染色體與DNA
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(2) DNA →. →. 2.
(3) 3.
(4) 《創世第八天》推薦文 在上帝創世之初，宇宙經過了六天才 由空虛渾沌進入規律次序，第七天在 規律次序中安息。讀這本《創世第八 天》，激起我在1980年聽華生演講前 一天的那種興奮。要站上巨人的肩膀 並不容易，但本書靈巧地串接了許多 情節而使情境栩栩如生，能引領讀者 與這些影響世界的科學家在書中面對 面一如目睹。. 《創世第八天》推薦文 看他們各有人性上的超越與缺陷，需 要別人的合作卻常常懷疑、批評、爭 辯，他們才華出眾卻也會出錯。創世 第八天，宇宙仍依律運行，故事卻多 了人類的共寫，且看他們如何在理論 的攻防中揭發生命規律次序的祕密。. 4.
(5) 生命的特徵. (b) Evolutionary adaptation (a) Order (c) Response to the environment. (d) Regulation. (e) Energy processing. (f) Growth and development. (g) Reproduction. Discovery Channel. 生物組成層次. 5.
(6) End of your trip!. 染色體與DNA. ‧染色體是什麼？ ‧染色體在哪裡？ ‧染色體作什麼？. 6.
(7) Prokaryotic cells: Do not contain a nucleus Pili: attachment structures on the surface of some prokaryotes Nucleoid: region where the cell’s DNA is located (not enclosed by a membrane) Ribosomes: organelles that synthesize proteins Plasma membrane: membrane enclosing the cytoplasm Cell wall: rigid structure outside the plasma membrane Capsule: jelly-like outer coating of many prokaryotes. Bacterial chromosome. 0.5 µm. (a) A typical rod-shaped bacterium. Flagella: locomotion organelles of some bacteria. (b) A thin section through the bacterium Bacillus coagulans (TEM). DNA located in a region called the nucleoid. 21世紀 生物科技. → 明日之星. 生活化詞彙生物化： 種子隊(球員)、病毒、疫苗、雛形、變態、 小馬、鼠、神經網路、蘋果、(千禧)蟲…. - 但生物科技的物質基礎何在？ -. 7.
(8) 孟德爾遺傳： 如何控制生物的遺 傳特質是起自孟德 爾教士的豌豆實驗. 孟教士的 神來之比. 8.
(9) 洒吞及巴夫來. 白眼的性聯性狀在性染色體上. 9.
(10) 核型分析. 10.
(11) DNA is the genetic material • Griffith, 1928 – Pneumococcus – Transforming principle • Avery, 1944 – Protease K – DNAase • Hershey and Chase, 1952 – Phage T2. 11.
(12) 12.
(13) 13.
(14) THE MOLECULAR BASIS OF LIFE. 啊！ Look！ DNA！. 14.
(15) Nucleotides • Pentose – DNA : 2’-deoxyribose – RNA : ribose • Phosphate • Nitrogenous base – Purine base : adenine(A), guanine(G) – Pyrimidine base : cytosine(C), thymine(T), uracil(U) • Nucleoside. 15.
(16) DNA is right-handed. 16.
(17) Denature • • • •. Heat Acid Base Application – Homology – PCR – hybridization. What is a gene ? • The segment of DNA involved in producing a polypeptide chain. 基因在染色體上. 17.
(18) Central Dogma. How many genes are there ?. 18.
(19) Sequencing. 19.
(20) DNA replication. Semiconcervative. 20.
(21) DNA polymerase • Bacterial DNA polymerase ( in E. coli ) – DNA polymerase I : repair, removing RNA primer, filling in short single strand regions in dsDNA – DNA polymerase II : repair – DNA polymerase III : de novo DNA synthesis • 5’-3’ polymerase • 5’-3’ exonuclease • 3’-5’ exonuclease. 21.
(22) 22.
(23) Topoisomerase DNA gyrase. 23.
(24) DNA時代 基因學被譽為20世紀最為重要的科 學研究，影響所及甚鉅，人類在新 世紀中許多疾病可以治癒，壽命可 以延長到 100 餘歲，結合複製技術 還可以按照所要條件訂做後代，衝 擊現存各層面的法律和道德秩序， 也改變整個社會的生活。. 生物科技 定義：. 利用生物特性來 製造生物產品、 解決生活問題、 增進生活素質的 科技. 24.
(25) DNA與生物科技的發展 • • • • • • • •. 1953年Watson and Crick的DNA雙螺旋 1973年Cohen and Boyer的基因重組質體 1975年Kohler and Milstein的融合瘤細胞 1982年FDA核准基因工程製造的胰島素 1993年基因食品(GMO)的綠色革命開始 1996年複製羊桃莉的誕生 2001年基因改造猴安迪的誕生 生產醫療、工業、農業、能源產品，為健康、 糧食、環境提供有希望的遠景. 生物科技 的誕生︰ 今日的重組 DNA 技 術全都仰賴… 1953年Watson and Crick 的DNA雙螺 旋. 25.
(26) 複製. 複製 複製. 複製. 複製. 複製機. 複製羊：桃莉 複製羊：桃莉 1996.07.05 1996.07.05 出生 出生. 複製羊桃莉有幾個母親？. Dolly cloned by Wilmut by transplanting the nucleus of a dedifferentiated mammary cell from one sheep into an unfertilized, enucleated egg of another sheep.. 26.
(27) 複製羊桃莉 的誕生： 1. 乳腺細胞 的細胞核 2. 卵母細胞 的細胞質 3. 代理孕母 羊的子宮. 27.
(28) 28.
(29) 基因複製的魅力. 29.
(30) 30.
(31) 第一隻帶有 人類生長激 素基因的 基因改造鼠. 31.
(32) 生物技術與人類生活. 生物技術的應用 • 遺傳育種山綿羊、馬鈴茄 遺傳育種 • 植物發育調控 • 影響產量性狀 – 抗蟲, 抗病, 固氮作用, 光合效率 • 速長家禽、家畜、養殖漁業、高蛋白 米、 • 環境逆境 – 耐旱, 耐鹽, 耐熱, 耐浸水, 耐寒 – 耐重金屬, 耐空氣污染. 32.
(33) 33.
(34) 要轉殖那些有用的植物基因 ? 抗病毒基因：菸草抗TMV病毒N基因 抗細菌基因：阿拉伯芥抗細菌斑點病基因 抗真菌基因：抗真菌Melampsora lini 抗線蟲基因：chitinase, collagenase 花色基因：花青素、類胡蘿蔔素合成基因 植株型態基因：高度、分枝性基因. 基因食品優點： • • • • • •. (1)增加耕地面積，解決糧食短缺 (2)減少農藥使用，避免環境污染 (3)節省生產成本，降低食物售價 (4)增加食物營養，提高附加價值 (5)增加食物種類，提昇食物品質 (6)促進生產效率，帶動產業發展. 34.
(35) 基因改造食品 疑慮重重 食用不會有危險性嗎？ 真的可以減少殺蟲劑的 環境污染嗎？ 真的不會破壞食物鏈或 生態的平衡嗎？ 昆蟲或病菌真的不會產 生抵抗力嗎？ 販賣時要特別標示嗎？. 35.
(36) GMO3W. 生物科技的未來 • • • • • •. 野生物種基因銀行建立 掃瞄及修改有缺陷的基因 基因破解是否破解人類命運 疫苗與環保大量使用生物科技 親源鑑定、先存DNA的研究 器官移植、胚胎複製、人工授精、醫藥 科技、低溫生物學(Cryobiology). 36.
(37) 親源鑑定 聲稱父親. 侏儸紀公園美夢成真 不需要去尋找恐龍蛋 先決條件在先存DNA. 37.
(38) 第一隻基因改造猴 安迪. 38.
(39) 基因改造？從此不再弱肉強食？. 生物科技解 決人類問題. 基改 食品. 39.
(40) 生物科技也帶來新的挑戰 • 安樂死、墮胎、器 官移殖、胚胎複 製、基因工程、生 態倫理、低溫生物 學，牽扯問題非常 複雜，不宜過分簡 化。. 生物科技發展引起的爭議 生命專利權？ 道德及法律問題 噴藥等於噴細菌 聲稱母親 反基因聖戰、誓死反對、盲從反對 由誰來控制生物遺傳的特質？ 環保、動植物保護、農、漁、牧、宗教 人士、及一般民眾心裏憤怒的反對聲音 • 生命成為一組可以隨時修改的程式，可 被人任意隨人意來操控？ • • • • • • •. 40.
(41) 思考題 你贊同複製 人嗎？. 41.
(42) 你如何看生命的意義？. 42.
(43) 現代社會宜有的心態 • 阻止生物科技發展為時已晚 • 防護措施應該走在應用之前 • 生物科技雖然專門，仍應設法多多了解，特別 是它的發展情況 • 生物科技怎樣發展，看誰在揮舞神的權杖 • 人人有責：可以用關心、輿論、立法來導引生 物科技的方向 • 正如醫生首重醫德，操縱生命密碼的人，應該 有科學良心 • 生物科技是中性的，為善為惡在乎一心. 43.
(44) 當代科技是 相當晚近才 興起的. 在科技發達以 前，倫理已經存 在了數十個世 紀，作為人類生 存與社會生活的 最高指引. 44.
(45) 省思關鍵在於如 何在現代生活中 認識生命的意義. 45.
(46) 人究竟是什麼?. 46.
(47) 面對問題︰人是什麼? 帶了多少個人類的基因之後 就可以算是一個人？器官移 植、胚胎複製、人工授精、 安樂死、墮胎、胚胎複製、 基因工程、生態倫理 、醫 藥科技、低溫保存、複製人. 請你思考的問題. 複製人？ 你贊成複製人嗎？ 被複製人的人有自己的意願嗎？ 他知道自己是複製人能快樂嗎？ 人可以沒有自我意識而存在嗎？. 47.
(48) 量的不同呢？或是質的不同？. 48.
(49) 人類真正的福音？ 生物科技明日之星 生物科技改良人類及動植物遺傳 性質，生產醫療、工業、農業、 能源產品，為人類健康、糧食、 環境提供有希望的遠景，是否為 人類真正的福音？. 打開遺傳物質之謎. 49.
(50) 打開了一本 屬於高中生 的生命科學. 基因改造能改變生命的特質？. 50.
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