第七章 生命科學和人生

近代生命科學家，深入探討遺傳基因的奧祕，發展出遺傳工程技術，廣泛應用在農業與畜牧上，以改良品種、提高品質及產量等。

醫學方面 在醫學方面，應用於疾病的診斷、預防及治療等，至今人類染色體基因的解讀已經完成，未來在醫藥上的應用將更為廣泛。

生物科技 生物科技也特別應用於生產疫苗、抗體、酵素，以及器官培養的開發等。 生物科技的開發與應用雖已受到世人普遍地重視，但對於它的永續與發展以及生態環境的衝擊，都要審慎深思與探討。

第1節　基因的表現

基因 基因位於染色體上 每一條染色體均由一條DNA分子組成 一個基因僅占有DNA長鏈的某一區段，一條DNA含有許多基因

人類基因 約有三萬個，分布在23對染色體上

DNA的構造與複製 簡介基因的轉錄和轉譯作用 了解基因的表現

7-1.1 DNA的構造與功能

DNA的化學組成 DNA分子是由四種核酸組成的聚合物 核酸分子組成： 一種含氮鹼基（A、T、C、G） 去氧核糖（Deoxyribose） 磷酸（Phosphate;P）

含氮鹼基共分四種： 嘌呤類： 腺嘌呤（Adenine;A） 鳥糞嘌呤（Guanine;G） 嘧啶類 胞嘧啶（Cytosine;C） 胸腺嘧啶（Thymine;T） 含氮鹼基組成的四種核酸依特定的順序排列，可組合成各種基因

A P P S S 胸腺嘧啶核苷酸 腺嘌呤核苷酸 A G P P S S 胞嘧啶核苷酸 鳥糞嘌呤核苷酸 圖7-1　DNA中的四種核酸： 代表磷酸； 代表去氧核糖； 代表胸腺嘧啶； 代表胞嘧啶； 代表腺嘌呤； 代表鳥糞嘌呤。

DNA的構造 1953年提出DNA的雙螺旋形分子構造：華生（J. Watson , 1928 ～）和克里克（F. Crick , 1916 ～ 2004） 根據：富蘭克林（R. Franklin , 1920～1958）X光繞射分析

DNA結構 為雙股排列，並以螺旋形結構組成

圖7-2　華生和克里克提出的DNA分子構造模式圖：DNA雙螺旋似一旋轉的梯子，由含氮鹼基配對形成梯級，去氧核糖和磷酸構成梯柱。

DNA結構 每股DNA分子是由四種核酸分子，依其特定的排列順序連結而成一股長鏈

ATTCGGCTAATT TAAGCCGATTAA 兩股之間皆由互補的核酸以氫鍵連結配對而成 嘌呤類與嘧啶類必互相配對 嚴格限定A與T配對、G與C配對 ATTCGGCTAATT TAAGCCGATTAA

已知DNA中一股序列，便可推知另一股的順序 生物可以把生命的特性完整地遺傳至下一代的機制

小常識1 X光繞射分析圖： 華生和克里克解開DNA分子構造之謎的關鍵為富蘭克林小姐研製的DNA結晶體，並以Ｘ光繞射分析的結果

當華生與克里克等人於1962年獲頒諾貝爾獎時，並無法讓她共同參與榮耀，因她已於1958年去世

DNA和RNA 細胞內有DNA和RNA二種核酸 DNA分子是由兩股互補的雙螺旋構成 RNA則是核酸組成的單股長鏈

RNA的化學組成與DNA相似，但不完全相同 五碳醣： DNA：去氧核糖 RNA：核糖 含氮鹼基： DNA：胸腺嘧啶（T） RNA：脲嘧啶（Uracil;U）

DNA RNA 組成分 （核苷酸） a.去氧核糖 腺嘌呤（A） 鳥糞嘌呤（G） b.含氮鹽基 胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T） c.磷酸 脲嘧啶（U） 分子結構 雙股螺旋鏈 單股 表7-1　DNA與RNA之比較

想一想 DNA與RNA的含氮鹼基共有5種（A、T、G、C、U），那麼組成DNA與RNA的核苷酸應該共有幾種？

DNA的半保留複製 當細胞分裂前，DNA都要先複製成兩套相同的分子。

半保留型 DNA聚合依序以互補核酸配對而合成一股與原有一股完全互補的核酸鏈，因此複製好的DNA分子與原有的分子相同，而遺傳密碼也才可以完整地延續下去，此種保留一舊股，合成一新股的複製方式

圖7-3　DNA複製的模式圖

轉錄作用（transcription） 當某一基因要表現時，構成該基因的DNA便開始合成RNA的過程

ATTCGGCTAATT UAAGCCGAUUAA 轉錄作用 開始時，DNA兩股先鬆開，RNA聚合僅以其中一股做為鑄模，以四種核酸（ATP、CTP、GTP、UTP）為原料 分別與鑄模中的含氮鹼基配對，A與U配對，G與C配對，依此方式合成RNA ATTCGGCTAATT UAAGCCGAUUAA

轉錄作用 DNA所含的遺傳訊息便記錄到RNA中 圖7-4　DNA轉錄為RNA過程之模式圖

RNA 分為三大類： 訊息RNA（messenger RNA;mRNA） 核糖體RNA（ribosomal RNA;rRNA） 傳送RNA（transfer RNA;tRNA） 皆是經由DNA轉錄而成

mRNA：用以決定蛋白質中胺基酸的順序 rRNA：與蛋白質共同組合成核糖體為轉譯作用的位置 tRNA：攜帶特定的胺基酸送至核糖體上合成多肽鏈

小常識2 多肽鏈與蛋白質： 蛋白質的基本構造單位是胺基酸 蛋白質為胺基酸的聚合物

胺基酸 生物體內有20多種胺基酸，合成蛋白質時，根據遺傳密碼將胺基酸依序連接成多肽鏈，再經由摺疊、組合成具有特定構造與功能的蛋白質

蛋白質 可以是一條多肽鏈所構成，也可由多條的多肽鏈

轉譯作用 遺傳訊息由DNA轉錄至mRNA分子 再將mRNA的核酸序列，轉譯成胺基酸的序列

組成蛋白質的胺基酸有20多種，而組成DNA的核酸只有四種（A、T、C、G） 若三個核酸構成一種組合，則有64（43）種組合，就足夠用以決定各種胺基酸

DNA密碼子（DNA codon） DNA上的三個核酸一組的序列 密碼子64組中，只有61組對應於各種胺基酸

終止密碼子 轉譯停止的訊號 UAA、UAG及UGA

起始密碼子 AUG 決定一種胺基酸（甲硫胺酸） 轉譯的起始訊號

通用密碼（universal code） 這一套64組的密碼，在生物界中幾乎是共通的語言

當基因由一物種轉殖至另一物種，仍將正確被轉譯，因此我們能依此原理研究古生物的基因及其表現

tRNA 細胞中的tRNA約有數十種，分別負責攜帶特定的胺基酸，其攜帶的種類與tRNA分子中的三個鹼基有關，此三個為一組的鹼基，稱為補密碼（anticodon），又譯為反密碼子

轉譯作用（translation） 補密碼可與mRNA的密碼子互補配對，將胺基酸攜帶至核糖體，酵素（胜轉移）依序將胺基酸連接成多肽鏈

圖7-5　密碼子與補密碼配對的模式圖。

轉譯作用 三個過程 起始 延長 終止

起始 當核糖體移動到起始密碼子即開始轉譯 核糖體mRNA上移動的過程中，mRNA依序按照密碼子的指導併出胺基酸的順序 在胜轉移的催化作用，合成多肽鏈

延長 如此多肽鏈繼續延長

終止 一直至mRNA上的終止密碼子出現時，即停止轉譯工作，新合成的多肽鏈離開核糖體，完成轉譯作用

圖7-6　核糖體在mRNA上進行轉譯作用的示意圖。

DNA和蛋白質之關係 基因既是由DNA構成，那麼基因如何表現其所控制的遺傳性狀？ 目前已了解基因是透過蛋白質而表現其遺傳性狀

分子生物中心法則 （molecular biology central dogma） DNA經由轉錄、轉譯作用合成蛋白質的關係 其示意圖如下： 轉錄作用 轉譯作用 DNA—————→RNA —————→蛋白質

想一想 若一蛋白質由100個胺基酸所組成，則其相對應的基因最少有多少個核苷酸？

基因體（genome） 細胞中所有DNA的總合 各細胞中含有全部的基因

根據分子生物中心法則，各個細胞可以合成所有的蛋白質 各細胞或組織因分工或分化，需要不同的蛋白質，因此細胞內所有的基因，不需要同時表現

蛋白質的合成，既然是受到DNA分子的間接控制，所以若DNA分子發生變異，就可能會改變蛋白質的構造

鐮刀形貧血症 例如： 人類紅血球中的血紅素為一種攜帶氧氣的蛋白質，當其基因發生變異而導致蛋白質結構發生改變時，則它攜帶氧氣的能力降低，甚至有的紅血球外形會變成鐮刀形，而引起鐮刀形貧血症，因此其為一種遺傳疾病

圖7-7 掃描電子顯微鏡下所觀察到的紅血球：A.正常紅血球；B.鐮刀形紅血球。

小常識3 基因體（genome）與蛋白質體（proteome）： 基因體是細胞中所有DNA的總合 蛋白質體則是細胞中所有蛋白質的總稱

一個個體中，每一個細胞的基因是相同的，都具有相同的基因體 不同組織的細胞內，蛋白質的種類及含量卻不相同，這是細胞分化的結果

不同細胞具有不同的蛋白質體，因而有不同的代謝作用 基因在不同細胞的表現不盡相同

小常識4 鐮形血球貧血症： 人類血紅素由四條多肽鏈構成，其中2條稱為α鏈，另2條為β鏈，其中β鏈上第6個胺基酸若發生改變，使該血紅素呈現結晶狀，則紅血球便呈現鐮刀形

鐮形血球 此種紅血球很脆弱、易破裂，無法順利在血管內流動，而在血管內堆積，阻斷血流，使組織發生氧氣不足及營養缺乏，嚴重者甚至在幼兒時期即告夭折

圖7-7 掃描電子顯微鏡下所觀察到的紅血球：A.正常紅血球；B.鐮刀形紅血球。

第2節 　生物技術及其應用

生物進行有性生殖時，會發生基因重新組合的現象 這種現象在自然界中，通常發生於同種生物間

重組DNA（recombinant DNA） 近代生物學家研究將來自不同生物的DNA置於試管中，進行重組後，再將此重組的DNA（recombinant DNA）分子轉殖入宿主細胞，成為新的轉殖株（clone），此種技術屬於遺傳工程科技的範圍

生物科技 細胞或器官培養以及複製生物等，都為生物科技帶來應用與衝擊，堪稱是生命科學的革命 二十一世紀被認為是生物科技的世紀

7-2.1 遺傳工程（genetic engineering）簡介

重組DNA 常用的重組DNA技術 將細菌質體（plasmid）DNA以核酸限制切割成片段，當作攜帶目標基因的載體

圖7-8　DNA的重組、轉殖與篩選之模式圖（模式圖中質體與細胞的大小，並非其真實的比例）

重組DNA 選擇欲作為轉殖的目標基因（DNA），將兩者DNA以相同的核酸限制切割，再利用核酸連接將載體DNA與目標基因的DNA片段連接成的DNA分子

將此重組DNA轉殖入宿主細胞 通常載體帶有特定的基因（標識基因）可供篩選轉殖是否成功的依據

圖7-8　DNA的重組、轉殖與篩選之模式圖（模式圖中質體與細胞的大小，並非其真實的比例）

例如：載體具有對抗抗生素的基因，在培養基中加入抗生素，就可以篩選出帶有重組DNA的細胞

重組DNA送入細胞中，經轉錄與轉譯以表現重組DNA所具有的性狀 目前用來治療糖尿病的胰島素就是利用轉殖人類胰島素基因的大腸桿菌大量製造的 未來的醫藥工業可利用生物細胞作為工廠，大量生產藥物、激素和疫苗等

基因重組生物 最容易進行基因重組實驗的生物為大腸桿菌，其他微生物甚至高等的真核生物，也被廣泛採用並有快速的發展 如酵母菌、哺乳動物細胞株及植物等

遺傳工程 用於醫藥、農業及工業的生產開發 開啟了對病毒、細菌、植物及動物等DNA研究的工作

科學家運用遺傳工程技術，將特定生物的DNA基因片段選殖於細菌內，大量複製重組的DNA，以研究基因的構造與功能

基因體定序 目前許多微生物及動、植物 例如：大腸桿菌、酵母菌、線蟲、果蠅、人類及水稻等的基因體已完成定序

基因放大技術 基因放大或基因擴增：利用DNA聚合將基因或一段DNA，複製成多套完全相同的DNA分子 基因放大可在活體內或試管內進行

基因放大 利用重組DNA技術，在細胞中的DNA聚合作用之下，進行DNA複製，在24小時內，收集並純化數百萬套的重組DNA分子複製 利用聚合酶連鎖反應（polymerase chain reaction；PCR），可快速的在1～2小時內於試管中合成數百萬套相同的DNA分子

圖7-8　DNA的重組、轉殖與篩選之模式圖（模式圖中質體與細胞的大小，並非其真實的比例）

小常識5 限制酶： 具有高度的專一性，能辨識特定的核酸序列，例如Eco RI限制能辨識GAATTC序列，並在特定的位置將DNA切割，為重組DNA常用的酵素 為細菌所具有的酵素，用來限制外來DNA之侵入

小常識6 載體： 用來攜帶目標基因DNA片段進入合適的宿主細胞，並能在細胞內進行複製，或將所攜帶的DNA送至細胞的染色體上

載體多數經過重組，使其帶有篩選或標幟的基因，如螢光或抗重金屬的基因 最常用的載體是細菌的質體，它可在細菌內大量複製多到上千套DNA分子

聚合連鎖反應（PCR） 以耐熱的DNA聚合酶，於試管中複製一段欲分析或比對的DNA分子

圖7-9　DNA聚合連鎖反應示意圖：每次DNA聚合連鎖反應可使DNA增加2倍，重覆3次就可得到8片段之DNA。

遺傳工程技術的應用 DNA放大技術 親子鑑定 檢測疾病有關的突變基因 物種親緣關係的鑑定 刑事案件鑑識

刑事案件鑑識 由犯案現場取得的一根毛髮、血跡、精液或唾液等，萃取之微量DNA 利用PCR技術擴增其DNA分子，即可在短時間內獲得足夠量的DNA，進行一系列之分析比對或檢定

基因放大術 可以在短時間內診斷出流行病的病原體，使得許多流行病得以控制

遺傳工程技術將不同生物的基因轉殖，也能表現出轉殖基因的功能 如螢光煙草或螢光老鼠，就是將螢光基因如螢火蟲的螢光基因或水母的螢光蛋白基因，轉殖於不同物種，都能發出螢光 可將基因轉殖於不同物種，培育出基因改造生物（Genetically Modified Organism；GMO）

A.螢光菸草：經轉殖螢火蟲螢光基因的菸草植株會發出螢光。 B.螢光老鼠：經轉殖水母螢光蛋白基因的老鼠，會發出螢光。 圖7-10　轉殖螢光基因的植物或動物： A.螢光菸草：經轉殖螢火蟲螢光基因的菸草植株會發出螢光。 B.螢光老鼠：經轉殖水母螢光蛋白基因的老鼠，會發出螢光。

7-2.2 離體培養

離體培養 將細胞、組織或器官分離出來，然後放置在含有適當培養液的試管或培養皿中，使細胞繼續分裂、生長或分化等 例如：細胞培養、組織培養、器官培養及試管嬰兒等

細胞培養 幹細胞是一群胚胎發育最早期的較原始的細胞，具有「再生」與「分化」的能力，能再分化成各種型態的細胞、組織和器官，甚至長成個體。 幹細胞依分化能力的限制，可分為： 全能性幹細胞（totipotent stem cells） 多功能性幹細胞（pluripotent stem cells）

全能性幹細胞 受精卵或胚胎發育最早期的8個細胞均為全能性的幹細胞，可分裂發育成完整胚胎或生物體

多功能性幹細胞 骨髓及臍帶血中含有造血幹細胞（hematopoietic stem cells），屬於多功能性幹細胞 不能發育成完整的個體，但可以製造血液內的紅血球、白血球、血小板與淋巴球等

造血幹細胞 研究歷史最久，科學家對造血幹細胞的了解最清楚，也是目前臨床醫療上應用最多 主要存在於骨髓及嬰兒臍帶血

造血幹細胞的培養 可用來治療白血病、淋巴瘤、地中海型貧血、黏多醣症、血液再生不良等疾病 可用在癌症化療或放射線治療後，幫助病人造血系統的再生

小常識7 骨髓幹細胞中心： 骨髓幹細胞在醫療體系上占有極重要的地位 我國慈濟骨髓幹細胞中心十三年來，匯集294771筆志願捐髓者及八千多筆臍帶血，成為全世界三大骨髓中心之一 已有超過一千多個骨髓移植案例，分布在25個國家或地區，至2006年累計尋求配對人數超過一萬六千多人，造福全球

組織培養 最常用於植物的體細胞培養 將植物體各部位組織切成小塊，放在含有各種養分及植物激素的培養基中，細胞會分裂長成一團沒有分化的癒合組織，再利用不同種類及濃度的激素加以調控，以刺激其長出根、芽體，形成分生苗，大量繁殖 如金線蓮與蘭花

A. B. 圖7-11　文心蘭的組織培養： A.文心蘭幼苗的分生苗 B.文心蘭的網室大面積栽培

組織培養也用於無病毒植株的繁殖，以提高作物的產量 如馬鈴薯與綠竹等

器官培養 器官培養最常用於人類的皮膚，現在已有商業化人工培養的皮膚，以幫助糖尿病患者傷口的痊癒

圖7-12　人工皮膚

皮膚培養 皮膚培養也用於嚴重的燒傷患者，取自傷患的健康皮膚組織，在培養皿中培養四週，就可以由1平方公分的皮膚培養到可以覆蓋1平方公尺面積的皮膚，對於燒傷患者皮膚的復原很有幫助

器官培養的研發，除了皮膚外，軟骨、骨骼、肝臟等亦有很大的進展，心、肺、血管及腎臟等器官培養，也在起步階段 器官培養的成功，將可以解決目前器官移植時器官不易取得的困難

試管嬰兒 全世界試管嬰兒已超過百萬人，國內至2006年也有1萬5千多人 試管嬰兒其實只是在培養皿中，進行體外受精，並培養到數個細胞的胚胎，再種植至母體子宮內，使之發育成胎兒的過程，這種技術可以解決一部分夫妻不孕的問題

操作過程 利用激素刺激卵的成熟，再取出卵子，然後在培養皿中與精子混合，約經十二小時卵子受精，再更換培養液使受精卵繼續分裂生長到三至四天的胚胎，就可以植入母體子宮內著床，再發育成正常嬰兒

圖7-13　試管嬰兒之培養過程

試管嬰兒： 小常識8 試管嬰兒技術可協助不孕夫婦產下正常子女 我國自1985年第一個試管嬰兒已經成年 估計至2006年全球就有超過千萬個試管嬰兒

第3節　 生物技術的衝擊

生物科技的發展，可以利用遺傳工程技術，將遺傳基因突破物種疆界互相轉移 這種超乎自然遺傳法則，而以人類主觀意願，進行生命的改造 一方面對於人類的生活與生存，將有重大的貢獻 一方面對於永續發展、生態的穩定以及地球村的共榮，也有衝擊

7-3.1 在農業、畜牧、醫學、工業等方面的應用與衝擊

農業上之應用與衝擊 生物技術在農業上應用於品種改良，提高作物產量及價值 例如：利用組織培養大量栽培的蝴蝶蘭

圖7-14　組織培養的蝴蝶蘭

為了減少農藥使用，利用基因轉殖技術，將抗病或抗蟲基因轉殖至植物的染色體上，而育出抗病、抗蟲、抗旱的植株 如抗木瓜輪點病毒的轉殖木瓜等

A.抗病木瓜（左排）生長良好，而受到輪點病毒感染木瓜植株（右排）生長不良。 B. 圖7-15　轉殖抗輪點病毒的木瓜： A.抗病木瓜（左排）生長良好，而受到輪點病毒感染木瓜植株（右排）生長不良。 B.採收自抗輪點病毒植株的木瓜果實較大（圖左）受輪點病毒感染的木瓜果實較小（圖右）。

抗蟲基因： 小常識9 蘇利菌（Bacillus thuringiensis）是一種土壤細菌，會產生一種可結晶的蛋白質 如被昆蟲幼蟲吞食，將造成這些昆蟲腸胃痲痺而死亡 轉殖此種蛋白質基因的植物，表現此毒蛋白，就有抗蟲作用

畜牧上之應用與衝擊 複製羊「桃莉」成功的例子，引發更多複製動物的研究，將來複製牛、羊等動物，也會流行

我國複製牛技術之精進，已經步入成熟階段，但應有長期的評估 如複製羊「桃莉」的壽命不如預期的長，尤其在純種複製的家族，對環境變化的適應，更應該審慎的評估

圖7-16　複製乳牛「如意」家族：如意家族成員為同一來源的細胞所複製的複製牛群，代號為「如意」2號、3號、4號及5號的複製乳牛，為剪取一頭母牛耳朵組織，於實驗室培養後，複製成功的牛群，其外表相似，經DNA鑑定確認均為種原母牛的分身。

如果受精卵在試管中培養成尚未分化的早期胚胎，然後加以分割成單獨細胞，再培養成多個胚胎時，植入母體子宮使之發育，如此一個胚胎能被分割複製成多個胚胎，常應用於優良品種的牛、羊等動物，以提高產乳量或乳汁品質

基因轉殖動物也可應用於畜牧及漁業養殖方面，如轉殖生長激素基因以促進生長 轉殖牛或羊以生產具有醫療產品的牛乳或羊乳也在積極研發階段

胚胎分割複製的畜產動物，雖然有其經濟價值，但對環境的適應，有待觀察 基因轉殖的畜產品，也因轉殖的基因所插入染色體的位置，不一定相同，可能引發不易觀察或偵測的突變，等到下一代才表現出來，如此則無法補救 基因轉殖生物也可能意外的散布到到野外，引起雜交或成為優勢種，對生態衝擊更大

醫學上之應用與衝擊 生物技術在醫學上的應用很廣，是畫時代的診斷及醫療技術的發展，這使許多曾被認為罹患不治之症的病人得以活命 精密儀器的發展，可以利用微量分析，進行蛋白質及核酸的分析，得以提早準確的診斷出一些癌症及遺傳疾病 基因放大技術，可以在短時間內診斷出流行病的病原體，使許多流行病得到控制

醫療技術方面 器官移植以及人工器官的應用，疫苗的開發以及各種藥物的研發，對於疾病治療很有幫助

基因治療 利用遺傳工程技術，進行基因治療也有不少成功的例子 選取正常基因的DNA，將之與載體DNA接合成為重組DNA分子，利用微注射或基因鎗，送入患者細胞或組織中，轉殖進入的基因，如能表現其基因產物，或修補缺失基因，則可達到基因治療效果

基因療法 基因療法仍在臨床研究中，並非所有的例子都可得到明顯醫療效果，正確的評估仍需時間，欲得到根治效果，必須適切配合基因診斷，目前已使用基因晶片來檢驗一些遺傳疾病

由於醫療及診斷技術的需求，利用遺傳工程技術研製臨床藥物，如胰島素及紅血球生成素（erythropoietin）等 重組基因疫苗，如B型肝炎疫苗等的工業化生產 診斷技術如免疫分析分子檢測等，則對疾病診斷有很大的助益

利用DNA片段大小的比對以及DNA序列相似性的分析，成為臨床醫學常用的基因診斷，也廣泛被運用在刑事案件及親緣鑑定

複製動物已為許多國家所認可與執行 複製人類胚胎，因涉及倫理道德問題，為許多國家立法禁止

英國於2007年9月5日有條件核準科學家培養人跟動物的混合胚胎，主要用於取得研究用的幹細胞，為一些遺傳疾病尋求治療之方法 惟反對者認為培育人獸混合胚胎違反自然與倫理，而且也耽心混合胚胎可能把雖對動物無害卻對人體有害的病毒帶進人體，終會留下無窮的後患而不應開放

想一想 假設將來可進行人類胚胎的複製，則可能會牽涉到哪些倫理問題？對社會會造成哪些負面的衝擊？

小常識10 基因晶片（gene chip）： 基因晶片（如下圖）是為了同時檢查多種基因或基因表現的方法，又稱為微距陣（micro- array）在一平方公分的顯微鏡玻片上 根據各種檢驗需求，分別點上一千甚至一萬種以上的DNA，用以檢驗各種遺傳疾病及癌症等

圖片為同時加入兩種不同螢光顏色的探針，作為比對分析多種基因表現的結果。

人獸胚胎： 小常識11 人獸胚胎的研究是將人類的細胞核注入已去除細胞核的動物卵子中，所培育出來的胚胎 科學家在取得許可後，只能在實驗室進行相關研究，培育出的混合胚胎，限定必須在14天內銷毀，不可植入人體

工業之應用與衝擊 目前工業上對醱酵食品菌種的改良，著重於酵母菌及乳酸菌的基因改造，已獲准商業化使用的基因改造酵母菌，如麵包酵母與啤酒酵母等

利用基因改造建構優良的乳酸菌，主要有三個方向： 提高醱酵過程的穩定性 改善品質 縮短生產時程 工業上研發醫療產品，如新藥物、抗體及疫苗等

工業上大量培養的基因改造微生物，如流入野外，尤其是土壤中 可能經由基因重組或轉殖，產生超級的微生物，改變土壤生態，影響植物生長，終致降低土壤微生物的多樣性

第4節　 討論

7-4.1 討論基因改造食品的相關議題

基因改造技術 提昇農作物或牲畜的生長速度、產量及改良產品的養分 增強抗蟲、抗寒及抗病的能力

基因改造技術 可設計為延長產品的儲存時間、便於加工、增加商品多樣化

對農民而言 可以減少殺蟲劑及除草劑的使用，並提高作物的生產力及市場競爭力等好處而得到利潤

對消費者而言 農民降低生產成本，則有可能買到更便宜的農產品、殘留農藥較少的蔬果；或具有較高營養品質的農產品

雖然基因改造產品的開發有其重要性，但仍有不少國家的消費者，對於基改食品的安全性存有疑慮 人們擔心長久食用基改食品可能會引發一些問題，例如：所轉殖的基因，若產生新的蛋白質，這個蛋白質對生物是否造成不良影響？

生物本身可能含有某些毒素基因，沒有表現出來，但若轉殖入基因之位置恰好會導致毒素基因表現，則後果不堪設想 此外所用的篩選基因如為抗抗生素基因，該基因有可能移轉至其他細菌，而產生抗藥性的新菌種

基因改造植物 目前種植基因改造植物的國家至少有18個 最主要種植國家為美國，占有全球種植面積二分之一以上 其他有阿根廷、巴西、中國大陸及南非

我國尚未批准種植，但已有基因改造食品，如大豆、玉米等核准進口、加工及販賣

我國基因改造產品管理方式由行政院 衛生署依食品衛生管理法執行食品安全管理 行政院 衛生署已公告基因改造黃豆及玉米應辦理查驗登記，而木瓜、馬鈴薯、蕃茄、稻米及其他未特別指定的基因改造食品將來也應向該署辦理查驗登記

產品的標示也已規範： 凡是產品含有基因改造玉米或大豆成分超過5％，就必須標示「基因改造」或「含基因改造」字樣，但醬油、黃豆油（沙拉油）、玉米油、玉米糖漿、玉米澱粉等產品則免標示

7-4.2 討論生物技術的發展、倫理與法律議題

隨著人類基因序列分析的完成，或許每個人的體質、罹病機率等，都能以基因分析法得到預先評估 在自由的社會裡，最好讓每個人得知個人的遺傳缺陷以及可能影響其子孫的資訊，甚至對整個社會的影響

基因晶片 將來利用基因晶片，對於遺傳疾病以及各種疾病，包括癌症的發病期、症狀輕重程度，進行致病基因診查，這種基因診斷，對預測未來可能罹患什麼疾病，將來必是有效而常用的診斷法 也可能牽涉到操縱生命、侵害人權等問題，以往的觀點、人性的尊嚴都必須慎加處理。

複製其他生物比複製人較少爭議 在植物界或較低等的動物，早就有複製的例子，如植物利用組織培養技術，複製許多美麗的花卉 畜牧方面複製優良牛、羊品種，提高肉的品質及產乳量，也在持續研究發展

複製 自從試管嬰兒技術解決一些不孕父母生育問題後，早期胚胎的分割技術，也開始研發利用分割來複製胚胎 關於分割胚胎複製動物，雖然還未有複製人的報導，但已在靈長類成功複製猴子，因此利用分割胚胎複製人，已經不是不可能的事

複製 複製羊桃莉的例子，顯示複製成年動物也有可能 複製人將衍生倫理觀念問題，將會引發倫理與法律的爭議

基因工程 基因工程的操作與運用，還有一些潛在的危險，以及不同的倫理觀念 在基因治療及轉殖動物的實驗上，甚至器官移植手術上，行政院 衛生署都訂有相關的操作準則

植物方面 轉殖植物的試驗與種植，行政院 農委會也訂有轉殖植物種植實驗規範 對於與遺傳基因有關的研究與開發，都必須在適當的規範下進行

完整基組解讀 科學家解讀完整的人類基因，同時也陸續完成多種生物（如水稻）基因的解讀

生物多樣性重要性 現在大家開始了解生物多樣性的重要，人類應該在了解演化的歷史基礎上，確立自己現在的地位，建立人類與各種生物共存共榮的未來，而不是要成為萬物的主宰