小兵立大功-微生物 (Microorganism) 與食品大有關係
國立台中第二高級中學生物科何宸岳實習老師/臺灣師範大學 生命科學系李冠群助理教授責任編輯
掌櫃~來盤泡菜、肉乾、還有陳年好酒。客官~您知道這些美味的食物與微生物可是大有關係的。
由微生物發酵的食品，其消化性好、營養價值高、色香味增加、儲藏時間增加…等優點。發酵食品是以農林產品、水產品、畜產品為原料，經微生物作用製得。
另一方面，有些微生物在食品中也會造成食品的腐敗或是在食品中產生毒素，造成人類食物中毒的情形，這些微生物包括細菌、黴菌、酵母菌。常見的發酵食品種類有酒類、醋、發酵乳製品、乳酸發酵蔬菜、調味料、豆腐乳、水產類等。
酒類包括：啤酒、米酒、紹興酒、白蘭地、威士忌…等。是由含糖或澱粉原料經過酵母菌進行酒精發酵而製得的。不同原料以及不同的微生物，就會產生不同的酒類產品。
微生物與疾病（Microorganisms and Disease）
國立台灣師範大學生命科學研究所林汝黛碩士生/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯
即使在微生物被發現後，人們仍不認為微生物與傳染疾病具有關連性。即使Edward Jenner能以接種牛痘來預防天花，但也無法解釋成功預防天花的原因。直至十九世紀的Casimir Davaine首度證明特殊微生物能引發特殊疾病。十九世紀末的Robert Koch已能將致病細菌分離，感染寄主後造成特定的感染症狀，證明了單一種細菌會引起單一種疾病。
在微生物與疾病的關係被建立後，微生物感染造成可傳染性疾病的這種概念，普遍的流傳。科學家在對煙草葉鑲嵌病的觀察與實驗後，認為引起這種疾病的原因也是細菌。但是因為它可以通過可濾出細菌的陶瓷濾網，當時的科學家推論病毒是一種與細菌類似的病原體，所不同的僅在於病毒必須在生活的細胞內才能繁殖，而且體積十分微小，能夠通過細菌濾器，也無法在光學顯微鏡下觀察。所以Martinus Willem Beijerinck在1898年另為這個史無前例的「小細菌」取名為Virus。
電子顯微鏡問世後，人類得以肉眼觀察病毒的形態。1939年，G.A.Kansche在電鏡下直接觀察到了菸草鑲嵌病毒(TMV)與番茄黃化花葉病毒(TYMV)的顆粒，並以奈米為單位指出了病毒的大小。1953年，科學家們注意到病毒的增殖必定需要有活體細胞的存在。
微生物的發現（Microorganisms）
國立台灣師範大學生命科學研究所林汝黛碩士生/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯
十七世紀，荷蘭人雷文虎克(Leuwenhock)被認為是最早在顯微鏡下發現微生物的科學家。他以自己製作的顯微鏡觀察各式各樣的組織與物品，對微小世界的狂熱，使他在水滴中發現了微生物，而在科學史上留下鼎鼎大名。接著他在齒垢、浸泡過乾草以及胡椒粉的水滴中繼續發現了細菌，並發展出培養細菌的方法。他的發現得到了英國皇家學會的肯定，也為生物學開了一扇大窗，因此被稱為微生物學之父。
雷文虎克發現以肉眼觀察的蝨子，構造好似粗糙又簡單，但在顯微鏡之下，蝨子的構造卻是細緻複雜的。雷文虎克以「小動物」(beasties 或 animalcule)來指稱他在水中發現的生物，他認為這些小動物也應該擁有類似蝨子的構造。由於當時顯微鏡放大倍率至多只有270倍， 因此他所能觀察的景象只有簡單的球形、桿形和螺旋形等輪廓。曾在顯微鏡下觀察過血管與血液的雷文虎克，主張這些生物是動物的一種，因此在他寄給皇家學會的報告中，甚至進行了對微生物血管管徑的估算，即使在他的觀察中未發現這些血管。
B型肝炎病毒（Hepatitis B Virus, HBV）
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
身體組織遭受病原體侵犯或是外界傷害後，受到傷害的組織細胞釋出組織胺，刺激附近的血管，導致局部血管擴張和微血管通透性增大。微血管通透性增大使血漿滲出造成腫脹，進而壓迫神經而感覺疼痛，而局部血管擴張促使較多的血流運送更多的吞噬細胞和免疫球蛋白（抗體），到達發炎部位對抗病菌，這就是發炎部位會紅、腫、熱、痛的主要因素。相對於身體其他器官在發炎時所產生的反應，肝臟出狀況卻不一定會有症狀讓我們警覺。
由於肝臟肝表面的包膜才有神經，通常肝腫瘤要腫大至壓迫肝表面的包膜時才會有疼痛的感覺，因此，肝癌通常是在患病末期時才發現。惡性肝腫瘤主要有三種：肝細胞癌、膽管細胞癌、轉移性肝腫瘤。而患者數目最多的肝細胞癌與 B 型及 C 型肝炎病毒感染有密切關係。
最後一線抗生素－萬古黴素（Vancomycin）
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李冠群助理教授責任編輯
在1928年，佛萊明在他未洗的培養皿中，發現青黴菌具有抑制細菌生長的能力，但是由於遲遲未能分離出其中的抑菌成份，因此並未獲得重視。直到1940年代，另外兩位科學家，佛洛里與錢恩，首度由青黴菌的培養液中分離出青黴素，並在老鼠實驗中證實確實具有殺菌效果，此後由於二次大戰爆發在傷兵治療上的需求，青黴素得以量產並應用。佛萊明、佛洛里與錢恩三人因此項成就，獲得1945年的諾貝爾醫學獎。
由青黴素以降，許多微生物學者紛紛投入尋找與分離抗生素的行列中，繼青黴素之後，鏈黴素、氯黴素、土黴素、四環黴素等陸續被分離並應用於各種殺菌用途上，人類在這一段對抗細菌的歷史中獲得相當的成就。但是細菌是活的生物，換言之，細菌是會演化的。細菌雖然不具有性生殖，但是經由接合作用(Conjugagtion)或轉型作用(Transformation)等方式，細菌仍可以進行基因重組。突變的細菌出現抗藥的特性後，便可經各種基因重組的方式傳遞給其他細菌。
萬古黴素是現今所知的最後一線抗生素，俗稱為「銀色子彈」，因為萬古黴素不像多數抗生素可以口服，必須藉由針劑施打長達數周，所以價格較昂貴，且因毒性較高，可能對腎臟產生傷害等原因，多半是當常用的抗生素失效時，醫生才會考慮使用。
紅麴（Monascus）在食品加工上的妙用
台中市立西苑高級中學國中部自然領域李蕙芳實習老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯
隨著健康食品（Healthy food）的熱潮，有降低血脂、降低膽固醇（尤其是LDL，低密度脂蛋白膽固醇）、降血壓、降血脂、防癌與降血糖等功效的紅麴，因而更廣泛的流通。早在北宋初年陶古在清異錄中提到「用紅麴煮肉」，與元朝吳瑞賺的日用本草：「用紅麴釀酒，破血行藥勢」中的記載可知，數千年前的中國，已將紅麴運用在烹調與製酒上。可見，紅麴除了用在健康食品外，也廣泛的應用在食品加工上。
在自然的環境中，紅麴的孢子存在於穀類、澱粉、新鮮牧草、泥土、橡膠、魚乾、河川表面沈澱物及松樹組織中；分類上屬於真菌界、子囊菌門（Ascomycota）、散囊菌綱（Eurotiomycetes）、散囊菌目（Eurotiales）、Elaphomycetaceae、Monascus。而工業一般使用到的紅麴約有Monascus pilosus、Monascus purpureus、Monascus ruber、Monascus floridanus、Monascus pallens與Monascus sanguineus等。在食品加工上常使用的紅麴是Monascus purpureus。
紅麴在製造過程中必須要注意米種的選擇、優良的菌麴、適當的溫度與適當的補水。醱酵時間約一星期左右，米粒經過紅麴菌醱酵之後，蛋白質與脂肪的含量會增加，澱粉下降，並產生許多紅麴菌的代謝物，如：食用色素、芳香物質、紅麴黴素Monascidin及降膽固醇物質-紅麴素Monacolin K。
流感病毒簡介及流感疫苗的新趨勢（Influenza Vaccine）
南投縣草屯國民中學自然領域陳韋孜實習教師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯
流感病毒可以分為A、B、C三型，其中A型流感病毒可以感染人、禽鳥、豬、馬、海豹、鯨魚等動物，而B 、C型流感病毒均只可以感染人類；目前已知在這幾型病毒中，A型流感病毒最容易引起全球性的大流行，因為A型病毒不只可以感染人類，亦可感染禽鳥以及多種哺乳動物，當單一細胞同時感染來自不同種生物的病毒，病毒就可能在釋出細胞時，隨機包裹8段不同病毒的基因(即(-) ssRNA)，造成病毒的基因組重組，並產生新的病毒株，此作用稱為抗原轉變(antigenic shift)。
除上述的變異方式，由於流感病毒的基因組為RNA，當病毒在宿主細胞內進行RNA複製時，因RNA依賴性的RNA聚合酶 (RNA-dependent RNA polymerase)不具有校正能力容易產生突變，造成病毒抗原的變異，但病毒本身仍為同一亞型，這種變異的發生稱為抗原漂變(antigenic drift)。每年所注射的流感疫苗，即是針對此種變異方式所設計的流感疫苗，包含兩種亞型A型流感病毒(H1N1、H3N2)及一種B型流感病毒的突變株；在人類的流行病學史上，H1N1及H3N2分別曾經於1918及1968年造成全球流感大流行，導致五千萬到一億的人口死亡。
病毒致病機轉與治療（Virus）
南投縣草屯國民中學自然領域陳韋孜實習教師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯
在造成人類眾多疾病的病原體之中，病毒所造成的疾病往往是最為嚴重與廣泛性的，不管是人們所熟知的鼻咽癌、子宮頸癌、肝癌、乳癌等癌症，或是流行性感冒、普通感冒、下痢、腸套疊、愛滋病等疾病，都與病毒的感染有密切的關係。目前已知病毒感染造成疾病的因素包含，產生有毒物質干擾細胞代謝，利用病毒蛋白干擾宿主的免疫反應，甚至於改變宿主的基因表現造成癌症等。
當病毒利用飛沫、血液、飲食等方式進入到人體內，並不會造成全面性的感染，而是需要利用病毒上專一的醣蛋白尋找專一的組織細胞感染，當病毒感染細胞後，會表現三種特性的蛋白質，第一種為複製酶，用以複製病毒的基因組，這些複製酶有些是病毒自己產生的，如：小兒麻痺病毒或疱疹病毒；有些則是竊取宿主的聚合酶，如：人類乳突瘤病毒。第二種為結構蛋白，用以包裹新合成的病毒基因組，形成新的病毒顆粒。第三種為非結構蛋白，用以改變細胞的代謝作用及免疫反應，使病毒能長期生存於宿主細胞中。
塞翁失馬焉知非福 –淺談蝦類白點症病毒（White Spot Syndrome Virus, WSSV）
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 李冠群助理教授責任編輯
對於台灣以及其他亞洲地區養殖戶而言，白點症病毒(white spot syndrome virus, WSSV) 為一種新大型DNA病毒，屬於Nimaviridae科的Whispovirus屬，是造成草蝦大量死亡的罪魁禍首。此病毒是一種病原性(highly pathogenic)極強的系統性病原體(systemic pathogens)，主要侵犯中胚層(Mesoderm)及外胚層(Ectoderm)衍生之組織細胞，不論幼蝦或成蝦自發現白點後約一週左右即死亡殆盡。
而在2008年12月底的美國國家科學院期刊(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America; PNAS)裡面發表一篇關於白點症病毒極具醫療疾病應用開發潛能的論文。蝦白點症病毒在感染細胞中，一種DNA擬態的非結構性蛋白質ICP11是表現量最高的病毒蛋白質，而在人類細胞中表現的 ICP11 可以導致細胞凋亡，可以將癌細胞殺死。
ICP11可與組蛋白(histone)結合，阻止組蛋白(histone)進入細胞核與DNA形成核仁小體(nucleosome)，此外，在雙股核酸分子斷裂時，ICP11會妨礙修補作用，並增強DNA分解酵素的活性，因而導致宿主DNA的受損使細胞死亡。
小兵立大功-微生物（Microorganism）與食品大有關係
國立台中第二高級中學生物科何宸岳實習老師/臺灣師範大學 生命科學系李冠群助理教授責任編輯
掌櫃~來盤泡菜、肉乾、還有陳年好酒。客官~您知道這些美味的食物與微生物可是大有關係的。由微生物發酵的食品，其消化性好、營養價值高、色香味增加、儲藏時間增加…等優點。發酵食品是以農林產品、水產品、畜產品為原料，經微生物作用製得。另一方面，有些微生物在食品中也會造成食品的腐敗或是在食品中產生毒素，造成人類食物中毒的情形，這些微生物包括細菌、黴菌、酵母菌。常見的發酵食品種類有酒類、醋、發酵乳製品、乳酸發酵蔬菜、調味料、豆腐乳、水產類等。
酒類包括：啤酒、米酒、紹興酒、白蘭地、威士忌…等。是由含糖或澱粉原料經過酵母菌進行酒精發酵而製得的。不同原料以及不同的微生物，就會產生不同的酒類產品。
醋：是由原料經由醋酸菌對酒精發酵產生醋酸的過程。
發酵乳製品：發酵乳是以哺乳類的乳經過微生物的發酵而產生具有特殊風味的乳製品，使用的微生物包括乳酸菌和酵母菌兩類。乳酸菌會讓乳變成酸性乳；酵母菌則會進行酒精發酵而產生酒精。而發酵乳製品包括優格、乳酪、乳酸飲料(優酪乳)、酒精發酵飲料(Kefir,克弗爾)…等。