生命科學

淺談蠶豆症-下

淺談蠶豆症-下 (Glucose-6-Phosphate Dehydrogenase Deficiency)
臺北市立建國高級中學生物科蔡敏麗老師/國立臺灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

大家都很清楚紅血球的功能為攜帶氧氣,故紅血球常處於高氧的環境中,當氧分子濃度過高時容易形成一些過度活潑的自由基如 O2.及H2O2 等物質(圖2),而這些自由基的形成會損壞細胞膜的完整性,甚至導致細胞死亡。紅血球若想避免受這些自由基的破壞,則須有一套的抗氧化防衛系統,此系統即利用葡萄糖代謝過程中的五碳醣磷酸鹽途徑所產生的NADPH,NADPH可協助還原態麩胱甘肽(GSH)的形成且維持較高濃度,高濃度的GSH可有效的移除細胞內的自由基(圖3)。

淺談蠶豆症-上

淺談蠶豆症-上 (Glucose-6-Phosphate Dehydrogenase Deficiency)
臺北市立建國高級中學生物科蔡敏麗老師/國立臺灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

在臺灣,蠶豆症是大家蠻熟悉的先天性遺傳疾病,下列一些問題值得大家進一步來探討,如:為何要稱為蠶豆症?吃了蠶豆或一些特殊藥物為何會造成溶血?這種不利個體生存的基因為何沒有被淘汰?

蠶豆症的名稱起源

蠶豆症之所以會以「蠶豆」得名,是因為過去曾有住於竹北客家庄的幼童吃了煮熟的蠶豆後,出現發燒、臉色蒼白、血色尿及黃疸等症狀,幾天之後竟有五名孩童相繼死亡,經公衛學者調查發現,這些孩童是得了急性溶血性貧血,其體內紅血球大量破裂。再進一步研究發現,這些幼童的紅血球都缺乏葡萄糖-6-磷酸去氫酶 (glucose 6-phosphate dehydrogenase; G-6-PD) 這種酵素,若食用蠶豆此種含較多的「氧化性物質」的食品時,體內紅血球便會受不了而破裂,所以「G-6-PD 缺乏症」在臺灣就被冠上「蠶豆症」的俗稱了。

第六感(Sixthsense)

第六感(Sixthsense)
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

有時你會莫名其妙的對某個人有好感,或是莫名其妙的否定某個人,這就是我們所說的第六感,第六感其實跟費洛蒙有關係。

在1999年時,McClintock在美國芝加哥大學的研究小組首度證明人類費洛蒙的存在。他們的研究發現,女性腋下的分泌物可以調控女性的排卵週期。George Preti在費城的研究小組發現,當他們把男性腋下的分泌物濃縮至棉墊後,讓志願接受實驗的女性攜帶長達六小時,接著再觀察她們體內激素黃體成長激素(LH)的變化,實驗結果發現,男性腋下的分泌物一樣含有會調整女性排卵週期的化學分子,而這些分子似乎會讓女性受試者釋放壓力而達到心情放鬆的效果。這個結果間接暗示人類可藉由費洛蒙調整內分泌系統,進而促進生理反應的改變。

人體的化學感覺(Chemical Sense)

人體的化學感覺(Chemical Sense)
台北市立第一女子高級中學生物科胡苓芝老師/國立台灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

研究人體感覺的主題向來是諾貝爾獎的常客。以視覺為例,於1911、1967及1981年,共有七位學者因研究眼睛感光原理及視覺訊號處理而獲獎;在1914及1961年,則是由兩位研究內耳前庭(平衡覺)與耳蝸功能(聽覺)的學者得獎。近年來由於化學感覺(味覺與嗅覺)的分子生物學相關研究有了長足的進展,2004年生理及醫學諾貝爾獎即頒獎給兩位致力於嗅覺研究的學者Richard Axel (Columbia University) 及 Linda Suck (Fred Hutchinson Cancer Research Center at Seattle),表彰他(她)們率先運用分子生物學結合神經科學的方式研究人體感覺,找出嗅覺受體的基因家族,揭露嗅覺傳遞機制,奠定對嗅覺領域研究的基礎。

相關研究發現鼻腔嗅覺粘膜上擁有數百萬個嗅覺細胞,而嗅覺受器的基因約有千種,每個嗅覺細胞只單獨表現一種嗅覺受器的基因,同一類型的受器負責偵測少數種類的氣味分子,因此嗅覺細胞的氣味感受具有高度的專一性。同時,因為單一種氣味分子,可能活化不只一種嗅覺受體,故氣味的刺激是由不同數量及組合的嗅覺細胞,受到不同程度的活化或抑制而形成,此即人體能夠辨識和記憶上萬種不同氣味的原因。再者,帶有相同受體的嗅覺細胞會連結到嗅球中相同的嗅絲球體,訊息從此初級區域傳遞到腦中其他更高級的分區進行處理,最後由大腦嗅覺中樞和其他部位進行訊息的組合(圖1)。

呼吸有這麼簡單嗎?

呼吸有這麼簡單嗎? (Breathing)
臺北市立建國高級中學生物科蔡敏麗老師/國立臺灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

所謂的肺呼吸即是指肺在收縮與擴張的過程中交換氣體的動作。肺臟是由肺泡組成,而肺泡則是由單層扁平的皮膜組織及彈性纖維組成,並不包含肌肉組織。所以,肺的脹縮不是主動的,而是所處的胸腔內壓力改變,導致肺內壓力與外界壓力差而引起氣體流動的結果。

圖1為正常呼吸下,肺容積、胸膜壓(胸膜腔內壓力)及肺泡壓的變化曲線,由圖1可看出,當吸氣時,肺泡壓變小且比外界的一大氣壓小約1cmH2O (可標示為-1),此外界與肺泡間的壓力差,導致氣流由外界(高壓)進入肺泡(低壓),此即為吸氣,此一輕微的負壓可使肺臟在2秒內吸入約0.5升的氣體。相反的,當呼氣時,肺泡壓比外界的氣壓大約1cmH2O (可標示為+1),氣流便離開肺泡至外界,此即為呼氣,此正壓可使肺臟在2~3秒內呼出約0.5升的氣體。

紅麴(Monascus)在食品加工上的妙用

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。

蜜蜂到哪兒去了?-下(Vanishing Bees)

蜜蜂到哪兒去了?-下(Vanishing Bees)
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

但是根據賓州州立大學的研究人員發現,雖然花粉中確實具有多種農藥,有些甚至檢驗出高達35種,但是似乎沒有任何一種要為CCD負責任,因為花粉存在農藥幾乎是普遍現象,某些未出現CCD現象的健康蜜蜂群,其所產的花粉與花蜜農藥含量比例甚至比出現CCD的蜂群更高。

營養不良也是許多科學家懷疑的重點之一,過去各式各樣的花朵提供蜜蜂各種不同的食物,但在人工的環境中,花種單純了、雜草不見了,在在影響到蜜蜂食源的多樣性,所以現今許多養蜂者都需要另外為蜜蜂準備蛋白質補充品。不過這個可能性也在經過檢測後排除,同樣的,罹患CCD蜂群的營養狀況並未比健康得來的差。因此單是營養不良無法解釋CCD。

蜜蜂到哪兒去了?-上(Vanishing Bees)

蜜蜂到哪兒去了?-上(Vanishing Bees)
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

想喝杯蜂蜜嗎?找蜜蜂就對了!但蜜蜂對於我們的幫助可不是只有提供一杯蜂蜜而已,除非你每天只吃白米飯,否則我們食用的各式蔬菜與水果,都少不了蜜蜂的授粉,才能順利結成果實與製造種子。

近兩年,包括美洲與歐洲等地,陸續傳出蜜蜂集體消失的奇異事件,這有如自然界的CSI犯罪現場劇情,已引起各方人士的重視,同時也讓人們發現,原來我們的糧食如此依賴小小的蜜蜂。以美國為例,蜜蜂每年的產值達150億美元,1/3的作物須仰賴蜜蜂傳粉,蜜蜂的消失不僅是一個物種的危機,也是人類糧食的危機。

國際自然保育組織-下( The World Conservation Union)

國際自然保育組織-下( The World Conservation Union)
台北市立建國高級中學生物科童禕珊老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

世界自然基金會(World Wide Fund for Nature, WWF)
http://www.wwf.org/


 
世界自然基金會(World Wide Fund for Nature, 簡稱WWF)由英國史考特(Peter Scott)爵士於1961年所創辦,他選定貓熊並親自設計成為基金會的象徵;同年7月,史考特爵士聚集了16位學者專家於瑞士開會,發表「The Morges Manifesto」宣言,並於9月11日,正式成立世界野生動物基金會(World Wildlife Fund, 簡稱WWF);其後,WWF 更名為世界自然基金會,但仍延用相同的簡稱;這樣的改變顯示該組織的保育重點由過去單純地保育野生動物物種,提昇到保育整體生態系的完整性。多年來,WWF對環境保護不遺餘力,是目前全球最大的國際性民間保育組織。

國際自然保育組織-上( The World Conservation Union)

國際自然保育組織-上( The World Conservation Union)
台北市立建國高級中學生物科童禕珊老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

隨著環境問題的惡化,如何自然資源的保育與永續利用、與世界各國共享環境資源之理念,已成為國際間受到重視的問題。為了達到尊重生命、維護生態系穩定、永續利用自然資源、以及提昇人類生活品質等目的,國際間成立了許多跨國性的保育組織,共同制定許多公約,來協調並規範各國保育政策的發展,這些組織對世界保育工作的貢獻極大,以下列舉二個較具代表性的國際組織,簡介如下:

世界自然保育聯盟 (The International Union for Conservation of Nature and Natural Resources, IUCN )
http://www.iucn.org


  
1984年,由法國政府、瑞士自然保護聯盟及聯合國教科文組織(UNESCO)共同策劃成立世界自然保育聯盟(近年來改名為 The World Conservation Union,但仍維持IUCN之簡稱)。IUCN設立的宗旨在於解決並推動世界保育的及相關工作,以期能夠利用科學智識達到兼顧永續利用及改善民眾生活的目的,使人類能在和諧的環境下生活。

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