附圖目錄：

圖 一   生物技術的定義與兩大分流

圖 二   現代生物技術的四大主要領域

圖 三   生物技術的四大領域間有極密切的相互關連

圖 四   質體是獨立而可自行複製與表現的環形核酸分子

圖 五   質體本身可複製且隨著宿主菌分裂

圖 六   外來基因可以用限制脢切開並植入質體中表現

圖 七   每股 DNA 都有方向性且均可能被表現出來

圖 八   人體基因與染色體的貯藏類似磁碟片中的檔案與資料夾

圖 九   序列互補的兩條核酸可以專一性地雜合在一起

圖 十   以單性生殖所複製的桃莉羊

圖十一  融合兩種細胞可得到兼具雙方特性的融合瘤

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參考網站： http://juang.bst.ntu.edu.tw/JRH/biotech.htm (本文乃依照該網站之架構寫成)

圖例說明：● 圖片說明文字

圖一  生物技術的定義與兩大分流：

● 生物技術的特點是一定要『有用』，也就是要有科學或產業上的應用價值。傳統生物技術已經在人類社會中流傳數千年，但近代利用分子及細胞層次的操作手法，把生物技術更是推到前所未有的震撼與影響。  

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圖二  現代生物技術的四大主要領域：

● 現代生物技術大約可以分成上面四個範疇，雖然大小比重不一，但都與生物學的最基本『中心教條』有關，也就是『DNA→RNA→蛋白質』的遺傳訊息流程。最新流行的一些生物技術，如生物晶片、胚胎複製等，都包含在以上範疇之內；而奈米生物科技是以新的『超微』角度來看細胞活動，但生物細胞本身的一些巨分子根本就是天然的奈米機器。 

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圖三  生物技術的四大領域間有極密切的相互關連：  

點選下圖中的各主題可連結到本文相關段落

● 核酸、細胞、抗體與酵素四大主題之間，其關係密不可分，也更會互相影響而發展出跨領域的新技術。另外，生物技術與社會、哲學、法律等人文範疇，也是息息相關。因此，生物技術學門的明顯特徵，就是『跨領域』特性極強，除了核心的生物與理工醫等背景之間的跨領域外，其與文法商各領域間的交流與合作也極重要。  

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圖四  質體是獨立而可自行複製與表現的環形核酸分子：

● 質體是造成細菌抗藥性的原因之一，是一個環形的小型核酸，上面帶有若干基因，也會表現出蛋白質來，其中有可以水解抗生素的酵素。質體可以跑出細菌外面，並且到另外一種細菌內複製繁衍，使得後者也產生抗藥性。 

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圖五  質體本身可複製且隨著宿主菌分裂：

● 每一隻細菌獲得一個質體後 (1)，此質體會在細菌內複製 (×100)，而且當細菌分裂長成群落時，裡面的質體也會跟著分裂及複製，假若此群落有一千隻細菌，則質體的數目也會增加一千倍 (×1,000)；這是質體在宿主細胞內的放大效果，而且每一群落裡面所含的質體只有一種，因為都是由最早的那個質體 (1) 所複製得的副本；然後就可從細菌群落中挑出含有目標基因的質體。這整個過程好像在種植分子一樣，稱為『分子群殖 molecular cloning』。 

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圖六  外來基因可以用限制脢切開並植入質體中表現：

● 含有目標基因的外來染色體以限制脢切成小片段的核酸 (右上方)，分別殖入質體得到無數的重組質體，這些重組質體可以進入宿主的大腸菌中 (稱為轉形)，便可以在細菌中複製以放大質體的數目 (見 圖五)。請特別注意每個宿主細菌只能容納一個質體 (1 plasmid, 1 cell)，因此每隻細菌內所複製出來的質體都是相同的。  

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圖七  每股 DNA 都有方向性且均可能被表現出來：

● DNA 包含兩股互補的核酸分子，每股都有方向性 (5'→3')，兩股方向剛好相反，請看箭頭所示。 DNA 在同一個段落中，通常只有其中一股能夠表現，另外一股則不會表現；RNA 依照表現股上面的鹼基序列製造出來 (上面的點線)，然後釋放到細胞質中去合成蛋白質，蛋白質則得以進行種種細胞生理活動。  

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圖八  人體基因與染色體的貯藏類似磁碟片中的檔案與資料夾：

● 細胞核內的遺傳信息好像是存在一張磁片或光碟，此光碟的根目錄下面有 46 個子目錄，分成均等的兩大群，每群分別由精子與卵子獲得 (相似的一對稱為同源染色體)。這些子目錄總共約有三萬多個檔案，每個檔案都可以讀出一個蛋白質 (或核酸 RNA)；所有的檔案加起來的容量共有 3,000 M 位元。 

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圖九  序列互補的兩條核酸可以專一性地雜合在一起：

● 混合兩種核酸後，兩股 DNA 可以因加熱而分開，若這兩種核酸的鹼基序列很相似，則在放冷後會產生含有兩種核酸的雜合形式；通常 DNA 先經電泳分離後，再轉印到薄膜上進行雜合，稱為『DNA 雜合法 Southern hybridization』(下方右)； RNA 也可與序列互補的 DNA 產生雜合，稱為『RNA 雜合法 Northern hybridization』(下方左)。探針是小段的已知核酸，序列與其目標基因的一部份互補，若經標以放射線或螢光，則可以上述雜合法檢定或追蹤目標基因。 

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圖十  以單性生殖所複製的桃莉羊：

● 桃莉羊是由其母親身上取出的乳腺細胞所單獨培養出來的，由於沒有經過授精過程，因此桃莉的遺傳特徵將幾乎與其母親一模一樣。除了技術的突破之外，桃莉的出生證明了動物的體細胞也可以像植物細胞的再生，再度分化成為完整個體。  

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圖十一  融合兩種細胞可得到兼具雙方特性的融合瘤：

● 白血球中的 B 細胞可以製造並且分泌抗體，骨髓癌細胞 NS-1 可以長生不死地活下去，若以化學方法將兩者融合，所得到的融合細胞，將可能兼具雙方的特性，則不但能分泌抗體，也可以永久培養生長。另外，融合細胞所得到的單株抗體，只對抗單一種抗原決定基，有非常高的專一性。 

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End

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建立日期：2002/03/28； 更新日期：2008/02/07  ©