有殿重危事件彝生，人h封生物技秫亍鹰有的基本魅度是：（一）生物技秫亍是以服矜人ii卷原即。（二）必须尊重人木霍、平等和曙私。（三）慎小心，未雨缄区寥。（四）鹰典自然界的生物共存共荣，不鹰遇度干jm自然法期言主1原核区田胞1 .原核系田胞悬不具系田胞核横造的系田胞，道是相封於真核系

44、田胞的名春司。原核系田胞 揣带遗健情幸艮的dna呈碟状，以裸露状熊存於系田胞h ( cytoplasm )中。 相封地，真核系田胞的dna jw包在系田胞核中。止匕外，原核系田胞没有粒醴、h、高豳基氏h (golgi body )等真核系田胞可见的各槿胞器 (organelle ),即使以ft子k微察，系田胞ii部分也看不到清楚的情造。2 .生命演化谩程中出垣的原始系田胞可能是原核系田胞，琪存於地球上的所有生物，可能均源自30德年以前生的原核系田胞。由原核系田胞情成的生物耦悬 原核生物，可大分悬余田菌(真余田菌)典原始余田菌(archaebacteria ) 雨群。原核生物主要包含由一他系田胞

45、情成一他他醴的覃系田胞生物，系田胞通常悬110微米大，最近由一他100微米以上系田胞所横成的巨大原核 生物。言主2余田胞核1 .系田胞核悬由曼重膜形成的胞器，真核系田胞即因具有余田胞核而得真核之名。系田胞核田胞中最18著的情造，通常一他真核系田胞掩有一他系田胞核。系田胞核 符揣带遗偿情幸艮的dna包住。曼重膜的内侧膜耦悬内膜；外侧膜耦悬外膜， 外膜和内10周相逋o核膜上k有音午多小孔(核孔)，系田胞核典系田胞的逋系各， 即透谩核孔迤行。2 .真核系田胞 dna的樽金泰(transcription , dna 情幸成 mrna ),在核中迤行。mrna 核孔来到系田胞在系田胞u中迤行樽群(tra

46、nslation ,根st mrna的情幸艮，迤行蛋白jo勺合成)。不具系田胞核的原 核生物，不谪樽金泉或串粽睾都在系田胞u中迤行。真核系田胞如何攫得系田胞核仍不 清楚。真核系田胞的祖先可能因原核系田胞的系田胞膜向内但嗡宿，包住 dna,而 形成系田胞核。言主3真核区田胞1 .真核系田胞内含有具曼重膜所包阐的系田胞核，因此而得真核之名。真核系田胞除了系田胞核之外，遢掩有高豳基氏h、5811 (若悬植物) 、内10周 (endoplasmic reticulum )等胞器，以及系田胞骨架(cytoskeleton )。真核系田胞的大小一般悬 5100微米，比原核系田胞大，有揣带大量遗健情幸艮的

47、dna。2 .原核系田胞的rna、蛋白u典dna同檬在系田胞u内合成；真核系田胞揣带遗健 情幸艮的dna jw包在系田胞核中，因此其rna在系田胞核中合成，蛋白在余田 胞k中合成。地球上的s&物、植物、真菌等均由真核系田胞情成。3 .真核系田胞在原核系田胞出？i 20德年以彳爰，大条勺15彳意年前出？i,因揣带速比原 核系田胞多的遗健情幸艮，任shi由胞器分据，因此而可彝展出褪亲隹的功能。我 由号可以由於真核系田胞造槿便秀系田胞的生，地球上的生物遂得以多檬性的演化4 基因1 .基因是指系田胞内决定生物遗健性状的罩位，道是孟德豳於1865年所提倡的概念。我伸号可以觐察到，系田胞核中的染色

48、醴如孟德豳所提倡的基因股，分配到配子。摩根於1926年彝表基因孥(gene theory ), 6(明基因排列 在染色h上。2 .系田胞核中有核酸、蛋白ii等槿槿物®核酸是由核糖、磷酸、 4槿基所形 成的覃物蛋白是槿i®非常多的褪亲隹分子，因此常初58测基因的主 醴物h可能是蛋白h。3 . 1928年葛里菲斯符 s型肺炎k球菌(diplococcus pneumoniae )加热毅 死彳爰，加在 r型肺炎1!球上，r型菌曾樽建成 s型菌的性状樽换(transform )垣象；1944年，厥莘彳惠.艾佛里u表，引起适槿性状樽换 的物h (遗健物h)融dna。1952年赫西奥彳

49、桀斯利用噬菌醴作sw 遗健物ii就是dna。言主5dna1. dna悬去氧核糖核酸，是情成基因的物也是一槿核酸。核酸悬在系田胞核 中的酸性物si,因而得名。dna分子由去氧核糖(deoxyribose )、 磷酸、基(base)黜成的核甘酸罩位相逋成2股，以同一串由悬中心 搭成螺旋状的曼螺旋情造。糖典磷酸形成外侧的t ( chain )部分，基2. dna 的基有腺喋吟(a)、胸腺喀呢(t)、舄喋吟(g)、胞喀噬(c) 4槿。革生和克里克根摞基的存在比？ri,a典tl封1、g典c w1 ,另外根ihx光拍掘的dna晶h结横照片，於1953年彝表dna的曼螺 旋横造模型(莘生克里克模型)。2股d

50、na的基以a典t、g典c的形 式结合【耦作基封(base pair)】，呈扭樽的梯子形状，道他1横造可妥 善明基因的特微。言主6dna的裳1 .遗健物(genetic material ) dna於系田胞分裂畤必须正碓褪裂，分配到子 余田胞。褪裂畤，dna 11股iw的基it被切断，成悬 2僚覃股的dna。2 .胞内有if多分别掩有 a、t、g、c亶基的核甘酸，适些核甘酸如同零件，股dna的st基排列方式【i1基序列(base sequence )1逋接成新股 dna 0 dna 2股的基序列或不相同，1股的基序列悬另1股基序列 的模板(template )。例如原股的基序列悬 atctga,

51、褪殳的基序列 是tagact o 适槿情造彼此互未甫(complementary )。3 .如此形成2僚曼股dna ,每僚11股dna由原来的1股dna典新合成的1 股dna情成，新形成的2僚曼股dna典原来的11股dna 一模一檬。道槿 褪裂方法，耦作半保留褪裂 (semi-conservative replication )。言主7染色ft1 .位於真核胞胞核中的dna,典名悬黜蛋白(histone )的蛋白ibs合，形成余田状的染色h（chromatin ）,染色h瓢法以18微察。2 .系田胞分裂畤，染色10宿合（condensation ）成粗条曲此才可用k微察； 道槿状情造耦作染色h

52、（chromosome ）,因容易被k微察用色素 染上is色，而得染色h之名。3 .系田胞分裂畤能黄jwj察到的染色h数，依生物槿而累，果蝇有 8僚，人有 46修。每修染色醴由1僚dna分子横成，人的遗健情幸艮分布在46僚染 色h （46僚dna分子）上。 符人« 1倜飕系田胞中的46僚dna全部逋在 一起，h可连2公尺。dna典蛋白ii形成名悬染色ii的褪合h彳爰，整膂摺 费,收纳在直彳至10微米左右的系田胞核中。言主8dna的醇金荥、翻群1 .根sidna的遗健情幸艮（亦即基序列）裂造蛋白h畤，首先i（符dna的亶 基序列it®成mrna ,再根at mrna的基序列除

53、合成蛋白u。2 . > dna的情幸成mrna的谩程耦作樽金泰，由mrna合成蛋白1ww 作翻群。樽金泉畤，dna 基序列曾用来合成互未甫的 mrna。互未甫的序列 指基典基的序列，a典t （rna悬u）、g典c。假is dna的序歹1 悬cat,典dna序列互未甫的mrna序列悬gua。3 .在串耕睾的谩程中，mrna曾典系田胞内名悬核糖醴的粒子结合，trna刖曾逋 来典mrna密礁子封j8的胺基酸。胺基酸在核糖上逐渐逋接，直到出？i 代表止的密礁子。逋接的胺基酸再卸i核糖摺费成蛋白h。9 rna1. rna悬核糖核酸，是核酸的一槿，虽隹典 dna同檬以糖、磷酸、基所形成 的核甘酸悬情

54、成罩位，但 rna中的糖悬核糖，4槿基中的a、g、c典 dna共通，t u被u【尿喀呢(uracil )1取代。rna是曲助基因(dna ) 裂造蛋白®的物sl依角色不同，分悬 mrna【信使rna (messenger rna)】、trna【樽移 rna (messenger rna) rrna【核糖h rna(ribosomal rna )3槿。2. mrna在根摞的dna基因情幸艮合成蛋白h畤，扮演著健遮胺基酸槿i®、w 序等情幸艮的角色，以1股dna悬模板而形成。指定蛋白ii情幸艮的那股 dna , 耦作有意fot(sense strand )。3. trna於蛋白

55、ii合成畤，符胺基酸逋到核糖h。情成蛋白ii的胺基酸有2 0 槿，不同的trna分别封不同的胺基酸。rrna u是蛋白u的合成埸所一 核糖醴粒子。言主10遗僖密礁1 .遗傅密礁(genetic code )决定 蛋白®胺基酸序列(amino acidsequence )的dna 基排列。虽隹然基因的主h悬 dna ,但除形成生物迤行n内化孥反鹰的，谷mi乎全是蛋白h。2 .若dna悬生物醴的is言十圄，蛋白ii就是部除，dna的情幸艮未樽换成蛋白ii即不具意羲。也就是dna的遗健情幸艮（遗傅密礁）悬裂造蛋白h的情幸艮。3 .蛋白h悬20槿胺基酸以各槿j嗔序相逋的物h。裂造蛋白h畤，哪他胺 基酸以哪槿k序排列，都由 dna的基序列（base sequence ）指定。也 就是遗傅密礁悬基序列。4 .密礁以字表示畤，探用亶基的缩h -a、t、g、co亶基以3（0一黜，指定 1di胺基酸。3（0 1黜的基序列，耦作密礁子（coden ）。言主11密礁子1 .遗傅密礁以3 h 1黜亶基指定1di胺基酸，3 h 1黜的亶基序列耦作密礁 子。k示哪他i密礁子封j#哪低i胺基酸的表，耦作遣傅密礁表。2 .虽隹然蛋白ii按照 dna的情幸艮裂造，但在裂造前i（先樽金录dna亶基悬mrna ,蛋白除上是依照 mrna的亶基序列合成。言主12基因重技循11 .基因重黜技循等某dn