37. 根據法令規定,使用基因改造黃豆的製品皆需於成分中標示。下列哪一步驟為黃豆改造時
的必經過程?
(A) 黃豆染色體間發生重組
(B) 產生重組 DNA
(C) 將兩黃豆細胞融合
(D) 尋找特殊適應能力的野生種黃豆
統計: A(78), B(295), C(7), D(19), E(0) #2007837
詳解 (共 1 筆)
讓我們分析基因改造黃豆的過程,找出其必經步驟。題目要求判斷在基因改造(genetic modification, GM)過程中,哪個步驟是必須的。
背景知識:
• 基因改造(Genetic Modification, GM):
◦ 基因改造是指通過分子生物學技術,將外源基因(來自其他物種或人工合成的基因)插入目標生物的基因組中,以賦予其新的性狀。
◦ 基因改造黃豆(GMO soybean)常見於農業,例如抗蟲、抗除草劑(如抗草甘膦的「Roundup Ready」黃豆,由孟山都公司開發)。
• 基因改造的一般步驟:
1 選定目標基因:確定需要導入的基因(例如抗蟲基因 Bt 基因,或抗除草劑基因)。
2 構建重組 DNA:將目標基因與適當的啟動子(promoter)、終止子等元件結合,形成重組 DNA(recombinant DNA)。
3 導入目標基因:使用載體(如農桿菌 Agrobacterium 或基因槍)將重組 DNA 插入黃豆細胞的基因組。
4 篩選與培育:篩選出成功整合外源基因的細胞,培育成完整的基因改造植株。
• 基因改造的特點:
◦ 基因改造通常涉及跨物種的基因轉移(如將細菌的 Bt 基因插入黃豆),這與傳統育種(如雜交)不同。
◦ 必須產生重組 DNA,因為這是基因改造的核心技術。
逐一檢視選項:
(A) 黃豆染色體間發生重組
• 分析:
◦ 染色體重組(chromosomal recombination)通常指減數分裂時同源染色體間的基因交換(crossing over),這是自然遺傳變異的機制。
◦ 在傳統育種中,染色體重組是常見的(如雜交育種),但基因改造並不依賴染色體間的自然重組。
◦ 基因改造中,目標基因是通過人工方式直接插入黃豆基因組(通常是隨機插入,或使用 CRISPR 等技術定點插入),不涉及黃豆染色體間的自然重組。
◦ 雖然插入外源基因後,黃豆基因組可能發生微小的重組(例如插入位點的修復),但這不是基因改造的必經步驟,也不是題目中「染色體間重組」的意思。
• 結論:不是必經步驟。
(B) 產生重組 DNA
• 分析:
◦ 重組 DNA(recombinant DNA)是指將來自不同來源的 DNA 片段拼接在一起,例如將 Bt 基因(來自細菌)與黃豆的基因組 DNA 結合。
◦ 在基因改造過程中,必須先構建重組 DNA:
▪ 將目標基因(例如抗蟲基因)與啟動子、標記基因(marker gene,如抗生素抗性基因)等元件拼接,形成一個功能性的基因構築體。
▪ 這個重組 DNA 隨後通過載體(如農桿菌 T-DNA 或基因槍)導入黃豆細胞。
◦ 產生重組 DNA 是基因改造技術的核心,沒有這一步,就無法將外源基因插入黃豆。
• 結論:是必經步驟。
(C) 將兩黃豆細胞融合
• 分析:
◦ 細胞融合(cell fusion)是一種生物技術,通常用於體細胞雜交(somatic hybridization),例如將兩個不同品種的植物細胞融合以獲得新性狀。
◦ 但基因改造不依賴細胞融合,而是直接將外源基因插入單個黃豆細胞的基因組。
◦ 基因改造的典型方法:
▪ 使用農桿菌(Agrobacterium tumefaciens)將重組 DNA 導入黃豆細胞。
▪ 或使用基因槍(particle bombardment)將 DNA 射入細胞。
◦ 細胞融合不是基因改造的標準步驟,也不是必須的。
• 結論:不是必經步驟。
(D) 尋找特殊適應能力的野生種黃豆
• 分析:
◦ 尋找特殊適應能力的野生種黃豆是傳統育種或基因挖掘(gene mining)的步驟,用於發現有價值的基因(如抗病基因)。
◦ 在基因改造中,目標基因通常來自其他物種(例如細菌的 Bt 基因,或人工合成的基因),不一定需要野生種黃豆。
◦ 即使需要野生種基因,也是為了提取目標基因並構建重組 DNA,而不是基因改造的必經步驟。
◦ 基因改造的重點是人工插入基因,而非尋找野生種。
• 結論:不是必經步驟。
結論:
• 基因改造黃豆的必經步驟是產生重組 DNA,因為這是將外源基因導入黃豆基因組的核心技術。
• 其他選項(染色體重組、細胞融合、尋找野生種)都不是基因改造的必要步驟。
正確答案:(B) 產生重組 DNA
補充:
• 實際基因改造黃豆的例子:
◦ 抗草甘膦黃豆(Roundup Ready Soybean):
▪ 孟山都公司將細菌來源的 EPSPS 基因(抗草甘膦)插入黃豆,構建重組 DNA,使用農桿菌轉化技術導入黃豆細胞。
◦ 抗蟲黃豆:
▪ 插入 Bt 基因(來自 Bacillus thuringiensis),產生重組 DNA,通過基因槍或農桿菌導入。
• 法令背景:
◦ 台灣《食品安全衛生管理法》規定,基因改造食品必須標示,例如「本產品含基因改造黃豆」或「非基因改造黃豆」,以保障消費者知情權。