組織與生理

血青素(Hemocyanin)

血青素(Hemocyanin)
台北市立第一女子高級中學生物科許一懿老師/國立台灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

血青素又稱為血青蛋白,和血紅素類似,是一種與呼吸作用有關的含金屬蛋白質。血青素利用兩個亞銅離子(Cu+)與一個氧分子(O2)連結以攜帶氧氣,氧化作用會造成血青素顏色的改變。在未與氧分子結合時,Cu+顯現無色,但和氧結合後,Cu+氧化成Cu2+,血青素就會呈現藍色。

人類的靈魂之窗 – 眼睛(Eyes)

人類的靈魂之窗 – 眼睛(Eyes)
台北市忠孝國民中學自然領域張馨文實習老師/國立台灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

生物體對於外界的感應接收包含光線的接收,凡舉渦蟲的眼點、昆蟲的單眼及複眼,到人類的眼睛都是視覺系統中主要的感覺器官。

人類的眼睛如同一台精細的照相機,眼皮像鏡頭蓋般保護眼睛;鞏膜就是俗稱的「眼白」,具有支撐眼珠的功能;角膜像鏡頭保護鏡具保護及滋潤眼珠的功能;水晶體像似鏡頭有對焦的功能;睫狀肌的收縮牽動虹膜,可改變瞳孔的大小,如同光圈一般,可控制光線進入量;影像最後在底片般的視網膜上激發感光細胞。人類左右雙眼的視野大部份會重疊,雙眼可同時注視同一物體,然因兩眼對同一物體的視角不同,此視差經過大腦視覺中樞將之校正分析,所以可產生立體視覺。

腦神經中的外旋神經、動眼神經及滑車神經可支配眼睛的六條眼外肌,三對相互拮抗的眼外肌中,外直肌與內直肌為水平運動拮抗肌;上直肌與下直肌為垂直運動拮抗肌;上斜肌與下斜肌為旋轉運動拮抗肌。左右共12條眼外肌控制眼球的轉動,如果有神經麻痺或眼肌的病變情形發生會導致斜視。

夜間開花的植物(Nocturnal Plants)

夜間開花的植物(Nocturnal Plants)
高雄市高雄女中生物科蔡佩珊實習老師/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

蟲媒花必須依賴昆蟲進行授粉,大多數的蟲媒花植物都在白天開花,夜間開花的植物可以避免與這些植物相互競爭授粉。這些植物的雌蕊大多比較長,花蜜在花的基部,當蝙蝠或其他夜行動物來吸食時,因為頭較大,所以會先碰觸雌蕊,之後再碰觸雄蕊,吸食完第一朵花後,會將該朵花的雄蕊花粉傳給第二朵花的雌蕊,達到傳粉的目的。以下介紹三種:王瓜、曇花和火龍果。

王瓜
別名:師姑草、師古草、狹果師古草、臺灣師古草、野冬瓜、烏瓜、土瓜、赤雹、赤雹子、雹瓜、鴨旦袋、長貓爪、吊瓜、老鴉瓜、馬瓞瓜、野甜瓜、公公須。
特徵:攀緣性多年生草本,根肥厚而呈塊狀,莖細長而有粗毛,具卷鬚;葉互生,膜質至紙質,掌狀 3~5 淺裂,近基部之葉則多呈深裂狀而被有粗毛,三角卵形至近圓形,全緣至 5~7 深掌裂卷鬚,單一或 2 分叉;花雌雄異株,腋出,花冠白色,先作 5 裂,各裂片再呈細絲裂狀而下垂;雄花少數而呈短總狀排列,雌花單立,萼筒長約 6 公分;果實橢圓形或近於球形,具 10 條綠白色縱條紋,熟時橘紅色,果實長圓形;種子中部有增厚的環帶。全島中低海拔森林及山野。王瓜與括樓的區別:根狀莖紡錘形;葉背面密生短柔毛。

肉食植物(Carnivorous Plants)

肉食植物(Carnivorous Plants)
高雄市高雄女中生物科蔡佩珊實習老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

肉食植物就是我們一般常聽到的食蟲植物,可是其捕食對象不一定是昆蟲,所以稱為肉食植物會比較恰當。什麼樣的植物有資格稱為肉食植物呢?通常肉食植物都具有四種行為:引誘、捕捉、消化和吸收。

然而,有些已經被歸類為食蟲植物的植物,並不完全具備這四項條件。有些食蟲植物,像是太陽瓶子草(Heliamphora)、響尾蛇瓶子草(Darlingtonia)和捕蠅幌(Roridula),缺乏分泌消化酵素的能力,必須藉由細菌或其他生物來幫助分解獵物。或許這些植物尚未演化出將酵素分泌到體外的能力。嚴格來說,這些植物應該稱作「半食蟲植物」,但是我們習慣上還是都把它們當作是食蟲植物。

硫化氫,第三種的氣態神經傳遞物質-下(H2S)

硫化氫,第三種的氣態神經傳遞物質-下(H2S)
台中市立第一高級中學生物科林孟緯實習老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

接續硫化氫,第三種的氣態神經傳遞物質-上(H2S)

二、研究指出,在許多血管中都沒有觀察到CBS的表現,顯然CBS與心血管系統的調控並沒有很直接的關係。但是在大鼠的肝門靜脈、胸主動脈與腸繫膜動脈有觀察到CSE的表現。
實驗中發現,從靜脈注射硫化氫可以降低大鼠血壓12~30 mmHg,且此現象會被ATP敏感的鉀離子孔道阻斷劑(blocker)所拮抗。在組織的層面,則可以藉由對血管平滑肌細胞的控制,使動脈與靜脈舒張。而研究指出這種機制可能是因為硫化氫刺激了內皮細胞產生了一些血管舒張物質所引起的。
除此之外,也有研究指出硫化氫可能會刺激內皮性過極化因子的產生。不像一氧化氮與一氧化碳,硫化氫的機制不是走cGMP的路徑。目前比較顯著的研究結果指出,血管平滑肌細胞的ATP敏感的鉀離子孔道,其電流會因為硫化氫或是致效劑的投予而增加。這個影響是直接作用在鉀離子孔道,而不是去改變ATP濃度而間接影響的。這些結果證實,硫化氫是第一個被鑑別為可以打開ATP敏感的鉀離子孔道的氣態開啟因子。

硫化氫,第三種的氣態神經傳遞物質-上

硫化氫,第三種的氣態神經傳遞物質-上 (H2S)
臺中市立第一高級中學生物科林孟緯實習老師/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

硫化氫的物理與化學性質

硫化氫是一種無色具強烈腐臭蛋氣味的氣體。而硫化氫產生毒性的濃度,大約高過我們人類嗅覺可以偵測到硫化氫的濃度的400倍,這種敏感的嗅覺可以避免吸入過多的硫化氫影響了正常的生理功能。硫化氫氧化後,會產生元素硫以及二氧化硫,甚至硫酸。硫化氫解離的反應如下:


而在pH7.4的水溶液中大約有三分之一的硫化氫是未解離的。而硫化氫對於細胞膜的通透性影響很大,而在脂溶性溶液中的溶解度更是水中的五倍。

內生性的硫化氫

藉著一些細菌與古細菌的研究,目前對於硫化氫的合成已經有了一些初步的認識,除此之外,在一些哺乳類的細胞中也確知有硫化氫的產生。硫化氫在大鼠血清中的濃度約為46μM,而在腦組織中的硫化氫生理濃度約為50-160μM。
在哺乳類的組織中,有兩種主要調控硫化氫生成的酵素,稱為cystathionine β-synthase (CBS)與cystathionine γ-lyase (CSE)。而硫化氫合成的原料,則是一種胺基酸(半胱胺酸,L-cysteine)。CBS與CSE在很多細胞都有表現,像是肝臟,腎臟,皮膚的纖維母細胞以及淋巴球。而另外一條較不重要的生成的路徑則是在葡萄糖氧化的過程中,會把元素態的硫還原成硫化氫。硫化氫代謝的路徑有三條,可能在粒線體內被氧化成硫,在細胞質被甲基化成CH3SCH3,或是藉由氧化型血紅素(methemoglobin)清除。而正常狀態下硫化氫可與血紅素結合成 green sulfhemoglobin而存在。

自然殺手細胞

自然殺手細胞 (Natural killer cell, NK cell)
臺北市立建國高級中學生物科劉翠華老師/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

自然殺手細胞 (Natural killer cell;NK cell)起源於淋巴前驅細胞,佔人類血液中淋巴球的5~10%。NK細胞表面缺乏專一性的抗原受體,負責非專一性防禦,可以胞殺腫瘤細胞和被病毒感染細胞。

影響花形成的基因調控機制

影響花形成的基因調控機制 (Organ Identity Genes)
臺北縣福和國民中學生物科辛怡瑩實習老師/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

E. Coen和E. Meyerowitz在1991年從阿拉伯芥和金魚草,這兩種模式植物中提出花的形成—ABC調控模式,花的形成基因由分生組織基因(flower meristern identity gene)所決定,這個基因可以當作一種轉錄因子,顯示可以調節DNA的轉錄作用,並且進一步活化花的分生組織產生發育所需的基因,這些基因與花的形式發育關係密切,統稱為器官確認基因(organ identity genes),係由三組不同基因相互作用調控,也就是ABC模式。以下將針對三組基因的調控方式進行說明。

植物生長所需的多量元素(Macronutrients)

植物生長所需的多量元素(Macronutrients)
台北市忠孝國民中學自然領域張馨文實習老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

植物在生態系中扮演起生產者的角色,植物可以吸收來自空氣和水中的碳、氫、氧元素,或是土壤、栽培介質中的多種無機化合物,作為自身合成的原料。經由植物體內的同化作用,將無機碳和氮轉變成為有機物質,合成植物生長所需的養分與物質,使無機物質進入生態系中的物質循環裡。

動物經由攝食以維持生理運作所需要的能量,同時利用食入植物中的維生素、礦物質協調生理作用,在死後的屍體則交由微生物分解。微生物是在物質循環中扮演重要的角色,可以將生物遺體中複雜的有機物質轉化為簡單的無機化合物,供植物吸收和生長所需,讓物質再度回到循環中。

肥胖與脂肪細胞(Fat) 下

肥胖與脂肪細胞(Fat) 下
台北市忠孝國民中學自然領域張馨文實習老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

俗語說的「小時候胖不是胖」,正確來說應是指嬰兒及兒童體內棕色脂肪所造成的渾圓,並不是指青少年發育期的肥胖。

在青少年發育期,體重會因細胞生長而增加,其中白色脂肪細胞的功能是將能量以脂肪細胞的形式儲存起來,在白色脂肪細胞中,含有俗稱「脂肪球」的三酸甘油脂,當攝取的熱量過剩,脂肪球量變大促使脂肪細胞體積就擴增,使脂肪細胞容易行細胞分裂,脂肪細胞的數目因而增加。

在書本裡面蠻頭苦幹,鑽研知識的要義時,在心力憔悴的惡劣忙碌中,脂肪細胞數目也不會被消耗掉,因此脂肪細胞會須臾不離地陪我們終老。

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