园林植物安全与检疫：生物技術概論

第一章生物技術概論1-1何謂生物技術1-2傳統生物技術1-3現代生物技術1-1何謂生物技術美國生技產業協會定義：利用生物製程或分子與細胞層次，來解決問題並製造有用物質及產品的技術。經濟部工業局運用生命科學方法（如基因重組、細胞融合、細胞培養、發酵工程、酵素轉化等）為基礎，進行研發、製造產品或提昇產品品質，改善人類生活素質之科學技術。利用生物（動、植物或微生物）或其產物來生產對人類醫學、食品、農業、有用的物質或生物。醬油、啤酒發酵、抗生素、疫苗、水果、花卉、農作物改良育種1-2傳統生物技術19世紀生產乳酸、酒精、麵包酵母、檸檬酸等微生物發酵生產生產，可分三步驟上游處理過程：對材料進行加工，做為微生物營養能量來源發酵與轉化：發酵-微生物大量生長。轉化-微生物生理特性的改變。連續生產某一目的產品。下游處理過程：產物的純化過程生物轉化困難-改良菌種（誘導突變：化學藥劑、紫外線照射）改善幅度有限-侷限於化學、微生物工程改以DNA重組技術1-3現代生物技術表1-1生物技術發展史應用範圍廣闊：食品、醫藥化工、農業、環保、能源、國防等。DNA重組技術定義：針對不同生物的遺傳基因，進行基因的切割、拼接、重新組合，再轉入生物體內1973Boyer,Cohen發明。利用限制酶切割DNA，再與質體接合，轉形重組DNA到大腸桿菌……益處：短時間可分離、鑑定、複製基因提高轉化效率、簡化生產過程、以植物或動物當生產工廠、縮短開發時間蛋白質工程瞭解蛋白質DNA編碼序列蛋白質的分離與純化序列分析、結構與功能分析細胞工程：採用組織與細胞培養技術體細胞融合：融合兩種不同種細胞細胞核移植：複製動物染色體片段重組：改變生物遺傳特性，獲得新染色體組合酶工程生物體內具催化作用的特殊蛋白質增快反應速率，本身不參與反應反應效率高、產物污染小、低耗能、易控制食品工業、醫藥工業複製技術無性生殖：體細胞取代生殖細胞。遺傳基因與原生物完全一樣1996桃麗羊現代生物技術的發展趨勢(一)細胞培養(cellculture)離體授精(invitrofertilization-invivo-denovo)基因序列解讀技術(genesequenceanalysistechnique)生物資訊學(bioinformatics)結構生物學(structuralbiology)基因體學(genomics)蛋白質體學(proteomics-proteingenomics)現代生物技術的發展趨勢(二)幹細胞研究(stemcell)基因轉殖生物(transgenicorganisms)組織工程(tissueengineering)複製動物(cloninganimals)基因治療(genetherapy)功能性基因體學(functionalgenomics)現代生物技術的特點基因操作技術不斷改善，加速商業化與應用基因工程藥物與疫苗研發加快，前景看好基因轉殖動植物已獲重大進展，農林漁牧新契機闡明生物基因體的結構與功能人類重大疾病相關微生物農作物產量、質量、抗蟲、抗病基因治療的進展蛋白質體學-功能基因體學、結構生物學、生物資訊學之整合網際網路網路技術蓬勃發展，加速資訊流通現代生物技術的商業化終極目標生產商業產品如：胰島素、乾酪凝乳用酵素、基因轉殖蕃茄(1994)、大豆、玉米中小型生技公司為研發新藥前驅者藥物研發到上市需5-10億美金技術專家大藥廠購買其專利臨床試驗生產線行銷通路規模與產值超過5000億美金醫藥產業最大、檢驗試劑、農業生技、特用化學品台灣-挑戰2008：國家發展重點計畫兩兆雙星-『半導體、影像顯示器』『數位內容、生物技術與醫藥工業』水產養殖、食品生物技術海洋生物萃出物健康食品：紅麴、靈芝、冬蟲夏草、樟芝世界各國對生物技術產業的投入

台灣生技新藥研發現況~大分子蛋白質藥品台灣生技產業近年投資概況資料來源：經濟部生物技術與醫藥工業發展推動小組整理,2007資料來源:經濟部生物技術與醫藥工業發展推動小組,2008現代生物技術的發展願景醫療的用途診斷試劑、藥物的發展、疫苗新技術的發展、基因治療、癌症治療、器官醫療、組織工程動物胚胎移植技術畜牧業品種改良Prion基因剔除牛隻（不會產生狂牛症）農業生物技術組織培養觀賞用花卉-蘭花農業生技產品：彩色海芋資料來源：農委會資料來源：邰港生技漁業生技-觀賞用螢光魚生技動物模型-轉殖基因螢光鼠參考資料：國家衛生研究院電子報第169期醫藥生技動物模型資料來源：麻省理工學院Dr.JayVacanti(影片:ear1.mpg)現代生物技術對人類與環境的影響的便利性更準確診斷、預防或治療慢性病、傳染病和遺傳疾病提高農作物產量，使作物能抗蟲、抗病、抗旱以微生物或動植物當作生產工廠，製造藥物、胺基酸、蛋白質等創造優良血統家畜或寵物簡化環境污染物和廢棄