1. 班級:118
座號:32
姓名:陳浩鑫
資訊科技發展—生物醫療

2. 報告大綱
• 許多電腦軟體除了應用於教育、軍事、航太外，最重要的應該是有關於生物
醫療這方面對於人類的影響。
如基因工程分析軟體、遠距看診X光片
課本P‧338

3. 內容主要參考網址
• http://mag.udn.com/mag/newsstand/storypage.jsp?f_ART_ID=429315
• https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%94%9F%E7%89%A9%E6%8A%80%E6%9C%AF
• http://203.145.193.110/NSC_INDEX/Journal/EJ0001/9301/9301-03.pdf
• http://tns.ndhu.edu.tw/~life-science/03/3.htm

4. 報告內容
• 藉由生物技術研發藥物:人類的生物醫學便一直
強調對抗病菌的發展與治療，運用新發現的技
術與藥物有效消滅這些細菌，卻忽略了人體本
身具有的自癒能力與免疫功能，而且沒有尊重
共同生活在地球的病毒與細菌，甚至因為使用
這些消滅細菌的技術與藥物，而破壞了人體內
自然的細菌，同時也殺害人體內有益的細菌，
破壞人體腸內細菌叢的平衡，讓往後的消化系
統出現不可預期的疾病，這就是目前主流的對
抗式醫療。

5. 2012年諾貝爾獎：誘導式多功能幹細胞
誘導式多功能幹細胞，最初是日本教授在2006年，利用病毒載體將四個轉錄因數的組合
轉入分化的體細胞中，使其重編碼而得到的類似胚胎幹細胞的一種細胞類型。隨後，世
界各地不同科學家陸續發現其他方法，同樣也可以製造這種細胞。
2007年11月20日，美國威斯康辛大學的研究小組在《科學》雜誌發表體細胞轉變成誘
導式多功能幹細胞的成果，而日本大學教授領導的研究小組，也於同日在《細胞》雜誌
發表類似的研究結果。
緊接著皮膚細胞轉為幹細胞後，美國生物醫學研究所研究團隊用來自患病小鼠尾巴的皮
膚細胞，產生誘導式多功能幹細胞，以健康的基因取代涉及鐮刀形紅血球貧血症的基因。
當這些誘導式多功能幹細胞發育成造血幹細胞後，研究人員將其移植到供體小鼠，這些
細胞在小鼠身上開始產生健康的血球，導致這些小鼠的疾病症狀有很大的改善。
誘導式多功能幹細胞並非源自胚胎，因此，避免了道德倫理上的爭議，但用誘導式多功
能幹細胞治療人類疾病，仍然需要克服許多關鍵的問題，例如，添加4個重新編碼基因
或取代疾病細胞中有缺陷基因的方法，都可能導致癌症的發生。
在誘導式多功能幹細胞被考慮用於人類療法之前，研究人員需要發展出更安全的方法來
解決這些疑慮。
由於幹細胞是生物醫學未來發展重要趨勢之一，誘導式多功能幹細胞並非來自胚胎細胞，
因此榮獲2012年諾貝爾生理醫學獎的殊榮，為幹細胞研究領域樹立新里程盃，獲獎可說
是實至名歸。

6. 生物晶片
1.生物晶片簡介
生物晶片是一種微型裝置，利用微電子技術將大型的儀器微小化，在微小化的
裝置上放置多種特定的生物材料，這些生物材料可以與其他物質發生特異性的
生化反應，反應後的訊息可被即時定量，此種結合微電子、微流體與生物技術
的微型裝置稱為生物晶片。而生物晶片最早發展為生物感測器的形式─即為結
合可用的生物分子（如酵素、抗體、核酸、微生物等）配合化學或物理換能器
進行訊號轉換（處理並放大由換能器轉化而來的訊號）與資訊輸出（將接受到
的訊號經處理後以使用者亦於了解的文字、圖形來呈現）。生物本身就具有各
式各樣的化學量感測功能，包括味覺、嗅覺、內分泌系統的荷爾蒙受體、神經
傳導系統的神經化學傳遞物質、受體蛋白、酵素與基質、免疫系統中的抗體─
抗原免疫反應與基因的混交互補反應等。因此生物體本身是一個化學受體的集
合體。這些化學受體均具有高度的選擇性與靈敏度，可以取用為特定物質之分
子辨識材料來源。因此以生物科技方法獲取上述特定的生物活性分子，結合精
確且回應快速的物理換能器，再融入電子、資訊科技，整合成創新性生化檢測
儀器、生物晶片、生物電子產品，應用於醫療診檢（免疫檢驗、用藥追蹤、基
因篩檢、呼吸檢測等）、化學及食品工業製程監測、環境監測（臭味、異味與
毒物）、農業產品檢疫（病源、製藥殘留、抗生素殘留、...等）、海關安檢
（違禁毒品走私、爆裂物等）、民生產品（如茶、咖啡、香水、化妝品、酒、
油脂...等）及安全防禦用途。

7. 生物技術在農業上的應用:
糧食與農產品的增產，以及抗病品種的育成，在開發中國家如非洲和大陸等地區是相當
重要的，其中以抗病基因的轉殖成效最為快速與顯著。植物生物技術可區分為植物組織
培養技術及基因轉殖技術。植物組織培養技術，主要是基於每一個植物細胞都有潛力進
行複製、分化、發育成一株完整植株的特色。此項技術應用範圍廣泛，大致可分為：用
來生產無病種苗；採用懸浮方式大量培養細胞，做為抗病育種的篩選
材料；利用細胞融合方式，從事雜交育種工作，以節省傳統育種過程所需耗費的土地、
人力與時間；用來保存種原，增進生物的多樣性，避免原生種因生態環境的人為破壞而
滅絕；商業化的大量繁殖、生產苗種，台灣大宗外銷的蝴蝶蘭，其瓶苗生產即是利用此
一技術；以及用來生產抗癌藥物如紫杉醇等醫藥品及工業原料。基因轉殖技術，是基因
重組技術與植物組織培養技術二種技術的結合。此一技術可以將來自微生物、動物或植
物的外源基因導入植物24 科學發展 2004年1月，373期體中，藉以改變植物的各項特質，
或利用植物做為生產工廠。此一技術的發展，打破了種間雜交不親和性的傳統育種藩離。

8. • 以下列舉一些基因轉殖植物的應用。改變植物的栽培與生產方式，提高
生產力──由於雜草與作物競爭養分與空間，導致作物生長速率降低，於
是開發抗殺草劑的基因轉殖植物成為努力的方向。此型植物也是目前栽
植面積最多的基因轉殖作物，美國種植的大豆大約70％是具抗殺草劑的
基因轉殖大豆。改變觀賞植物的外表性狀，如改變花卉作物的花色──目
前在市面上所看到的藍色玫瑰花、淡紫色康乃馨等都是基因轉殖的產品，
這些花色利用傳統雜交育種方法是無法達成的。增進食物的營養及風味
──第三世界國家的兒童，每年因為維他命A缺乏，導致各種疾病而死亡
的人數高達百萬人。瑞士科學家利用基因轉殖技術開發出的黃金米，富
含胡蘿蔔素，可以做為維他命A的豐富來源，有助於解決此一營養缺乏問
題。

9. 生物科技的應用
醫療領域在目前這方面的研究受到極大的注目。像是幹細胞應用於再生醫學領域，如人
工臟器、神經修復等。或是以蛋白質結構解析數據，對於功能性區域（domain）來開發
相對應的抑制劑。利用微陣列核酸晶片，或是蛋白質晶片，尋找致病基因。或是利用抗
體技術，將毒素送入具有特殊標記的癌細胞。或利用基因轉殖技術，進行基因治療等。
基因治療利用分子生物學方法將目的基因導入患者體內，使之表達目的基因產物，從而
使疾病得到治療，為現代醫學和分子生物學相結合而誕生的新技術。基因治療作為新疾
病治療的新手段，給一些難治疾病的根治帶來了光明。
農學食糧人口快速膨脹，食糧問題正是生物技術應用的切入點。在基因轉殖農作物的開
發下，除了轉殖進入抗蟲害基因、抗凍基因外，例如含有維生素A的稻米也問世。在有限
耕地下，轉殖農作物解決了品質上的問題。除此之外，觀賞用的花卉等，也靠著組織培
養的技術，將高品質的花卉複製生產，提高花卉價值。著名的像是台灣的蝴蝶蘭。另外，
經過遺傳工程技術，能產生凝血因子的乳牛也提供醫療用途。生物肥料（biofertilizer）
主要利用微生物技術製作的肥料種類。生物肥料不僅給作物提供養料、改善品質、增強
抗寒抗蟲害能力、還改善土壤通透性、保水性、酸鹼度等理性化特性，可為作物根系創
造良好生長環境，從而保證作物的增產。生物農藥利用微生物、抗生素和基因工程等產
生有殺滅蟲病效果的毒素物質，生產出廣譜毒力強的微生物菌株製作而成的農藥。它的
特點不像化學農藥般見效快，但效果持久。與化學農藥比，害蟲難以產生抗藥性。對環
境影響小。對人體和作物的危害性小。但是使用範圍和方法有限制等等。

10. 軍事科技基因工程武器簡稱基因武器，例子有：插入眼鏡蛇毒液基因的流感
病毒和含有炭疽病毒的大腸桿菌。基因武器的特點是生產成本低、殺傷力大、
作用時間長。對方使用難發現、難預防、難治療。使用方法簡單，施放手段
多。只傷害人，不破壞武器裝備、設施。而且一旦使用會產生強烈的心理威
懾作用。
工業應用在工業上，利用工業菌種的特殊代謝路徑，來替代一些化學反應。
除了專一性提高，也在常溫常壓下，節約能源。也由於專一性高，產生的廢
棄物量低，也因此被稱為綠色工業。
環境保護當環境受到破壞，可以利用生物技術的處理方式，讓環境免於第二
次受害。生物具有高度專一性，能針對特殊的污染源進行排除。例如運輸原
油的郵輪，因事故，將重油污染海域，而利用分解重油的特殊微生物菌株，
對於重油進行分解，代謝成環境可以接受的短鏈脂肪酸等，排解污染。此外，
土壤遭受重金屬污染，亦可利用特定植物吸收污染源。

11. 相關影片
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12. 相關書籍
http://www.books.com.tw/exep/prod/magazine/mag_retail.
php?item=R030043220
BBC Knowledge雜誌
http://sa.ylib.com/ 科學人雜誌
http://www.inewton.com.tw/Newton量子科學雜誌

13. 問題:
生物醫療牽扯到許多的科技與
技術，可能還有關係到人權的
問題，那在生物醫療發展的同
時如何完善的考慮到這些問題??

14. 請問大家有問題嗎??