味覺產生的分子機制下（Taste）
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

苦味：苦味的產生除了離子外，主要是來自於動、植物及蕈類中的有機鹼分子(alkaloids)。如奎寧等苦味化學分子是經由G蛋白質耦合受體和細胞內訊息傳遞系統，促使內質網釋放鈣離子，引發味覺細胞釋放神經傳遞質，活化相連的感覺神經末稍。目前已知的苦味受體蛋白家族(T2Rs)有二～三十多種，苦味感覺的特殊之處，不但在於受體分子種類繁多，而且每個苦味味覺細胞會表現多種苦味受體。自然界有機鹼，常為具有毒性胺類分子，因此辨識苦味也是人體的防禦機制之一。

甜味：甜味主要來自於碳水化合物，糖類或人工甜味劑不會進入味覺細胞中，而是與細胞表面的甜味受體結合。甜味受體是一種G蛋白質耦合受體(T1R2+T1R3)在與甜味分子結合後，會活化由α、β、γ三部分組成的G蛋白質，再接著活化相鄰酵素，產生次級傳訊分子－cAMP，活化蛋白質激酶A（protein kinase A），開啟鈣離子通道，引起鉀離子通道蛋白質的磷酸化，造成鉀離子通道關閉，最後引發味覺細胞去極化，刺激相鄰的感覺神經末稍。 Continue reading →

味覺產生的分子機制上（Taste）
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

人體的味覺感受器為味蕾，味蕾主要位在舌頭黏膜的輪廓狀乳突（多分佈於舌根）、葉狀乳突（分布於舌側的皺摺）和蕈狀乳突（多分布於舌尖和舌側） (圖1)，其它如會厭、軟顎和咽部等處也有味覺細胞分佈。味蕾由基底細胞、支持細胞和味覺細胞(gustatory cells)組成，每一個味覺細胞尖端具有微絨毛突出於味孔，另一端則與第VII、IX和X對腦神經的感覺神經纖維相接。

a.味蕾內的味覺細胞。
b.位於輪廓狀乳突（上）、葉狀乳突（中）和蕈狀乳突（下）表面的味蕾。
c.舌頭表面不同區域的乳突。 Continue reading →

聲帶的的結構及發聲原理 (the Structure of Vocal Cords and Phonation)
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

聲帶是人類發聲的構造，聲帶位於喉部內，包含9塊軟骨，軟骨之間利用彈性膜及韌帶相連接，加上肌肉與黏膜，構成了複雜且精細的喉部結構。其中最有名的是甲狀軟骨，男性於青春期後，此軟骨前端會受雄性素影響膨大而形成喉結，即所謂的亞當的蘋果 (Adam’s apple)；另一較常提到是會厭軟骨，於吞嚥時可蓋住喉的上方，可防止食物掉入氣管內而堵塞呼吸道。

利用喉鏡檢查可看到喉部內的聲帶（圖1），它是由2片黏膜皺褶狀的構造組成，每一黏膜皺褶包含上皮層、黏膜下固有層及肌肉層，而聲帶之間的空間則稱為聲門 (glottis)。若要產生聲音，一般需有三個要件共存－激發體、振動器及共鳴器。以小提琴來比喻，激發體為琴弓；振動器為琴弦；而共鳴器則為共鳴箱。那人呢？肺部就是激發體，而聲帶就是發聲的振動器，咽、口腔、鼻腔及鼻竇等即為共鳴器。

人類發聲的原理如下：當肺部呼出空氣時，氣流通過狹窄的聲門時，聲帶的黏膜會產生如海浪般的波動，此波動使附近的空氣介質振動形成疏密波，即為聲波。這些聲波會在咽、口腔、鼻腔及鼻竇等共鳴器產生共鳴而放大音量，之後再受嘴唇、牙齒及舌頭等器官影響，被修正成大家日常所講的語音。人的聲音如果光靠聲帶振動發出聲音，而沒有共鳴腔將聲音擴大，聲音會很小，共鳴腔除了能將聲音擴大外，也有吸收雜音的效用，使發出來的聲音品質更理想。

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親緣關係樹（Phylogenetic Tree）
台北市忠孝國民中學自然領域張馨文實習老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

生物學家對於了解古今生物間的關係一直都保持高度興趣，而博物學家達爾文所提出的演化論是目前較為大多數人所接受的理論。目前生物的五界中原核生物界往原生生物界、真菌生物界、植物界、動物界，顯示生物在這個過程中，是由簡單往複雜的結構以持續且極緩慢的速度進行著。達爾文的天擇說理論內容提到，首先生物個體之間存在著性狀差異，當物種過度繁殖時，為了生存及延續後代，生物間必須競爭食物、生活空間及繁殖機會，而競爭的結果，只有能適應環境的個體才能生存下來，不能適應環境的個體就會遭到淘汰。

所以很多人都以為留存下來的後代都是「適者」，但目前的現代演化理論已經修正為後代也可能只是「幸運者 」。 Continue reading →

演化史上的遺傳標記-Alu序列（Genetic Marker）
台北市忠孝國民中學自然領域張馨文實習老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

遺傳學家依賴DNA鹼基對序列的變異，判定物種間的親近程度，而DNA上微小的序列差異，導致蛋白質產物的差異，影響生物體的身體構成和執行生化反應，被稱為多型性（polymorphism）。

事實上，許多基因變異是中性的，並不直接影響生物的外表特徵，但是有些基因變異會造成同種生物間的性狀差異或是導致遺傳疾病的發生。

不同的遺傳多型性在世界各地出現的頻率不同，所以科學家藉由分析基因出現頻率或是差異，將人類依照發源的地理範圍作區辨。 Continue reading →

從亞洲黑熊與台灣黑熊談特有生物保育下（Conservation）
台北縣崇光女子高級中學生物科陳昱儒實習老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

特有生物v.s特有種（Endemic Species）與特有亞種（Endemic Subspecies）
特有生物普遍的定義為「僅自然侷限分布於某一區域的生物種類」，包含特有種與特有亞種。

特有種（Endemic Species）指的是「某一物種因歷史、生態或生理因素等，其分布僅自然繁衍於某一局限的地理區域，而未在其他地區出現時，則稱此物種為該地理區域之特有種」。而特有亞種（Endemic Subspecies）的定義基本上與特有種相同，其差異在於亞種在分類屬於種之下，同種之間交配可產下具生殖能力的下一代，因此特有亞種與在非自然情況下與其它亞種交配也會繁殖有生殖能力之後代。

台灣位於亞熱帶與熱帶地區之間，高度差異大，因此有著複雜的地形與環境條件，又加上與大陸地區以海區隔成的海島特色，許多在冰河時期遷移而來，或是隨海漂流而來的物種定居於此，經過長時間與環境的交互作用，在孤立的海島演化出與其它地區不同，自己的一套生存方式。也因此台灣的特有種數量佔全世界比例甚高，例如4000多種維管束植物中，特有種約有1000種，占了27%，25000多種的野生動物中特有種則有10000多種，占45%以上，而許許多多的特有亞種更不用說了，給予其更多的時間，都有機會變成台灣特有種。 Continue reading →

從亞洲黑熊與台灣黑熊談特有生物保育上（Conservation）
台北縣崇光女子高級中學生物科陳昱儒實習老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

2008年3月，國家地理頻道的「綻放真台灣」系列播放主題「搶救台灣黑熊」，述說野放台灣黑熊的計畫，其圈養與訓練小黑熊的過程表現出黃美秀博士對生態保育的用心，然而最後的結果因為證明小黑熊為台灣特有黑熊—台灣黑熊，而非其他地區亞洲黑熊的證據不足，錯過野放時機宣告失敗，令人惋惜。

亞洲黑熊小檔案
亞洲黑熊（Selenarctos thibetanus），分類上屬哺乳綱、食肉目、熊科，主要分布地區分為兩區，分別是從西伯利亞東部到中國東北和日本以及從阿富汗和巴基斯坦到越南和泰國。棲地主要為在海拔1000~3000公尺的山林，冬季會至低海拔地區過冬。黑熊在頸部和肩部有黑色鬃毛狀的長毛，胸部有白色的V字形斑紋。下巴有淡色毛，鼻吻部帶粉紅色都是典型特徵，平均身高約1.5~2公尺，重約200公斤。為雜食性，以堅果、橡實、漿果和其他水果、蜂蜜、昆蟲和腐肉為生，有時也捕食綿羊或山羊。黑熊擅長爬樹，能在樹上築巢休息，不過通常會在倒塌的樹根下挖洞築巢。若生活在較冷的地區也會有短暫的冬眠。在繁殖方面，3年達到性成熟，野外的黑熊平常獨自行動，只有在交配季節才與其他異性個體接觸。妊娠期為6~8個月，一次產約2~4胎，育幼兩年。平均壽命約33年。 Continue reading →

細胞大掃除：自噬作用 (Autophagy)
臺北市立建國高級中學生物科黃慧茹實習老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

細胞本身就可以比喻成小型工廠，許多不同的部門（胞器）在分工合作以維持工廠（細胞）的最佳運作，那如果生產線中出現了不良產品時該怎麼辦呢？沒錯！要有回收或是銷毀系統，所以細胞內也是可藉由自身內部微小的「吸塵器」，清理老舊的蛋白質、失常的胞器以及入侵的微生物，這個過程稱為「自噬作用，autophagy」。

當細胞接受到養分不足、氧氣不足等訊息時，細胞膜上具有訊號接收站能夠將訊息往細胞內回報，此時細胞內的多種蛋白質和脂質先形成彎月狀的雙層膜構造，稱為吞噬泡(phagophore)，吞噬泡會藉由增加新的膜逐漸增大，並且將受損的胞器或蛋白質包圍，最後凹陷端關閉成為囊狀構造的自噬體(auto- phagosome)，這個自噬體就類似於細胞內的垃圾車，準備將垃圾載往垃圾處理場，垃圾處理場就是溶體，自噬體的外層膜會與溶體(lysosome)的膜融合形成「自噬溶小體，autolysosome」，藉由溶體內水解酵素分解老舊胞器或蛋白質成小分子物質，其中小分子物質如胺基酸則可以再回收利用成為材料，如此完成自噬作用。

不過有時候在嚴重受損的細胞中，垃圾多到垃圾處理場無法負荷時，細胞為顧全大局，原本預備被吞入的受損胞器也可能同時釋放訊號引發細胞凋亡(細胞自殺)，細胞凋亡本身也是一連串複雜的訊息傳遞過程，最後會啟動胞內多種水解酵素分解所有胞器及蛋白質，進而造成細胞萎縮死亡。細胞凋亡與自噬作用不同，細胞凋亡就是細胞注定要死亡，但是自噬作用可依細胞內垃圾堆積的程度選擇細胞的存亡與否，所以細胞凋亡與細胞自噬彼此密切又謹慎地相互平衡。

為什麼細胞會有這麼巧妙的安排呢？關於自噬作用的演化成因，科學家推測可能是要應付細胞的飢餓狀態，或做為原始的免疫防禦機制，也可能兩者兼具。所以當我們飢餓卻無法馬上攝食時，身體的各項功能並不會馬上停止，首先是脂肪細胞會先開始將儲備的養分加以分解，最後可能連肌肉細胞的成分都有可能被利用，這些都是要維持必要的代謝作用。

雖然正常細胞會利用自噬作用進行大掃除，許多神經退化性疾病如阿滋海默症的成因就是自噬作用失調，導致細胞內堆積太多垃圾，損壞細胞正常功能。但是，相對的，癌細胞也會利用自噬作用來充飢以延長細胞壽命。因此，有科學家進行抑制腫瘤細胞的自噬作用，作為對抗癌症的策略，不過遺憾的是，抑制腫瘤細胞自噬作用可能會增加癌細胞的基因突變，反而使病人病情惡化，造成對抗癌症更為棘手。

簡而言之，細胞的存亡是取決於自噬作用和細胞凋亡的平衡，其中牽涉許多訊息傳導路徑，目前許多科學家正努力釐清其中調控的機制。

參考資料
1.科學人。第81期。2008年11月號 p.114-122
2.細胞自噬蛋白Atg8表面的功能區域之定性分析論文摘要 何恭憲 2007.11.27臺灣大學碩博士論文網 http://www.cetd.com.tw
3.The WORLD of the CELL 5th edition Becker，Kleinsmith，Hardin 2002
Benjamin Cummings p.353-357
4.新浪新聞網 http://financenews.sina.com/sinacn/304- … 007-07-15/
1817500029.html
5.百度百科 http://baike.baidu.com/view/294022.html?fromtaglist
6.生命經緯 http://news.biox.cn/content/200701/2007 … 38_27.html