吸血蚊子(Mosquito)-上
臺北縣立海山高級中學生物科謝可欣老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

夏天到了，除了炎熱的天氣讓人難耐外，蚊蠅孳生的情形也顯著增加，尤其夏日裡人們大多衣著清涼，面對蚊子大軍的侵襲真是不勝困擾。

蚊子屬雙翅目蚊科的昆蟲，臺灣約有100多種，一般來說只有雌蚊才吸血。所有蚊子都會以花蜜及植物汁液為食糧，而雌蚊為令卵巢及卵發育，通常要透過吸血攝取額外的蛋白質。其在每次產卵前往往需要吸一次血。雌蚊吸滿一肚子血液從人皮膚上起飛時體重增加兩三倍，一次吸取的血液足夠牠產生75～500個卵。一隻雌蚊如果不遭意外死亡，牠一生之中能經過幾次交配、飲食、產卵的生命週期。

雌蚊吸了人或動物的血液以後，膨脹起來的腹部壓迫到一條神經，因而引起一系列的激素分泌活動，使體內的卵成熟。蚊子產卵必須產在止水中或隨時有水的地方。雌蚊或用視覺或用觸覺尋找有水的地方。由於大多數蚊子幼蟲喜歡在清水中生長，也有少數蚊子的幼蟲愛好污穢的髒水，有的幼蟲更能在略帶鹹性的水中生長，所以雌蚊會在往水中下卵之前用腿上的毛測量水中的鹹度。

當蚊卵中的胚胎把卵黃消化完畢之後，它頭部前端的一根長刺刺破卵殼，出來就是孑孓。孑孓變成蚊子又有各種不同的情況。有幾種蚊子的幼蟲是分批孵化出來的，這可能是為了防止近親交尾的關係。這一類蚊子的幼蟲能夠產生一種化學性物質，暫時制止其他的卵孵化。

除了少數雌蚊，如巨蚊屬的雄性及雌性成蚊只吃食花蜜、鈎蚊屬的蚊子吃食螞蟻口中的反芻食物維生外，大多數雌蚊都得吸血以便繁殖。

蚊子在吸血時，為了防止血液凝固，其唾液腺會分泌抗凝血化合物。科學家們發現，該抗凝血化合物之主要功能在於抑制凝血酵素的活性，從而使其不能有效地將纖維蛋白原分解成纖維蛋白。同時蚊子還有一種能使動物肌肉舒張的化合物，讓哺乳動物的肌肉不致於因叮咬的刺激作用而僵硬收縮。因僵硬收縮的肌肉將使蚊子之插入皮膚的口器在吸完血後，難於自皮膚中拔除。故而，此種能使肌肉舒張的化合物保證了蚊子在完成吸血後，能安全地逃離。

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飢餓難耐 (Leptin) -下
臺北縣立海山高級中學生物科謝可欣老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

瘦素 (leptin) 在循環系統中的濃度愈高，表示體內脂肪組織的量愈多，因此它們能反映出身體的肥胖程度，同時它們也能夠刺激腦部下視丘造成飽足感，在腦部發揮遏制食慾的功能。除了下視丘有瘦素的受體，肌肉與脂肪組織也都有，它的功能在於促進代謝以增加熱量的消耗與減少脂肪組織。 Continue reading →

飢餓難耐 (Leptin) -上
臺北縣立海山高級中學生物科謝可欣老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

夏日是許多女孩子大展身材的好時機，卻也是許多女生吶喊著減肥的巔峰時段。一般人想到減肥，不外乎節食、節食再節食，讓自己處於長期飢餓狀態中以達到瘦身的目的。

這是極不健康的方式，端看電視上許多女明星生理機能大亂就知道，賠了夫人又折兵，實在是得不償失。然而飢餓是怎麼回事？可以控制嗎？以下就讓我們來做點飢餓初探吧。

人體控制飢餓與飽足感的中樞是位於大腦，其中位於下視丘側部的位置，主要是發出訊號來刺激食慾，進而產生想吃東西的感覺。相反的，位於下視丘腹中部的區域，主要是發出飽足感的訊息，進而停止進食。 將飽足感或是飢餓感的訊息傳遞到腦部下視丘的反應機制過程非常的複雜，腦幹部位神經細胞上面的化學接受器可接受從肝臟、消化道及胰臟所釋放的信號，並偵測到血液中葡萄糖、脂肪酸及胺基酸的濃度，將這些信號轉給下視丘去判讀。

當胃空空如也，或是當腦部偵測到血中葡萄糖濃度很低時，通常會發出飢餓的神經信號，受到刺激的下視丘也會分泌出飢餓信號，再刺激飢餓中樞而引起進食。下視丘中控制飢餓與飽足的中樞對於食物攝取的控制是非常精準的，大部分的人們可以憑知覺性的攝取食物，來達到他們熱量的消耗平衡。他們不會因為去做許多生理活動而缺乏能量來源導致消瘦，也不會囤積太多的脂肪。

人體除了藉由飢餓或飽足的感覺來調控進食的行為之外，身體脂肪的多寡也會改變飲食的行為。1994年的研究在正常老鼠體內脂肪細胞中發現肥胖基因的表現，而製造出來的蛋白質稱為瘦素。

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消化管相關疾病（Alimentary Canal Related Diseases）
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

人體的消化道由口腔開始，歷經食道、胃、小腸、大腸與肛門。 在這段食物經過的管道中，各個部位皆有其不同的任務與功能，將進入人體的食物進行分解與吸收。
但在其中，也會有各種特殊的症狀出現，使人體出現疾病或是身體不適。
以下列舉數種消化管中常見的疾病：
1.胃潰瘍：胃潰瘍是指胃黏膜表面上，出現具有刺痛感的傷口。由於胃液是強酸加上胃蛋白酶的組合，如果沒有保護，胃壁會有如食物一般的被酵素給消化掉，因此胃黏膜必須分泌大量的黏液，以形成保護性的外膜保護胃壁。但是胃液的分泌會受到情緒與食物的影響，若胃液分泌過多、或是黏膜分泌不夠，都有可能使胃壁受損。除了胃潰瘍，十二指腸也常常出現潰瘍，尤其是直接面對來自胃內食物的部分。幸好黏膜層的更新速度很快，因此只要遵照醫生的指示，並且小心注意飲食、保持情緒穩定，胃潰瘍的狀況多可以得到改善。
2.黃疸：黃疸的症狀主要是眼球鞏膜、與人體其他顏色較淡的組織，轉變成淡黃色。其主要成因是人體膽色素的堆積，膽色素來自於紅血球分解後，其中的血紅素被人體代謝而產生。膽色素一般會跟隨膽汁一起排出，但若膽汁因膽道受阻無法排出，膽色素會堆積在血液和組織中，而造成人體組織變黃。有時肝臟疾病或是紅血球摧毀太快，也都會出現黃疸的症狀。
3.膽結石：肝臟製造的膽汁，會送入膽囊儲存。膽囊除了可以儲存膽汁，也可以濃縮膽汁，但若膽汁濃縮過度，可能會出現膽結石。除此之外，若肝臟分泌過量膽固醇，可能會使膽固醇形成結晶，又如膽囊發炎時，也都可能會出現膽結石。膽結石可能引發嚴重疼痛，因膽囊並無絕對必要的功能，膽結石通常以外科手術切除膽囊的方式治療。
4.闌尾炎：闌尾炎便是一般俗稱的盲腸炎。闌尾炎的確切成因並不明確，但最主要應是導因於闌尾管腔阻塞，阻礙闌尾壁蠕動以及排空功能，同時闌尾腔內壓增加，導致闌尾出現發炎的症狀。通常醫師會以外科手術的方式切除闌尾，以避免因闌尾破裂、大腸內食物進入腹腔而引發的腹膜炎。

參考文獻:
胡明一、陳懿慧、謝慧英、孫穆乾，人體解剖學，藝軒出版社

食不知味 (Taste)-下
臺北市立和平高級中學生物科林元露老師/國立臺灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

當特殊分子跟味覺細胞細胞膜上專一的受器結合後，激發味覺細胞產生電流信號或細胞內訊號，再藉由味覺神經傳入腦中形成味覺。

疾病、藥物副作用或老化等會造成味覺障礙，其原因可能是缺乏鋅所導致。

鋅是身體中所需要的重要微量元素，特別是在味覺形成跟味覺系統的維持，包括味覺細胞膜上受器活性的維持或味覺形成時訊號的傳遞及調控等。同時，許多口腔、舌頭的細胞內酵素都需要鋅的協助才能發揮正常的效用。 更重要的是，細胞內中的DNA複製酶也需要鋅的狀況得以進行DNA複製，也就是說，許多細胞都必須有鋅才能進行正常的細胞週期跟細胞複製。味覺細胞是一種快速汰換的細胞，味覺細胞存活時間約10天，如果缺乏鋅，新生味覺細胞來不及補充，就會出現味覺障礙的情形。

出現這種症狀，可以多補充含鋅較多的食物，如肉類、魚、海產或黃豆等，或經由醫師診療後使用鋅鹽或含鋅藥物，如聚普瑞鋅（Polaprezinc)進行治療。 有些藥物如一些抗生素或是消炎藥的副作用會傷害味覺細胞，抑制味覺細胞膜上分子接收受體的作用，影響時間可能非常長久甚至不會恢復。另有些藥物如治療灰指甲的口服用藥療黴舒(Lamisil)，雖不會直接損傷味覺細胞，但會引響口腔中其他細胞跟機制，像是干擾唾液的分泌，間接造成味覺障礙。

醫治味覺障礙除了使用鋅外，亦可用正常飲食跟味覺誘導方法，使患者恢復喪失的味覺。另一種是星狀神經節阻斷法，主要是將特定的交感神經節阻斷，因為人體的交感神經掌控血管的伸縮，阻斷後使頭頸部、前胸、上背部及腦部的血管擴張，藉此增加腦部及神經系統的血流增加，以活化神經系統相關細胞功能，使部分受損細胞有機會修復或是再生。雖然星狀神經節阻斷法有許多成功案例，但具有醫療風險，因為主要手術部位在頭頸或背部脊椎，可能會經過重要血管及神經，需要良好的技術跟器材才能降低施術的風險，達到最佳的手術效果。

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食不知味 (Taste) -上
臺北市立和平高級中學生物科林元露老師/國立臺灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

品嚐美食是人生一大享受，如果有一天，我們享用這些美味的時候，卻嚐不出任何味道，可以想見那有多難受。因為人體對味道的感受，有二成來自舌頭，八成來自嗅覺。

所以當鼻塞時，吃甚麼都覺得沒味道，不過只要感冒好了，鼻塞消失後，食物的味道也就跟著回來。在某些情況下，味覺障礙所造成的症狀，可能比想像中還要嚴重。其實，味覺障礙並非只有食不知味而已。有些味覺障礙的症狀可能是感受的味道變淡，或是時常感到苦味，有些情況只是某些特殊味覺喪失或減退。

一般認為人有五種味覺：酸、甜、苦、辣跟鹹等五味，但事實上辣味並不是屬於味覺的一種。辣味是一種會刺激口、鼻黏膜的一種痛覺及熱覺的混合，並不是直接由味覺細胞接受分子訊號感測形成的味覺。而真正第五種味覺是鮮味（Umami，源自日文），主要來自食物中特殊胺基酸分子，讓人在喝雞湯、食用肉類或海帶等感到鮮美味道的來源。 酸味主要是接收食物中的氫離子，因此酸鹼值越低的食物味道越酸；鹹味主要感受來自金屬陽離子；而苦味主要是來自偵測特殊苦味分子所形成。除了辣味以外，還有人提出澀味及涼味（如同薄荷清涼的氣味），但這些氣味大多像辣味一樣，主要是對於黏膜造成的物理刺激與上述五種味覺所形成的混合感覺。

不同的味覺並非由舌頭上不同的味覺細胞分別偵測，最新研究發現，舌上的味覺細胞都可以感知到不同種的味覺。負責味覺的味覺細胞會聚集在味蕾之中，接受其他細胞的保護跟供給養分，舌頭有三～四種不同形狀的味蕾，其分布位置跟數目皆不同，功能略有差異。一個味蕾中大約含40~50個味覺細胞，可以感知味蕾開孔流入的水溶性分子。 請參閱 食不知味 (Taste)-下 閱讀。

呼吸方式與肺容積（Ventilating the Lungs）
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

肺臟是由皮膜與結締等組織組成的構造，因為不含肌肉無法自行收縮運動，必須仰賴周圍的肌肉協助，才能造成肺部體積的脹縮，讓空氣進出。以青蛙的呼吸方式來說，當口腔吸入一口空氣之後，青蛙可以將咽部關閉，然後利用肌肉的收縮將空氣向下壓入肺部，此種利用加壓進行呼吸的方式稱為正壓式呼吸。
人體的呼吸則與青蛙不同，當我們吸氣時，橫膈肌與外肋間肌收縮造成胸腔體積擴大、肺跟著擴張，造成肺內的壓力下降，低於大氣壓力，於是空氣被大氣壓擠入肺部。吐氣時，肋間肌與橫膈肌舒張，擠壓肺臟，造成肺內壓力變大，空氣便離開肺臟。因此就人體的呼吸，是因體積變化造成胸腔內負壓的變化，使大氣壓力將空氣擠壓進入肺部，因此稱為負壓式呼吸。 人體在正常呼吸時，進出肺部的氣體量稱為潮氣容積，一般正常男子約為500ml，此時動用到的肌肉主要是橫膈肌與外肋間肌。
若我們深呼吸，用力吸一大口氣(即一般測肺活量的作法) 大約可達3000ml，此容積稱為吸氣儲備容積；此時除了橫膈肌與外肋間肌之外，包括胸小肌與胸小乳突肌都要一起收縮，使肋骨更形上升，加大胸腔體積、降低胸腔壓力。若用力呼氣，所呼出的氣體容積大約可達1100ml，此容積稱為呼氣儲備容積；此時，便會用到內肋間肌，內肋間肌可以使肋骨下降並內縮，增加肺部壓力；另外腹壁的肌肉群也都會收縮，以擠壓腹腔器官，造成腹腔壓力增大使橫膈肌更往上移，使胸腔體積更少，壓力更大。最後，當用力呼氣至極，肺中仍殘留的氣體容積稱為肺餘容積，大約是1100ml左右。
但上述所有的肺容積量是依據正常年輕男子所推估，女性的肺容積平均會比男性少20~25%，另外，體型及是否為運動員等條件都會影響到肺容積。

參考資料:
胡明一等譯，人體解剖學，藝軒出版社 賴亮權等譯，蓋統生理學，華杏出版

植物對缺水逆境(Water Deficit)的反應
台北市立建國高級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

許多耐旱植物可以生長在缺水的環境中，根據耐旱植物對缺水逆境的反應，可將耐旱植物分為二種。 一種稱為逆境迴避者(stress avoidance)，這些植物可以逃脫乾旱逆境，例如沙漠中的短生植物(ephemeral plants)在雨季過後，迅速的發芽、生長且開花，在乾季來臨前形成休眠種子；苜蓿(Alfafa)在乾旱地區存活，是靠成株深入地裡的根系，得以吸收地下水；又如其他生長在乾旱地區的植物，發展多肉葉片以貯存水分，厚角質和葉毛以降低水分蒸散。
第二種稱為逆境抗性者 (stress resistant)，例如植物遭逢乾旱逆境時，具逆境抗性植物在經歷原生質脫水後，不受到傷害，且當原生質吸水復原後，仍能維持正常的生長與發育；又如多數的植物的營養生長部位，無法忍受輕度的脫水，然而有一群復甦植物(resurrection plants)的葉子，仍能在百分之七的大氣溼度中存活，且不受到傷害。 有關植物對抗逆境的機制研究很多。實驗顯示，無論是急速缺水或長時間的缺水都會引起氣孔的關閉，而氣孔的關閉在植物對抗缺水逆境時扮演重要的角色。急速缺水時，水分自保衛細胞蒸散的速率，超過得自葉肉細胞的速率，保衛細胞會鬆弛，而氣孔將會關閉；長時間慢性非致死性的缺水時，ABA 會和保衛細胞原生質膜上高親和性的結合處(receptor)相互作用，干擾保衛細胞原生質膜上的質子幫浦，接著影響鉀離子的吸收；或者刺激鉀離子至保衛細胞流出，使保衛細胞失去膨壓，最後導致氣孔的關閉。
許多植物對水分逆境的另一反應，則是利用溶質累積而造成滲透壓的上升，這個過程稱為滲透壓調節 (Osmotic adjustment)。滲透壓調節主要是指逆境誘發的一些代謝反應，所造成的溶質濃度的增加。與滲透壓調節有關的溶質，包括無機離子(尤其是鉀離子)、醣類與胺基酸。常見的有脯胺酸(proline)、山梨醇 (sorbitol)、甜菜鹼 (betaine)等。滲透壓調節產生一個更高的葉片的滲透壓，使得水分仍能流向葉片，造成葉片的腫脹。滲透壓調節也使得植物氣孔打開，吸收二氧化碳，在輕微的水分逆境下，持續進行光合作用。

參考資料:
1.Textbook: William G. Hopkins and Norman P. A. H ner. Introduction to Plant Physiology, 3rd ed. Wiley publishing.