生物技術學概要 申論題歷屆試題與參考架構
普通考試，民國 103～110 年共 8 份試卷、41 題，其中 40 題附參考答題架構。考這一科的類科：衛生技術。本頁列出歷年全部題目，參考架構只列開頭的「破題」，完整的答題架構、關鍵字與作答提醒請到站內查看。
110 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
流式細胞儀（Flow cytometry）已廣泛應用在生醫領域之檢測，請說明流式細胞儀檢測細胞特性的原理和應用。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
流式細胞儀的核心是「讓細胞排成單列逐一通過雷射光束，同時量測散射光與螢光，把每一顆細胞的多個參數數位化」。本題要先把光路與訊號的對應關係（FSC／SSC／螢光）講清楚，再分層舉出生醫檢驗上的應用，最後補一句技術限制，架構才完整。
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- 2
全球新冠肺炎大流行，為保衛大眾健康安全，藉由疫苗注射而達到群體免疫，請說明目前全球 COVID-19 疫苗種類、製造和差異。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
COVID-19 疫苗的分類主線是「遞送的是遺傳訊息，還是蛋白質本身，或是整顆病毒」。本題宜先依技術平台分類，各類同時交代抗原設計、製造流程與代表產品，最後用一段比較差異（保存、開發速度、免疫反應、安全性），避免寫成產品清單。
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- 3
腸病毒感染症已是臺灣地方性的流行疾病之一，依據監測資料顯示，幼童為感染併發重症及死亡之高危險群體。請說明一般常規檢驗腸病毒血清型及分子檢測技術原理。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
腸病毒檢驗可分成「傳統病毒學方法」與「分子檢測」兩條線：前者靠細胞培養加中和試驗或單株抗體定血清型，後者靠保守區 RT-PCR 偵測、再以 VP1 序列做分子血清分型。答題時先講檢體與傳統法，再講分子法原理，最後比較優劣並扣回幼童重症的臨床意義。
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- 4
流感是一種急性呼吸道傳染病，具有爆發流行快速、散播範圍廣泛以及併發症嚴重的特性，對於民眾的健康威脅甚鉅。請說明流感病毒分型快篩原理。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
流感快篩的本質是「以型別專一的單株抗體，用側向流免疫層析法抓病毒的核蛋白（NP）抗原」，A 型與 B 型分屬不同判讀線，因此能分型但不能定亞型。答題要寫清抗原標的、抗體夾心與層析判讀三個環節，再說明敏感度限制與後續確認方法。
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- 5
請說明恆溫環狀擴增法（Loop mediated isothermal amplification, LAMP）分子檢測技術原理。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
LAMP 的關鍵在「不靠溫度循環解開雙股，而靠具股置換活性的耐熱聚合酶＋能自我摺疊成環的引子設計」，因此可在恆溫下持續自我引發擴增。答題要依序交代酵素與引子設計、起始與循環擴增機制、產物與偵測方式，再談優缺點與應用。
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109 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
抗體（antibody）是由B淋巴球製造的免疫球蛋白（immunoglobulin），其結構是由2條輕鏈（light chain）及2條重鏈（heavy chain）組合而成的醣蛋白。每一個B細胞只能生產辨識單一特定抗原的抗體，抗體所能辨識之抗原種類與抗原結合位則由輕鏈與重鏈的變異區（variable region）中的高度變異區（hypervariable region; complementarity-determining region, CDR）所決定。試回答下列問題：（每小題5分，共20分）
（一）人體約可產生1011~1012種不同的抗體，每一種抗體都可以辨識特定抗原，因此幾乎所有微生物皆可誘發特定B細胞之特異性免疫反應。既然「每一個B細胞只能生產辨識單一特定抗原的抗體」，試說明形成上述免疫系統抗體多樣性（antibody diversity）的分子機制。
（二）人體一旦遭A細菌感染時，免疫系統會選殖且大量增殖具有分泌辨識A細菌特定抗原能力足以對抗其感染的B細胞，試說明該株落選擇（clonal selection）之過程。
（三）承（二），說明該B細胞被選殖並大量增殖後，進行抗體親和力成熟（affinity maturation）之分子機制與生理意義。
（四）請說明同種抗體（isotype） 、異型抗體（allotype）以及異種抗體（idiotype）之定義與差異。
（20 分）
參考架構・破題
本題從抗體結構出發，依序考抗體多樣性的基因機制、株落選擇、親和力成熟與抗體變異型分類。四小題各 5 分，每題以「定義＋機制步驟＋意義」三段寫完即可，切勿只寫名詞。
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- 2
人 類 蛋 白 質 L 是 一 種 分 子 量 66 kDa ， 由 免 疫 細 胞 分 泌 的 醣 蛋 白（glycoprotein）。科學家嘗試利用大腸桿菌、酵母菌與昆蟲細胞生產蛋白質L，但都無法成功生產帶有完整功能的蛋白質L。經過多次實驗，科學家發現只能利用COS或CHO等哺乳類動物細胞株（cell line）表現具有功能的蛋白質L。最近，該科學家又發現可利用植物細胞為生物反應器（bioreactor），生產具有功能的蛋白質L。請據以回答下列問題：
（一）試說明何謂細胞株？（7分）
（二）試說明何謂醣蛋白？（7分）
（三）試推測並說明該科學家無法利用大腸桿菌、酵母菌與昆蟲細胞，成功生產表現帶有完整功能之蛋白質L的原因。（6分）
（20 分）
參考架構・破題
本題以「需在哺乳類細胞表現的醣蛋白」為情境，考細胞株定義、醣蛋白定義，以及不同表現系統在轉譯後修飾上的差異。核心在於糖基化（glycosylation）與蛋白質摺疊。
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- 3
試回答下列問題：（每小題5分，共20分）
（一）何謂DNA變性作用（DNA denaturation）？
（二）試畫出完整之DNA變性曲線（DNA denaturation curve），並說明之。
（三）承（二），何謂DNA變性作用過程中的Tm值？
（四）說明影響DNA解鏈溫度Tm值的因素。
（20 分）
- 4
癌症多年來高居國人十大疾病死因之首，因此研發有效之新穎療法一直是研究焦點。目前除手術、化學藥物、放射毒殺、標靶治療等療法之外，CAR-T細胞免疫療法於2017年通過美國政府核准，正式應用於臨床的免疫細胞療法成為治癒癌症的新希望。試回答下列問題： （每小題10分，共20分）
（一）何謂嵌合抗原受體T細胞（chimeric antigen receptor T-Cell, CAR-T）以及其在癌症治療上之應用。
（二）說明備置CAR-T細胞的方法與流程。
（20 分）
參考架構・破題
CAR-T 是將病人 T 細胞經基因改造，使其表現可直接辨識腫瘤抗原的嵌合受體，屬過繼性細胞療法。第一小題寫結構、原理與臨床應用；第二小題寫製備流程，按時間順序條列。
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- 5
自2019年底，世界衛生組織（WHO）屢次公告由新型冠狀病毒SARS-CoV-2（severe acute respiratory syndrome Coronavirus 2）感染所引起之新冠肺炎（COVID-19）疫情在全球蔓延的情形。快速檢測篩檢可能之感染者並加以適當隔離治療是防堵疫情擴散的關鍵策略。試述檢測病毒性感染的實驗室診斷方法與原理。（20分）
（20 分）
參考架構・破題
病毒感染的實驗室診斷可分為「直接找病毒本身（核酸、抗原、病毒顆粒）」與「間接找宿主免疫反應（抗體）」兩大類。以 COVID-19 為例，依類別逐項寫原理、檢體、優缺點與適用時機。
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108 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
細菌感染是引起食物中毒的原因之一。
（一）請說明如何利用高通量定序技術進行總基因體分析（metagenomics），以鑑定造成食物中毒的致病菌。（10 分）
（二）比較總基因體分析與傳統培養鑑定方法在致病細菌鑑定上的優缺點。（10 分）
（20 分）
參考架構・破題
總基因體分析（metagenomics）是不經培養、直接萃取檢體中全部微生物 DNA 進行高通量定序，以生物資訊比對找出致病菌。第一小題寫流程，第二小題與傳統培養法做優缺點比較。
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- 2
A 君欲利用基因重組技術，以 Chinese hamster ovary（CHO）細胞株產製一可分泌至培養液中的蛋白質 X，做為新型的蛋白質藥物。請設計並說明如何設計一個可表達分泌至培養液中的蛋白質 X 重組表現質體（plasmid），並論述如何在 CHO 細胞株表達該重組質體及進行後續蛋白質的純化。（30 分）
（30 分）
參考架構・破題
本題 30 分，是完整的重組蛋白藥物生產設計題：表現質體設計、轉染與篩選穩定株、分泌表現、純化與品管。依「設計→表現→純化」三大段書寫，每個元件都要說明功能。
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- 3
免疫療法可以幫助免疫系統直接攻擊癌症或刺激/加強自身免疫系統以對抗癌症。根據其作用的模式，免疫療法可分成六類。請列舉並說明各類型免疫療法的作用模式。（30 分）
（30 分）
參考架構・破題
美國國家癌症研究所（NCI）將癌症免疫療法依作用方式分為六類：免疫檢查點抑制劑、T 細胞轉移療法、單株抗體、治療性疫苗、免疫調節劑（細胞激素等）、溶瘤病毒。逐類寫作用模式並舉例。
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- 4
（一）請論述專利的定義及其具有的主要特性。（10 分）
（二）依我國的規定，專利有那幾種型別？請分別說明之。 （10 分）
（20 分）
107 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
粗萃取的蛋白質可先經由鹽溶/鹽析做初步的純化，再經由管柱層析法（column chromatography）來進一步精製純化。
（一）請述明常用的管柱層析法及其作用原理。（15 分）
（二）有時會在欲純化的蛋白質上做些修飾以利進一步純化，請問一般常用的修飾有那些？（4 分）其原理各為何？（6 分）
（25 分）
- 2
腺相關病毒（adeno-associated virus, AAV）目前已成為極具潛力的基因轉殖工具。
（一）請說明腺相關病毒當作基因轉殖工具的優點。 （10 分）
（二）請說明腺相關病毒可搭配那些技術達到基因 knock-down、knock-out 和 knock-in 小鼠的效果。（15 分）
（25 分）
參考架構・破題
AAV 是小型、無致病性的單股 DNA 病毒載體，安全性高、可長期表現，已用於基因治療。第一小題寫優點，第二小題分別配合 shRNA／miRNA、CRISPR-Cas9 與同源修復模板，達成 knock-down、knock-out、knock-in。
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- 3
請說明做試管嬰兒時，先對胚胎做基因篩檢的優點，及其在道德倫理上可能產生的爭議。（15 分）
（15 分）
參考架構・破題
本題考胚胎著床前基因檢測（PGT，舊稱 PGD／PGS）在人工生殖的應用與倫理爭議。先說明技術與優點，再以生命倫理原則分析爭議，最後提出管理方向，形成正反兼顧的論述。
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- 4
短縱列重複序列（short tandem repeat, STR）可應用在親子/手足關係的鑑定。
（一）試說明其原理。（10 分）
（二）檢測的檢體種類及方法。 （10 分）
（20 分）
參考架構・破題
STR 是基因體中 2～6 個鹼基為單位、串聯重複的序列，重複次數在人群中差異極大，且依孟德爾定律共顯性遺傳，因此可比對子代與疑似親代的對偶基因是否相符。作答要先講原理與判讀，再講檢體與實驗流程。
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- 5
抗體新藥在癌症治療上占有舉足輕重的角色。請以圖示解釋人鼠嵌合抗體（chimeric、人源化抗體（humanized antibody）及全人源抗體（human antibody）之間antibody）的差異性，並說明其優缺點。（15 分）
（15 分）
106 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請敘述利用限制酶切割後，再以 PCR 檢測甲基化 DNA 之原理。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
利用「甲基化敏感性限制酶遇到甲基化 CpG 不能切」的特性，把甲基化狀態轉換成「DNA 有沒有被切斷」，再以 PCR 能否擴增判讀。作答要講清楚酶的特性、實驗設計、判讀與對照組。
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- 2
請敘述高解析度融離分析（high-resolution melting analysis, HRMA）技術之原理及應用。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
HRMA 是在 PCR 後以飽和型雙股 DNA 染劑，配合高精度升溫逐步解鏈，從螢光下降曲線的細微差異辨識序列變異，屬閉管、快速的突變掃描與基因分型技術。
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- 3
請敘述下列我國兒童預防接種之疫苗和疫苗種類之優缺點：（每小題 5 分，共 20 分）
（一）B 型肝炎疫苗
（二）卡介苗 BCG
（三）日本腦炎疫苗
（四）水痘疫苗
（20 分）
參考架構・破題
四種疫苗剛好代表三類疫苗：B 肝是基因重組次單位疫苗，卡介苗與水痘是活性減毒疫苗，日本腦炎則從不活化疫苗改為活性減毒嵌合疫苗。作答以「疫苗種類→接種重點→優缺點」逐題寫，最後可做類別比較。
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- 4
請敘述高通量定序平台與桑格定序法（Sanger Sequencing）的原理及比較。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
Sanger 定序是以雙去氧核苷酸終止鏈延長的「一次讀一條長片段」方法；高通量（次世代）定序則把大量 DNA 片段同時平行定序。作答先分述原理，再列表比較。
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- 5
請敘述原位螢光雜交法（Fluorescence in situ Hybridization, FISH）的原理和應用。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
FISH 以螢光標記的核酸探針與細胞或染色體上的互補序列雜交，在螢光顯微鏡下直接看到特定 DNA 序列的位置與數目，是連結傳統染色體分析與分子診斷的細胞分子遺傳技術。
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105 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請說明基因工程之定義與基因操作之要素，其與傳統生物技術方法有何不同之處？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
基因工程是以重組 DNA 技術在體外切割、接合並轉入宿主細胞表現，使生物獲得新性狀；它與傳統生物技術最大的不同在於「直接、定向地改變遺傳物質，且可跨越物種界限」。
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- 2
請說明何謂次世代定序技術？舉例說明其應用領域與貢獻。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
次世代定序（NGS）是以大量平行方式同時對數百萬至數十億條 DNA 片段定序的技術，讓基因體定序的成本與時間大幅下降，推動精準醫療與生命科學研究。作答先定義與原理，再依領域舉例說明貢獻。
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- 3
請說明桃莉羊是如何產生的？在醫療上，請說明其技術的可能應用。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
桃莉羊是第一隻以成年體細胞核轉移（SCNT）技術複製成功的哺乳動物，證明已分化的體細胞核可被卵細胞質重新編程而發育成完整個體。作答先講產生過程，再談醫療應用與限制。
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- 4
請說明微藻在廢水處理及再生能源之可能應用。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
微藻生長快、可行光合作用固定二氧化碳，又能吸收氮磷等營養鹽，同時累積油脂與醣類，因此可以「以廢水養藻、以藻淨水、再把藻體轉成能源」，形成生物精煉的循環。
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- 5
請說明幹細胞的主要特徵。何謂再生醫學？請說明二者有何關係？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
幹細胞具有自我更新與分化成多種細胞的能力；再生醫學則是修復、取代或再生受損細胞、組織與器官的醫學領域。幹細胞是再生醫學最核心的細胞來源，兩者是「材料」與「應用領域」的關係。
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104 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請解釋下列生物技術相關的名詞：（每小題 4 分，共 20 分）
（一）Innate immunity
（二）Lac operon
（三）Kozak sequence
（四）RNA interference
（五）Metabolomic
（20 分）
- 2
在小鼠的實驗中已知餵食富含重組 X 蛋白（recombinant X protein）的乳汁可以有效降低細菌對腸胃道的感染。
（一）請說明如何製造只在乳汁產生重組 X 蛋白的基因轉殖小鼠（transgenic mice）的設計與實驗流程。（14 分）
（二）請說明我國進行動物試驗需遵守的 3R rule 為何？（6 分）
（20 分）
- 3
基因轉錄調控不受序列影響的調控方式稱之為表觀基因調控（epigenetic regulation）。請列出並具體說明三種表觀基因的調控方式。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
表觀遺傳指不改變 DNA 序列、但可遺傳（有絲分裂或減數分裂）的基因表現改變，主要透過改變染色質結構與轉錄可及性來調控。題目要求三種，每種寫機制、對表現的影響與實例。
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- 4
假若檢測樣本中存在 1000 copies 的野生型（wild type）X 基因及 1 個 copy 的突變型 X 基因。在一般的 PCR 反應條件下，可預期野生型的 DNA 片段為主要的 PCR產物。
（一）若要降低如上述野生型基因序列的干擾，使突變型的 DNA 片段被選擇性放大出來。請列舉任何一種可達到上述目的的方法並具體說明該方法的原理。（15 分）
（二）試舉一例說明該方法在生物醫學上的應用性。（5 分）
（20 分）
參考架構・破題
題目考稀有突變偵測：在大量野生型背景中選擇性放大突變型。可選 ARMS（等位基因專一性 PCR）、PNA 夾持 PCR、COLD-PCR 等任一種，重點是把「為何只放大突變」的原理講清楚。
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- 5
為強化基因改造食品標示資訊之揭露，衛生福利部實施基因改造食品標示新制。
（一）請說明基因改造食品安全性潛在的隱憂及基因改造作物對生態環境的影響。（10 分）
（二）請舉出兩種方法檢測某一食品是否為基因改造食品並說明其檢測的原理？（10 分）
（20 分）
103 年（考試時間 90 分鐘） 原卷 PDF
- 1
你是 一位生 物技術研發者，發現大腸癌細胞會分泌一個特殊的 癌胚抗原 CEA（carcinoembryonicantigen）在血液中，它是一種蛋白質，可作為大腸癌腫瘤標記（tumor marker），你想要開發一免疫層析試紙（原理類似驗孕試紙）來作為癌胚抗原之快速檢測分析，請詳述你如何製備檢測此一癌胚抗原之免疫層析試紙？（15 分）
（15 分）
參考架構・破題
免疫層析試紙採雙抗體夾心法：以兩株辨識 CEA 不同抗原決定位的單株抗體，一株標記膠體金作偵測、一株固定於膜上捕捉，加上品管線。作答依「抗原抗體製備→試紙結構→作用原理→判讀與驗證」展開。
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- 2
你是一位刑事鑑定專家在兇案現場採集到血液或毛髮樣本，請詳述如何利用限制片段長度多型性分析法（restriction fragment length polymorphism,RFLP）來進行嫌犯DNA 指紋鑑定分析？（10 分）
（10 分）
參考架構・破題
RFLP 指紋鑑定利用個體間 DNA 序列（特別是 VNTR 重複數）差異，使限制酶切出長度不同的片段，再經南方墨點以探針顯示帶型，比對現場檢體與嫌犯帶型是否一致。
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- 3
核糖核酸酶保護實驗（RNase protection assay）是一種偵測細胞或組織中 RNA 表現量的方法。請說明其原理和判讀方式。（5 分）請比較此法和北方點墨法（Northern blot）的優缺點。（10 分）
（15 分）
參考架構・破題
RPA 以標記的反義 RNA 探針與目標 RNA 雜合，雙股部分受保護不被 RNase 切割，以受保護片段的有無與強度推知 RNA 表現；與 Northern blot 比較要從靈敏度、RNA 品質需求、資訊內容、操作面向對照。
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- 4
利用大腸桿菌表達外源重組蛋白並且進一步純化時，如果在表達的實驗步驟中看到需要 IPTG（Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside）此種化合物，而在純化的步驟中看到金屬親和性管柱的參與，請推測這個實驗所採取的系統和原理，以及這兩個實驗物所扮演的角色。（10 分）
（10 分）
參考架構・破題
IPTG 提示 lac 操縱組相關的誘導型表達系統（典型為 pET／T7 系統），金屬親和管柱提示組胺酸標籤（His-tag）配合固定化金屬親和層析（IMAC）。答題分「系統推測」與「兩物質角色」。
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- 5
細菌污染導致的食品中毒時常發生，以美國為例，E. coli. O157:H7 菌株每年便造成1-2 萬人的食物中毒，分子生物學鑑定技術常常被用來鑑定污染食品之細菌種類。請說明你如何運用分子生物學技術鑑定食物是否遭受 E. coli. O157:H7 污染？（7 分）E.coli. O157:H7 與一般腸道 E. coli.對人體的反應有何不同？（8 分）
（15 分）
參考架構・破題
第一小題以分子標的（O 抗原、H 抗原、志賀毒素、黏附因子基因）設計 PCR 鑑定；第二小題比較致病性腸出血性大腸桿菌（EHEC）與共生大腸桿菌對宿主的影響。
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- 6
請描述利用桿狀病毒-昆蟲細胞表達系統（Baculovirus-insect cell system）作為重組蛋白質表達系統的原理以及此系統的優缺點。（15 分）
（15 分）
參考架構・破題
桿狀病毒表達系統利用 AcMNPV 晚期強力的多角體蛋白（polyhedrin）啟動子，在昆蟲細胞中大量表達外源蛋白；答題依「原理與流程→優點→缺點」，並舉應用實例。
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- 7
轉 殖 成 功 的 細 胞 ， 將 載 體 轉 殖 入 哺 乳 動 物 細 胞 中 後 ， 常 常 使 用 含 有 G 418（ neomycin 衍 生 物 ） 的 培 養 基 篩 選 轉 殖 成 功 的 細 胞 ， 請 回 答 下 列 問 題 ：（ 每 小 題 10 分 ， 共 20 分 ）
（20 分）
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- 生物技術學概要（地方特考四等）（47 題）
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