生物技術考古題｜歷屆國考試題彙整

如何解釋人體內「基因數量遠少於蛋白質種類」的現象？（10 分）

何謂「轉錄暫停（Transcription Pausing）」？RNA 聚合酶II 在轉錄起始 後為何要在下游暫停？其生物學意義是什麼？（15 分）

mRNA 技術在新冠疫情間對疫苗之發展貢獻巨大，疫情後這項技術並未 停歇，其中已轉向為個人化精準治療之潛力尤其受到矚目。請以癌症治 療為例，說明其中可能的技術應用。（10 分）

「長壽醫療」在近兩年逐漸轉變為具潛力的分子科學。透過表達「山中因 子（Yamanaka factors ）」，成功在動物模式中實現細胞重新編程 （reprogramming），在不改變細胞身分的情況下扭轉其「表觀遺傳鐘 （epigenetic clocks）」，修復受損的視神經或衰老器官。請說明何謂「山中 因子」？這些因子為何可以讓細胞重新編程？其中的「表觀遺傳鐘」如 何可以修復受損的視神經與衰老器官？（15 分）

說明鹼基編輯（base editing）與傳統CRISPR-Cas9 的技術差異性。精準 基因編輯技術要大規模普及至臨床，最大的技術瓶頸為何？（15 分）

貼附型細胞在繼代培養時，如長期過度使用胰蛋白酶（Trypsin）為何會 破壞細胞表面的受體完整性與後續的信號傳遞？（10 分）

與化學PEG 法相比，「電穿孔細胞融合法（Electro-fusion）」的核心物理 機制為何？它在高價值單細胞融合中具備那些優勢？（15 分）

美國最高法院2013 年著名的Myriad 案（Association for Molecular Pathology v. Myriad Genetics）判決後，如何重塑天然DNA 與cDNA 的 「可專利標的（Patent Eligibility）」標準？（10 分）

請說明從細菌質體構築到大量生產「人類膠原蛋白」的程序，並依序列 出主要步驟。（10 分）

在基因體中有許多片段，除了rRNA 與tRNA 之外，請敘述目前還發現 有那些其他所謂的非編碼RNA（non-coding RNA，只會被轉錄成為RNA 而不會被進一步再被轉譯成為多肽或蛋白質）？他們的功能分別為何？ （20 分）

蛋白質的後修飾作用越來越受到重視，請舉例說明蛋白質的後修飾作用 有那些？並說明這些修飾作用對於該蛋白質或生理功能造成的影響。 （30 分）

請說明過敏發生的原因，以及目前臨床檢測過敏原常用的方式。（30 分）

請說明為何專利當初要以地域性作為申請的依據？（10 分）

國際上的DNA 鑑定多是以CODIS 系統為標準，請說明CODIS 之中英 文全名與原理。（10 分）

欲萃取出細胞或組織中之RNA 時，常會使用TRIzol 或RNAzol 試劑與 氯仿（chloroform），請問其萃取原理與方法為何？有那些方法可以分析 所萃取RNA 的純度與濃度？（20 分）

請說明RT-qPCR、Western blot analysis 與immunohistochemistry（IHC） 三種技術對於偵測基因表現程度之原理與優缺點。（30 分）

何謂exosome？請說明取得的方法及其目前具有潛力的應用。（30 分）

如果以某種細胞或動物疾病模式發現某個化合物A 對該疾病有治療的 效果，請說明這個發現的可專利性，在申請專利的內容中應該要闡述的 重點。（10 分）

遺傳工程技術中，應用在哺乳動物細胞的基因表現載體（expression vector）應具備那些基本元件？並請解釋其功能。（25 分）

請說明傳統疫苗種類，並以我國現行兒童或成人預防接種疫苗舉例說 明。（25 分）

癌症疫苗免疫治療有4 大類平台（cancer vaccine platforms），請說明其 中癌症細胞疫苗（tumor cell vaccine, 例如GVAX）及mRNA 癌症疫苗 （mRNA cancer vaccine）製造原理。（25 分）

植物育種包括傳統育種、誘變育種、基因改造（genetically modified organism, GMO）和基因編輯技術，請說明我國基因改造食品安全性評估 的項目和重點。（25 分）

請說明間質幹細胞（Mesenchymal Stem Cells）的分化能力與在組織工程 上之應用。（20 分）

請解釋動物實驗倫理之3R 原則。（20 分）

請說明基因改造食品（Genetically Modified Foods, GMF）的原理與優缺點。 （20 分）

請問何謂抗生素之抗藥性？請討論臨床上快速篩檢抗生素抗藥性的可 能方法。（20 分）

試討論自然界的生物物質與改質之產品可否專利。（20 分）

甲狀腺癌可以利用競爭性等位基因特異性聚合酶鏈鎖反應（Competitive allele specific TaqMan PCR, CAST-PCR）檢驗方法針對BRAF V600E 基 因突變進行檢驗；請說明CAST-PCR 技術原理。（20分）

請說明蛋白質截斷試驗（Protein truncation test, PTT）原理和應用。 （20分）

流感是一種急性呼吸道傳染病，具有爆發流行及嚴重併發症的特性，對 於民眾的健康威脅甚鉅，請說明流感疫苗之特性。（20分）

全球新冠肺炎（COVID-19）大流行，為保衛大眾健康安全，可藉由病毒 抗原和抗體快篩掌握疫情，請說明SARS-CoV-2病毒抗原和抗體快篩原 理。（20分）

臺灣位於亞熱帶地區，有點熱又有點溼的環境，正是蚊子最喜歡的生長 環境，為登革熱流行高風險地區，請說明登革病毒分離與鑑定。（20分）

單株抗體已用於臨床治療疾病，例如治療類風濕關節炎之Infliximab 單 株抗體和Certolizumab 單株抗體，請說明此二類單株抗體之製造和差異。 （20 分）

2018 年衛生福利部開放6 項自體細胞治療技術，其中包括癌症治療的自 體免疫細胞療法，請說明自體樹突細胞癌症療法（dendritic cell therapy）。 （20 分）

請說明傳統基因轉殖鼠（transgenic mice）之製造原理及應用。（20 分）

請說明Tet-on 真核細胞基因轉錄調控表現系統原理及應用。（20 分）

抗蟲和耐除草劑之基因改造食品已廣泛使用，請說明如何利用農桿菌 （Agrobacterium tumefaciens）轉殖法藉由RNAi 機制製造基因改造食品 之原理。（20 分）

衛生福利部於民國107 年9 月起正式開放自體細胞治療共六項，請列出 其中三項。（15 分）

何謂液態生物檢體（Liquid biopsies）？在癌症的早期偵測診斷，可檢查 那些項目？（15 分）

何謂單域抗體（Single-domain antibody）？試述其在生技產業上有何優 點？（15 分）

新一代肺癌標靶藥物妥復克（Afatinib）可與Epidermal growth factor receptor（EGFR）形成共價鍵結，與前一代肺癌標靶藥物（Tarceva 及 Iressa）相似的是，它們都是結合到EGFR 的ATP 結合區，但是Tarceva 及Iressa 是非共價鍵結，請說明共價鍵標靶藥物可能之優點特性。 （15 分）

試論為何RNA 較DNA 更容易在鹼性溶液中水解？（15 分）

例如Lysine 英文縮寫為K ，請寫出下列胺基酸之英文縮寫： Phenylalanine、Tyrosine、Isoleucine、Methionine 及Asparagine。（10 分）

請說明實驗室診斷非洲豬瘟病毒之方法。（15 分）

2017 年有一篇關於肺臟具有造血功能之重大科學新發現的論文。科學家 利用雙光子活體顯微術（2-photon intravital microscopy）觀察基因工程改 造含螢光報導基因的小鼠，以及進行肺移植實驗，發現肺部含有大量的 巨核細胞（megakaryocyte），起源於骨髓經循環通過肺臟並且在肺部動 態釋放巨量的血小板，約為小鼠個體血小板總產量50%。本篇論文另外 發現在肺血管外部間質，除了含巨核細胞還有造血先驅細胞，這些細胞 可遷移出肺部，彌補缺乏造血功能的骨髓重建血小板，並促成嗜中性粒 細胞、B 細胞、T 細胞生成。 請試述雙光子顯微術的原理，它與共軛焦顯微術（confocal microscopy）相比有那些優勢。（7 分） 科學家以PF4-Cre 及Gt(ROSA)26Sortm4(ACTB-tdTomato,-EGFP)Luo （簡稱 mTmG，亦即membrane-Tomato/membrane-Green）二種品系小鼠交配 產出能專一在巨核細胞及血小板的細胞膜中表現綠色螢光報導基因 的子代小鼠，稱為PF4-mTmG。mTmG 小鼠基因體含有tdTomato 核 酸序列，會在各種組織細胞膜表現紅色螢光。請詳述為何PF4-mTmG 子代小鼠的巨核細胞及血小板可以表現綠色螢光蛋白，而在其他組織 則表現紅色螢光蛋白。（8 分） 本篇論文發現「肺臟具有造血功能」前所未知的現象，請申論這將可 能發展於醫學應用的新方向。（5 分）

請詳述桿狀病毒表現載體系統的原理，並試述此系統在生物科技產業的 應用。（20 分）

CRISPR/Cas9 是最近幾年新發展出的一種基因組編輯技術，請詳述這種 技術的原理，以及生物醫學應用的優缺點。（20 分） 70860

酪胺酸激酶抑制劑imatinib（商品名Gleevec®）是慢性骨髓性白血病 （Chronic Myelogenous Leukemia, CML）的標靶藥物。請試述imatinib 抑 制CML 癌細胞增生的原理，並說明偵測酪胺酸激酶活化的方法。（20 分）

新藥申請進行人體臨床試驗前，需檢附體內外的基因毒性試驗報告資 料，以供審核。請詳述二種基因毒性試驗及其原理。（10 分）

請寫出IRB/EC 英文全名以及中文名稱，並試述IRB/EC 的宗旨、權責、 規範，以及在推動生物科技產業發展的重要性。（10 分）

阿茲海默氏症是失智症中最常見的一種疾病，最近國內有一團隊最新研究證實，腸 道菌相失衡，將加快阿茲海默氏症動物大腦之神經退化，降低活動力與壽命。因此 建議阿茲海默氏症病人應保持腸道健康，避免感染，以免加速疾病惡化。該團隊於 研究中使用「西方墨點法」（Western Blotting ）與「組織免疫螢光染色」 （Immunofluorescent Staining）兩種技術，請說明此兩種技術之原理及其可能如何被 應用於該研究中？（20 分）

承上題，如果研究員因此想比較阿茲海默氏症病人與健康者的腸道菌相是否有所不 同，請敘述該研究員該如何利用非侵入式（non-invasive）方法獲得該項資訊？（20 分）

何謂「誘導式多能性幹細胞」（iPS 細胞；induced pluripotent stem cells, iPS）？請說 明其建立的方法與如何確認成功建立iPS 細胞及iPS 細胞可能的應用。（20 分）

即時定量PCR 技術（real-time quantitative PCR）是目前最普遍的生物技術之一。 試回答下列問題： 說明其可能之應用。（5 分） 其與一般的PCR 有何不同？（5 分） 其中水解探針法（Hydrolysis probe，又名TaqMan probe），因其專一性較高而被廣 為利用，說明此偵測方法及原理。（10 分）

進行一般細胞培養時，若想知道其細胞週期（cell cycle）分布之狀況，常會利用流式 細胞儀做分析。試回答下列問題： 說明細胞週期分成那4 個主要階段？細胞內主要之活動為何？（8 分） 要用流式細胞儀分析之細胞需做那些前置處理？（6 分） 說明流式細胞儀偵測細胞週期之原理。（6 分）

試解釋下列名詞：（每小題5 分，共10 分） 受體拮抗劑（antagonist） 胚胎幹細胞（embryonic stem cells）

具有抑制細胞性免疫反應（cellular immunity）功能的A 蛋白質是由Z 基因所製造 的產物。Z 基因由8 個外顯子（exons）組成，其啟動子（promoter）與第2 號外顯 子（exon 2 ）各有一個已知的單一核苷酸基因多型性（single nucleotide polymorphism, SNP）。今某生物技術公司欲檢測特定族群Z 基因的SNP 分布情 形，建立該族群的Z 基因SNP 資料庫，實驗結果發現位在Z 基因啟動子區域的 SNP 與A 蛋白質的表現量有顯著相關性。試述： 單一核苷酸基因多型性（single nucleotide polymorphism）的定義，並說明SNP 與 一般基因點突變（point mutation）的差異。（5 分） 最常用於檢測SNP 的生物技術方法為何？並說明該技術的原理、材料、實驗步驟 過程與結果判讀方式。（10 分） 試述Z 基因啟動子SNP 可調控A 蛋白質表現量的原因。（5 分）

承上，該生物技術公司接著開始研究A 蛋白質之結構與功能的相關性。結果顯示A 蛋白質的結構是分泌型球蛋白（secretory globulin），其第39 號胺基酸座落於抗原 性最強的抗原決定位（epitope）上。另外，位於Z 基因第2 號外顯子的SNP 會造成 A 蛋白質第39 號胺基酸密碼子（codon）序列的第3 個核苷酸發生變化，而使第39 號胺基酸從半胱胺酸（cysteine）轉變為脯胺酸（proline）。該胺基酸變化不僅影響 A 蛋白質的結構，也使A 蛋白質之抗原性與抑制免疫作用的活性降低。試回答下列 問題： 說明免疫原性（或稱抗原性, immunogenicity）與抗原決定位（epitope）的定義。 （5 分） 試述該SNP 所造成第39 號胺基酸改變，對A 蛋白質結構最可能產生的變化，以 及使其抗原性與活性降低最可能的原因。（10 分） 105年專門職業及技術人員高等考試會計師、 不動產估價師、專利師、民間之公證人考試試題 代號： 生物技術） 全一張 （背面） 70260 70860

某研究人員發現若人體長期暴露在大量的環境化學汙染物X 之後，可能會影響肝臟 細胞之正常運作而導致肝癌。該研究人員首先利用小鼠動物實驗檢測X 物質的致癌 情況，結果發現高劑量的X 物質可使小鼠死亡，LD50 為250 mg/kg。接著分別利用 肝癌細胞株（cell line）與從健康小鼠分離之初代肝細胞（primary hepatocytes）為實 驗模式，探討X 物質對肝細胞的毒性；結果顯示肝癌細胞株對X 物質的毒殺效果 敏感度較低。該研究人員同時亦利用兩種細胞探討X 物質導致肝癌的分子機轉。試 回答下列問題： 說明LD50 的定義。（5 分） 試述自小鼠分離初代肝細胞（primary hepatocytes）的簡要實驗流程。（10 分） 試述肝癌細胞株對化學汙染物X 毒殺效果敏感度較低的可能原因。（5 分）

承第四題，該研究人員經細胞實驗結果發現，化學汙染物X 的致癌機轉是在進入肝 細胞後，先與細胞質中的A 蛋白質結合形成B 複合物，B 複合物再轉位 （translocation）到細胞核與Y 基因的啟動子（promoter）結合而加強Y 基因的轉錄 作用（transcription），造成肝細胞的癌化。試回答下列問題： 試述1 種可追蹤A 蛋白質在細胞中分布位置的生物技術方法、原理和實驗步驟流 程。（10 分。請注意：多於1 個答案之後的答題內容不予計分） 試述1 種可證實B 複合物與Y 基因啟動子（promoter）結合而加強Y 基因轉錄作 用的生物技術方法、原理和實驗步驟流程。（10 分。請注意：多於1 個答案之後 的答題內容不予計分） 試述B 複合物可提高Y 基因表現（gene expression）的可能調控機制？（5 分）

某科學家經細胞與動物實驗結果，發現其所研發多年備製的標靶免疫毒素可有效治 療乳癌，因此考慮申請專利。請說明研究人員欲申請專利之必要條件？（10 分）

試論綠色螢光蛋白（GFP）發光之原理及在生物醫學之應用。（10 分）

西方墨點法（Western Blotting）的偵測方式有直接（Direct）及間接（Indirect） 二種，試詳細列出二種方法之優缺點。（20 分）

試解釋代謝體學（Metabolomics）及說明其應用。（10 分）

試解釋肽核酸（Peptide Nucleic Acids）及說明其特性及應用。（15 分）

試解釋抗體藥物複合體[Antibody Drug Conjugates]（ADCs）及說明其應用。 （15 分）

試解釋Protein PEGylation 及說明此修飾之優點。（15 分）

試解釋人體微生物體（Human Microbiome）及說明其研究之重要性。（15 分）

請詳述檢測活細胞中特定之蛋白質-基因相互作用的原理及應用。（10 分）

請詳述製備高產量融合蛋白質的表達載體應具備的重要因子，並說明理由。（15 分）

請詳述SDS-PAGE 和二維凝膠電泳技術原理，並比較他們的異同。（15 分）

請說明慢病毒載體應用於基因治療的原理及生物安全性。（15 分）

請說明「Sanger 定序」與「次世代定序（Next Generation Sequencing）」之技術原 理及方法，並比較他們的異同。（15 分）

ERK 生物訊號傳遞途徑控制著細胞多種生理過程，如細胞生長、發育、分裂、死亡 等。你參與的一項研究計畫初步發現ERK 蛋白質與一個已知會影響記憶形成的轉 錄因子X 緊密結合，且轉錄因子X 磷酸化的程度與ERK 活性呈現正相關。請試述 需利用那些生物技術進行實驗以證明轉錄因子X 是ERK 的受質。（20 分）

請解釋下列有關生技專利的詞彙： Biosimilar（5 分） NRDO model（5 分）

研究員利用「原核顯微技術」建立了表現綠螢光蛋白的基因轉殖猪，對於幹細胞 分化、增生及修補等再生醫學研究將有很大的貢獻。請說明此基因轉殖猪的建立 流程。（10 分）利用此基因轉殖猪研究幹細胞分化、增生及修補等再生醫學有 何優勢？（10 分）

有愈來愈多「單株抗體」（monoclonal antibody，簡稱mAb）藥物被運用於臨床治療， 這些抗體多以「人類化單株抗體」（humanized mAb）或「人源單株抗體」（human mAb）形式作為藥物。試問：「人類化單株抗體」與「人源單株抗體」和以傳統 老鼠融合瘤法製造出來之「單株抗體」，在抗體結構上有何差異？（10 分）使用 傳統單株抗體治療疾病有什麼缺點？（4 分）請列出2 個常用以製造「人類化單 株抗體」與「人源單株抗體」的方法。（請注意：多於2 個答案之後的回答不予 計分。）（6 分）

研究員以一種新合成之化合物處理肝癌細胞株48 小時後，發現細胞大量死亡，推 測細胞之死亡可能是apoptosis 或necrosis 所造成。請說明apoptosis 與necrosis 之 差異。（10 分）請列出2 個可以分辨細胞是經由apoptosis 或necrosis 而死亡之方 法並說明理由。（請注意：多於2 個答案之後的回答不予計分。）（10 分）

除了質體（plasmid）外，請列出另外2 種常用來作為基因庫之不同型式之載體。 （請注意：多於2 個答案之後的回答不予計分。），並請說明這3 種型式載體分別 可容納DNA 片段之範圍。（10 分）

研究員想利用反轉錄-鏈聚合酶反應（RT-PCR）將病人血液中一個表現量非常低的 突變基因mRNA 選殖到質體中大量表現，在此基因之突變位點尚未清楚之情形下， 請列出2 個可以取得足夠PCR 產物之方法。（請注意：多於2 個答案之後的回答 不予計分。）（10 分） 六、請解釋下列有關基因體之詞彙：（每小題5 分，共20 分） EST SNP Genetic map Physical map

請解釋基因體學，並說明目前研究上經由何種實驗方法以取得相關資訊。（10 分）

請比較原核細胞與真核細胞之表現載體（expression vector）在構築上之差異點。 （20 分）

說明幹細胞具有之三項基本特性。（15 分）

說明再生性組織工程之三要素成分。（15 分）

請說明下列各項其不可專利性與可專利性之內容：（每小題5 分，共10 分） 基因 細胞 六、簡述下列各項用於純化蛋白質的分離原理：（每小題5 分，共30 分） ion exchange chromatography affinity chromatography gel filtration chromatography salting out reverse osmosis ultrafiltration

請解釋下列詞彙：（每小題5 分，共20 分） Genome Proteome Transcriptome Metabolome

請說明下列載體的特性與用途：（每小題5 分，共20 分） yeast artificial chromosome（YAC） Agrobacterium tumefaciens Ti plasmid adenovirus baculovirus

請說明目前我們接種的H1N1 流感疫苗是如何製備的？假若您想要創新研發新一代 的流感疫苗，請說明你的構想。（15 分）

臍帶血保存已發展為一生物科技產業，臍帶血有何功用？（15 分）

“RNA interference”現象已被廣泛應用於生物技術研究的各種領域，包含基因功能探 討、抗病毒、抗癌等；而其於實際的應用上，最需要的關鍵技術之一，即為運送系 統（delivery system）。請簡述目前對於真核生物有那些interfering RNA 的運送系統 及各系統的特性。（15 分） 六、研究人員由靈芝中獲得一段DNA 序列（簡稱為A 序列），繼而進行生物巨分子序 列資料庫的搜尋，發現A 序列與木耳菌類的beta-glucan synthase 基因有81%的相似 度（similarity），但另外又與褐根病菌的glucan 1,3-beta glycosidase 基因有92%的 相似度。請問該研究人員應如何判斷二個不同資料庫搜尋結果的正確性？（15 分）

為何Neuraminidase 酵素抑制劑可成為治療流行性感冒的藥物？（10 分）

一個好的表現載體（Expression vector）應具有那些成分？（20 分）

請討論依賴二維電泳作蛋白質體學研究之限制為何？（10 分）

試論His-tagged 重組蛋白的純化理論及步驟。（20 分）

合成生物（Synthetic biology）因為合成寡核苷酸（Oligonucleotides）成本下降、組合 核酸技術發展及全基因體選殖技術（Whole genome cloning）的突破，2008 年J. Craig Venter Institute 已經可以合成Mycoplasma genitalium 全長582,970 bp 基因體，並移 植成功，創造一個生命體。請舉例說明合成生物技術的運用。（10 分） 六、請說明生物技術在生質能源的開發有那些可能作法？（10 分） 七、實驗上如何證實一個RNA transcript 的存在。（20 分）

請解釋下列各項，並說明其功能或用途：（每小題5 分，共30 分） regenerated tissue aminoacyl-tRNA synthetase stem cell cell fusion dicer cell differentiation

如何有效率地量產具有功能性的重組蛋白質？請說明相關之技術原理及應用。 （20 分）

請定義STS、contig。並說明利用什麼生物技術可以在人類基因組中訂定出STS 以 及如何運用STS 在一系列的BAC clones 建立出一個contig？（20 分）

請比較linkage map 及radiation hybrid map 之差異，並說明二者在人類基因組計畫的 貢獻。（20 分）

什麼是CpG island？並請解釋為何人類基因組CpG 序列有逐漸減少的傾向？（10 分）