光反應 (Photosynthesis – Light Reactions) -上
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張永達副教授責任編輯

大家都知道生物賴以維生的能量來源主要是太陽，閃耀的陽光不遠千萬里的照射至地球表面的同時，光能亦以輻射的方式傳至地表。在地球上有一群生物能吸收光能，並將光能轉化成有機物(醣類)中的化學能。

這群生物包括光合細菌、藻類和綠色植物，而轉換光能成化學能的反應，就是眾所皆知的光合作用。 綠色植物是地球上最顯著的光能固定者，其進行光合作用的主要器官是葉子，而葉肉細胞中的葉綠體則是光合作用進行的場所。在結構上，葉綠體具有內、外兩層膜，膜內包著膠狀基質(chloroplast stroma)和囊狀膜(thylakoid)，有些囊狀膜會堆疊成葉綠餅。 光合作用實質上是一連串複雜的生化反應，科學家將整個過程分為光反應和暗反應兩部分。光反應基本上是在葉綠體的囊狀膜上進行的，囊狀膜呈扁平囊狀，中有內腔(thylakoid lumen)。囊膜本身主要由脂雙層構成，其上嵌有蛋白質及色素等所形成的複合體。

在1980年代，科學家利用一些介面活性劑從囊狀膜上分離出四種主要的色素蛋白複合體，分別為：光系統I (photosystem I，PSI)、光系統II (photosystem II，PSII)、細胞色素b6/f複合體（cytochrome b6/f complex）及ATP合成酶(ATP synthase)。其中光系統I和光系統II在結構上是由光合色素和蛋白質所組成，在功能上則是光反應中吸收光能的單位，細胞色素複合體主要由細胞色素和含鐵蛋白質組成，其功能則是進行電子的傳遞，而ATP合成酶顧名思義是合成ATP的酵素。研究分析顯示PSI和PSII兩者都是構造非常複雜的跨膜結構，各自含有不同的蛋白質和色素分子。PSII的核心由兩條多肽鏈聚合而成雙體（dimer），雙體內含有四個葉綠素a分子，此處的葉綠素a分子稱為P680（意即此色素的最高吸收波長為680nm），是為PSII的反應中心，核心周圍可能尚有CP43（CP代表葉綠素-蛋白質複合體）、CP47及LHCII（PSII light harvesting complex）等色素-蛋白質複合體所形成的輔助系統，PSII的輔助系統內含有大量葉綠素a、葉綠素b、葉黃素及胡蘿蔔素。

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尿量與健康(Urine)-下
台北市立和平高中生物科林元露老師/國立台灣師範大學生命科學系 張永達副教授責任編輯

『溶質利尿』又稱為滲透性利尿，溶質和水的排泄量均增加，當溶質攝取過多或對溶質的再吸收作用受到抑制時產生，因腎小管內液與外圍細胞間液都有些溶質維持等滲狀況，且近曲小管的上皮細胞對水的通透性極高，因此水分的吸收只有在溶質被再吸收時伴隨產生，也就是說水的再吸收，受到各種溶質再吸收程度的限制，任何減少近曲小管對溶質再吸收的因素，將對等的減少水分的再吸收，造成利尿現象，所以當血液中溶質濃度過高，可能造成鮑氏囊濾液中的溶質濃度高於腎小管所能吸收的上限，多餘的溶質就會從尿中排出，此多餘的溶質能抑制水分及鹽類在腎小管的再吸收作用，而強迫性伴隨大量水分排泄於尿中，如糖尿病患血液中葡萄糖過多造成溶質利尿作用，而引起多尿、多渴症狀；其他如高蛋白飲食造成過量尿素排泄、鈉流失腎病、血管攝影的對比劑、注射木蜜醇等，均是造成多尿的原因。
木蜜醇(mannitol)是一種單醣，它不會被身體代謝，也不會被再吸收，所以具有利尿效果，常用來作為利尿劑。
夜尿常是腎病早期症狀，因為腎臟對尿液的濃縮能力在夜間達到最大能力，即使是夜間持續製造尿液也不會超過膀胱容量，讓我們不必起床小解影響睡眠，除非晚間睡前攝取含多量液體的食物或喝了茶、咖啡、酒精等利尿的飲料，通常是不會因排尿而醒來。但當腎功能不全時，腎小管濃縮功能下降，再吸收水分減少，造成夜間需常排尿，所有多尿症的病因均可引起夜尿症，此外有鬱血性心衰竭、腎病症候群及肝硬化等水腫症狀的病人，在白天液體會聚積在身體下肢，夜晚睡臥後，部分下肢水腫的水分回流至心臟，體液循環增加，並經腎臟排出，形成夜尿症。
「早期發現，早期治療」，平時多注意尿量，注意保健，避免對腎臟的傷害才是上上之策。

參考資料：
1.腎臟生理學，黃萬出編譯；高中資優生個別化補充教材，中教司出版
2.http://www.doctors.com.tw/top/theme.asp … =890923046
3.http://skhnephro.ehato.com.tw/new26.htm
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尿量與健康(Urine)-上
台北市立和平高中生物科林元露老師/國立台灣師範大學生命科學系 張永達副教授責任編輯

調節尿量最主要的器官是腎臟，而影響尿量的因素是腎絲球過濾作用及腎小管再吸收功能，尤其是後者更為重要，尿液的溶質成分、抗利尿激素等會影響腎小管的再吸收作用，決定了個體尿量的多寡。
正常人的尿量會隨季節而改變，夏天時因流汗及蒸發較厲害，本來尿量就會較少，平日不喜歡喝水的人尿量也自然不多，但每日排尿量若低於400~500cc，就稱為「乏尿症」；若每日尿量大於三公升（不包括大量喝水而尿多的正常人），則為「多尿症」，此與「頻尿」不同，頻尿是指解出的尿量少，次數頻繁。
這些異常都是健康的警訊，需立即尋醫就診。 「乏尿症」是人體體液缺乏所產生的生理反應，也可能是因某種疾病狀態或服用消炎鎮痛劑所造成鹽份和水份的滯留，此會造成血中尿毒素的增加，大部分人自覺症狀為水腫，無論是何種原因引起，均視此現象為腎衰竭。
「多尿症」原因很多，大致分成水利尿及溶質利尿兩種。『水利尿』的現象是排尿量增加，增加的尿液以水為主，溶質排泄增加很少或不增加，水分攝取過多或集尿管對水的再吸收受到抑制時，都會造成水利尿的現象，此種現象的產生通常是因ADH分泌減少造成，ADH減少會降低集尿管上皮細胞對水分的通透性，減少水的再吸收，但溶質的再吸收作用正常進行，故尿中溶質濃度甚低；「ADH分泌減少」主要肇因於下視丘或神經腦下垂體疾病，又稱「中樞性尿崩症」，可分為家族原發性原因，或因感染、手術、外傷、腫瘤等造成。
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汗與健康(Sweat)-下
台北市立和平高中生物科林元露老師/國立台灣師範大學生命科學系 張永達副教授責任編輯

俗稱的狐臭主要是因為腋窩的頂泌汗腺分泌汗水受到細菌的代謝所產生的一種刺激性味道。
頂泌汗腺的分泌汗量常受個體情緒的影響，例如在恐懼、煩燥、疼痛或各種方式的刺激時，都會誘發分泌量的增加，一般治療為經常保持身體清潔乾爽，減少細菌滋生。
外用含有20-25%氯化鋁加入70-90%酒精的止汗劑可殺菌止汗以至減輕異味。另外，注射肉毒杆菌素可有效在六至九個月內控制臭味。如要根治臭狐則需接受手術去除腋下毛囊旁邊的頂泌汗腺。
Gower等人在1988年發現男人的腋窩汗線和尿液中，都含有一種化學物質，成份屬於固醇類、其濃度在男人的腋窩比女人高出20倍，可能是男性的性費洛蒙。後來又檢驗出這種可能的性費洛蒙之主要成份為4，16-androstadien-3-one (簡稱為 AND)，屬於睪丸所分泌睪丸酮(testosterone)的衍生化合物(Gower et al.,1988)，另一種可能為女性的性費洛蒙，其化學主成份為estra-1，3，5(10)，tetraen-3-01 (簡稱EST)，可由女人的尿液，腋窩及皮膚分泌物中萃取。 實驗證明這種化學物質可引起男性的體溫皮膚電阻呼吸率和心跳明顯的改變及鼻子內側的犁鼻器產生特殊的電生理反應(monti-Bloch and Grosser,1991)。
這些研究結果說明人類的頂泌汗腺會分泌性費洛蒙，而且也是經由嗅覺訊息的傳導路徑，影響異性間的生理反應。 無汗症患者多發生於男性，屬於性染色體X異常，導致毛髮、牙齒、指甲、皮膚及汗腺等發育異常，造成毛髮稀少或無、牙齒稀少或無，皮膚乾燥無法流汗，也因為無排汗調節體溫的功能，容易因過高體溫導致腦部損傷甚至危及生命。另外，在帶因的女性中，約70%會有輕微的症狀，但仍有30%無明顯表徵。
出汗能夠排泄體內有害物質，如重金屬、毒素等，人有兩條清理毒素的管道，一是肝，另一條就是汗腺。肝對鉛、汞、錳等重金屬物質的解毒能力，如果是一的話，汗腺的能耐大約是二十至三十。大約40℃左右的環境(例如充滿了蒸汽的浴室、三溫暖烤箱)、或是濕度較低但氣溫高的地方，所流出的汗水，有助於排出體內毒素。因為這種汗散熱快，容易蒸發，所以體溫就容易降低。而在流汗的同時，身體就會跟著自動調節，讓新陳代謝加速，提升肝和腎的排毒功能。
更重要的是，這種汗水可以把體內的礦物質留住，維持平衡，成分接近水，所以相當清澈。 全身出汗，就能夠強化自律神經，提升代謝力，排出老舊廢物與毒素，對於美容與健康都有幫助。

參考資料:
1.http://news.qq.com/a/20060311/000295.htm 2.http://www.vghks.gov.tw/ns/medic/mutiple.htm 3.http://www.nsc.gov.tw/_newfiles/popular_science.asp?add_year=2008&popsc_aid=8&page=2 4.http://homepage.vghtpe.gov.tw/~nc/contents/2-3-3.htm 5.http://www.genephile.com.tw/Tests/EDA.htm 6.http://www.wretch.cc/blog/magic14tw/6420738 7.http://hi.baidu.com/yulinpan/blog/item/e034dd1f9c5974f7e1fe0b29.html
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汗與健康(Sweat)-上
台北市立和平高中生物科林元露老師/國立台灣師範大學生命科學系 張永達副教授責任編輯

流汗是一種非常自然現象，有降體溫和排泄的作用。 人體皮膚擁有數百萬個汗腺分布，幾乎全身都有分布，特別是頭部、腋窩、手掌及腳掌的汗腺分布最密集。
在組織學裏，人體的汗腺有二類，即頂泌汗線(apocrine gland) 和外泌汗腺，頂泌汗腺常和毛囊結合在一起，多分佈於人體的腋窩、鼠蹊、陰部或乳頭周圍，在青春期開始分泌作用，青春期後逐漸衰退，分泌物主要成份為油脂，其可經細菌的分解而產生異味，所以又稱香腺(scent gland) ；外泌汗腺不和毛囊結合在一起，幾乎分佈於全身，但在前額頭部和背部最多，這種汗腺的分泌功能從出生就有。
外泌汗腺分泌是由交感神經支配，當交感神經系統機能亢進時就會導致流汗，汗量增加常見於勞動、溫度太高或精神緊張、情緒激動所致的交感神經緊張，約有1%人由於交感神經過度活躍而產生多汗症。這種情況大多始於孩童或青少年時期，而且持續一生。多汗症可單獨集中在手掌、腳掌、面部或腋下，也可同時牽涉幾個部位。甲狀腺機能亢進、肥胖、更年期及嚴重精神病都可引發多汗症。
目前已知控制手部汗腺的交感神經位於胸椎第二及第三節，以往多用『內視鏡切除交感神經』手術根治多汗症，患者接受全身麻醉後在兩側腋下各作一個一公分大小的傷口，待肺部塌陷後伸入內視鏡，穿過胸腔直接將位於第二、第三胸椎之交感神經結燒斷，再經過簡單的排氣步驟讓肺部再度充氣傷口即可縫合。
燒斷交感神經結之後，手部汗腺分泌降低，血管也會從收縮狀態換成擴張狀態，因此手部溫度會昇高。手術的成功率為 95% 以上。但此方式會造成多種後遺症，約 40-75% 患者手術後會出現 ” 代償性出汗 ” ，這是因為人體排汗大約是固定的，如果手部排汗功能經由手術而減弱甚至消失，汗水就會轉移至其他部位如腳部、背部、胸腹部、臀部等等排出，但手術之後，乳腺以上失去排汗功能，身體散熱機制出了問題，跟燒燙傷人士一樣，無法排汗，導致中暑、暈眩、心情煩燥、頭發燒發燙、頭皮發癢發麻、臉發燒發燙到疼痛（進而引起皮下血管鬆弛等後遺症）；少數的併發症為氣胸、血胸、皮下氣腫、感染及 Horner`s 症候群，那是第一胸椎交感神經結受損後所引起同側之瞳孔縮小、眼皮下垂、臉部無汗的神經後遺症。此手術在瑞典已經是立法禁止的手術。
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紅麴( Monascus )-下
台北市立和平高級中學生物科林元露老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

山藥發酵的『Monascus purpureus NTU 568紅麴菌株』，是由臺大微生物與生化學研究所潘子明教授研究團隊所研發並技術轉移至生技公司，含許多具生理活性的代謝物，如降膽固醇合成功效的monacolin K（山藥發酵含量較米發酵多）、降血壓功效的γ-胺基丁酸（γ-aminobutyric acid, GABA）、抗氧化物質dimerumic acid及抗發炎物質monascin與ankaflavin等，在動物實驗已經證實具有預防代謝症候群的發生外，更可顯著抑制阿茲海默症危險因子類澱粉樣蛋白的沉積，達到改善記憶衰退和學習能力的效果。同時Citrinin含量低，經動物實驗不傷肝、腎、肌肉、以及不影響電解質平衡。monacolin K之商品名為lovastin。Endo學者於1979年，從紅麴培養液中分離萃取得到，其主要的功能為膽固醇合成途徑中HMG-CoA還原酵素的競爭型抑制劑。當HMG-CoA還原酵素被抑制，將使得HMG-CoA無法進行一系列反應合成膽固醇，因而達到降低膽固醇的效果。Monascus purpureus NTU 568 發酵之紅麴山藥經動物試驗證實，除了可降低膽固醇含量，並具有顯著提高高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterol, HDL-C)的效果。 Continue reading →

紅麴( Monascus )-上
台北市立和平高級中學生物科林元露老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

紅麴菌( Monascus )是一種天然真菌，廣泛存在於土壤中，為中國傳統的食品發酵菌種，應用在膳食已有千年以上歷史，如俗稱的紅麴就是紅麴菌生長於蒸煮米粒上發酵而成，紅麴入菜是福州人與客家人的傳統飲食習慣；一般常看到的紅糟醬，就是紅麴發酵後的食品添加物，可增加食物的味道及色澤，紅糟肉、紅糟雞即是以紅糟醬入菜的菜餚。

紅麴在台灣被運用在食物上，相傳是鄭成功渡海來台後，由製酒匠人引進的。紅露酒就是以紅麴菌用來當釀酒菌種。 近年研究顯示，紅麴可產生許多對人體有益的高經濟價值產物，包括了菌體外水解酵素、一次代謝產物、二次代謝產物等等。由於菌體外水解酵素及一次代謝產物可使發酵食品色香味具全，因此多用於食品染色加工或釀酒原料；二次代謝產物如monacolin K、γ-胺基丁酸 (γ-amino butyric acid，GABA) 及 dimerumic acid 經證實具有降低膽固醇、降低血壓及抗氧化的功效，這促使紅麴自食品加工業跨入生技產業。 Continue reading →

關於柯霍氏假說（Koch’s Postulates）-下
台中市立西苑高級中學生物科李蕙芳實習老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

柯霍氏假說（Koch’s postulates） 科霍於發表結核病與炭疽病病因同時，也發表了他的研究方式，此即大家所熟悉的科霍氏假說。從發表後，科學家不斷的修正其內容。1901年由美國植物病理學家Erwin F. S整理修正.所提出的科霍氏假說有以下的內容： （1）在病株罹病部位經常可以發現可能的病原菌。 （2）病原菌可被分離並在培養基中進行培養，並記錄各項特徵。 （3）純粹培養的病原菌應接種至與病株相同品種的健康植株，並產生與病株相同的病徵。 （4） 從接種的病株上以相同的分離方法應能再分離（reisolate）出病原，且其特徵與由原病株分離者應完全相同。 為什麼還稱為「假說」？ 科霍氏假說的四大假說在檢驗上，因為有其限制，故稱之為假說。例如： （1）部分霍亂帶原者、傷寒瑪莉、小兒麻痺、皰疹、愛滋病、丙型肝炎等案例並無任何症狀表現，因此柯霍將第一條原則後半仍非完全正確。 （2）柯霍本身發現霍亂、結核等疾病未必能在不同個體產生相同表現。就今日之觀點，愛滋病毒無法感染CCR5 Δ32基因刪除的個體。第三條原則也同樣不盡完美。 Continue reading →