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7-3　生物技術的衝擊 7-3.1 農業 　　7-3.2畜牧 7-3.3 醫學 7-3.4工業 生物技術的衝擊 近數十年來，以遺傳工程為主的生物技術產業與基因體研究，也為人類帶來前所未有的衝擊，尤其在農業、畜牧、醫學及工業等領域，影響更是深遠 基因體學（genomics） 基因體泛指某生物染色體中的所有基因。 基因體的研究 解讀生物細胞中所有的 DNA序列 找出長串核苷酸序列中存在的基因 依據一般基因序列的特性 比對已知的基因序列 辨識其可能的基因產物與功能 研究過程中必須大量仰賴電腦資訊的快速處理，以及分子生物學家的專業判斷。 目前的研究對象已經涵蓋病毒、細菌、真菌、阿拉伯芥、水稻、線蟲、果蠅、老鼠與人類等。 7-3　生物技術的衝擊 7-3.1 農業 　　7-3.2畜牧 7-3.3 醫學 7-3.4工業 7-3.1 農業 組織培養的應用 基因轉殖植物的應用 農業改良 主要研究對象是植物 相關的生物技術 組織培養 基因轉殖 組織培養 世界上已有一千種以上的植物可組織培養 應用範圍 園藝花卉 農作物 如馬鈴薯、草莓、油棕及香蕉等。 組織培養的應用 高經濟價值植物質與量的提昇 如我國的蘭花、香蕉等。 大量繁殖優良品種的種苗創造利潤 如日本的百合花的鱗莖組織培養。 無特定病毒植株的培育 利用無病毒生長點（頂芽分生組織）作組織培養。 如蘭花、百香果及馬鈴薯等。 馬鈴薯無病毒植株培養過程 基因轉殖的應用 使作物能抗除草劑 使作物能抗病蟲害 使作物能抗除草劑 將抗除草劑基因轉殖於大豆、棉花等作物。 當農民施用除草劑時，可以僅殺死雜草而避免危害作物。 也可能造成生態的不平衡 使作物能抗病蟲害 蘇力菌 分泌蛋白質，破壞某些昆蟲幼蟲消化道細胞，造成無法消化食物、吸收營養而死亡。 只有在形成內孢子時，才會製造這種毒蛋白。 蘇力菌 形成內孢子時會製造殺菌結晶蛋白 蘇力菌毒死昆蟲幼蟲的機制 蘇力菌的應用 運用遺傳工程技術 改造蘇力菌基因，使其在正常生長狀態下，即可製造毒蛋白，增加殺死幼蟲的功能。 將蘇力菌的毒蛋白基因轉殖到玉米、棉花、馬鈴薯、番茄等作物中，使植株本身就具有抗蟲能力。 其他應用 培育出能抗細菌、真菌及病毒等的番茄、馬鈴薯及水稻品種 如抗 Y 型馬鈴薯病毒的基改馬鈴薯，已經在美國上市。 農桿菌基因轉殖 農桿菌 是一種會導致宿主植物根部組織增生的細菌。 會將細胞內質體的某一段，複製後傳入宿主植物細胞內，並插入宿主細胞的染色體內表現基因。 基因轉殖植物的產生過程 基因轉殖植物的產生過程 基因轉殖植物的產生過程(一) 基因轉殖植物的產生過程(二) 基因轉殖作物的衝擊 農業生物技術的研發主要在已開發國家，故如基因轉殖馬鈴薯、玉米、小麥等作物，產量的大幅增加，並大量輸出。 只嘉惠了掌握技術的國家，卻對開發中國家的傳統農業帶來很大的衝擊。 7-3.2 畜牧 基因轉殖動物的應用 重組DNA的應用 胚胎移植的應用 基因轉殖技術的應用 品種改良 生產：乳、肉、蛋及羊毛等的產量 生殖：受精率、產仔率及存活率 健康：抗病力 產品品質：口感、營養品質 基因轉殖動物例子 帶有人類生長激素基因的基因轉殖豬，其體重增加的速率，也比正常的豬快了 10% 至 15% 左右，以肉質而言，瘦肉也比正常豬多。 經過基因改造的羊，羊乳或羊毛的產量也顯著增加。 將生長激素基因植入鮭魚的魚卵中，可使這些卵孵育出來的基因轉殖魚，比正常的鮭魚大了約十一倍之多。 基因轉殖魚 不過食用基因轉殖動物的乳品或肉品是否對人類健康有害，仍不得而知。 重組 DNA的應用 製造的動物用蛋白質製劑 如牛生長激素，注射乳牛後，可使牛奶的產量比正常牛多了約四分之一。 大量產製疫苗，用以對抗如口蹄疫、豬疱疹等多種家畜傳染病，以減少畜牧業者的損耗。 胚胎移植技術的應用 可將優良品種的家畜，以少量的個體生產出大量的優良子代。 7-3.3 醫學 蛋白質製劑、單株抗體的產製 分子診斷技術、基因治療 分子農場、異體移植 蛋白質製劑 利用重組 DNA 技術製造 例子 包括治療病毒型肝炎的干擾素 治療貧血的紅血球生成素 治療糖尿病的胰島素等而利用 製造疫苗 以重組 DNA 技術大量生產 例如： B 型肝炎遺傳工程疫苗已廣泛使用 對抗子宮頸癌的疫苗也已核准上市 瘧疾疫苗、HIV 疫苗等也在人體測試階段。 單株抗體 早期抗體來源： 從馬或兔子血清中獲得抗體 是多株抗體：含多種專一性不同的抗體 單株抗體： 1975年，麥司坦（Cesar Milstein）及庫勒（Georges Khler）發展成功。 用細胞融合技術產生融合瘤，再從中篩選出單株抗體細胞，來大量製造單株抗體。 單株抗體產製過程(一) 單株抗體產製過程(二) 單株抗體的產製過程 以單一抗原注射入免疫小鼠後，會活