主題8:生物體的遺傳

單元伍:生物科技的應用

 

一、基因轉技術的運用

「基因轉」是指將不同生物的來源基因入另一生物體內,使其表現出來源基因的性狀的方法。此種基因轉技術的運用,可以由以下幾個方向來探討:

1.醫療方面:
過去糖尿病病人所需要的胰島素,是直接從豬、牛等動物的胰臟萃取而得,所得胰島素純度較低且因為產量少而價格昂貴。現在透過基因轉技術的幫忙,科學家將人類製造胰島素的基因片段轉入細菌的DNA中,透過細菌表現人體胰島素基因的功能,幫助人類製造胰島素,且因細菌複製快速且構造簡單,可提升胰島素之產量與純度,造福許多糖尿病人。
往後其他人體可以製造的激素與蛋白質產物,只要科學家找出其基因片段,未來均有可能再透過細菌幫助人類製造,未來之應用層面將相當廣泛。

2.農業生產方面:
可將許多從野生品種植物中所篩選出來的抗蟲基因殖入農作物細胞內,使植物可以表現抗蟲基因的功能,來對抗蟲害以減少農藥的噴灑,可以減低生產成本又能降低農藥污染。
另一方面,也可以對農作物細胞中所攜帶的優良基因加以篩選,再轉入其他農作物上,作為農作物品種改良的好方法。

3.畜牧業與養殖方面:
將牛、羊體內生長快速、提高乳汁品質及產量的優良基因,利用基因轉的技術將優良的基因轉到其他牛、羊身上,促使其表現優良性狀的特徵。

 

從以上幾個面向來探討,基因轉技術的運用確實能夠帶來相當大的助益,但是基因的轉必須審慎評估,避免帶有轉基因的生物危害到自然界中的其他生物,而使野外的生物滅絕。而且經過基因轉的生物必須妥善管理,以避免基因外流而改變野外的其他生物基因,因而破壞自然生態,造成難以預料的生態浩劫。

 

二、複製生物的探討
所謂的複製生物即是透過無性生殖的方式來產生下一代的個體,在第7章生殖單元的介紹中,已知許多的生物會透過無性生殖的方式來產生下一代,例如:細菌的分裂生殖、水螅的出芽生殖、渦蟲的斷裂生殖、黴菌的孢子繁殖與植物的營養器官繁殖等方式,但是此種生殖方式在高等的哺乳類動物卻不曾發現,直到1996年第一隻經由無性生殖方式所複製的桃羊誕生了,才打破以往認為高等哺乳類動物無法進行無性生殖的觀點,此複製羊的成功,讓科學家相當興奮,而後陸續成功複製出豬、牛與猴子等生物,更有甚者,科學界開始討論是否可以「複製人」,此觀點因牽涉到人類倫理、宗教創世觀點及技術層面的考量,是否可行尚未有所定論。但是否能夠只複製出人類器官供等待器官捐贈者使用,這個面向應較能被大眾所接受,也是造福人類社會的好方法。

1.羊的複製過程:

(1)研究人員從一隻白面母羊體內分離出乳腺細胞,並取出細胞核待用(白面母羊提供遺傳物質)

(2)再從另一隻黑面母羊體內取出卵細胞,將卵細胞去除細胞核,留下其他細胞部分待用(黑面母羊提供細胞質)

(3)將去核的卵細胞與乳腺細胞的細胞核融合後植入另一隻黑面母羊的子宮內發育成長。(此黑面母羊為代理孕母)

(4)約經過150天的發育,複製羊桃就誕生了。而且桃羊為白面母羊,可說明其遺傳物質來自於第一隻白面母羊其乳房細胞的染色體,此生殖過程無須透過精子與卵子的有性生殖過程,單只利用體細胞的染色體就能夠產生下一代了。

2.複製生物所帶來的優點與衝擊:

(1)優點:複製的生物個體,能表現出原有生物的特性,有助於維持生物的優良特性,來保存優良的生物品種。

(2)缺點:複製生物的技術尚未成熟,還有許多技術有待科學家們改良與克服,在應用上也必須謹慎評估,避免對原有生物造成影響。

 

三、延伸學習

基因改造生物與基因改造食品

基因改造生物Genetically Modified OrganismGMO是指經過基因轉而表現出外來遺傳性狀的生物。而利用此基因改造生物所製造出來的食品,就稱為基因改造食品。例如:將抗輪狀病毒基因轉到木瓜樹中,使木瓜樹具有抗病毒能力,則此木瓜樹稱為基因改良生物,而利用其生產出來的木瓜所製造出來的相關產品,則稱為基因改造食品。

 

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