基礎生物學講義
老師: 呂誌翼；生命科學系 LS213； TEL: 29052120； [email protected] 生物與生活； 生物與生命？ 生命的特徵？
達爾文所提的演化論： 天擇與適者生存 由化石描繪出地球上生物的演化
在 1997 年 Mexico 之 Oaxaca 的洞穴 (8,000-10,000 years ago)中發現南瓜子 生物多樣性（biodiversity）：物種的多樣性，生態的多樣性，遺傳/基因的多樣 性各種生物及形態；不同種之相似性；同種之多樣性
植物；細菌（Bacteria；單數 Bacterium） ；
真菌 （Fungi ；單數 Fungus） 菌絲 hyphae 黴 molds 原生蟲 矽藻Ｄ iatoms 褐藻 多醣體
紅藻 碳酸鈣
聖誕蟲 觸手 tentacles 碳酸鈣的殼 A tube of calcium carbonate 寄生 parasitism 寄生者 parasite 絛蟲 鉤子 吸盤 寄主 host 缺乏消化系統 生殖系統發達 生殖節片
共生 symbiosis 菌根 根毛 捕食者和獵物
蛻殼 / 脫殼 外骨骼
變態 metamorphosis 身體發育時扭曲 180 度 不同鳥類之腳的構造
生物科技與生活
遺傳工程技術(Recombinant DNA Technology)
基因晶片（基因：數千、數萬）；DNA 晶片（DNA）；腸病毒、腦膜炎、癌症 哺乳類複製
幹細胞
植物組織培養技術 基因轉殖：轉殖植物 酵素技術
微生物的應用
美國 8 州大腸桿菌（大腸桿菌 O157：H7 型）感染 可能是菠菜惹禍：
美國食品 衛生管理局表示，美國 8 個州爆發大腸桿菌大規模感染，目前已造成 1 人死亡，50 人受感 染，有關單位認為，可能是未經處理的新鮮波菜引發細菌感染，目前女性患者多於男性患者，1
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食品單位呼籲民眾不要直接食用生波菜。受大腸桿菌感染的患者會產生腹瀉，多數健康的成 人大多能在 1 周內康復，有人會併發溶血性尿毒症 ，甚至引發腎衰竭、溶血性貧血、凝血問 題等，嚴重時還可能致命。
細菌之型態：
球菌（coccus）、桿菌（bacillus；rod）、螺旋菌、弧菌(vibrio) 鏈球菌(Streptococcus) 化膿性鏈球菌(Streptococcus pyogenes)葡萄狀球菌(Staphylococcus) 金黃色葡萄狀球菌 (Staphylococcus aureus) 霍亂弧菌(Vibrio cholera)
Helicobacter pylori (胃幽門螺旋菌)：在胃內的尿素(urea)來自於唾液(saliva)和胃液 (gastric juices)；urease (尿素酶)將尿素分解成氨(ammonia)和 二氧化碳(carbon dioxide)；. 酶 = 酵素
顯微鏡；雷文霍克；細菌型態與構造
心血管疾病罹患率及死亡率；心血管疾病佔總死亡率 20% ；40 歲以上人口超 過 72%
血栓造成之相關疾病：
中風(Stroke )、腦梗塞(cerebral infarction)、心肌梗塞(Myocardial Infarction )、缺血性心疾病(cardiac infarction) 、高血壓 (high blood pressure)、老人痴呆症 (senite dementia)、其他：飛蚊症、視網膜靜脈閉塞、機艙猝死症高血壓所引起的各種臨床併發症：
腦血管意外 （腦中風） 、腎動脈硬化和尿毒症、高 血壓性心臟病、冠心病…洗腎（血液透析）
納豆菌（Bacillus subtilis natto）；納豆激酶（Nattokinase）；納豆激酶強效溶 解血栓研究；納豆激酶溶解血栓之動物實驗；納豆激酶對血塊進行血栓溶解；
納豆菌芽孢萌發；
納豆發酵產物降血壓的研究：
腎素（Renin）： 存在於腎臟的酵素。 血管收縮素（Angiotensin）：存在於血液中的 peptide。 腎素 - 血管收縮素轉化酵素（ACE） ：存在於血 液中和各臟器的酵素。含有 ACE 抑制物（inhibitor）又稱 ACEI。
大腸激躁症；納豆菌
益生菌 Probiotics? 所謂”probiotics”，中文翻譯為”益生菌”，定義：
(1)在 1989 年 Fuller：可經由改善宿主腸內菌相平衡，有益宿主健康之活微生物體。
(2)在 1991 年 Huis in’t Veld 及 Havenaar：將宿主的範圍推廣至人類或其他動物。即藉由 改善內生微生物相平衡、有益於宿主健康的活菌，無論是單一或混合菌株方式均可視 probiotics。
(3)目前的新觀念：無論活菌、死菌、菌體萃取物，或是代謝產物都可歸屬於 probiotics。
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益生菌的健康效益：
維持腸道內菌相平衡、有效抑制致病菌、緩和乳糖不耐症、預防骨質 疏鬆症、改善食物之營養價值及消化性、降低膽固醇、有效抑制癌症、提升免疫作用試藥好賺！ 25 歲男年吃 13 藥罹肝癌：
貪圖打工高薪，卻可能因此送命！一名年僅 25 歲的音樂創作人，因為經濟壓力大，一年之內，就做了 13 次藥物試驗，每次都有 1 萬多 元的酬勞可拿；但由於這名男子是 B 肝帶原者，頻繁的試藥，疑似因為受不了負荷，罹患肝 癌。雖然得到十幾萬的酬勞，但卻換來一身病痛；尤彥翔低調不願意露面，只希望拿自己當 例子，提醒年輕人，別糊塗賺飽荷包卻輸了健康！腸道屏蔽作用：
腸道上皮細胞具有正常菌群可作為屏蔽，以移除腸腔之致病菌、抗原及其 他有害物質，此屏蔽作用可穩定的防護宿主健康，提供正常腸道功能。紅麴菌(Monascus spp.)是東亞地區傳統醱酵用菌之一，近年來許多研究證明其 代謝產物 Monacolin K 具有降低血膽固醇的功能而倍受重視。但是由於真菌類 的代謝產物複雜，故其培養條件及代謝產物的特性仍需進一步的研究與評估。
另外紅麴菌所產生之抗菌物質 Monascidin A 也被證實為具有致癌性及生理毒性 的真菌毒素 Citrinin。
新藥開發的過程：Discovery、臨床前試驗、臨床試驗、FDA 審查 新藥開發 Drug Development：
從頭到尾要 12-15 年
– 12-15 years to develop a new drug & bring it to market
• 臨床前最少評估 5000 個先驅化合物
– 5000 compounds evaluated in lab/animal
• 其中 5 個進入臨床試驗
– 5 into human clinical trials
• 平均一個通過獲准
– 1 approved by FDA
• 可能花費 5 億美元之多 – 500M cost
螢光生物及其應用；藻螢光蛋白：
藻紅螢光蛋白 (Phycoerythrin, PE)、藻藍螢光蛋白 (phycocyanin, PC)、異藻螢光蛋白 (Allophycocyanin, APC)3
