活性氧
活性氧 (Reactive Oxygen Species)
國立臺灣師範大學生命科學系黃盟元博士
自從2.7億年前開始，我們的大氣層中因為光合生物開始有了氧分子，然而，亦同時伴隨產生細胞不喜歡的氧衍生物-活性氧 (ROS)。在植物細胞中，ROS會在不同的胞器中，包括葉綠體、粒線體、過氧化體 (peroxisomes)、細胞膜和細胞核中產生。
細胞生理
電子傳遞鏈 細胞代謝 訊息傳遞 細胞凋亡 細胞週期 細胞移行 維生素 抗氧化
生物素（Biotin）
生物素（Biotin）
國立臺灣師範大學生命科學系黃盟元博士
因為植物性維生素（plant-derived vitamins）對人體健康的影響，所以許多研究對他們產生了極大的興趣，因為它們參與氧化還原作用和作為酶輔因子，所以他們在動物和植物的代謝中是不可缺少的。絕大多數的維生素是人體無法自己製造的化合物，因此需要藉由飲食取得，他們跟人類營養和健康有著至關重要的關係。在某些情況下，維生素缺乏所引起的疾病是很嚴重的，甚至是致命的。
生物素（biotin）是水溶性維生素B群中的一個化合物，又稱為維生素B7或維生素H，它的結構在1942年被確定，在1984年時舉行了第一屆國際生物素會議，這個會議間接顯示了生物素在科學和醫藥上的重要性。生物素的食物來源是肝、腎、大豆粉、蛋黃、穀類和酵母等。在一般情況下，生物素是植物維生素B群中含量最少的，植物中的維生素B群其他維生素含量，在高濃度時，可以在每公克鮮重的植物中發現含有數毫克，但是跟其他維生素B群比起來，生物素的含量顯著地較少，濃度範圍只在奈克/克鮮重（ng/g fresh wt.），但也有一些蔬菜含有較高濃度，例如：芥藍、麥麩、胡桃、香蕉和紅蘿蔔等。生物素在植物器官的根、莖、葉、花、果實當中都可以發現，並且在粒線體中合成，值得一提的是氨基酸代謝，它在生物素的生合成中扮演著重要的角色，因為氨基酸是很多維生素生合成所需的前驅物。
反轉錄酵素（Reverse Transcriptase）
反轉錄酵素（Reverse Transcriptase）
國立臺灣大學生命科學系研究助理徐翡曼
在分子生物學中，遺傳中心法則（central dogma）係指去氧核醣核酸（DNA）經轉錄作用（transcription）合成核醣核酸（RNA），再轉譯（translation）成作用分子蛋白質，進而影響生物體的功能。然而在1970年，科學家Howard Temin及David Baltimore發現，在特定的RNA腫瘤病毒如勞氏肉瘤病毒（R-MLV）中，有特殊的反轉錄酵素（reverse transcriptase），能將遺傳信息經由反轉錄作用（reverse transcription），從RNA反轉錄成DNA。同樣的反轉錄作用也陸續被發現存在於真核生物中，如反轉錄跳躍分子（retrotransposon）及端粒體（telomere）的合成。此發現與相關研究在1975年獲得了諾貝爾生物醫學獎。
反轉錄病毒
反轉錄酵素具有RNA依賴性DNA聚合酶（RNA-dependent DNA polymerase）的活性，以反轉錄病毒（retrovirus）為例，其基因體中具有2條正股RNA，在侵入宿主細胞後，反轉錄酵素會以RNA作為模板，反轉錄出單股的互補DNA，進而由DNA依賴性DNA聚合酶（DNA-dependent DNA polymerase）合成雙股DNA，將病毒的遺傳信息嵌入宿主基因體中，再在宿主細胞內依轉錄及轉譯作用，合成新的病毒蛋白質，最後組出成熟的病毒顆粒。其中最廣為人知的即為人類後天免疫缺乏病毒HIV，現今許多反傳錄病毒藥物即為反轉錄酵素的抑制劑。由於反轉錄酵素不具有校正（proof reading）的功能，其反轉錄出的DNA較容易發生錯誤，也因此提高了反轉錄病毒的基因突變率。
真核生物
在真核生物中的線性染色體末端具有端粒體（telomere），其功能在於保護染色體末端不在DNA複製時縮短。端粒酶（telomerase）本身為帶有RNA模板的反轉錄酵素，可在DNA末端合成寡核苷酸（oligonucleotide），並加入固定且重複的DNA序列，如人類的端粒體序列為(TTAGGG)n，保護真核細胞的染色體在進行DNA複製時不會急速縮短。另外，真核生物的基因體中帶有反轉錄跳躍基因（retrotransposon），反轉錄酵素會將轉錄出的跳躍基因RNA反轉錄為DNA，再嵌入細胞染色體中，引發染色體的變異。
「抗自由基」保健品有害？
2013年1月9日，中央社根據英國每日郵報的報導，發布新聞稿：「諾貝爾醫學獎得主美國科學家華森表示，時下流行的防癌超級食物如花椰菜、藍莓，與維他命丸等食品補充劑，無法預防疾病，甚至可能帶來疾病，增加致癌風險。」國內媒體紛紛跟進，不過只是人云亦云，並沒有查證，更沒有釐清事實。
原來華森在1月8日發表了評論文章，該篇文章有兩個目的：第一、他為抗癌的生物醫學研究，提出了一個方向；第二、他認為研究社群必須夙興夜寐、全力以赴，才可能為治療癌症帶來新希望。
華森指出，絕大多數用來直接殺死癌細胞的工具，無論是輻射線還是藥物，都透過活性氧自由基(ROS)達到目的。簡言之，就是以活性氧自由基破壞細胞周期。可是癌組織在演化過程中，最後都會產生大量的抗自由基，那些分子正好能夠克制抗癌機制的作用。
例如近年備受矚目的抑癌基因p53，功能之一是控制細胞周期。要是細胞出現異常狀況，如DNA受到損傷，p53能夠促成細胞凋亡。因為它能啟動合成活性氧自由基的基因。華森推論，大多數細胞凋亡事件，可能都是活性氧自由基直接造成的。p53一度受到誤會，以為它是致癌基因。現在科學家已經明白，要是p53發生突變，就無法啟動細胞凋亡機制，癌組織於是因而坐大。華森推論，有些頑強的癌症，最後藥物之所以無效，可能是因為癌組織中含有大量的抗自由基。
創傷後壓力症候群（Post-traumatic stress disorder；PTSD）
創傷後壓力症候群（Post-traumatic stress disorder；PTSD）
臺北市立成功高級中學生物科張春梅老師/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯
創傷後壓力症候群（Post-traumatic stress disorder；PTSD），又稱為創傷後壓力心理障礙或創傷後壓力反應（post-traumatic stress reaction），係指人在遭遇或對抗重大壓力後，其心理狀態產生失調的後遺症，並非病患心理狀態原來就有問題。創傷後壓力反應主要包括失眠、惡夢、性格大變、情感疏離或麻木、逃避會引發創傷回憶的事物、過度警覺、失憶和易受驚嚇等。可能造成PTSD的經驗包括：孩童時期遭受校園霸凌或身體、心理上的性虐待；經歷強姦、戰爭、打鬥或暴力攻擊；目睹親人的突然死亡；經歷嚴重的人為災難或自然災難，如嚴重車禍、地震和海嘯等。
腦細胞移行（cell migration）速度與微管調節蛋白的磷酸化有關
腦細胞移行（cell migration）速度與微管調節蛋白的磷酸化有關
台北市立成功高級中學生物科張春梅老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯
大腦在產生神經元時，神經元並非一直待在相同地點，而是逐漸移行至大腦皮質。細胞移行（cell migration）是各種正、負調節機制的總合結果，雖然正確的神經元移行是腦發育的主要特徵，但調控神經元移動的時期與速率之機制仍然隱晦不明。芬蘭圖爾庫生物科技中心（Turku Centre for Biotechnology, Åbo Akademi University and University of Turku）的研究團隊發現，若老鼠體內缺乏一種稱為JNK1（c-Jun N-terminal kinase 1）的酵素，則新生神經元處在多極階段（multipolar stage）的時間會相對較短，且會以較快的速度移行至目的地，然而新生神經元到達錯誤目的地的機率也因此較正常老鼠高。大腦發育期間發生神經元錯置，會提高某些腦疾病的風險，例如癲癇、智力低下、思覺失調症和誦讀困難等，因此深入了解新生神經元移行的機制，有助於未來對於相關疾病的預防與治療。這項研究成果已刊登在2011年2月的《自然神經科學雜誌（Nature Neuroscience）》。
褪黑激素仍然是現代仙丹嗎？
褪黑激素 (melatonin) 仍然是現代仙丹嗎？
臺北市立第一女子高級中學生物科林玫娟老師/國立臺灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯
西元1953年，耶魯大學皮膚科醫生艾倫勒納（Aaron Lerner）花了四年的時間，從二十五萬頭牛的松果腺中分離出某種少量激素，發現它可使青蛙皮膚色素細胞內之黑色素顆粒聚集於細胞核附近（故有人叫它聚黑激素），因而使皮膚顏色看起來較淡，故命名為「褪黑激素」。但這個發現卻沒達成他的願望，因為後來的研究顯示：褪黑激素對人類膚色並沒有美白的作用。
【生物科教學尋疑團隊工作坊】能量分子(ATP及NADPH)
【生物科教學尋疑團隊工作坊】能量分子(ATP及NADPH)
國立新竹高級中學生物科陳慕璇老師/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯
2010/11/05 第2次研習活動–學科內容整理4
主題：光合作用光反應
「能」指的是做功的能力，自然界中容易觀察到的有「光能」，「電能」，「熱能」，而生物細胞最常利用的則是「化學能」。當需要做功時，細胞就把化學鍵中蓄積的能量釋放出來。ATP是細胞內許多「放能」反應和「需能」反應之間的共同中間物，細胞利用ATP來儲存「放能」反應所釋放的能量，同時提供給「需能」反應所需要的能量。所以ATP是生物最常利用能量流通的分子。但ATP並非唯一能擔任這類角色的物質，在生物體內也會利用會蓄積電子能量的分子如NADPH、FADH2來作能量流通之用。
【生物科教學尋疑團隊工作坊】三磷酸腺苷酶(ATP synthase)
【生物科教學尋疑團隊工作坊】三磷酸腺苷酶(ATP synthase)
國立新竹高級中學生物科許家榕代理老師/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯
2010/11/05 第2次研習活動–學科內容整理3
主題：光合作用光反應
a.什麼是ATP synthase？
在動植物體內，光合作用與呼吸作用，牽涉到能量的轉換和養分的合成，這些作用發生在細胞質、粒線體和葉綠體中。其中經常與一種化學能的合成「 ATP（三磷酸腺苷）」有關。
ATP synthase是一種酶，催化ADP與磷酸根合成ATP。在生物體內與ATP合成有關的酶有多種類型。依不同功能（合成或水解ATP的）、不同構造、運輸的離子不同而異。細胞內合成ATP的方式為ADP加上磷酸根(Pi)，此過程稱為磷酸化反應。依磷酸化過程所需的能量來源可分為：(稍後詳加介紹)
(一)受質階層磷酸化(substrate-level phosphorylation)
(二)化學滲透磷酸化，包括光合磷酸化、氧化磷酸化。
乳酸發酵（Lactic Fermentation）-下
乳酸發酵（Lactic Fermentation）-下
台北縣私立南山中學生物科楊瀅涓老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯
乳酸與運動
在持續的強烈運動過程中，人體需要大量能量。當組織無法獲得足夠的氧、或無法快速處理氧氣的情況下，丙酮酸脫氫酶（Pyruvate dehydrogenase complex）便無法及時將丙酮酸（pyruvate）轉換為乙醯輔酶A（Acetyl-CoA）進入有氧呼吸，組織也因此無法藉有氧呼吸獲得充足能量、丙酮酸開始堆積。