組織與生理

植物對鹽分逆境（Salanity Stress）的反應
台北市立建國中學生物科劉玉山老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

鹽分逆境通常指土壤中含有過量的離子，尤其是Na⁺和Cl^–，但也不侷限於這兩種離子；而低鹽逆境，亦即離子的缺乏，則常被視為營養上的問題。植物生長的環境中，鹽類濃度的變化很大。一般而言，沿海的鹽沼澤、內陸沙漠、內陸湖泊湖岸邊和過度灌溉的農地，是最容易發生高鹽逆境的幾個區域。依照植物對鹽害反應的不同，可將植物分為三大類。

第一類稱為鹽土植物(Halophytes)，如生長於河口沼澤地的紅樹林植物，是目前地球上最耐鹽的鹽土植物，當NaCl 的濃度在200〜500 mM 之間，仍能繼續生長。

第二類稱為高鹽容忍性非鹽土植物(Salt-tolerant，nonhalophytes)，如番茄。此類植物生長在高鹽環境時，個體仍能存活只是生長緩慢受到抑制。

第三類則稱為敏感性非鹽土植物(Salt-sensitive，nonhalophytes)，也稱為淡土植物(glycophytes)，如稻。當他們生長在高鹽環境時，生長快速地受到抑制，在NaCl 的濃度低於50 mM，植物就受到不可修復的傷害。

淺談下視丘-腦垂腺-腎上腺軸和壓力調控(下) （Hypothalamic-Pituitary-Adrenal Axis）
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

請參閱：淺談下視丘-腦垂腺-腎上腺軸和壓力調控(上) （Hypothalamic-Pituitary-Adrenal Axis）

HPA軸主要包括以下三個部分：

1.下視丘室旁核(paraventricular nucleus)：室旁核神經元具有神經內分泌的功能，可以合成並分泌多種激素，包括儲存在腦垂腺後葉的催產素和抗利尿激素，以及調節腦垂腺前葉的多種釋放激素，其中在HPA軸中所要討論的，主要是促腎上腺皮質激素釋放激素（corticotropin-releasing hormone，CRH）。

2.腦垂腺前葉：CRH可以促進促腎上腺皮質激素（adrenocorticotropic hormone，又作corticotropin，ACTH）的釋放，此激素是由腦垂腺前葉所產生，目標器官則是腎上腺皮質，同時腦垂腺前葉也會分泌β-腦內啡（beta-endorphine），用以減輕身體的痛覺。

3.腎上腺皮質：在ACTH的作用下，可以合成並分泌糖皮質激素（Glucocorticoid），主要是皮質醇(cortisol)。糖皮質激素可以回饋作用於下視丘和腦垂體，分別抑制CRH和ACTH的合成與分泌，產生負回饋控制。

淺談下視丘-腦垂腺-腎上腺軸和壓力調控(上) （Hypothalamic-Pituitary-Adrenal Axis）
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

2009年2月，神經生理學家Michael Meaney發表他和同事的研究結果：受虐兒童不只是容易產生情緒困擾的問題，受虐的經歷還會造成腦的永久性改變。他們發現：曾經歷受虐事件的孩童，即使在過了幾十年後，其腦中和壓力控制有關的一個基因，仍會受到影響。在先前以大白鼠為對象的實驗結果中，也可觀察到類似的模式：被母親忽略的大白鼠，壓力反應的荷爾蒙系統和正常老鼠不同，這個荷爾蒙系統，也就是下視丘-腦垂腺-腎上腺軸 (hypothalamic–pituitary–adrenal axis，簡稱為HPA) 的回饋控制系統，在受虐動物的神經細胞中，負責製造糖皮質素受體的基因受到影響，這種受體原本可以壓抑HPA反應，在受虐體物體內卻不能正常運作，使得這些動物長期生活在的較高壓力之下。

科學家在人腦內發現相同的現象，Michael Meaney和他的同事在加拿大蒙特婁的麥吉爾大學(McGill University)研究了三組死亡成人的腦部構造，這三組腦的來源分別為：第一組樣本的幼年時期曾有受虐經驗，而且曾經試圖自殺過；第二組樣本也曾經自殺過，但不具受虐兒背景；第三組則是因其他原因猝死，且沒有受虐經驗。研究人員從樣本的下視丘細胞抽取DNA，檢測糖皮質素受體的基因表現，他們發現：受虐者和受虐老鼠一樣，在這個基因的啟動子區域具有較高的甲基化，使得個體無法表現適當的壓力反應，其他兩個對照組樣本的基因，則沒有這樣的情況。

減壓症（Decompression Sickness,DCS）
台北市立和平高級中學生物科林元露老師/國立台灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

民國八十二年，台北市捷運新店線CH221標地下工程，因為工人進出坑道減壓不當，使得參與工程的二十四名工人中，有二十三人罹患了減壓症，也就是俗稱的「潛水夫病」。

潛水夫病是因為工作環境的壓力異常所導致的疾病，包括潛水工作者，下水道建築工人、地下鐵開挖者都是罹患此病的高危險群。潛水者若潛至較深的水層時，所受的壓力除了一般人在陸地上所受的1大氣壓之外，還要加上水給的壓力。當壓力增加時，氣體的溶解度會增加。因此，呼吸時所吸入的氣體，在水下(或地下深處)的溶解度會增加，也就是有數量更多的氣體溶解在我們的組織或血液之內。如果一直處在那樣的壓力之下，小氣泡不會惹事生非，不過當潛水者回到水面時，問題就來了。壓力降低時，氣體的溶解度變小，一個個原本溶解於血液、組織內的氣體泡泡再也無處容身，只好隨之變大跑出來，這有點兒像是開香檳或汽水時，冒出許多泡泡般。這些小氣泡可能會在血管內堵塞血液的流動，或是堆積到關節組織之外，就像栓塞般侵入身體各部位，造成各種症狀。

植物的熱逆境（Plants under Heat Stress）
國立台灣師範大學生命科學系黃盟元博士生/國立台灣師範大學生命科學系 張永達副教授責任編輯

溫度增加所引起的熱逆境是世界上很多區域存在的農業問題，短暫或連續性的高溫會造成植物在形態解剖、生理和生化上的變化，影響植物的生長發育，並且可能導致在產量方面的大幅度削減。透過使用各種遺傳學方法來改善農藝作物的溫度耐性可以減少熱逆境所造成的負面影響。因此，徹底的理解植物對高溫的生理反應、熱耐機制以及提供可能的方法來改善作物對溫度的耐性是非常重要的。

熱逆境通常被定義成一段時間的溫度上升，並引起植物生長發育上不可逆的損害。植物在高於周圍環境10~15 ℃的溫度下生長一段時間，可以被考慮成這個植物遭受到熱衝擊或者處在熱逆境。但是，熱逆境是一個關於溫度強度、溫度持續時間以及溫度增加速率的複雜作用。熱逆境的發生在特定的氣候區域也會取決於白天或夜晚發生高溫的與否和時間長短。而熱耐性則普遍被定義為植物在高溫下還可以有生長能力以及具有經濟價值，我們則稱此植物具有熱耐性。

根部吸收水分與礦物質的方式（Mineral）
台北市立建國高級中學生物科朱芳琳老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

植物可以利用光能自行製造有機物以供生存之用，但是製造有機物所需要的各種無機物原料，仍須由環境中獲得。有些氣體，如氧氣與二氧化碳等，可以經由葉或莖的表皮氣孔進出植物體，但其餘的水分與礦物質等，則須藉由根部從環境中取得。植物根部吸收水分與礦物質的過程，有被動的純物理現象，也有耗能的主動運輸；途徑則有經細胞壁的質體外運輸，與經細胞質的共質體運輸。

水分進入中柱的過程，純粹是被動的物理現象。一般而言，在土壤與植物根部細胞間的滲透壓梯度為：土壤＜表皮＜皮層＜內皮層＜周鞘＜木質部，因此水分會順著滲透壓梯度，不斷的向根部運送。換句話說，若土壤中因為缺水，造成土壤的滲透壓加大時，水分便無法進入植物根部，植物便可能會因缺水而枯萎。