第一章：生物科學與農業 第一節-生物品系的培育

馴化 乳牛 鴨 1.馴化：人類從野生的物種中選擇有利用價值的 品種，經過栽種、飼養或育種的過程， 使其子代逐漸適應人為培育環境下的生活 ，提供人類所需的資源 2.馴化的物種（品種）都是經過人類數千年以上的 育種所產生的，其性狀、生活習性與性情和原來 的野生祖先已有很大的差異，且具有提供人類糧 食、肉用、蛋用、毛用和役用等經濟功能 乳牛 鴨

已馴化的物種（品種） 水稻 小麥 綿羊 雞

犬的馴化 1.狗是古代灰狼的後代。根據考古學和粒線體 DNA的研究，推測大約一萬三千多年前，灰狼 漸漸地依賴人類所提供的食物，而經常在營地附 近徘徊，對人類也提供了警戒營地安全的回饋 2.隨著時間的推移，狗成為人類社會中重要的馴養 動物，並通稱為家犬，但其二名法學名仍與 「狼」同為 Canis lupus，意指目前的狗 仍未與狼有具體的生殖隔離

犬的馴化 ◎早在九千多年前，人類便已開始利用狗來 幫助放牧和守護家畜，繼而培育出許多不 同的品種，以因應不同的需要： 1.牧羊犬：協助放牧 2.雪橇狗：拉雪橇，在雪地中救人 3.寵物狗：體型小、模樣特殊的品種 4.導盲犬、獵犬、緝毒犬…

育種 1.育種是生物新品種選育的過程，須考慮生 物體的遺傳變異、遺傳性狀，和人為選擇 三個條件，方能順利進行 2.傳統的育種方法通常是先由野生種中，選 擇具有合意性狀的少數個體加以栽植、飼 養並繁殖 3.實例1：挑選穀粒大及口感佳的穀類植物並 大量栽種，在代代培育過程中從各種遺傳差 異的個體，篩選出符合人類利用價值的個體 (莖向上生長，可密集栽植；同時開 花，結實後留在植株上，以方便採收)

育種 實例2：高麗菜、芥藍菜和花椰菜都是由野 生甘藍菜長期大量培育而形成的不同品種

雜交育種 1.雜交育種目的是希望把分散在不同品種的 優良性狀基因，經由雜交而組合在子代， 產生比親代雙方更優秀的新品種，應用於 家禽、家畜、糧食作物和花卉的品種改良 2.雜交優勢：由不同的優良品種雜交，得到 比同品種自交更好的結果，如：臺灣鯛 (吳郭魚)

異種間的雜交 1.人為的方式也可能使不同的物種進行雜交 而產生下一代 2.實例： (1)油菜是野生甘藍和蘿蔔雜交而成的作物 (2)騾是是馬和驢雜交生下的動物 (3)獅虎 (彪)是獅子與老虎雜交生下的後代 獅虎

異種雜交的優缺點-以騾為例 缺點：騾細胞中的染色體有一半為馬(32對) 的染色體，另一半為驢(31對)的染色 體，因此不具同源染色體(32+31條)。 減數分裂時非同源染色體不能配對， 因此，不能成功產生配子(生殖細胞) ，而無法產生下一代 優點：由於騾的體格結實、肢蹄強健和抗病 力強，又易於駕馭和使役，其役用價 值較馬和驢都高，所以人們仍積極利 用馬和驢雜交的方式來產生騾

在來米與蓬萊米 1.臺灣早期栽種的水稻品種為秈稻型在來種 ；日治時代又從由日本引進屬於稉稻型的 蓬萊品種 2.經過育種改良，已發展出許多優良的稻種 。目前臺灣栽培的稻種以稉稻為主，如：臺農67號 和 臺稉9號 3.糯稻是稻的黏性變種，在稉稻和秈稻中都 有糯稻的變種，分別稱為稉糯和秈糯 西螺黃金米 利用疊氮化鈉化學誘變育種方式育成

秈稻型與稻型優、缺點比較 稻米類型 秈稻型 稉稻型 優點 1.抗病性強 2.耐旱、耐瘠 3.易脫粒 4.米粒細長 5.蛋白質高 1.不易倒伏 2.耐寒 3.米粒較圓 4.黏性高，口感佳 缺點 黏性差，影響口感 較難脫粒 糯稻 適合製作湯圓、油飯和米糕等食品

生物科技 1.生物科技是運用生命科學的知識與技術為基礎 ，進行研發、製造或提升產品品質，以改善人 類生活的科學技術 2.生物科技並非最近才發展出來的新興科技，人 類早在數千年前就已經知道如何改良動、植物 品種以增加收穫，也知道利用微生物來製造酒 、醋、醬油和乳酪等食品 (傳統生物科技) 3.科學家利用限制酶和DNA接合酶，分離和組合 特定序列DNA的「重組DNA」技術，開啟了 現代生物科技

重組DNA 1.重組DNA技術可將某種生物的基因 (外源基因)轉殖到另一種生物體，這種 技術稱為遺傳工程或基因工程 外源基因的生物(基因轉殖生物) 例如：將蘇力菌(能產生毒蛋白的一種細菌) 的毒蛋白基因轉殖到植物(如：玉米、棉花) ，可得到抗蟲植物品種，減少 殺蟲劑的使用量

生物科技在育種上的應用- 基因轉殖細菌 1.由於細菌易培養、繁殖快速，子代均具有相同的 基因，所以可快速、大量生產人類特定蛋白質， 用以治療特定疾病，例如：細菌生產的胰島素 可用於治療糖尿病 2.步驟： (1)首先須使用限制酶將人類的特定蛋白質生成 基因切下 (2)以DNA接合酶使細菌質體和人類特定蛋白質 基因接合形成重組DNA (3)將此重組DNA轉殖到細菌內 (4)轉殖成功的細菌因為帶有人類特定蛋白質基因 的質體，故能製造該蛋白質

生物科技在育種上的應用-藍玫瑰 1.自然突變發生的機率很低，而且無法精確控 制突變性狀，所以藉由重組DNA和基因改造 技術（亦稱為基因轉殖技術），可以更精確 、快速、有效地培育出有利用價值的品種 2.玫瑰花缺乏生產藍色花青素的基因，因此無法 藉由傳統的雜交育種方法得到藍色玫瑰花，現 在已能利用遺傳工程技術，將三色堇的藍色色 素基因及鳶尾花的酵素基因轉殖到玫瑰，而培 育出藍色玫瑰花品種。

利用農桿菌生產基因轉殖植物 1.以帶有外源基因的農桿菌感染植物細胞 (質體中的DNA片段可以嵌入植物的染色體中) ，再用組織培養長成植物體，可表現出外源 基因的特性，組織培養可遺傳親代優良性狀 2.步驟： (1)外源基因與農桿菌質體形成重組DNA (2)將重組DNA質體送回農桿菌 (3)藉感染農桿菌使外源基因進入植物細胞核 (4)植物細胞增殖，每個子細胞均含有外源基因 (5)基因改造植物可表現外源基因的特性

基因改造植物 1.基因轉殖應用於植物育種的例子較多，因植 物細胞具有全能性(一個已分化的植物細胞具 有再分裂、發育成為一棵植物體的能力) 實例：基因改造大豆、玉米、油菜和棉花 2.步驟： (1)將植物細胞置於適當的培養基內 (2)細胞會先分裂、增生成一團未分化的細胞， 稱為癒傷組織（亦稱癒合組織） (3)調整培養基內的激素 (生長素/細胞分裂素) (4)再分化出根和芽，而後長成一棵幼苗

植物組織培養流程（以蘭花為例） 剪下蘭花新芽 取下芽體尖端的分 生組織，進行消毒 將消毒後的分生組織 放入培養液中培養

植物組織培養流程（以蘭花為例） 分化的癒傷組織逐 漸長成幼苗 分生組織分裂形成一團未分化的細胞，稱為癒傷組織。之後，移植到培養基，該組織開始分化 分化的癒傷組織逐 漸長成幼苗 瓶中的幼苗放在人工培養室培 養。當培養瓶中長滿生長旺盛的 幼苗，即可移植於盆土中栽種

動物的基因轉殖 1.動物細胞通常不具有全能性，所以不易藉動 物組織培養來產生完整保有外源DNA的子代 2.製作基因轉殖動物時常利用顯微注射的方式，直接將外源基因注射到受精卵中 3.複製動物： (屬於無性生殖) (1)1997年，第一隻複製哺乳動物桃麗羊誕生 (2)動物複製技術使基因改造動物的子代也繼 續保有外源基因的特性，但複 製動物本身的壽命與健康情況 ，仍有許多問題尚待克服 顯微注射

複製羊的產生 1.桃麗是由白面母羊的乳腺細胞進行有絲分裂 而形成。其實驗過程如下： (1)取出白面母羊的乳腺細胞 (2)取出的細胞進行離體培養 (3)取出黑面母羊的卵細胞，並去除細胞核 (4)將去核的卵細胞與乳腺細胞以電擊的方式 使其融合為一 (5)融合的細胞開始分裂，形成早期胚胎後， 植入代孕母羊的子宮 (6)代孕母羊經過一百多天的懷孕期產下小羊