生命科學

固氮作用(下)

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。

固氮作用(上)

固氮作用 (Nitrogen Fixation) -上
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

大氣成分中有80%為氮氣,但游離的氮氣無法被植物直接吸收,需將其轉化為含氮化合物,如銨鹽(NH4+)或硝酸鹽(NO3)等,才能被植物利用。 將氮氣轉變為含氮化合物的過程稱為固氮作用,可藉由自然固氮或人工固氮兩種方式來進行;人工固氮是指以化學方法將氮氣轉變為含氮化合物的作用,如工業上常用的「哈伯法」;哈伯法利用鐵為催化劑,在高溫、高壓下將催化氮氣與氫氣化合以生成氨氣,再經由一連串的反應將其轉化為硝酸或氮肥等含氮化合物。

另一種人工固氮的方式為「仿生固氮」,主要是利用鉬和釕等過渡金屬的雙氮配合物,弱化氮氮間的三鍵,而達到固氮的目的;此種方法可在常溫常壓下進行,但目前的技術仍未純熟,且催化效果不佳。

植物基因轉殖技術的原理與應用

植物基因轉殖技術 (Gene Transfer)的原理與應用
臺北市立建國中學生物科劉玉山老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

把一段外來的基因或DNA片段,經過外在力量如注射、載體媒介、基因槍或化學藥劑等方式,使它進入目標細胞(配子、胚胎或體細胞的細胞核、細胞質內),讓外來基因能在目標細胞中繼續複製,或進而在個體上表現該段外來基因所編碼的蛋白質,此種方法稱為基因轉殖(gene transfer)。

近年來許多植物基因轉殖技術被廣泛應用在植物基因調控機制、抗病抗蟲和作物育種的研究上。阿拉伯芥(Arabidopsis)是基因組最早被解碼的植物,也是現今最被普遍使用於進行基因轉殖研究的模式植物。

植物對淹水(Flooding)的反應

植物對淹水(Flooding)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

世界各地都有淹水的情況發生,若能更了解植物如何在淹水的情況下生長,將有助於我們解決生態及農業上的問題。
一般土壤體積的 30% 左右為土壤空隙,通常可維持15~20% 的 O2 濃度,足夠供應根的生長所需。

當植物遭逢淹水逆境時,植物根部附近的土壤空隙會充滿水分,土壤中有益微生物死亡,一些厭氣性微生物會行無氧呼吸,使得硫化氫、二價鐵、CO2 及 CH4 等還原性物質生成,造成土壤通氣性不良,引發根部吸水能力降低,植物發生營養失調或病蟲害感染。除少數水生植物外,淹水將對植物生長發育造成傷害。 植物在淹水下,會影響呼吸作用、光合作用、固氮作用、水分和無機鹽類的吸收,促進植物體內荷爾蒙如離層酸(abscisic acid,ABA)或乙烯含量的增加,以及脯胺酸(proline) 的累積。

動物排除的含氮廢物種類

動物排除的含氮廢物種類 (Nitrogenous Wastes)
臺北市立建國高級中學生物科朱芳琳老師/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群助理 教授責任編輯

生物為了生存會進行各種代謝作用,生物體內主要的有機物:醣類、脂質與蛋白質經過代謝之後,會產生各種不同的代謝廢物,以醣類與脂質來說,主要產生的是二氧化碳與水,但若代謝的是蛋白質,除了二氧化碳與水之外,還會產生一種分子很小、但毒性很高的含氮廢物-氨。 氨毒性高且易溶於水,因此直接排除氨的動物多生活於水中。

淺談記憶的形成與分類-中

淺談記憶(Memory)的形成與分類-中
臺北市立第一女子高級中學生物科林玟娟老師/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

陳述性記憶和非陳述性記憶有兩項明顯的區別。

第一,我們通常會藉由有意識的回想來獲取陳述性記憶,並利用語言來描述記憶的內容,但非陳述性記憶則不然;我們可以學習滑直排輪為例,也許你目前無法清楚地描述當初是如何學會的(陳述性記憶的部分),但當你穿上直排輪鞋時,自然而然便會穩穩地向前滑出(非陳述性記憶的部分)。

催產素可以增加信任度? -下

催產素 (Oxytocin)可以增加信任度?! -下
臺北市立第一女子高級中學生物科許一懿老師/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

瑞士蘇黎世大學的費爾等人發現,催產素會大幅度增加人類的信任感。他們找來194位大學生參與兩個信任測試。

第一個實驗是將參與者分成「投資人」和「受託付人」,進行投資遊戲測試,結果發現經催產素處理的實驗組對受託付人的信任度較高。第二個實驗是將受託付人由電腦取代,結果催產素不會增加投資人對電腦的信任程度,顯示催產素僅影響人與人之間的關係。

催產素可以增加信任度? -上

催產素 (Oxytocin)可以增加信任度?! -上
臺北市立第一女子高級中學生物科許一懿老師/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

催產素是一種由九個胺基酸所組成的荷爾蒙(如圖一),由下視丘的視上核和室旁核分泌,儲存在腦垂腺的後葉,可從腦垂腺後葉釋放到血管中,主要的功能在於促進產婦分娩時子宮平滑肌的收縮、促進哺乳女性乳房平滑肌收縮,以利乳汁的排出。
1953年,文森•迪維尼奧(Vincent du Vigneaud)確認了其結構並以人工方式合成催產素,因此獲得1955年諾貝爾化學奬。

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