第一章 第三節 基因改造生物

? ? ！ 第1-3節 PPT 地圖 科學知識+ 前言 1-3.1 基因改造生物對生態的影響 原因 可能的影響 想一想 基因改造作物對生態環境的影響 小百科：星連玉米 1-3.2 基因改造生物的安全評估 實例：美國 五色鳥談天說地─花卉篇 淺談蘭花 蘭花繁殖 臺灣的蘭花現況 話題館 摘要整理 可能的影響 小百科：基因改造作物的世界 疑慮與爭議 實例：我國 ? ? ！

科 學 知 識 ＋ 黃金米的誕生

科 學 知 識 ＋ 　　2000年瑞士科學家利用基因改造技術，將來自細菌和黃水仙花中的三個基因轉殖到稻米中，培育出富含胡蘿蔔素的新種稻米，稱為黃金米。胡蘿蔔素在人體會轉化為維生素A，食用黃金米可預防因缺乏維生素A而造成的夜盲症。

黃金米 黃金米發明人 正常米 波垂克斯博士 拜爾博士

科 學 知 識 ＋ 　　基因改造作物是二十世紀九○年代起發展的新興科技產物，其發展目的是藉由基因改造技術改變農作物的特性，以增進人類的福祉。黃金米就是屬於營養加強型的基因改造作物。由黃金米的案例來看，發展基因改造作物的初衷是良善的，但對人類或環境生態而言真的是有百利而無一害嗎？

前 言 　　突破性新科技的出現與發展，難免對人類社會帶來一些衝擊。二十一世紀的人們顯然已無法迴避基因改造生物等現代生物科技，所帶來的正、負效應之議題。我們該如何思考因應之道呢？

前 言 　　要減低基因改造生物所帶來的負面效應，應從了解其本質開始，更進一步探究其可能對生態及人類造成的影響，然後訂出安全評估的指標，並確實做好安全評估與管理。

1-3.1 基因改造生物對生態的影響 一、為何會有影響？ 1-3.1　基因改造生物對生態的影響 一、為何會有影響？ 　基因改造生物並非經由自然交配或傳統的育種方法，而是利用生物技術進行基因重組所產生，因為含有外來的基因(他種生物的基因)，所以人們對基因改造生物以及其產物產生了許多疑慮。

基因改造生物 (A)麵包酵母為第一個利用基因改造的食品微生物 (B)基因改造鮭魚體內具有太平洋王鮭的生長激素基因，可比同種鮭魚體積大上好幾倍 (C)螢光魚是經過基因改造的觀賞魚

1-3.1 基因改造生物對生態的影響 二、可能造成的影響 1. 不利於生物多樣性與永續利用，而對生態造成影響 1-3.1　基因改造生物對生態的影響 二、可能造成的影響 1. 不利於生物多樣性與永續利用，而對生態造成影響 2. 甚至有危害人類健康的潛在風險等 3. 因此，有的國家已停止基因改造作物的種植。

！? 想一想 ? ！ 如果你是一位生命科學家，你希望創造什麼樣的基因改造生物？為什麼？ 提示： 此為開放性問題，可請學生相互討論。預防勝於治療，培育抗病的農作物品種是防治病蟲害的基本方法。

小百科 ◎基因改造作物的世界 種植基因改造種子的國家 全球基因改造種子狀況 全球前四名基因改造作物的成長趨勢 四大基因改造作物占總種植面積之比例 基因改造作物轉殖性狀種類與之比例

1-3.1 基因改造生物對生態的影響 三、以基因改造作物為例，對生態環境的影響如下表所列： 影響 說明 威脅非目標生物 1-3.1　基因改造生物對生態的影響 三、以基因改造作物為例，對生態環境的影響如下表所列： 影響 說明 威脅非目標生物 轉殖到農作物中的抗蟲基因，除了殺死目標害蟲之外，也可能傷害其他昆蟲而影響生態平衡。 降低生物多樣性 已轉殖抗病蟲害基因的作物有可能成為超級植物，影響其他植物的生存機會，導致生物多樣性降低。 導致抗性害蟲滋長 長期種植抗蟲作物，可能加速能忍受抗蟲毒素的抗性昆蟲演化，就如同人們長期使用抗生素，造成抗藥性細菌廣布。 轉殖的基因可能會散布到其他物種 轉殖到農作物的耐除草劑基因，若經由傳粉雜交轉移到周遭的雜草，可能導致耐除草劑的「超級雜草」出現。屆時，除草劑已無法發揮功效，又須另謀對策解決超級雜草的蔓生。

轉殖耐除草劑基因的作物，噴灑除草劑之後，仍然茂盛生長（圖中的綠色植物），其他雜草則枯萎死亡。

1-3.1 基因改造生物對生態的影響 四、基因改造作物田間試驗與種植過程，皆須 嚴謹的管控，否則有可能對生態環境造成 衝擊。實例如下： 1-3.1　基因改造生物對生態的影響 四、基因改造作物田間試驗與種植過程，皆須 嚴謹的管控，否則有可能對生態環境造成 衝擊。實例如下： 基因改造作物─星連玉米 a. 美國一家生技公司─安萬特成功開發一種可抗蟲害之基因改造玉米─星連玉米(Star Link corn) b. 於1998年獲得美國環境保護局核准使用於飼料中，由於該玉米含有一種可能會引起人類過敏之外來基因

1-3.1　基因改造生物對生態的影響 c. 因此環境保護局要求該公司必須告知種植者謹防星連玉米與人類食品混雜，其中包括如何種植和如何處理貯存種子等 d. 2000年因為發現市售食品中出現星連玉米的成分，因此，全面停止種植與回收。 e. 然而在2年後，仍發現來自美國的食用穀物中尚含有星連玉米的成分。

1-3.1　基因改造生物對生態的影響 　　由上述案例充分顯示出基因改造作物的管控若不夠嚴謹，轉殖的基因可能外流汙染其他作物而對生態環境產生衝擊，並可能對人類健康產生威脅。

小百科 ◎星連玉米 由安萬特（Aventis）開發出的抗蟲害基因改造玉米，由於內含Cry9C蛋白質，故美國環境保護局（EPA）僅核准該玉米用於動物飼料中。Cry9C是一種微生物蛋白質，具有對熱穩定及不易被消化液降解的特性，因此可能會引起人類過敏之風險。

星連玉米事件總覽

1-3.1 基因改造生物對生態的影響 五、社會倫理和法律層面上的疑慮或爭議 1-3.1　基因改造生物對生態的影響 五、社會倫理和法律層面上的疑慮或爭議 1. 在倫理議題上，人類是否可以運用基因轉殖技術以扮演改造生命、創造生命的角色？ 2. 在法律層面上，基因改造生物的智慧財產權之釐清與歸屬問題。

1-3.1　基因改造生物對生態的影響 3. 此外，基因改造作物之高經濟價值所引發的國際貿易爭端，與環保條約的衝突等問題，這些都需要結合科學家與人文、社會和法律學專家來共同尋求對策。

1-3.2 基因改造生物的安全評估 一、基因改造生物在釋出之前需要經過審慎 的安全評估，以避免對生態環境及環境 中的其他生物產生不良的影響。 1-3.2　基因改造生物的安全評估 一、基因改造生物在釋出之前需要經過審慎 的安全評估，以避免對生態環境及環境 中的其他生物產生不良的影響。 (1)例如：抗病基因改造作物的大面積栽 植，可能產生新病害或導致次要病害 發生，也可能損害有益微生物。

1-3.2　基因改造生物的安全評估 (2)抗蟲基因改造作物的廣泛栽植可能使 目標害蟲產生抗性，使次要害蟲大發 生，或是不利於其他有益昆蟲的生 存。 (3)由於昆蟲種類與數量繁多，是自然界 複雜食物鏈中的重要成員，若昆蟲種 類組成或族群數量發生變化，可能引 起環境中一連串生物相的改變，對生 態環境造成衝擊。

1-3.2 基因改造生物的安全評估 二、針對有關基因改造生物的疑慮，已有一些 安全評估的指標，可規範基因改造生物的發展 1-3.2　基因改造生物的安全評估 二、針對有關基因改造生物的疑慮，已有一些 安全評估的指標，可規範基因改造生物的發展 三、根據這些指標，可預設保護措施來減少對環境生態可能造成的衝擊。 四、以基因改造植物為例，其生態安全評估與預設保護措施如下圖所示：

基因改造植物的安全評估指標

1-3.2 基因改造生物的安全評估 五、基因改造作物釋出前，必須於隔離的溫 室、網室或隔離田進行測試，通過環境 1-3.2　基因改造生物的安全評估 五、基因改造作物釋出前，必須於隔離的溫 室、網室或隔離田進行測試，通過環境 安全風險評估，才能適於種植於一般田 區。 六、環境安全評估通常要考慮該植物轉變為 雜草的可能性、基因外流的可能性、對 目標與非目標生物的影響和對生物多樣 性的影響等。

1-3.2　基因改造生物的安全評估 七、藉由評估的過程，可了解所有可能發生的 損害，以及損害發生的機率和後果，並且 預先做好釋出後的損害防護措施，以降低 實際的環境風險。 八、目前，世界先進國家都相當重視基因改造 生物的安全性評估，故均有立法規範。

1-3.2 基因改造生物的安全評估 1. 以美國為例，有三個不同的政府機構同時監管基因改造作物與食品： 1-3.2　基因改造生物的安全評估 1. 以美國為例，有三個不同的政府機構同時監管基因改造作物與食品： (1)美國環境保護局掌管基因改造作物對環 境的 安全評估 (2)美國農業部評估基因改造作物田間試驗 的安 全性，並核發基因改造作物的栽種許可 (3)美國食品藥物管理局則評估基因改造食品的 安全性與標示問題

美國掌管基因改造生物安全性評估的機構

1-3.2 基因改造生物的安全評估 2.在我國，行政院農業委員會（簡稱農委會），則是管理基因改造作物於田間試驗及生產階段生物安全之權責機關 1-3.2　基因改造生物的安全評估 2.在我國，行政院農業委員會（簡稱農委會），則是管理基因改造作物於田間試驗及生產階段生物安全之權責機關 (1)「基因轉殖植物田間試驗管理規範」以及「基因轉殖動物田間試驗管理規範」已由農委會於1998年公告。

1-3.2　基因改造生物的安全評估 (2)明定所有基因改造動、植物，均應先向農委會申請辦理隔離田間觀察試驗，在審議核准前，不得於一般田間栽培或推廣，以落實基因改造生物的安全管理。 (3)至於基因改造食品的安全評估，則由衛生署在2000年11月公布相關辦法規範，此部分待第二章介紹。

！? 想一想 ? ！ 你對基因改造生物的評價如何？ 是否應該推廣基因改造作物以解決全球的糧食問題？ 提示： 此為開放性問題，請學生相互討論。基因改造生物開啟了更多的可能性，但在實行的過程必須審慎，以免對生態環境造成傷 害。

 話 題 館 基因改造作物真的可以造福人類嗎？  話 題 館 基因改造作物真的可以造福人類嗎？ 科學家宣稱基因改造作物可以增加糧食產量，解決糧食不足的問題，但也有人質疑基因改造技術大多被先進國家和大型私人企業所把持。你認為基因改造生物可能會發生哪些問題？針對這些問題，有何策略可以避免或解決？ 答

1-3 摘要整理 1.基因改造作物對生態環境的影響，包括威脅非目標生物、降低生物多樣性、導致抗性害蟲滋長以及轉殖的基因可能會散布到其他物種。 1-3　摘要整理 1.基因改造作物對生態環境的影響，包括威脅非目標生物、降低生物多樣性、導致抗性害蟲滋長以及轉殖的基因可能會散布到其他物種。 2.基因改造生物的栽種或培育，須經過安全性評估和立法規範。

五色鳥談天說地─花卉篇 一、淺談蘭花 　　蘭花又稱「王者之香」，是開花植物中多樣性最多的一科，目前約超過25,000種。蘭科植物皆多年生草本，分布於全世界，是中西方喜愛的花朵之一。常見的蘭花如文心蘭、蝴蝶蘭、嘉德麗雅蘭、石斛蘭、拖鞋蘭等。

常見的蘭花 (A)文心蘭　(B)嘉德麗雅蘭　 (C)蝴蝶蘭 (D)石斛蘭　(E)拖鞋蘭

五色鳥談天說地─花卉篇 　　蘭花外部的形態可分為花、葉、莖和根。花朵由3片花瓣、3片萼片及 1個蕊柱構成。上側的花瓣2片成對，而最下方的花瓣稱為「唇瓣」，其顏色與形狀迥異，可引誘昆蟲達到授粉之目的。蘭花雌雄蕊合一，稱為蕊柱，頂端含有2~8個花粉塊，是蘭科植物特有的構造。

蘭花的構造－花朵

五色鳥談天說地─花卉篇 　　葉片形狀、大小則依照生長地區氣候的不同而不同。莖為貯存養分及水分的器官，可分為單莖蘭或複莖蘭，前者莖無分支出芽，後者的莖長到某種大小後，即會停止生長，此時會從基部長出新芽，並隨栽培時間而逐年增加。蘭花的根則有共生菌與其共生。

蘭花的構造－根、莖  根  莖

五色鳥談天說地─花卉篇 二、蘭花繁殖 　　目前所見的蘭花除了原生種以外，多數為利用人工育種出的雜交種，其花色和花形各不相同。若要保持與母株同樣性狀時，則可利用組織培養等無性生殖方式。 　　常見的繁殖方式如下：

五色鳥談天說地─花卉篇 1. 分株法 適用於複莖類的蘭花，如嘉德麗雅蘭和文心蘭，以分株的方式剪下分叢種植。  分株法

五色鳥談天說地─花卉篇 2. 扦插法 取一段蘭花的莖插在合適的介質中長成新個體，稱為扦插法。 3. 組織培養法 2. 扦插法 取一段蘭花的莖插在合適的介質中長成新個體，稱為扦插法。 3. 組織培養法 利用植物細胞發育成新個體的方法。  扦插法

五色鳥談天說地─花卉篇 4. 無菌播種 由於蘭花的種子沒有胚乳，在自然環境中須藉由共生菌提供的養分才得以生長。此方式是將種子播種在已殺菌且含有養分的培養瓶中，使之在不易受病害且富含養分的環境下順利發芽。

五色鳥談天說地─花卉篇 三、臺灣的蘭花現況 1. 臺灣地理環境適合各類蘭花生長，無論是蝴蝶蘭、嘉德利亞蘭、文心蘭等均是享譽國際，2009年蘭花外銷的金額已高達8,680萬美元，約占整體花卉總出口金額的78%。其中以蝴蝶蘭更占我國蘭花出口的大宗。

五色鳥談天說地─花卉篇 2. 1879年，臺灣蝴蝶蘭首度在蘭嶼被發現，經百餘年的育種栽培，在國際上大放異彩，曾經全世界每兩株蝴蝶蘭，就有一株來自我國，因此臺灣具有「蝴蝶蘭王國」的美譽。

五色鳥談天說地─花卉篇 3. 為發展蘭花產業，2005年在臺南市後壁區 建立了蘭花生技園區，除了發展蘭花產業 外，並開始舉辦大型的國際蘭花展，此展 覽目前已成為世界三大蘭花展之一，每年都吸引許多買家與業者前來參觀，並帶來可觀的商機。

2010年臺灣國際蘭花展全場總冠軍 仙履蘭原生種「玉女」，是瀕臨絕 種的植物，原於緯度較高的地區較 易培植，植株多為一梗一朵。此株 由於在平地培植，且培植出三梗三 朵，因此得獎。

同學～～請再想一想…… 還有什麼問題呢？ To be continued ＊圖源出處：同教科書，請見「參考資料」中的「圖片來源」