石家庄中考-演讲稿大全

分子生物学之应用与发展

授 课 教 师：李 元 凤


一 、重组DNA (Recombinant DNA)的步骤

1. 选择载体(cloning vector)
2. 以适当的限制脢(restriction endonuclease)切分载体
3. 将欲选殖或增幅之外来DNA与载体接合(ligation)，形成杂合DNA (hybrid
DNA)
4. 将杂合DNA送入宿主(host)细胞中，此谓转型(transformation)
5. 筛选及鉴定正确之杂合DNA

载体的来源
1. 细菌: 细菌体内含有会自行复制之小分子核酸个体
2. 噬菌体(bacteriophage)
3. 酵母菌(yeast): 酵母菌体内含有会自行复制之核酸个体

重组DNA的来源
1. 化学合成
2. 大分子DNA以限制脢切成小分子DNA
3. mRNA反转录(reverse transcription)合成cDNA

转型
1. 利用细菌转型法将杂合DNA送回细菌体内
2. 利用酵母菌转型法将杂合DNA送回酵母菌体内

129

二、 分离与选殖单一基因

1. 重组DNA技术可以增幅，或是鉴定未知基因之DNA序列及其功能。若要
选殖基因，则需先建立基因库 (genomic library)，筛选各种基因。
2. 筛选的方法有数种，最常用的方法之一为南方点墨杂交法(Southern
hybridization)

重组DNA技术的应用
1. 重组蛋白质(recombinant protein)之生产
2. 基因改造之物种(农作物或微生物)
3. 基因治疗(gene therapy)

三、 以聚合脢连锁反应(polymerase chain reaction, PCR)来增幅DNA

1. 如果DNA序列已知的话，则可用PCR来大量增幅此DNA片段
2. PCR反应需要三种主要成分: 人工合成的DNA引子(primers)，耐热DNA聚
合脢(po lymerase)及去氧核糖核甘酸(dATP, dTTP, dCTP, dGTP)
3. PCR以下列三个步骤做循环反应: 变性(denaturation)， 黏合(annealing)及
DNA合成(polymerization)反应

四、 PCR的应用

1. 医学诊断(medical diagnostics): 传染性病源，遗传疾病，癌症
2. 法医学(Forensics): DNA fingerprint

五 、微点阵(Microarray)及生物晶片(Biochip)

1. 将探针(通常是DNA或cDNA)以高密度点阵排列在一小片基质上，即所谓”
晶片”。
130

2. 待测样本与此晶片上的探针做杂交。只需一次实验，DNAcDNA晶片 就能
够将成千上万的基因序列或表现型式记录下来。

六、 以分子遗传学筛检海洋性贫血(Thalassemia)

海洋性贫血是一种先天遗传性的血液疾病，人体之正常红血球含有A， A2
及F三种血红素 ，这些血红素皆由四条血红蛋白链组成，分为




(HbA), 
2

2
(HbA
2
), 
2

2
(HbF)。如基因突变则造成某种血红蛋白链合成不
足，而其他蛋白链合成过剩，导致造 血不足或易溶血之现象，即为贫血。血
红蛋白链基因分析的检体可来自血液，羊水或胎盘之绒毛。DNA 分析有下
列两种方法:

1. 南方点墨杂交法(Southern hybridization)
利用血红蛋白链的基因做探针(probe)与待测DNA杂交，经由 电泳分离后，
以其特殊之型式诊断是否有基因突变。

2. 聚合脢连锁反应(polymerase chain reaction, PCR)
以PCR方法 大量复制检体内血红蛋白链的基因，利用限制脢片段长度多型
性(restriction fragment length polymorphism, RFLP)或直接作DNA序列分析
(sequencing analysis)，检查是否有基因突变。

七、 以分子遗传学检定乳癌卵巢癌之BRCA1 & BRCA2基因变异

大部分的遗传性卵巢癌是由基因BRCA1的变异所引起。近几年之族群研究
显 示，20%至 30%带有BRCA1基因变异的女性，在四十岁之后将有得到卵
巢癌的可能性。带有BRCA2基因变 异的人则较可能发生早期性乳癌，目前
显示近35%的遗传性卵巢癌患者也带有BRCA2基因的变异。 BRCA1基因片
段先经由聚合脢连锁反应增幅后，以下列三种方法分析其变异 (mutation):

131

 单股DNA结构多型性(SSCP)分析: 不同的DNA序列，电泳分离后之位置
不同，此法可分析DNA是否有变异。
 DNA序列分析(sequencing analysis): 可鉴定DNA之变异位置及种类。
 DNA 晶片(DNA chip)分析: 可同时分析整个BRCA1基因。


 参考资料:
1. Becker WM, Kleinsmith LJ, and Hardin J. World of the Cell. The Benjamin
Cumming Publishing Company. 2000
2. Brown TA. Genome. BIOS Scientific Publishers, 1999
132

生物老化与卡路里的关系

授 课 教 师：李 元 凤


一、 细胞老化: 以酵母菌为例

 酵母菌之老化是以母细胞分裂次数计
 限制培养基内之卡路里含量可延长酵母菌20-40%的寿命
 酵母菌寿命延长亦可经由己糖激脢(hexokinase)之失活 (己糖激脢促进葡萄
糖之活化)而达成

二、 以演化生物学的观点看老化: 果蝇为模式的研究

三、 老化指标(Biomarkers of aging) :

 血压，血清葡萄糖， 胰岛素， 尿酸含量
 葡萄糖代谢及胰岛素调节之能力
 神经纤维委缩
 细胞分裂能力下降
 体质量(BMI)
 肥胖指数
 肺功能，手握力(grip strength)

四、 减少50-70%卡路里摄取(caloric restriction)减缓生物细胞老化的速度及老
年疾病的发生
由老鼠实验结果证明，减少30-50%卡路里的摄取

133

 减缓老化过程(青春常驻)
 延长30%的寿命
 减缓老年疾病的发生(例如癌症，免疫系统，或肠胃方面疾病)

五、经过28年的长期追踪 及体检，美国一项以6,505位夏威夷的日本移民为对
象的老化研究显示，，在3,263存活者中， 41%的人没有主要疾病，40%的
人没有生理及意识上之障碍，19%的人没有以上两者之问题。比较 各组之间
的生理状况，发现减缓老化之因素主要为低血压，低血糖，不抽烟及避免肥
胖。

六、 老化的理论基础（之一）
粒线体之自由基论(Mitochondrial free-radical hypothesis)：
粒线体内，ATP合成的同时也产生了自由基 ，过剩的自由基破坏蛋白
质，脂肪及DNA，因而造成细胞的死亡

七、 过剩之糖类会促进细胞老化 (之二)

葡萄糖→蛋白质连结(cross link) → 蛋白质结构重组 →蛋白质组织失去弹
性(硬化) →老化

八 、基因表现及DNA重组与糖类的关系 (之三)

九、 限定卡路里的摄取降低动物细胞老化的速度：

 减少自由基的产生，因而降低粒线体的蛋白质和DNA受自由基攻击的
程度
 减少过度或异常的基因表现及DNA重组
 减少蛋白质的连结，维持其正常功能

134

十、 卡路里控制（由医师指导）：

 由年龄 ~20 岁开始
 逐渐减少卡路里的摄取至正常饮食之~65%
 减低体重至标准之~10-25%
 节制口腹之欲 ???

副作用，如不易受孕、骨骼疏松症、抵抗力降低…等


 参考文献:
1. American Journal of Public Health (1998), 88(10): 1463-1468
2. Science (2000), 289: 2062-2063
3. Science (2000), 289: 2126-212
4. Scientific American (1980-2000): glucose and aging related articles

135

分子生物学之发展与应用

授 课 教 师：廖 辰 中



遗传讯息是储存于核酸的序列上，有关核酸的结构及基因表现调节的学门，统称< br>为分子生物学，此学门的应用涵盖医药、农业及环保等不同领域。本课程的授课
内容着重于分子生 物学基本观念与技术的介绍，并且会举一些常见的例子，让学
生了解生物科技的奥妙。本课程上课内容涵 盖以下章节：

一、分子生物学简介

a.分子生物学的发展史
b. DNA分子的介绍
c. DNA与蛋白质的关系

二、分子生物学基本技术介绍

a.电泳原理与应用
b.聚合脢连锁反应（polymerase chain reaction :PCR）
c.基因的选殖
e. DNA的重组
f.载体的选择
g.细菌的转型
h.重组基因的表现

三、分子生物学在生物科技的应用

a.重组蛋白质的生产
b.基因改造物种（动物、植物及微生物）
c.基因治疗
d.医学诊断及刑事鉴定

136

从细胞透视生命

授 课 教 师：廖 辰 中


从渴望治愈疾病，到探索生命如 何运作，许多无法回答的问题都显示，唯有对细
胞内部的运作深入的探讨，才能得到解答。现今生物学家 了解，生物体是由众多
的细胞经由特殊的方式组合而成，所有的生命现象都是透过细胞内的基因所调控；人类基因体计画的完成，不仅开启生命科学的新纪元，更加速我们在生化科
技的进步。目前生化 科技已深入我们的生活，从食品工业、化学工业、医学工程
及农业等，均可见到生物技术的影子。本课程 将从细胞的层次，探讨细胞的运作
及基因调控，最后将介绍人类基因体计画及其影响。

一、你（妳）该知道的生命现象

a.生命已不是秘密
b.个体与细胞
c.细胞的构造
d.细胞内的大分子

二、生命的密码DNA

a.分子生物学的发展史
b. DNA分子的介绍
c. DNA、RNA与蛋白质间的三角关系

三、基因语言的对话

137

a.基因的表现
b.基因如何运作
c.基因缺陷与疾病
d.基因缺陷的诊断-亨丁氏舞蹈症

四、人类基因体计画

a.什幺是人类基因体计画
b.人类基因体计画的重要性
c.研究成果的应用
d.生物晶片


参考文献
1. 错误！未找到引用源。
138

基因复制-桃丽羊未来的展望

授 课 教 师：廖 辰 中


桃丽羊的诞生曾掀起广泛的讨论，并且掀起一阵复制动物的热潮。 为何全世界对
这复制羊会有如此高的兴趣？本课程将由最基本的遗传分子-DNA作介绍，并探
讨基因在生物体内所扮演的角色及有性生殖与无性生殖间的差异。希望藉由此课
程，让同学了解桃丽羊的 诞生的背后有哪一些重要的技术及复制动物的技术，对
未来医药发展的影响。本课程上课内容涵盖以下章 节：

一、细胞的复制

a. 有性生殖
b. 无性生殖
c. 有性生殖与无性生殖的比较

二、复制羊桃丽

a.什幺是复制
b.桃丽羊的介绍
c.复制动物的优点及缺点

三、干细胞的研究

a. 什幺是干细胞
b. 脐带血
c. 干细胞的应用

139

四、复制技术的应用

a.医药上的应用
b.农业上的应用
c.基因转殖动物
d.复制人
140

生物医药科技

授 课 教 师：彭 向 阳


1. 生物科技在检验医学预防医学之应用

1.基因鉴定：血缘鉴定、刑事鉴定、遗传性疾病鉴定。
2.病因鉴定：器官性或机能性疾病及传染性疾病之病因鉴定。
3.疫苗。
4.生物医学的检测的结果与健康与生活的相关性。
5.生物医学科技的人性与人文思考。

2. 生物科技与医疗---现在与未来展望

1.生殖科技与不孕症、胚胎基因治疗。
2.器官移植的现在与未来。
cell。
4.生物复制.。
5.基因治疗。
6.长寿基因与老化基因。
7.生医技术应用该有的人文关怀与人道精神。

A 问题
1.生物医学技术对人类生活、健康及寿命有何影响？请就正负两面论述。
2.何以生物医学技术会成为下一世纪的重要技术？ 应用范围为何?
3.基因或基因产物是专利、隐私或属于人类全体？请论述。
4.若复制生物的技术有如工厂生产或美容整型般方便，你会运用此一技术进
行生物复制？ 试述生物复制(包括人, 动物,宠物等)的利弊。
141

5.如果你的 孩子在出生时就可知道自己基因的组成，并预言可能发生的疾
病，你的反应会如何？如果这种疾病在知道 的当时是无法治疗的疾病，且
将发生于他四十岁左右，要告诉孩子吗？ 试举出两种疾病微例, 叙述其正
反量面的得失。
6.长寿基因使生物延长寿命，对人类或人类全体有好处吗？


B 参考书单

1.诺贝尔的荣耀---生理医学桂冠 科学月刊着 天下文化 科学天地出版
2.基因优势 大朏博善着 吴丹青译 晨星出版
3.基因治疗 中部博着 章蓓蕾译 时报出版
4.23对染色体 解读创生奥秘的生命之书 马特.瑞德利着 商周出版
5.基因大狂潮 牛顿编辑部策划 牛顿出版
6.金色双螺旋 生物科技的无限商机 孔伯格着 涂可欣等译 天下文化出版
7.生物科技大未来 理查.奥利佛着 曹国维译 趋势资讯 McGraw-H711出版
8.揭开老化之谜 史蒂芬.奥斯泰德着 洪兰译 商周出版
9.其他 基因生物科技相关报导 Newton牛顿杂志 中文国际版 牛顿出版
142

抗药性菌的掘起：人与细菌的战争
The challenge of Antibiotic Resistance


授 课 教 师：李 元 凤


抗生素（antibiotic）： 由生物合成的化合物（compound），此类化合物会抑制某
些细菌的生长或繁殖，甚至 直接杀死细菌

细菌（bacteria）是自然界的成员之一，更是生命过程中不可缺的一 分子。大部
分的细菌是无害的，且保护动物免受疾病之苦，因为良性菌（占多数）会抑制病
菌（ 占少数）的繁殖。

Characteristics of bacteria:

1. Microscopic in size
2. single-cell
3. abound on parts of the body that make contact with the outer world

过量的抗生素，改变自然界 细菌的种类及不同种菌生存的比例，破坏生态系平
衡。结果，抗生素促进了抗药性病菌的繁殖。

1. 抗药性基因(resistance gene)的作用:
2. 合成分解抗生素的酵素（enzyme）
3. 修改抗生素作用的目标
4. 将抗生素送出菌体



143

抗药性基因具有传染性：

plasmid
virus
release from dead cells

抗生素的滥用：

1. medicine: a. 病人要求
2. animal care
3. agriculture

解决之道：

1. 病人遵照指示服用
2. 评估含有抗生素成分的保养用品
3. 医生减少不必要的抗生素处方
4. 医院有效的隔离受感染的病人
5. ***发展新的抗生素
b. 病人未遵照指示服用
144

人造血的发展与未来
The Search for Blood Substitutes


授 课 教 师：李 元 凤


血液的组成：见附图

血液的功能：
运输养分，贺尔蒙（hormone）及排泄物
抵抗外来病源的入侵
可凝固血液，防止失血过多
呼吸作用：运送O
2
和CO
2


血红素（hemoglobin）：
由四个polypeptide chains (2 ,2 ) 所组成。每一个polypeptide由140个氨基酸
(amino acid)构成，内含一分子血质(heme)及铁(Fe)，为O
2
的结合部位。

ABO blood group system:
Defined by the presence or absence of antigens A, B, and Rh on the surface of red
blood cells.
type A
type B


A, AB
B, AB
AB

universal acceptor
universal donor
type AB
type O
Rh+
Rh-



Rh+

A, B, AB, O
Rh+, Rh-
145

人造血 (Blood substitutes)：

1. Chemical-based solution: synthetic oxygen-carrying compounds
a. PFC (perfluorocarbon)
b. Fluosol-DA
c. Oxygent

2. Hemoglobin-based solution: chemically modified free hemoglobin






人造血的安全考量：

1. 短期使用之副作用有肾功能受损等，长期使用之副作用尚未知
2. PFC-based compounds: 残留量之多寡对人体的影响及过量O
2
的危险性
3. Hemoglobin-based substitutes: 动物血含传染性病源

人 造血的研发及生产费用庞大，成本将会为自然血液的二至五倍。但是，为了解
决血荒及疾病传染的问题， 人造血的发展及使用是必然的趋势。
a. Polyheme: (surgery)
b. HemAssist: (cardiac surgery, hemorrhagic shock, trauma patient)
c. Optro:
d. Hemopure: (trauma, surgery, sickle cell anemia)
e. PEG- hemoglobin: (radiation treatment of certain solid tumors)
146

卡路里与青春常驻的关系
Is caloric austerity the fountain of youth?


授 课 教 师：李 元 凤


卡路里(calorie)为热量(energy)的单位

卡路里控制 (caloric restriction) == 飢饿 == 营养不良

由实验结果证明，限定卡路里的摄取可以减缓动物细胞老化的速度。
In ratsmice:
Consume 30-50% fewer calories will
1. slow the rate of aging (stay
2. extend life span by up to 30%
3. postpone most late- life diseases (cancers of breast, prostate, immune system, and
gastrointestinal tract)

老化指标(Biomarkers of aging) :

1. blood pressure (increase)
2. glucose and insulin levels in blood (decrease)
3. glucose metabolism (delayed)
4. insulin sensitivity (decrease)
5. muscle mass (decrease)
6. protein synthesis (slow)

Mitochondrial free-radical hypothesis

147

粒线体之自由基论：老化的理论基础（之一）
粒线体内，ATP合成的同时也产生了自由基如O
2
和OH，自由基破坏细胞内的
蛋白质，脂肪及DNA，因而造成细胞的死亡

限定卡路里的摄取降低动物细胞老化的速度：

1. 减少自由基的产生
2. 减少粒线体的蛋白质和DNA受自由基攻击的程度

卡路里控制（由医师指导）：Can we make it?

1. 由年龄 ~20 岁开始
2. 逐渐减少卡路里的摄取至正常饮食之~65%
3. 减低体重至标准之~10-25%
4. 节制口腹之欲???

缺点：副作用，如不易受孕、骨骼疏松症、抵抗力降低
148

生命科学与生物技术
Life science and Biotechnology
(I. An introduction to Gene Therapy)

授 课 教 师：李 元 凤


细胞 (cell): 原核细胞 (prokaryotic cell)，真核细胞 (eukaryotic cell)

细胞分裂分为两种

1. 减数分裂 (meiosis): 生殖细胞的分裂
2. 有丝分裂 (mitosis): 体细胞的分裂

蛋白质 (protein): 由氨基酸 (amino acid) 组成

RNA (ribonucleic acid): 由A, U, C, G组成

DNA (deoxyribonucleic acid): 由A, T, C, G组成

染色体 (chromosome): 由DNA 构成，以基因 (gene) 为单位

选殖: 复制个体的一种方法
Cloning: a means of creating genetic copies of whole adult individuals

基因疗法 (Germ-line gene therapy):
genetic modification that could correct a problem for future generations


149

基因疗法的理论基础：

受精卵 ----- 胚胎细胞 ----- 导入正确的基因 ----- 抽出转殖细胞的DNA，
送入无核的卵细胞 ----- 植入母体子宫（怀孕） ----- 开始发育 ----- BABY

复制 (Genetic duplication of the donor parent):
同基因疗法如上，但是，DNA来自体细胞而非受精卵

基因疗法与复制科技之忧：

1. 违反自然淘汰的原理
2. 违反人类伦理道德的生命型态

150

血液应用的历史与展望

授 课 教 师：李 孟 寰



一. 血液的价值
二. 异种输血
三. 放血疗法
四 奇异的凝血现象
五 活体采血与输血医学的进步
六 血液经济学
七 坏血
八 人工血液
九 干细胞(stem cells)


一. 血液的价值

若将 血液当作一项天然资源，那么它可算是全世界最昂贵的液体。一桶原油
售价约为13美元，那么同体积、 未经分离的全血售价却超过2万美元。

二. 异种输血

 希波克拉提斯认为人体中有四种体液的平衡，可控制人体的健康。而血液携
带生物体之精神与养分。
 十七世纪，科学与迷信组合的混沌年代，法王路易十四的御医丹尼斯将小牛
血液输入病人体 内，以治疗疯病。虽人初期有其效果，但终究导致病人之死
亡，自此欧洲禁止一切的输血行为。


151

三. 放血疗法

静脉切 开术(phlebotomy)，源自希腊与埃及两个古文明，历经中古时代、文艺
复兴、启蒙运动，一 直延续到第二次工业革命，至今仍在使用。以时间的角
度来看，没有什么医疗行为比它更渊远流长。

四 奇异的凝血现象

 1900年，维也纳病理解剖研究所中心的年轻研究员Karl Landsteiner发现
健康人的 血液互相混合时，会产生凝血现象。经进一步的探索，将血液分
为A、B，O、AB四组。
 俄国沙皇尼古拉二世之子，阿列昔斯王子患有血友病---一个小男孩的疾病
便导致整个朝代的灭亡。
 1915年，Richard Lewisohn发现以0.2% sodium citrate可以阻止血液的凝
结--- 令人头痛万分的输血，居然可以变得和注射生理食盐水一样容易。

五 活体采血与输血医学的进步






六 血液经济学

由于无偿志愿捐血的缺乏，所以美国地区需至自中南美洲贫穷国家 购买血液
制品，此区之穷人即以贩卖血液或器官维生。


152
血库储血
血浆分离术：与抗生素被喻为二次世界中，最伟大的医学发明。
亲子鉴定的应用
种族主义之血型谬论

七 坏血液





八 人工血液







人血红蛋白衍生的
牛血红蛋白衍生的
生物技术方法--大肠杆菌
酵母菌
基因工程猪
全氟碳化代血浆
血浆污染的忧虑
血液安全管理
AIDS与CJD的登场
九 干细胞(stem cells)



骨髓干细胞
脐带血干细胞
可用于治疗
1. 血色素疾病与血液功能障碍疾病
2. 恶性肿瘤及癌症类
3. 先天性代谢性缺陷
4. 自体免疫疾病
5. 免疫功能缺陷类病变

参考资料 ：
1. 道格拉斯‧史塔，血液：血液的魔力、战争与金钱，2000，商周出版
2. 萝莉‧安德鲁斯，出卖爱因斯坦—人体组织贩卖市场，2001，时报出版
153

基因改造食品的冲击

授 课 教 师：李 孟 寰


一. 何谓基因改造食品
二. 为何要发展基因食品
三. 基因如何转殖
四. 基因改造食品的侦测
五 基因改造食品的现况
六 基因改造食品的争议
七 对现代农业的省思-以英国为例


参考资料 ：

1. 苏远志，基因食品面面观，2000，元气斋出版社
2. 英琦博‧柏恩斯(Ingeborg Boyens)，基因骗术(Unnatural Harvest -- How Genetic
Engineering is Altering Our Food)，2001，时报出版
3. 乔治．迈尔森，唐娜．哈乐葳与基因改造食物 (Donna Haraway and GM Food)，
2002，猫头鹰出版

一. 何谓基因改造食品

基因改造是指利用生物技术，取出某种生物的某段基因，移植到其他种生 物上，
改变他种生物原来的特性；或者植入细菌或病毒，再透过这种细菌或病毒对植物
的感染， 把特定基因运入植物细胞中。而利用这种经基因改造的作物制成的食
物，就称为基因改造食品或简称为基 因食品。
二. 为何要发展基因食品
154

1. 增加农作物单位面积产量。
2. 改善农作物的品质。
3. 提高栽培效率。
4. 环境的永续利用。

三. 基因如何转殖

1. 农杆菌(Agrobacterium)载体法
2. 基因枪(particle gum )法

四. 基因改造食品的侦测

1. 测定核酸为基础：聚合酵素联锁反应(PCR)
2. 测定蛋白质为基础：酵素连结免疫吸附分析(ELISA)
3. 测定酵素活性为基础。

五 基因改造食品的现况
以美国孟山都公司为市场主要领导者
第一波：增加农作物对除草剂与疾病的耐受性
第二波：改造农作物的外观、成分、气味与营养
蕃茄：Flavr Savr Tomato
Endless summer(夏日无限)
增加provitamin A量
抗农药与除草剂的作物--玉米、棉花、大豆
roundup-ready soybean
Bt-crops: 含有Bacillus thuringiensis 之内毒素作物
六 基因改造食品的争议

155

1. 食品安全问题
 蛋白质之安全性
 Arpad Pusztai 马铃薯
 星联（Starlink）玉米
 殖入基因DNA的安全性
 抗生素抗性基因
2. 环境生态冲击
 对环境中其他生物的冲击--帝王蝶
 事件
 基因改造作物DNA的散布
 抗药性杂草的增加
 减少生物多样性

3. 对社会的影响开发中国家的农民买不起新农法之种子与设备贫富国家 间粮食
分配不均绝大多数的研究集中于改造玉米、芥子与蕃茄，没有飢荒国家
所需的食物Ter minator 基因专利传统农村的消失

七. 对现代农业的省思-以英国为例

 狂牛症的流行
 以牛促体激素(bovine somatotropin)增加泌乳量跨国农业公司对传统农
村的侵害
156

生活中的酵素

授 课 教 师：李 孟 寰



一. 酵素的定义及起源
二. 酵素的来源
三. 酵素的种类
四 酵素的生产
五 增加酵素的稳定性--酵素固定化
六 工业酵素的使用
七 酵素应用于分析与医学
八 酵素应用于基因工程
九 常用的酵素例


参考资料 ：
1. 李锦枫，黄辉钏，救命酵素，1999，元气斋出版社
2. 伊林泰司，活化生命力的圣品─糙米酵素，2000，世茂出版社


一. 酵素的定义及起源

酵素此名词于1876年由Kuhne用来叙述一种源自 酵母菌而具有催化能力的物
质，当初上无明确的定义。直至Sumner于1926制造出urease 的结晶，并证明
此物质具有催化活性，才有酵素均为蛋白质的推论。自此酵素就定义为具有催化
能力的蛋白质。

157

二. 酵素的来源

几乎所有有生命的个体均可成为酵素的来源。传统上酵素大多取自于动物与植
物，目前则以自微生物而 来较多，因微生物生长快速，酵素产量大，且可经由诱
发而分泌特定酵素，而工厂可自行调整微生物生产 的酵素量，不受气候、原料的
影响。

三. 酵素的种类

酵素 一般以催化反应中的基质来命名，也可依其所催化的反应来分类。目前世界
所通用的分类为由国际生化联 盟(International Union of Biochemistry; IUB)1992
年所制定的，其将酵素分为6大类：Oxidoreductases (氧化还原)、Transferases (转
移)、Hydrolases (水解)、Lyases (解离)、Isomerases (异构)、Ligases (连结)。所有
的酵素均拥有一个EC系统命名与号码。

四 酵素的生产

1. 菌种分离
2. 菌种改良
3. 发酵生产
4. 分离纯化

五 增加酵素的稳定性--酵素固定化

1. 共价键结
2. 担体吸附
3. 酵素包埋(enzyme inclusion)
4. 微胶囊化(microcapsule)
5. 固定化细胞(immobilized cells)
158

六 工业酵素的使用
1. 淀粉水解与烘培
2. 葡萄糖液化
3. 水解酵素
4. 肉品处理
5. 食品加工
6. 应用于有机合成

七 酵素应用于分析与医学
1. 用于诊断的酵素
2. 用于食品分析
3. 用于治疗的酵素

八 酵素应用于基因工程
九 常用的酵素例
1. Amylases ：可将淀粉水解，广泛使用于面包烘培、造纸工业、纺织工业与
食品业。
2. Glucose isomerase：制造高果糖糖浆。
3. Proteases：可分解蛋白质，使用于洗涤业、肉品加工业、皮革加工。
4. Rennin：可使牛乳凝结来制造cheese。
6.
7.
8.
Lipases：可分解油脂，使用于洗涤业、皮革加工。
Penicillin acylases：制造半合成的抗生素。
Lactase：分解乳糖而成为葡萄糖与半乳糖，可减轻 乳糖不耐症且可增加食
品的营养价值。
9. Cellulases：可分解纤维素，广泛使用于造纸业。
10. Peroxidase：添加于洗洁剂中，可使衣服的颜色保持鲜艳。
11. Glucose ox idase：可氧化葡萄糖，可用来作为侦测血糖或尿糖；在氧化作用
时，可消耗氧气，可作为食物的保 存剂。
12. Streptokinase and urokinase：可作为血栓溶解剂。
159

生物战

授 课 教 师：李 孟 寰

一. 战争的目的
二. 生物武器的种类
三. 炭疽病(Anthrax)
四 天花(Smallpox)
五 黑死病 (鼠疫杆菌 Yersinia pestis)
六 兔热病Tularemia
七 基因体技术的发展


参考资料 ：

1. 茱蒂‧密勒，史帝芬‧英吉伯格，威廉‧布洛德，细菌战：美国生化武器之祕，
2002，时报出版
2. W. F. Klietmann，K. L. Ruoff.，Bioterrorism: Implications for the Clinical
Microbiologist，2001，14:364-381. Clinical Microbiology Reviews.


一. 战争的目的：

克劳塞维茨（1780-1830），普鲁士军事理论家，西方近代军事理论奠基者。历任
骑兵 军参谋长、军团参谋长、柏林军官学校校长等职，获少将军啣。他先后研究
了1566-1815年间所 发生的130多个战例，总结了自己所经历的几次战争的经
验，在此基础上写出了一部体系庞大、内容丰 富的军事理论着作《战争论》。

160

二. 生物武器的种类：

毒气： 沙林毒气(sarin)病菌： 直接伤害人体(炭疽病、天花)
污染食物或水源(沙门氏杆菌、大肠杆菌、口蹄疫、霍乱弧菌)

三. 炭疽病(Anthrax)

可形成孢子，可由空气传布。可分为 吸入型、皮肤型、肠胃型。将菌体干燥后，
装入信封，即为恐怖的炭疽热邮件。
四 天花(Smallpox)

历史最悠久的生物武器。西班牙人入侵阿玆特克人所建立的国 家(即今日墨西
哥)，创下以寡击众的典范。
五 黑死病(鼠疫杆菌 Yersinia pestis)

黑死病的传染方式大概是鼠疫杆菌→鼠→虱子→人。此外，黑死病可经由患 者的
咳嗽、喷嚏传染，是属于飞沫传染。因感染的途径不同，可分为腺鼠疫、肺鼠疫
和鼠疫败血 症等病型。

六 兔热病Tularemia
是一种人兽共患之传染病。临床表现 主要有发热，淋巴结肿大，皮肤溃疡，眼结
膜充血、溃疡，呼吸道和消化道炎症及毒血症等。易感人群， 猎民、屠宰、肉类
皮毛加工、鹿鼠饲养、实验室工作人员及农牧民因接触机会较多，感染及发病率
较高。


七 基因体技术的发展

由于基因体技术的进步，许多致病之病菌基因体已被解析，而且容易从网路下载
161

其序列。恐怖份子或「邪恶轴心帝国」可利用这些资讯，改造成超级厉害的生物
武器 。

162

保健食品市场分析

授 课 教 师：林 祖 泰

※ 国内保健食品市场状况
功能诉求
剂型种类


– 成分种类
– 通路种类
※ 相关产品介绍
产品分类与功能 – 诉求对象
相关产品与运作方式

什么是保健食品

世界性的健康意识风潮，使消费者认识饮食的重要、关心自己的健康、改善饮食
习惯 ，故食品的机能性受到重视。机能性食品的研究始于日本，而后急速扩及世
界，其内容十分多样化，如「 不含不利健康的成份」、「利用各种技术，赋予新的
机能或强化已有的机能的食品」均属机能性食品，目 前除日本对机能性食品有法
律加以规范外，其余国家多无法定的定义。美国FDA从1990年施行食品 营养标
示教育法，只要有科学证据，经认可后就可以标示其健康效果。

日本的分类方法

在日本，厚生省于1991年将「机能性食品」予以制度化，将其 名称改为「特定
保健用食品」，并列入特殊营养食品中管理，有关特定保健用食品的机能类别可
分为调节体能、改善防御功能、预防疾病、病后复健、抑制老化。其规定形状为
一般食品，如饮料、沙拉 酱、乳品等，而非锭剂或胶囊状，若被审为有医疗效能，
则视作药品。而特定保健用食品中所含之机能性 成份可分为11类(即由11个成
份小组分开审查)，包含食物纤维、寡糖、糖醇、多元不饱和脂肪酸、 peptide类
163

与蛋白等、配糖体与类黄酮、醇类、卵磷脂、乳酸 菌类、矿物质、其他机能成分，
含上述十类之机能性成分的食品，通过人体、动物试验证明其具身体调节 机能之
效用者，才被认定为特定保健用食品。

根据Euromonitor估计，1999年全世界机能性食品市场规模约316.6亿美
元，较1998年成长13.7%。在无法规限制下，2004年全球机能性食品市场将达
513亿美元，积极开发治疗疾病的有效成份，改善因不健康饮食所造成的副作
用，将使机能性食品的市场扩大，而法规不明确、定义不明确易混淆、消费者
对基因食品接受度过低等因素为限制机能性食品市场成长主因。

保健食品市场状况 --功能诉求

减肥塑身
养颜美容、丰胸
抗氧化剂、增强免疫力
肝功能保护
保护视力
骨骼关节保养
舒解压力
营养补充、增加体力
增进肠胃消化吸收与排泄
帮助睡眠、抗忧郁
泌尿系统

心血管循环

保健食品市场状况--成分种类

维他命、矿物质类
动物类：如鱼油、骨粉、深海鱼蛋白、甲壳素等
164

天然蔬果、植物类：绿藻、蓝藻、蔬果、谷类、麦苗粉、绿茶粉、苜蓿粉、芦荟 、
酵素、菇类等
乳酸菌类
中草药：如人蔘、灵芝、冬虫夏草、当归、黄耆等
西方本草类：紫锥花、银杏、金丝桃草、山桑子、洋甘菊、乳蓟草、锯叶棕等

保健食品市场状况--产品剂型

粉状、锭剂、胶囊
发泡锭剂
滴剂
喷剂
茶包
代餐包
机能性小安瓶、口服液、清凉饮料
似零嘴类之糖果、营养条

保健食品市场状况--销售通路

一般传统通路
多层次传销
医院、诊所
美容沙龙
邮购
电视购物
网路购物

销售通路--一般传统通路

165

传统药房
开架式连锁药房：如博登、瑞登、华特、跃狮、长青、悦善、中美、丁丁、恰米
连锁葯妆店：如康是美、屈臣氏、博姿
健康食品专卖店：如健安喜GNC、天然成
有机食品店：统一有机
连锁便利店：如7-11、新东阳

销售通路-- 一般传统通路

通路特点
品牌知名度、药师专业推荐
89年9-11月Marketing Decision Research 进行「食用保健食品习惯与行为调查」
发现60%消费者选择药房、健康食品专卖店购买
一般大众通路成长29%，直销市场衰退14%
发展方向
连锁、开架 •联合采购、结合电子商务

销售通路--多层次传销
88年状况：
报备-644家(实际营业-209家)
本国-193家 美商- 15家 日商- 7家 其他- 4家
参加人数-281万1千人，占总人数-12.76%
总营业额-357.34亿
营养保健产品-140家(销售额：12,064百万)
美容保养品-114家(销售额：11,884百万)
减重产品-22家(销售额：1,106百万)

销售通路--多层次传销

166

消息来源--亲友介绍、销售人员推销
选择多层次传销产品动机--产品具特有功用、人情压力
不购买传销保健食品原因-- 价格太高、品质不能信赖
购买过传销营养食品者--64%继续购买、36%不继续
继续购买的原因--商品发挥功效36.7%、口碑良好20.1%
价格合理13.7%、品质有保障13.7%
人情压力10.8%、清楚解说人员7.9%
良好售后服务7.2%、赚钱5.0%
不继续购买原因--价格太贵、功效不彰、品质不能信赖

销售通路--多层次传销

厂商经营列举
安丽、如新、永久、统健、松柏、泰瑞、丞燕、双鹤
仙妮蕾德、贺宝芙、秀得美
雅芳、克缇
美兆、日健
三多、永信
威望、积诺

销售通路--其他

医院、诊所
美容沙龙：唐安麒、媚登峰
邮购：如
品韵、你滋美得、欧得美、裕代、统一
电视购物
网路购物：如崴达、活力屋Hellowood

167

保健产品介绍

产品线规划与诉求对象
调节免疫功能产品 ----癌症患者
抗忧郁、抗压力产品----情绪及睡眠品质不佳、压力大的上班族
减重产品----肥胖或欲维持体重者
促进肠胃道消化吸收、排泄产品--基础身体保养
泌尿系统产品----中老年男性
心血管疾病----心脏病患者

调节免疫功能产品 --舞茸
特色：
双向免疫调节
含易为人体吸收的多糖体成分，口服有效
对癌细胞的抑制效果较其他菇类食品为高
原料来源具有竞争优势---有效成分的研发与提取技术
功能诉求：
肿瘤化、放疗时的辅助剂，减少副作用，提高生活品质
适用对象：
接受化、放疗的癌症患者及有家族癌症倾向者

抗忧郁、抗压力产品介绍—

解忧宝
特色
中草药的〝百忧解〞，长期服用不具成瘾性
功能诉求
镇静安眠、抗忧郁、促进学习与增强记忆力、预防老年痴呆
适用对象
168

脑神经衰弱、生活环境压力引起的忧郁、失眠、情绪起伏不定者

减重产品介绍(一)

特色：
由中草药组成，是适合东方人食用的〝让您酷〞
功能诉求
排除体内油脂
适用对象
体重过重者
饮食偏好油炸、欲维持体重者

减重产品介绍(二)

产品特性
甜度为蔗糖的300倍，少量即具甜味，可作为甜味剂
溶解度佳、无沈淀，可添加于饮料
功能诉求
热量低，适合减重者使用的甜味剂
适用对象：
减重者 • 追求低热量饮食者

促进肠胃道消化吸收与排泄

产品--酵素
特色：
全方位的复合酵素
可同时在酸性及硷性环境中作用
功能诉求
169

与肠内有益菌共同作用，刺激肠道避免便秘
促进消化、增加体内毒素排出

促进肠胃道消化吸收与排泄

产品 --乳酸菌
特色：
含有9种菌，菌种齐全，具互补性
菌数含量高，5 billion颗
为活菌，于常温下可保存2年
功能诉求：
帮助肠胃蠕动，清除肠内废弃物与有害菌
帮助消化与吸收

促进肠胃道消化吸收与排泄

产品----绞股蓝
特色：
绞股蓝皂甘具起泡作用，肠内废弃物得以顺利排出
绞股蓝皂甘具镇静作用，平息异常的大肠弛缓性收缩
功能诉求：
软化粪便、改善便秘

促进肠胃道消化吸收与排泄
产品适用对象
一般的身体基础保健
注重体内环保、身体保养者
偏肉食、饮食不均衡之上班族、学生族
皮肤粗糙、欲养颜美容者
排便不顺、欲帮助消化者
肠道蠕动功能减弱之银发族
170

生物技术产业

授 课 教 师：林 祖 泰


生物技术产业现况

生化科技领域：
基因重组蛋白质(Recombinant DNA Protein)
利用分子生物学方法将所需蛋白质之基因转殖至细菌中，使细菌大量表现所需蛋
白质之方法
主要公司：
Amgen Inc.
Genentech Inc.
Immunex Co.
Biogen Inc.

基因研究(Genomics)
基因筛选、基因定序、基因相关资料库、网路服务及相关电子商务
主要公司：
Celera Genomics Group
Millennium Pharmaceuticals
Human Genome Sciences
Incyte Genomics

生物晶片(Biochips)与目标阵列(Target Array)
生物晶片是运用分 子生物学、基因资讯、分析化学等原理进行设计，以硅晶片、
玻璃或高分子有机塑胶为载板，配合微机电 或其他精密加工技术，所制作成的高
科技元件，具有反应迅速、结果精确及低成本的生物分析检验能力
171

主要公司：
Affymetrix Inc.
Gene Logic Inc.
Hyseq Inc.

基因医疗(Gene Therapy)
简言之，将健康的基因包装起来，送到人体的特定组 织细胞中，并使这些基因表
现产生特定蛋白质，以改善基因缺失治疗疾病
主要公司：
Transkaryotic Therapies
Cell Genesys
Collateral Therapeutics
Targeted Genetics

生化科技医药
包含下列几个领域：
抗体
主要公司：Abgenix Inc.
抗感染
主要公司：Medimmune Inc.
心血管循环系统
主要公司：IDEC Pharmaceuticals
Nucleotide-based or Cell based
主要公司：Gilead Sciences
小分子设计
主要公司：Vertex Pharmaceuticals

产业结构
大型制药公司
172

创业型生技公司
生技研发公司
中间型

新药开发时程
专利

前段实验与动物实验

临床实验
第一期临床试验：
在20位至80位病患身上测试新药或新医疗，评估新药或新医疗的安全性 ，决定
安全剂量范围以及辨识副作用。
第二期临床试验：
在100位至300位病 患身上测试新药或新医疗，观察新药或新医疗是否确有疗
效，进一步评估安全性。
第三期临床试验：
在1000位至3000位病患身上测试新药或新医疗，观察新药或新医疗 之疗效，观
察副作用，并与同类型药品进行比较，以及搜集使用新药或新医疗之资讯。
第四期临床试验：
新药或新医疗上市销售后，继续测试新药或新医疗在不同族群的疗效，及长期使
用之副作用。


生物技术产业投资学

 投资学
基本面
技术面
173

消息面
筹码与趋势

 生化科技类股指数

美国证交所生化科技类股指数(AMEX Biotechnology Index)
那斯达克生化科技类股指数(Nasdaq Biotechnology Index)

如何挑选优质生化科技公司

1. 拥有相关经验之最佳管理团队
2. 拥有强势之科技平台
3. 股票市场以外的财务资源
4. 与学术研究中心之关系
5. 产品研发策略
6. 将科学研究成果转为商机的能力

台湾的生物科技产业


174

生物资讯学

授 课 教 师：林 祖 泰


1. 何谓生物资讯学

定义：发展及应用电脑技术分析解读大量生物资 料、预测据分子结构功能、设计
实验；整合分子生物学与电脑计算科学的学问。
生物资讯学的研究近况：
找出基因位置
决定胺基酸序列
决定蛋白质结构及功能
蛋白质的表现与功能间的关系
蛋白质、基因与疾病间的关系
电脑辅助新药物研发

2. 生物资料库

整合型资料取得系统(Integrated Retrieval System)
Entrez
SRS
IGD
DNA资料库
Gene Bank
EMBL
DDBJ
Protein资料库
175

PDB
SCOP
CATH
ExPASy
PIR
生物巨分子的视觉化资料库
CMM
MDScope
VMD
VRML

3. 生物资料来源

资料来源：
Genomics
Genes
Transcripts
Proteins
SNP
Gene Regulation regions
资料取得途径：
genomics research
proteomic research
gene sequence
gene chips & microarray

4. 结构生物学与分子检视软体

结构生物学：
176

解析组成生物体之各种巨分子，如：蛋白质、核酸、多糖 等，之结构、三维立体
构形及影像等分子相关科学。
相关检视软体：
Spotfire
SGI MineSee
Silicon Genetiz
SRS

5. 网际网路与生物资料库整合应用

6. 高速运算与生物资讯学

高速运算的需求
大型主机：IBM、SUN、SGI、Fujitsu、HP、Compaq
大容量资料储存：HPSS(High Performance Storage System)
高速宽频网际网路：US West、Nortel、Network、Hyperchip
PC Cluster：SGI、Compaq、Apple

IBM Blue Gene
http:gene
10
15
次运算秒 约为Deep Blue 1000倍
目标：protein folding
价格：一亿
达成时间：2005

Compaq Biocluster
以4 CPU之高速伺服器主机架设多功平行运算系统
目标：基因比对、蛋白质结构分析
价格：1500万台
177

7. 生物资讯学的应用

药物设计
分子演化树
基因图谱
预防医学

178

精油与芳香疗法 (Aromatherapy)

授 课 教 师：许 承 先


何谓芳香疗法？

简单来说，芳香疗法是利用植物精油的特性来改善皮肤、身体、思考及灵魂之间
的健康与平衡。

什么是植物精油？

精油(essential oils)也称挥发油(volatile oils)，是一种具有特殊挥发性气味的油状
液体，可随 水气蒸馏出，与水不互溶，其成分复杂，包括原存在于植物体内之成
分，及经水蒸气蒸馏时所分解产生的 挥发性成分。以化学的角度来说，精油就像
是含一些物质的鸡尾酒大溶炉，例如：脂、帖烯、酒精、石碳 酸、乙醛、醚和其
它化学物质的结合，这些物质的成份都有着不一样的特性，有些不易燃，有些防
菌，有些防霉，有黏液溶解的及杀菌的，但全部都有防腐的作用以及挥发的特性。
精油通常具有下列特 性 :

1.在常温可以挥散，涂在纸上不会遗留永久性的油迹。此特性可以与脂肪油区别。
2.有特殊的气味。
3.在常温时为油状液体。
4.具有较高的折光率，大多数有光学活性。
5.可溶于大部分约有机溶剂，但几不溶于水。

植物精油可分成三类组：高调、中调以及低调类组。高调类组属于最易挥发精油，
低 调类组则属于不易挥发精油。高调类组多用于香水制造，中调多用于调节身体
179

机能，低调则用于心理及思考的调节。假如使用得当，自然精油是没有副作用的。
植物精油有舒 解神经的功能，促进血液循环，减低沮丧，减低怒气，和平缓疼痛。
它们可以平衡心情，让思考和心理可 以达到一个合协的境界。精油的香味可由鼻
内的嗅神经所传达到脑部的讯息，藉达到生理及身、心灵合一 的效果。精油也可
以穿透表皮组织，渐而达到精油对皮肤更大的功效。植物精油可以让坏死以久的
皮下组织重新再生新的皮肤，对一些皮肤常见的问题也有很不错的效用，例如：
粉刺、湿疹、烫伤、刀 伤和皮肤癌。

精油的历史

1.「上帝从大地创造了药物，聪明人不会弃它于不顾」----旧约传道书
上帝指示摩西用没药、甜肉桂、菖蒲、桂皮和橄榄油作神圣的涂油。
2.西方医药鼻祖--- Hippocrates
每日洗一次芳香浴，用芳香油按摩可得健康，焚烧芳香物可抵御传染病。
精油的研究

1. 第一次世界大战期间，法国一位化学工程师盖得佛塞(Gatt efoss‘e)，在实验室
中遭遇意外时，偶然发现薰衣草精油治疗灼伤的神效。
2. 1964年，法国杰恩‧瓦芮特医生(Dr. Jean Vainet)继续研究植物精质油，并大力
推广于医疗用途上。
3. 化学家玛达‧莫瑞女士(Madame Maury)更加努力推广应用于：精神、生理、及
皮肤上的疾 病，并致力研究发明，以完美的按摩手法，来达到植物精油外用
的最大功效。

精油的使用

1. 使用于食品及化妆品上：精油应用于化妆品应属于赋香剂俗称香 料或香精。
香料在食品及化妆品中的作用，主要是令人愉快，及掩盖某些不良气味。
2. 使用于医疗上：古今中外，精油在传统的医疗中极为常用。精油可经由肠骨、
180

呼吸导、及皮肤吸收等而达到医疗效果。中医在临床上单独使用精油的频率
不高，但在处方的设 计及使用方法上，往往可以看出，利用精油的功效来治
病。传统的医疗行为中的蒸汽熏疗法、烟熏疗法( 包含玄香疗法)、及按摩推
拿法等，皆是利用精油的医疗效果。蒸汽熏疗法是利用蒸汽将精油带出，并< br>传送至患者的皮肤或黏膜上，然后被吸收进入血液循环，散布全身，达到治
病效果。烟熏疗法及熏 香疗法则是藉着热，使精油蒸发散布于空气中，患者
再自空气中吸取精油，达到治病效果。至于按摩推拿 法，是让精油与患部的
皮肤直接接触，而达到治疗效果。

精油的分类

1.柑橘类：佛手柑、葡萄柚、柠檬、莱姆、橘子
2.花香类：天竺葵、罗马甘菊、玫瑰花瓣、薰衣草
3.草本类：罗马甘菊、薰衣草、迷迭香、鼠尾草
4.樟脑类：尤加利、白千层、迷迭香、欧薄荷、茶树
5.辛香类：胡荽、黑胡椒、姜、小豆蔻
6.树脂类：乳香、没药、榄香、白松香
7.木质类：西洋杉、檀香、松木、杜松、丝柏
8. 土质类：广藿香、岩兰草

精油的功效

1.舒缓与振奋精神较偏向心理上的功效
2.净化空气、消毒、杀菌的功效
3.舒缓或者减轻症状的功效


精油的制作

181

萃取方法有：蒸馏法、人工压挤法 ，植物颗粒干燥法、浸化法、二氧化碳冷冻法、
精油混合法等。

精油的使用法
1.薰蒸法
2.按摩法
3.吸入法
4.涂敷法
5.沐浴法
6.喷雾法

精油的研究现况
1.香疗法
2.抗菌(细菌、霉菌、酵母菌)、抗病毒
3.驱虫
4.预防蛀牙
5.抗氧化
6.抗发炎、免疫调节
7.精神镇静

精油的研究方向
1.本土性植物精油(例如中草药精油)的开发
2.本土性植物精油之生理活性与功效
3.新生理活性之发现
4.生理活性物质之单离


结语
精油的来源很广，化学组成不尽相同，其所表现的生物活性范围也广。中草药的
182

精油，大都有驱风剂与局部刺激的作用。内服能促进肠蠕动，增强大肠的排气，
并能 加强泻药的泻下作用。对于肌肉亦有显着的松弛作用，不过也可能有兴奋作
用。也可能作为袪痰、发汗、 镇咳或利连药物应用。此外，精油亦有促进血液循
环、增强免疫，提神，镇静作用。
精油其均 有一定程度的消毒作用，有些则具有明显的杀菌或抑菌的功效，吸入其
蒸气，可作呼吸器官的消毒药用。
植物精油是大自然给予人类的美好礼物，在安全的范围内，我们应该善加利用，
以促进生活品质 ，维护身体健康。

参考文献

 The Aromatherapy Companion by Victora H. Edwards
 Aromatherapy For Dummies by Kathi Kerille

183

Something we drink─酒 ( Alcohol )

授 课 教 师：潘 恺

* 酒精可能是人类最早使用的药物，毫无疑问的它也是 最早被滥用的药物。种
植大麦来酿造啤酒和种植葡萄来酿造水果酒的作法，在西元4000年已经相当盛
行；而有意识地酿造含酒精的饮料，也可追溯到西元8000年。

* 酒中主要的成分是乙醇，除此之外还被鉴定出大约有九百种挥发性芳香成
分；例如着名的德国 Moselle 葡萄酒即是由于它的混合成分，使得这种酒别具
有特殊风味与香气，而能让品酒专家得 以辨识。酒的成分是可以定量的化学物
质，但是它的风味与香气却始终令化学家捉摸不清，还是得依赖味 觉和嗅觉灵敏
的品酒师才能把特别的酒挑出来。

*
*
酒的分类：
酿造酒 ─ 淀粉类（伏特加：麦马铃薯，威士忌：大麦，龙舌兰酒：龙舌兰，< br>烈性酒：麦、米）、糖类（白兰地：葡萄，兰姆酒：甘蔗，樱桃酒：樱桃）
* 蒸馏酒 ─ 淀粉类（绍兴酒、清酒：米，啤酒；大麦）、糖类（苹果酒：苹
果，葡萄酒：葡萄）
*

*

＊ 红葡萄酒：采收 → 捣碎 → 发酵 → 压榨 → 储藏沉淀 → 过滤 → 装瓶
使用红、黑葡萄，将葡萄捣碎后连同果皮、种子及果汁一起发酵。由果 皮的
色素形成酒的红色。红酒通常是不甜的，而且果皮含有单宁酸，形成独特的
涩味及浓厚口味 。
＊ 白葡萄酒：采收 → 捣碎 → 压榨 → 发酵 → 储藏沉淀 → 过滤 → 装瓶
红、白葡萄酒的制造过程：
混成酒 ─ 药草、果实、种子（苦艾酒：苦橙，樱桃白兰地：甜樱桃）
184

可用红 或白葡萄酿造。使用白葡萄时，酿法和红酒一样。捣碎葡萄后要取出
果皮及种子，只让果汁发酵。口味比 红酒清爽，而且含有浓烈的葡萄果味。
味道从甜味到不甜都有。

* 乙醇是一个只含有两个碳的小分子─CH
3
CH
2
OH ，它的氢氧基(-O H)与水分
子(H-OH)相似，只是乙基(CH
3
CH
2
-)取代 了水分子的氢原子。在化性上，乙醇与
水相似且与水互溶。另一方面其乙基又与脂肪类相似，故也易溶于 脂肪层。因此
酒精易穿透脂肪性细胞膜，快速的被胃肠吸收进入血液中，再由血液进入脑细
胞， 对中枢神经发生作用。唯胃部的状态会影响酒精的吸收，例如空腹时，约有
20%的酒精立刻被胃壁吸收 ，其余的则进入小肠。若是饱餐一顿再喝酒，大概4-6
小时才会被消化；若是空腹喝酒，大概30-9 0分钟酒精就会出现在血液中了。一
般所谓「鸡尾酒」内含有较多的二氧化碳，它会使幽门松弛，酒精会 更容易进入
小肠。

* 酒精会使血管扩张，温暖的血液易循环至表皮和四肢末端稍 ，所以会觉得脸
红，身体发热，但体温却因此而散失，因此寒冬中想藉酒取暖将会适得其反。但
适量的饮酒确实有助于血液循环。另外值得注意的是酒精的热量很高，每一公克
含有七大卡的热量。每人 每公斤体重每小时可以处理0.1-0.15公克的酒精，所以
一个体重50公斤的人，身体处理一瓶啤 酒(约20-30公克酒精)至少要花费4-5小
时。

* 饮酒对人体产生的影响 ：因为年龄、性别、体重、饮酒的历史…等因素的不
同使得酒精在人体会有不同程度的影响，但对大部分 健康的身体代谢酒精大概都
以相同的方式 →
(1) 当喝入第一口酒的时候，酒精首先会短暂的刺激口腔及食道的组织。
(2) 部分的酒精会在胃中被吸收，而大部分会被移至小肠。
(3) 在小肠中迅速被血液吸收，若同时有食物存在则会延迟酒精的吸收。
(4) 藉由血液的流动可将酒精 分布在全身，适量的酒精可以降低冠状动脉疾
病的发生，但过量的饮酒则会伤害到心脏的肌肉组织。
185

(5) 大部分(95%)的酒精都在肝中代谢；在此有酵素开始将 乙醇转变为乙
醛，最终将代谢为二氧化碳与水。正常肝脏代谢纯酒精的速率为10毫升
小时。
(6) 酒精随着血液进入大脑数分钟后，神经细胞将会麻痺并迟缓讯息的传
递。
(7) 若此时再持续饮酒，脑中负责控制说话、视觉、平衡感及判断力的神经
中枢会变得更加 兴奋。若再有更多的酒精被摄入，饮酒者将会失去意识。

* 酒精在体内的化学变化及对人体之影响：
当酒精进入体内后，约有95%首先就转化成乙醛(CH3
C(=O)H)，这是酒精代
谢的中间产物(另外5%由肺部吸收，直接排出体外)；体 内有一种酵素称为乙
醛去氢
脢
，若是乙醛无法有效的被这种酵素分解而继续堆积在体内 则会兴奋
交感神经而产生血管扩张、身体潮红、心悸、心跳加快等现象，同时也会有
头晕、昏眩 、手脚发麻、胃部灼热、全身无力不适等情形，而使人不愿再喝
更多的酒。从酒精转化成乙醛的过程中会 产生乳酸 (CH
3
CH(OH)COOH)
；
体
内乳酸过多的话， 就会加重易感者的痛风症状。乙醛和神经传递素相互作用
后产生凝缩物质。不断大量喝酒和不能按正常速 度转化酒精的人，体内一般
都有相当高的乙醛含量。酒的饮用量及其代谢的提高会造成血液和肝脏中脂< br>肪含量的增高。若过量的乙醛作用于蛋白质和DNA，就会损坏蛋白质和
DNA。而DNA是构成 细胞基因的材料；蛋白质则是组成细胞结构和发挥多
种细胞功能的基础物质。
酒精
可用安塔布司

乳酸
↑
│
→ 痛风发作增加


丙三醇
│
↓
→
←
(戒酒硫)来防治
乙醛









│
│
│


神经传递素


乙酸脂
↓
186

蛋白质和DNA的加合物 血液和肝脏中脂肪增多
 一般没有酒量的人，体内往往缺乏乙醛去氢
脢，
因此才会造成乙醛在血液中
浓度过高。东方人和女性较常缺少这种酵素，所以酒量较差。但这种酵素也
会因身体需要而开始制造或 浓度提高，所以说酒量可经由训练而增加的。此
外这些酒精分解的酵素在胃壁中亦有一些，若其浓度够高 则酒精尚未进入血
液中就可被分解掉一部分，相对降低了血液中酒精的含量，自然比较有酒
量。 有些镇静安眠药的分解也是利用这类酒精分解酵素，常饮酒的人这些酵
素浓度会较高，对此药物分解的也 快，换言之耐药性较高，必须提高药量来
达到镇静安眠的效果，稍不注意就会超过安全剂量。

* 酒精对人体的短效应：从酒的饮用量是无法简单地推出血液中酒精的含量；
因为有很多因素 都会影响酒精的吸收率，包括胃中是否有食物、酒精的总量和稀
释状况、肝功能状态、性别及饮酒后的代 谢率等。酒精是一种中枢神经抑制剂，
随着酒精在血液中的浓度变化，它以不同程度地抑制或降低大脑的 功能并呈现出
放松、愉悦、睡眠、昏迷，甚至死亡等不同程度的反应。血液中的酒精浓度常用
“ %酒精 ”来表示；这个百分比表示每100毫升血液中酒精的克数。在美国大
多数州的法定界限是0.10 %，但鉴于人体的判断和协调能力在0.10 %以下就已
受到影响，有些州已把界限降低到0.08 %。目前我国违反交通规则的架驶饮酒量
定为每一公升的吐气中酒精含量以不超过0.25毫克为准。






血液中酒精的百分比
0.015 %
0.03 %
0.04 %
0.05 %
对人体产生的短效应
初步抑制解除，有愉快的感觉
更大程度的抑制解除，身体协调性有所降低
记忆受到影响
身体协调性进一步降低，步履困难，
反应时间增加，判断力受损


0.08 %
0.10 %
车祸可能性增加4倍
反应时间明显增加，车祸可能性增加7倍
187

0.15 %
0.20 %
0.30 %
0.40 %
0.50 %
车祸可能性增加25倍
行为和判断力更加恶化
失去知觉
深度昏迷，呼吸受抑制
呼吸停止，死亡
 血中酒精浓度和行为反应的关系 (
1瓶约600毫升，一杯约30毫升
)



酒醉程度
爽快期
血中酒精浓度(%)
0.02-0.04
相当饮酒量 行为反应
日本酒1瓶 皮肤变红、心情舒畅、人变
绍兴酒0.25瓶 得有朝气、判断力稍微降低
啤酒1瓶
纯威士忌2杯
日本酒1-2瓶 手的活动变活泼，且人开始
绍兴酒0.5瓶 失去控制力，体温上升、脉
啤酒1-2瓶 搏加速
纯威士忌2-5杯
日本酒3瓶 人变得兴奋且会站起大声
绍兴酒1瓶 说话；变得易怒，摇晃而站
啤酒3瓶 不稳
纯威士忌6-7杯
日本酒5瓶 步伐蹒跚且呼吸急促；会打
绍兴酒1-2瓶
嗝
、呕吐，且重复同样的话
啤酒5-7瓶
纯威士忌8杯
日本酒7-9瓶 完全站不起来，意识混乱讲
绍兴酒2-3瓶 话零乱破碎
啤酒8-10瓶

纯威士忌1瓶
日本酒12瓶 即使摇晃他也爬不起来，大
绍兴酒3-4瓶 小便可能失禁，呼吸很深很
啤酒12瓶 沉，甚至造成死亡
纯威士忌1瓶

蹒跚酒醉初期
0.05-0.10

蹒跚酒醉末期
0.10-0.15

酩酊期
0.16-0.30

泥醉期
0.31-0.40

昏睡期
0.41-0.50

* 酒精对人体的长期影响：
(1) 肝─初期会使健康肝脏的肝细胞内脂肪蓄积 (脂肪肝)，随后是酒精性肝
炎，最后是造成肝硬化。
(2) 脑─大脑萎缩、脑室 (脑内液体空间) 扩大、痴呆 (智力丧失)。
188

(3) 心脏─扩大性心肌病 (心脏扩大，功能减退)。酒精性心脏比正常心脏大
2倍，因为乙醇易导致高血压。
(4) 消化系统─食道脉管曲张 (血管扩张)、胃溃疡、胰腺炎症。
(5) 蛛状痣 (表面血管破裂) 、大面积表面血管花纹、脾脏肿大、黄疸、手掌
发红、颤抖、容易出血、青肿、足部水肿、睪丸萎缩…… 。
(6) 肿瘤病变─酒精本身虽非致癌性化合物，但是酒精却可能因其脂溶性而
有加强其 他致癌物的作用，最明显的是吸烟又饮酒的人，其发生头部与
颈部的癌变机率是无这两者习惯的人6-1 5倍，喉癌的发生率则升高到44
倍。

* 人体内酒精含量的测试：肺部的酒精含 量和血液中的酒精含量有关。在通过
呼吸测试体内酒精含量时，先用一根连接到呼气嘴的管子采集呼出气 体的样本，
存于一个密闭的气室中。将呼出之气体通过含有重铬酸钾 (K
2
Cr
2
O
7
) 的溶液
中；当在酸性的条件 下，呈现橘红色的重铬酸钾可以将乙醇氧化成醋酸，而本身
则还原成绿色的铬离子 (Cr
3+
)；颜色的深浅和醋酸的含量成正比，愈呈现绿色表
示呼出之气体中酒精的含量愈高。

H
2
SO
4

CH
3
CH
2
OH + Cr
6+

橘红色
→

CH
3
C(=O)OH

+

Cr
3+

绿色

* 胎儿酒精并发症（Fetal Alcohol Syndrome; FAS）─怀孕的母亲因饮酒而对未出生之胎儿所造成的伤害。怀孕的妇女所喝下的酒，在几分钟以后她的胎儿也同
样接受到。在母亲血 液中的酒精将会毒害到发展中的胎儿，其伤害的程度决定于
饮用酒的量及怀孕的阶段；乙醇和乙醛都会抑 制胚胎期的细胞分裂，怀孕早期会
影响胚胎脸部的形成，晚期则对脑部有影响。对出生后小孩的伤害轻则 外观不漂
亮、行为偏差，重则成长受阻、外形缺陷，甚至心智发展迟缓。这类的小孩头部
小于一 般正常的小孩，而脸型外观有些典型的特征─两眼间的距离较短，较薄的
上唇，短而向上翻的鼻子及后缩 的下巴。
189


谓假酒主要是以工业酒精作原料，但其中因 搀了少许甲醇(CH
3
OH)。虽然甲
醇与乙醇只差一个碳，且化性近似，但此处却正 是罪魁祸首。甲醇在体内的
代谢与乙醇完全类似，只是氧化后的产物为甲醛 (HC(=O)H)和甲酸
(HC(=O)OH)。对人体而言，甲醛的毒性最大。在代谢甲醇时，从甲醛氧化
成甲酸的反 应速率较慢，因此甲醛分子极易堆积，并随血液循环至眼部及脑
部。甲醛会抑制中枢神经，引起视觉细胞 充血，导致失明，手脚抽筋、休克
及死亡。饮入甲醛7-8毫升就足以使眼睛失明，30毫升即会死亡。 如确认为
甲醇中毒，应在12小时内洗胃。若来不及就医，可自行喝下大量蒸馏酒，
以高浓度的 乙醇分子来取代甲醇分子在酵素活性中心的结合位置，缓和并拖
延甲醇的氧化。或是饮入大量稀释 (约5%浓度) 的小苏打水 (碳酸氢钠，
NaHCO
3
) 也有干扰甲醇氧化的作用。

所
【
Chemistry at Home
】

* 收集市面上贩售的一些酒，观察瓶上标示的酒精浓度各为多少？尝尝 看，酒
精浓度不同的酒，在味道上有何差异？
* 在厨房中，各式酒类常被用来调理菜肴；炒菜时加酒及醋可以产生一股
香味；而利用酒也可以处理掉鱼腥味。你知道原因吗？
* 中国古代的酿酒历史：
当谷粒 (麦子、玉米、稻子) 一旦受潮发芽时，谷芽就会自发地分泌出一种
糖化酵素，把谷 粒中的淀粉水解成麦芽糖，以作为它滋长和生根的营养。而
麦芽糖一旦生成，又与空气中游浮的酵母菌接 触，就会产出酒。所以远古的
人类逐步开始农业并收获到谷物，唯当时不可能有好的谷仓，也没有严时的
储粮器皿，天雨受潮、淋湿的情况常会发生。这就会使我们的老祖先们有机
会品尝到麦芽糖的甜 味和异香的酒味，进而总结出用发芽糖化的谷物作原料
有意识地酿酒了。在石器时代后期就已有农业兴起 ，加上曾在这个时代的遗
址中发现逃陶质酒器，所以酿酒估计始于龙山文化时期是不错的。然而在汉代以前似乎没有水果酿酒的记载发现。野果落地后很容易发酵变酒，所以猴
子比人在野外品尝到有酒 味的果子倒是很自然的事。
190

药物之研发

授 课 教 师：王 健 珍


一、

1. 现代使用最多的药物: 人工有机合成
2. 自古以来最常用的药物: 植物
* 全世界高等植物有三十万种以上，神农本草经中只记载约360种中药，故
仍具开发之潜力
3. 矿物
4. 动物

二、

1. 鸦片之研究 :morphine, codeine, papaverine, noscapine
2. 吐根之研究 :emetine
3. 金鸡纳之研究 :cinchonine
4. 柳树皮之研究 :salicylic acid, aspirin
5. 海葱、毒毛旋花子、毛地黄之研究 : cardiac glycoside (digitoxin, digoxin,
deslanoside)
6. 毒扁豆、颠茄、蛇根之研究 :physostigmine, atropine, reserpine

三、

A. 新药之发展可分四阶段

新药开发之策略
西方药学发展之回顾
具疗效化合物之来源
191

1. 发现与筛选
2. 临床前试验(药效、毒性测试)
3. 临床试验(phase I, II, III, IV, V)
4. 登记、生产、上市

B. 如何选定要发展之药物

1. 疾病之发生率与发生趋势
2. 疾病之诊断方法为何
3. 目前药厂研发状况
4. 药物之研发成本
5. 所需要之科技及人才为何
6. 完成整个计划需要之时程

C. 目前药物主要研发之方向

1. 抗癌、抗病毒药物之研发
2. 抗精神疾病药物之研发
3. 治疗心脏血管疾病药物之研发
4. 抗老人痴呆症药物之研发

四、

1. 大规模筛选并辅以分子模型软体之电脑分析
a. combinative chemistry
如何研发具潜力之药物
b. molecular modeling

＊ molecular mechanics:
分子结构可视为是具位能(potential energy)的一些球体和一些弹簧的结合
192

物。一个分子的分子力场(molecular force field)是 由不同来源的力所组成；包括弹
力(stretching)、弯曲力(bending)、二平面构成 之张力(dihedral)、极性物质偶极间
之作用力(dipole-dipole force)、静电力(electrostatic)和氢键(hydrogen bond)等。以
设计电脑软体作系统性分析或测试构成分子力场的不同变数，如转动分子或分子
间位置互换所需之能(r otation or inversion barrier)，最佳结构(preferred
conformation)和不同结构下之力场(relative energies between different conformers
or isomers)。再经由电脑估算分子之最小力场(molecular mechanics energy
minimization)以求得几何学上之极限(full geometry optimization)或绝对力场之结
构；即球形(global minimum)。

＊ molecular dynamics:
分子动力学主要是在模拟分子真正 的连续运动情况，如×光所测定出来的分
子结晶构造即代表在连续运动中的分子平均运动情况。分子中的 每一原子都具依
牛顿方程式运动，利用电脑软体可以将不同原子的运动积分起来，如此可将原子
随时间而运动的轨道以方程式表现出来。这种分子之模拟可将一个处于静态状况
下，无法显示的原子或化 学基团之运动表现出来。此外可利用核磁共振光谱仪来
分析处于束缚状现下之分子动力及距离几何学(d istance geometry)，如此可以将小
分子、蛋白质和核酸的立体结构表现出来。

＊ quantum mechanics:
在分析化合物之量子力学时，主要是 了解分子之变化及动向。分子大小、分
子形状(conformation)、电子密度(electr onic density)、静电力(electrostatic potential)
和外围轨道(frontier orbital)都是估计分子的量子力学所需 资料，而电脑软体主要
依据Schroedinger的方程式，将一系统的电子能量以波的方式计算出 来，称self
consistant formalism (SCF)，如此计算出的能量比实际值大。另一法为(perturbation
methods) ，此为将分子之平面化学式输入电脑，电脑再根据已事先输入之各种数
据资料来估计分子之量子力学。


193

2.进行体外及体内之药效测试

药效之评估模式包括：
a. 细胞之测定-- 评估药物对细胞生长、离子通道、接受体以及其它细胞
内容物之影响。
b. 生化之测定-- 药物对酵素作用之活性、对次级传讯分子之影响和 对
接受体结合等之测定，可了解药物是否具有选择性毒性作用。
c. 离体器官组织—用于评估药物较复杂之生理功能如肌肉收缩、神 经
兴奋及神经传递物质释放。
d. 活体动物模式—可评估药物在一复杂之生理系统下是否仍具疗效，
亦可了解药物在活体动 物是否具毒性作用，该资料可作为将来临床
试验的一重要参考。

3.药物安全性及药效临床评估

a. 临床试验之分期

第一期(Phase I)：初期临床药理及毒性试验

此期之工作主要为评估药物 在人体之安全性，而非临床疗效评估，试验对象
为身体健康之男人，开始时人数少于10人，但最后可能 达20-100人。工作项目
为要确定此药一次或多次给药之剂量范围，及人类可承受且不引致显着副作 用的
一次剂量。当然这也要考虑给药方法，及其他药物动力学参数(吸收情况、代谢
情况、可观 察到之药效及毒性) 。有时会在病人进行，如癌症末期之病人或是轻
度病人身上之药物动力学(包括药物之交互作用情形) ，要先从小剂量开始，再
逐渐增加剂量。完成对正常人的试验后，再同样进行对病人的试验，最后要试验
出多次给药情况下之剂量对一正常人或病人之影响如何，以供第二期试验时应
用。

194

第二期(Phase II)：初步评估在病人之疗效

初步评估药物在病人之疗效时，每一病人给药后的情况均要详细记录。以期
从大量不同的试验药 物中选出真正有疗效者。而一个药在此期要试验的病人约为
100-200人。此期要确定药物对病人是 否有疗效而无显着毒性、治疗剂量范围、
给药方法、给药次数及途径等。不过很多给药后一段时间，药效 才出现的药物，
如治疗忧郁症、精神分裂之药物，很难在此阶段获得准确资料。此阶段试验又分
为二分期；phase IIa为在一些特殊疾病病人评估药物的药效及安全性，称pilot
study，而phase IIb则是有对照组作比较之疗效评估，称pivotal trials。

第三期(Phase III):大规模之疗效评估

第二期评估获得正结果后，就要将试验药物与同一疾病目前所使用的其他标
准处理方法，在同一条件下 比较疗效的差异性。并测定出将来上市之剂型下，治
疗特定疾病之给药情形。此期工作为药效临床评估工 作中，最彻底而花费最多的
阶段。完成此期工作，而获得正结果，药厂就可以向FAD申请准许新药之上 市，
此申请过程称 New Drug Application(NDA)。

第四期(Phase IV):药品上市后之监视期

药物上市后仍然要监视一般病 人大规模、长期使用后，所引起的各项病理变
化或死亡，以确定没有严重的毒性作用。一些药厂应用药物 上市后的监视来引起
更多临床医师的注意，以达到此药更广泛地被应用的目标。在此期中，并没有对照组与之比较，完全是一种临床经验的记录。

第五期(Phase V)

此期通常不列入新药之临床试验期内，主要是评估或比较某些上市之新药与
其他市面上已应用的 相同疗效药物的差别，或发现此药物的新疗效
195

b. 药物疗效之评估

药物临床试验最重要的工作是评估疗效及安全性 (是否有显着副作用或不
良作用)。一个新药的药效，当然希望比现有同类药要好，也就是治疗指数
(therapeutic index =一半致死剂量一半有效剂量)要更高，所以药效评估不仅与安
慰剂比较，还要与同类药比较。

c. 药物安全性之评估

药物不良作用分为毒性反应(toxic reactions)，过敏反应allergic reactions)，及
特异质反应(idiosyncratic reaction)。
其中毒性反应又分为三种。一、药理性的，如巴比妥类安眠药引起的中枢抑
制。二、病理性的，如ac etaminophen助引起之肝损伤。三、基因性的，如抗癌
药nitrogen mustard 会改变DNA之结构。某些药物本身毒性不大，要经过生化转
变(biotransformation )成另一代谢物才能表现毒性，但也有些毒性作用则可能要服
药后一段长时间才发生，如氯霉素对造血功 能之破坏，可能于停药数周后才出现。


＊ 以上参考资料来源：国立中国医药研究所出版之”新药开发”


196