生物科技的發展

生物科技是利用自然界的現有資源，透過科學理論加以研究推 廣。將生物可利用的特性發揚光大，藉此達到改善生活的目的。生物 科技應用範圍甚廣，食、衣、住、行、育、樂都在應用的領域之中。

此一科技也將會是二十一世紀之後的明星產業，人們的生活將處處可 見生物科技帶來的影響。

生物技術被世界各國視為一項新技術，它對於提升國力，迎接人 類所面臨食物短缺、健康問題、環境問題及經濟問題的挑戰是至關重 要的，所以許多國家都將生物技術確定為增強國立和經濟實力的關鍵 性技術之首要(萬少濤，2006)。

依據國科會科學技術資料中心所做的定義：「生物科技是利用生 物程序、生物細胞或其代謝物質來製造產品，改進傳統程序，以提昇 人類生活素質之科學技術」。生物科技是一門跨領域的學門，包括了 生物、化學和工程等領域，其應用範圍涉及農業、製藥工業和環保工

業等。生物科技主要的六大方向為基因操作、細胞核操作、染色體操 作、細胞操作、細胞和組織的培養、酵素微生物的固定等。

一、傳統生物科技

生物科技的啟蒙，一般認為是始於法國科學家巴斯德，他在 1857 年發現了發酵現象，之後微生物被大量運用，巴斯德也因此被稱為生 物技術之父。

隨著科學的發展，1940 起人類便開發出在無菌狀態下進行的生物 技術產程。1960 年之後，微生物開始被拿來用來當作生產蛋白質的工 具，這時科學家們已建立起遺傳工程及重組 DNA 的技術。目前微生 物發酵仍是生物科技中應用最為成熟的技術，廣泛運用於食品及製藥 工業上(國立科學工藝博物館，2006) 。

二、現代生物技術

(一) 、組織培養技術：試著將細胞分離出來，然後在試管裡進行 人工培養，讓細胞大量地合成有用的物質。

(二) 、基因重組技術：是以遺傳基因工程方法將植物、動物或 微生物等生物體改良其特性，而達成的一種新生命體。其基本原理是 利用能切割特定DNA序列的限制酵素，將來自不同生物的DNA作切

割，再以連接酵素連接帶有相同切口的DNA片段，如此，在應用上便 可將一些特殊DNA片段與載體進行接合，形成重組DNA，如果再將這 重組DNA，經轉形的作用送入宿主細胞中，經由宿主細胞的不斷分 裂，便可持續的複製這DNA片段。

(三) 、蛋白質工程技術：藉遺傳工程的手法，把該酵素的基因 選殖出來，試著改變基因上面的特定核酸，就可影響改變所表現的蛋 白質的胺基酸序列。

(四) 、細胞融合技術：是一種新的獲得雜交細胞以改變細胞性能 的技術。細胞融合可以在分類學上親緣關係較遠的生物之間進行，因 此它不但是菌種改良的一種重要手段，而且是動物或植物品種改良的 一種有潛力的方法。 (國立科學工藝博物館，2006)

三、台灣生物科技的發展

1980年，政府將生物科技列為八大重點科技之一，在1995年訂定 了「加強生物技術產業推動方案」，1996年成立臺南科學園區，內設 有農業生技專業區；同一年也設立了國家衛生研究院。自1997年開 始，每年均召開一次國家生技策略會議。而經濟部亦成立生技及醫藥 推動小組，修訂許多生技相關投資及驗證的法規。2000年，政府將生 物技術列為十大新興工業之一，工研院亦設立「生物醫學工程中心」，

2001年規劃成立研究型「竹南生物技術專業園區」以及國家級基因體 研究中心，顯示出政府對生技產業的重視(國立科學工藝博物館，

2006)!

第二節 永續發展教育與生態保育

永續發展教育是指經由教育過程，達到環境、社會及經濟的永續 發展。依據近年來建立的全球共識，「永續發展」是指滿足當代的需 要，同時不損及後代子孫滿足其本身需要的發展。

由於人類活動對自然環境的影響日漸加重，因而與環境相關的課 題已成為世界各國刻不容緩的研究對象。環境問題對人類生活空間的 衝擊及威脅，已由地區性轉為區域性、甚至全球性；在資源利用上，

也將對後代產生影響。因此，現在對於生態保育議題的討論都以世界 觀點探討為出發。並且呼籲世界各國及其公民，除了關心當地及日常 的環境問題以外，更要建立廣視野的環保概念，以前瞻性的行動關切 全球性的環境危機(王鑫，1999) 。

一 般 而 言 ， 環 境 教 育 最 早 起 源 於 保 育 教 育 （ Conservation Education）。在十九世紀前後，當時美國人民為了發展工業，導致自 然 生 態 系 的 破 壞 和 環 境 品 質 惡 化 ， 因 而 引 發 了 美 國 的 保 育 運 動

（American Conservation Movement）。保育運動自始即強調教育，並

力求結合教育界人士傳播自然資源保育的重要性，隨後更衍生成為環 境保育教育。

國際間對環境問題已呈現關切，上述國際公約所訂定的相關作 法，在精神上，包含「保育」和「永續發展」等概念；要求的則是「改 變」（Change），即改變人類傷害環境的錯誤集體行為和個人行為。

「保育」的定義，在世界保育方案（World Conservation Strategy）中即 明白地闡述，指管理人類利用環境資源的行為，使我們生存的環境能 在現代提供最大的永續利益，而且又能維持滿足後代需求和期望的潛 力。「永續發展」則是指在維生體系容納量的範圍裏，致力於改善人 類生活品質的行為（Caring for the Earth，1991）。

如何達到「保育」和「永續發展」的目標呢？前述的國際活動都 提出了一些行動方案。其中，尤以『世界保育方案』、『我們共同的 未來』、『西元兩千年後的環境展望』、『關懷地球』、『全球生物 多樣性保育策略』以及『二十一世紀議程』等最具共識，也引起了廣 泛的回響（王鑫，1994）。

行政院經建會於一九九六年八月設置「國家永續發展論壇」，提 供公共參與的場所，讓產官學研各界，對有關永續發展的相關議題經 過公開、廣泛的討論後，產生交集、建立共識，研訂適合我國國情及

符合國際趨勢的永續發展政策綱領，提供政府研擬相關政策與措施的 參考（經建會及工業技術研究院能源及資源研究所，1997）。一九九 七年，完成「中華民國永續發展策略綱領」建議案。

「中華民國永續發展策略綱領」（經建會、工業技術研究院能源 資源研究所，1997）建議我國推動永續發展的基本原則應包括：世代 公平、環境保護與經濟發展平衡考量、外部成本內部化、重視科技、

系統整合、優先預防、植根社會、廣面參與決策及國際化等九項原則。

此外，並建議在經濟方面，應配合自由化、國際化、制度化，提供市 場與經濟誘因，厚植科技基礎，以及建立產業界和民眾、政府部門的 溝通機制；在環境方面，著手調查自然資源分布與承載量，維護生物 多樣性，加強水量與水質保護，防止土壤污染，加強興建環境基礎設 施，抑制溫室氣體排放；在社會方面，重視全民優生保健，落實社區 總體營造，推動都市更新，促進城鄉永續發展，規劃省能源、低污染 之運輸工具，以及發展大眾運輸系統；在整體推動方面，建立有效機 制、加強教育宣導及強化行政管理，以擴大社會參與，形成國家永續 發展政策。這些議題都構成永續發展教育的內涵。

第三節 生物科技在生態保育之應用

以 分 子 生 物 為 基 礎 而 興 盛 之 現 代 生 物 技 術 ， 在 生 態 保 育 方 面 之 應 用 ， 則 至 少 有 下 列 幾 個 方 向(徐源泰，1999)：

1. 鑑 定 及 分 類

正 確 快 速 的 分 類 ， 是 生 態 保 育 工 作 之 基 礎 。 早 期 物 種 的 分 類 主 要 依 形 態 外 觀 、 及 生 化 代 謝 相 似 性 為 依 據 。 近 來 由 於 分 子 生 物 學 的 快 速 發 展 ， 許 多 以 核 酸 及 蛋 白 質 為 目 標 的 分 類 方 法 ， 已 經 發 展 成 熟 。 在 應 用 上 ， 分 子 分 類 法 ， 不 但 快 速 且 正 確 性 高 。

2. 減 少 棲 地 開 發

藉 由 遺 傳 工 程 方 法 ， 可 減 少 或 維 持 現 有 耕 作 面 積 ， 以 供 應 增 加 中 之 人 口 ， 而 避 免 熱 帶 雨 林 或 生 物 棲 地 的 過 度 開 發 。 而 由 於 作 物 品 種 的 高 度 改 良 ， 印 度 不 但 在 人 口 增 加 兩 倍 後 ， 還 反 從 糧 食 供 應 缺 乏 成 為 今 日 之 糧 食 出 口 國 。

生 物 技 術 的 另 項 價 值 ， 即 在 微 調 作 物 品 種 之 生 理 性 狀 、 或 開 發 新 適 地 作 物 ， 已 減 少 改 變 環 境 之 手 段 所 帶 來 的 生 態 衝

擊 。 例 如 ， 為 達 到 耕 地 面 積 不 增 加 的 目 的 ， 可 以 採 用 增 加 年 栽 植 次 數 來 達 成 ， 如 水 稻 的 冬 季 栽 培 。

3. 物 種 保 育

多 物 種 由 於 環 境 與 棲 地 的 破 壞 ， 正 瀕 臨 絕 滅 。 生 物 技 術 的 許 多 基 礎 技 術 如 :遺 傳 工 程 、 重 組 DNA、 細 胞 融 合 、 組 織 培 養 、 複 製 技 術 等 ， 都 可 用 於 瀕 臨 絕 滅 物 種 之 保 育 並 有 許 多 成 功 的 例 子 。 對 某 些 難 以 復 育 之 物 種 而 言 ， 生 物 技 術 亦 至 少 可 以 保 存 其 基 因 特 質 以 供 將 來 使 用 。 尤 有 甚 者 ， 生 物 技 術 科 學 家 們 目 前 亦 試 圖 自 化 石 、 琥 珀 中 ， 重 建 已 滅 絕 之 物 種 。 生 物 產 業 亦 可 間 接 回 饋 物 種 保 育 之 工 作 。 例 如 ， 近 來 相 當 熱 門 之 紅 豆 杉 醇 ， 其 原 始 來 源 太 平 洋 紫 杉 ， 不 但 稀 少 且 生 長 極 為 緩 慢 ， 做 為 提 煉 藥 物 之 來 源 不 但 緩 不 濟 急 且 會 危 害 此 瀕 臨 絕 種 之 物 種 。 以 現 代 技 術 而 言 ， 在 了 解 其 結 構 後 ， 化 學 合 成 已 非 難 事 ， 但 更 有 效 的 即 為 利 用 生 物 技 術 ， 如 以 組 織 培 養 遺 傳 工 程 改 造 後 之 組 織 細 胞 來 大 量 生 產 。 此 舉 ， 亦 間 接 幫 助 太 平 洋 紫 杉 之 復 育(徐源泰，1999)。

第四節 生物科技在生態保育之展望

在 生 態 保 育 時 ， 微 生 物 遺 傳 資 源 是 經 常 被 忽 略 的 族 群 。 事 實 上 ， 微 生 物 是 維 持 地 球 生 態 平 衡 最 主 要 之 貢 獻 者 。 除 了 在 自 然 界 中 扮 演 分 解 者 之 重 要 角 色 外 ， 亦 為 人 類 文 明 提 供 重 要 幫 助 。 所 以 ， 在 生 物 科 技 應 用 在 生 態 保 育 之 展 望 ， 可 利 用 分 子 生 物 為 基 礎 ， 藉 由 核 酸 分 子 探 針 直 接 偵 測 樣 本 之 分 子 分

在 生 態 保 育 時 ， 微 生 物 遺 傳 資 源 是 經 常 被 忽 略 的 族 群 。 事 實 上 ， 微 生 物 是 維 持 地 球 生 態 平 衡 最 主 要 之 貢 獻 者 。 除 了 在 自 然 界 中 扮 演 分 解 者 之 重 要 角 色 外 ， 亦 為 人 類 文 明 提 供 重 要 幫 助 。 所 以 ， 在 生 物 科 技 應 用 在 生 態 保 育 之 展 望 ， 可 利 用 分 子 生 物 為 基 礎 ， 藉 由 核 酸 分 子 探 針 直 接 偵 測 樣 本 之 分 子 分