細菌的防禦作用：限制酶(Restriction enzyme)和特殊的重複序列CRISPR-下
台北市立第一女子高級中學生物科許一懿老師/國立台灣大學動物所陳俊宏教授責任編輯
請參閱：細菌的防禦作用：限制酶(Restriction enzyme)和特殊的重複序列CRISPR-上
細菌的第二套防禦工具是CRISPR(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)，從字面上翻譯就是「群聚且有規律間隔的短迴文重複序列」，唸起來冗長又聱牙，程樹德(2009)將之翻譯為「更脆序列」，取其縮寫的發音唸起來像是英文字中「脆的(Crisp)」的比較級。CRISPR普遍存在於大多數的細菌和古細菌DNA中
細菌的防禦作用：限制酶(Restriction enzyme)和特殊的重複序列CRISPR-上
台北市立第一女子高級中學生物科許一懿老師/國立台灣大學動物所陳俊宏教授責任編輯
自古以來就有文獻記載：髒汙的河水可以治療痲瘋、霍亂等細菌引起的傳染性疾病，但直到1915年，特沃特(Twort) 研究發現感染細菌的微小生物，人們才知道，小如細菌的原核生物也會生病！ 1917年德黑樂(d’Herelle)將之命名為噬菌體。
在面對噬菌體的攻擊時，細菌能否保護自己呢？
髮菜（Bangia atropurea）
臺北市立仁愛國民中學自然與生活科技領域黃郁芸老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯
俗稱為『髮菜』的食材，常指的是藻類紅毛菜（Bangia atropurea），或髮狀念珠藻（Nostoc commune var. flagelliforme）。雖然兩者都俗稱為髮菜，但兩者生活環境大大不同，前者生長於潮間帶，因此又稱為『海髮菜』；而後者則是生長在半乾旱至乾旱的環境。
海髮菜 — 紅毛菜歸屬為紅藻植物門頭髮菜科。一般生長於有浪沖擊的礁岩上，廣佈於大西洋及北太平洋等暖溫帶海域，屬於溫帶性海藻。臺灣北部、東北部及澎湖極為常見，但在臺灣東部及南部卻沒有分布。因此，當9月底至12月間，東北季風吹拂時，東北角海岸礁岩上常可見一片紅褐色，此多為紅毛菜。
另一種髮菜因顏色黑而細長，如人髮而得名。但與紅毛菜不同，它為藍菌門念珠藻目的原核生物，廣泛分佈於世界各地的沙漠和乾旱貧瘠土壤中，如：中國甘肅、內蒙古、青海、寧夏、河北等地。髮菜有極強的適應性，能存活於乾旱、高溫、寒冷，及土壤瘠薄的地方，但就怕長期積水的環境。髮菜能藉著脫水休眠以渡過不良環境，通常在雨後生長，生長緩慢，在野外一年僅能增長6%。
髮菜通常與荒漠草原的針茅草共生，因此在採集時，常需用大耙子連同針茅草的根一起耙走。拔起的草堆於室內，在上頭灑水，讓髮菜吸水發漲，如此髮菜才容易與針茅草分開。所以，一點點的髮菜，常得要毀損很大片的草原。生物學家指出，每採集2兩重的髮菜，常破壞相當於16個足球場面積的草原，這片草原接著至少10年會寸草不生。因著長期過度採集及人類土地開發，野生的髮菜分佈已大量減少，也同時導致大片草原消失及土地荒漠化。加上髮菜主要分布於中國北方，採集髮菜也成為中國沙塵暴的主要原因之一。因此，中國大陸《中國國家重點保護野生植物名錄》已將髮菜列為禁止民眾採集的一級保護生物。
襲擊歐洲的重大瘟疫-黑死病(Plague)-下
新竹縣立照門國民中學自然與生活科技領域教師黃銘義/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯
「肺鼠疫」主要症狀則為咳嗽、呼吸困難、會產生大量的血痰，而痰中含有大量鼠疫桿菌。由於患者呼吸極度困難，會造成臉部皮膚青紫，死後因皮下出血，而使皮膚常呈藍紫色，故因而有「黑死病」之稱。
「敗血性鼠疫」其症狀以呈現全身中毒以及中樞神經系統異常較為明顯。此時罹患者的皮膚、眼結膜、皮膚黏膜出現瘀斑出血甚至臟器都有明顯出血現象，並呈現呼吸急促以及脈搏微弱虛脫的重症表現。後兩型鼠疫患者如不及時明確診斷並接受治療，則罹患者可能在數小時至2～3日間死亡。
登革熱病毒與疫苗 (Dengue Fever)-下
國立苗栗高級中學生物科郭美貞老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯
泰國積極研發活性減毒登革熱疫苗，並授權法國巴斯德藥廠進行安全性與有效性試驗，在泰國進行的劑量與注射處方調整試驗，結果顯示有九成受試者可獲得對抗四種型別登革熱病毒的保護力。
但目前試驗中的疫苗發生的問題包括了
（1）副作用：單一型別疫苗的副作用很輕微，但能夠預防四種型別的疫苗常發生較嚴重的副作用。
（2）競爭性干擾現象：不同型別病毒的抗體產生速度不同，出現競爭性干擾現象，使產生的抗體以第三型登革熱為主。
在台灣也有相當多的學者專家積極參與疫苗研發，高雄榮總醫師黃永豐等人的研究，是利用非結構性病毒蛋白，以基因工程方式製造疫苗，但仍未進入人體試驗階段。
登革熱病毒與疫苗 (Dengue Fever)-中
國立苗栗高級中學生物科郭美貞老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯
細胞素是發炎反應的重要訊號分子，可調控多種白血球的活化；白血球表面具有細胞素受體，藉由受體與細胞素的結合，獲得發動攻擊訊號。
若巨噬細胞沒有成功吞噬登革病毒，病毒便會與巨噬細胞表面的受體結合，並誘發巨噬細胞分泌過量的細胞素，引起嚴重發炎反應，導致登革出血熱（Dengue Hemorrhagic Fever）與登革熱休克症候群（Dengue Shock Syndrome），其致死率可高達四至五成，這也是登革熱之所以危險的原因。
目前還沒有登革熱的特效藥及疫苗，對於登革熱伴隨的出血及休克，只能提供水份及電解質，以維持患者生命。不過，最近由陽明大學微生物暨免疫學研究所教授謝世良領導的研究團隊，提出一種新的抗病毒策略，為成功治療登革熱併發症帶來一線希望。
研究團隊發現，登革病毒會和巨噬細胞的CLEC5A受體結合，刺激巨噬細胞分泌大量細胞素，因此研究人員利用CLEC5A的拮抗性抗體及阻擾性RNA，成功阻斷CLEC5A受體與登革病毒結合，有效抑制登革熱病毒引發的血管及血漿滲漏，同時預防發炎反應，並保有免疫系統對抗病毒的能力。
未來還要透過基因工程純化出人體的CLEC5A抗體，才能發展成藥物，進行人體試驗。若真的順利研製成功，登革病毒引發的出血性登革熱將不再對人類構成威脅了。
登革熱病毒與疫苗 (Dengue Fever)-上
國立苗栗高級中學生物科郭美貞老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯
登革熱(Dengue fever)的病源是由黃病毒科（Flaviviridae）黃病毒屬（Flavivirus）中的登革病毒亞屬所引起，在登革病毒亞屬裡共有四型登革病毒，它們依血清抗原性的不同，分為第一、二、三、四型。登革病毒主要藉由埃及斑蚊(Aedes aegypti)及白線斑蚊(Aedes albopictus)傳播，其中埃及斑蚊的傳染力又比白線斑蚊要強。
不同血清型的登革病毒的分子結構類似，形狀為球形，直徑約30 ~ 50 nm（奈米），是一種具有套膜的RNA病毒。內部是一個二十面體的核殼，外圍則是雙層套膜，此套膜含脂質，而且嵌入外套蛋白和膜蛋白。
其基因體為單股RNA，約含有一萬一千個核酸。登革病毒必須在宿主細胞質內進行複製，病毒基因體可經轉譯生成一個約含3400個胺基酸的大型蛋白，經宿主蛋白酶及病毒蛋白酶作用後可產生十個病毒蛋白。
固氮作用 (Nitrogen Fixation) -下
臺北市立建國高級中學生物科童禕珊老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯
根瘤菌是土壤中常見的桿菌，最早於1888年從豆科植物的根瘤中分離而得，因此命名為根瘤菌(rhizobium)。當根瘤菌感染豆科植物時，會經根毛進入植物根部，促進其內的皮層細胞增生，而形成根瘤；生活於根瘤組織中的根瘤菌會形成類菌體，類菌體的外層包覆著一層膜，膜上鑲嵌豆科血紅素，可控制氧氣擴散進入類菌體中，使類菌體能夠行呼吸作用產生能量，推動固氮作用的進行。單獨生活的根瘤菌不具固氮能力，唯有於根瘤形成類菌體時，才產生固氮能力；此外，不同豆科植物根瘤中所共生的根瘤菌並不相同，與植物間存在著密切的專一性。