減壓症（Decompression Sickness,DCS）
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

民國八十二年，台北市捷運新店線CH221標地下工程，因為工人進出坑道減壓不當，使得參與工程的二十四名工人中，有二十三人罹患了減壓症，也就是俗稱的「潛水夫病」。

潛水夫病是因為工作環境的壓力異常所導致的疾病，包括潛水工作者，下水道建築工人、地下鐵開挖者都是罹患此病的高危險群。潛水者若潛至較深的水層時，所受的壓力除了一般人在陸地上所受的1大氣壓之外，還要加上水給的壓力。當壓力增加時，氣體的溶解度會增加。因此，呼吸時所吸入的氣體，在水下(或地下深處)的溶解度會增加，也就是有數量更多的氣體溶解在我們的組織或血液之內。如果一直處在那樣的壓力之下，小氣泡不會惹事生非，不過當潛水者回到水面時，問題就來了。壓力降低時，氣體的溶解度變小，一個個原本溶解於血液、組織內的氣體泡泡再也無處容身，只好隨之變大跑出來，這有點兒像是開香檳或汽水時，冒出許多泡泡般。這些小氣泡可能會在血管內堵塞血液的流動，或是堆積到關節組織之外，就像栓塞般侵入身體各部位，造成各種症狀。 Continue reading →

大腦內神經細胞可以重新長出來？（Neurogenesis）
台北市立第一女子高級中學生物科林玟娟老師/國立台灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

長久以來，我們從書本上學到的知識，都一再告訴我們:人類一旦成年之後，大腦內的神經元就不會再增生，只會隨著年紀的增長而逐漸減少；神經元一旦受損，幾乎沒有什麼修補或再生的能力。但近年來，隨著神經科學研究方法的迅速發展，已經有了不少新的證據可以推翻上述說法。

其實早在西元1965年，麻省理工學院的奧特曼（Joseph Altman）和達斯（Gopal Das）就曾在其發表的文章中，提出成年大鼠腦中的海馬迴處（hippocampus）可能有神經元新生（neuroegenesis）的現象，但因他們無法確認觀察到的新生細胞就是神經元，也無法準確估算這些新生細胞的數目，因此沒有受到學界太大的重視。這個曾經困擾著他們的問題，目前已不再是研究學者無法突破的障礙。各種新式的染劑及改良過後的染色方法，已可正確地在顯微鏡下分辨出神經元及神經膠細胞。1998年，瑞典的艾立克森（Peter S. Eriksson）即在實驗室中，利用BrdU再搭配其他數種神經標幟劑共同染色後進行螢光染色分析，結果清楚顯示成年人的海馬迴中的確會產生新生的神經元細胞。 Continue reading →

塞翁失馬焉知非福 –淺談蝦類白點症病毒（White Spot Syndrome Virus, WSSV）
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

對於台灣以及其他亞洲地區養殖戶而言，白點症病毒(white spot syndrome virus, WSSV) 為一種新大型DNA病毒，屬於Nimaviridae科的Whispovirus屬，是造成草蝦大量死亡的罪魁禍首。此病毒是一種病原性(highly pathogenic)極強的系統性病原體(systemic pathogens)，主要侵犯中胚層(Mesoderm)及外胚層(Ectoderm)衍生之組織細胞，不論幼蝦或成蝦自發現白點後約一週左右即死亡殆盡。

而在2008年12月底的美國國家科學院期刊(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America; PNAS)裡面發表一篇關於白點症病毒極具醫療疾病應用開發潛能的論文。蝦白點症病毒在感染細胞中，一種DNA擬態的非結構性蛋白質ICP11是表現量最高的病毒蛋白質，而在人類細胞中表現的 ICP11 可以導致細胞凋亡，可以將癌細胞殺死。

ICP11可與組蛋白(histone)結合，阻止組蛋白(histone)進入細胞核與DNA形成核仁小體(nucleosome)，此外，在雙股核酸分子斷裂時，ICP11會妨礙修補作用，並增強DNA分解酵素的活性，因而導致宿主DNA的受損使細胞死亡。 Continue reading →

植物色質體的發育與演化 (Plastids)
臺北市立建國高級中學生物科劉玉山老師/國立臺灣師範大學生命科學系 張永達副教授責任編輯

色質體 (plastids)是植物細胞最重要的胞器，主要包括白色體(leucoplasts) 、雜色體(chromoplasts)和葉綠體(chloroplasts)等三種。這些色質體均是由原色質體(proplastids)分裂而來，只要給予適當的訊號，他們可以進行彼此之間的轉換。

白色體主要分佈於根部及黑暗生長的白化苗 (etiolated seedlings)中，可再衍生成儲存性的色質體，例如澱粉粒 (amyloplastids，儲存澱粉用) 、蛋白粒 (proteinoplasts，儲存蛋白質)及油粒 (elaioplasts，儲存油脂)等，而雜色體和葉綠體則廣泛分佈於能夠受到陽光照射的植物細胞裡，並能進行適當的轉換，例如當陽光下生長的蕃茄由綠轉紅時，細胞內的葉綠體便轉換成雜色體。 Continue reading →

植物抗凍蛋白在基因改造生物的應用（Antifreeze Proteins ,AFPs）
國立台中第二高級中學生物科龔雍任實習老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

植物的生產力受到各種環境壓力(stress)的影響，例如凍害(freezing)、乾旱(drought)、淹水(flooding)等，而要忍受這些環境壓力，有效的方法便是將保護性的蛋白或酵素利用基因轉殖的方式轉入植物的細胞中，利用基因工程的方法增強植物的耐受性(tolerance)。

欲將抵抗環境壓力的蛋白轉殖入原本無法忍受的植物體內，共可分為六個步驟：(1)找尋生存於極端壓力環境下的生物，(2)了解此生物抵抗環境壓力的機制，(3)將特定的基因選殖(clone)出來，(4)利用原生生物的模式(prokaryotic model)確定其基因所轉錄出的蛋白質產物，(5)將基因插入植物的系統並給予其壓力，測試其作用能力，(6)將基因轉殖入非耐受性植物中，作田野測試。而依賴此套基本模式，目前已經在其他生物中找到數種抗凍基因(antifreezing gene)，例如目前已發現可由E. coli中選殖出BetA，殖入馬鈴薯內，以及由比目魚(winter flounder)內選殖出AFP，轉殖入煙草中，都有抗凍的效果。以下針對抗低溫壓力相關的基因轉殖種類討論 Continue reading →

植物的熱逆境（Plants under Heat Stress）
國立台灣師範大學生命科學系黃盟元博士生/國立台灣師範大學生命科學系 張永達副教授責任編輯

溫度增加所引起的熱逆境是世界上很多區域存在的農業問題，短暫或連續性的高溫會造成植物在形態解剖、生理和生化上的變化，影響植物的生長發育，並且可能導致在產量方面的大幅度削減。透過使用各種遺傳學方法來改善農藝作物的溫度耐性可以減少熱逆境所造成的負面影響。因此，徹底的理解植物對高溫的生理反應、熱耐機制以及提供可能的方法來改善作物對溫度的耐性是非常重要的。

熱逆境通常被定義成一段時間的溫度上升，並引起植物生長發育上不可逆的損害。植物在高於周圍環境10~15 ℃的溫度下生長一段時間，可以被考慮成這個植物遭受到熱衝擊或者處在熱逆境。但是，熱逆境是一個關於溫度強度、溫度持續時間以及溫度增加速率的複雜作用。熱逆境的發生在特定的氣候區域也會取決於白天或夜晚發生高溫的與否和時間長短。而熱耐性則普遍被定義為植物在高溫下還可以有生長能力以及具有經濟價值，我們則稱此植物具有熱耐性。 Continue reading →

粒線體DNA（Mitochondrial DNA）
台北市第一女子高級中學生物科許一懿老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

真核細胞中大多數的DNA位在細胞核內（nuclear DNA，以下簡稱為nDNA），粒線體DNA（mitochondrial DNA，以下簡稱為mtDNA）則是指粒線體內的環狀DNA。在1960年代，兩位那斯（Margit Nass & Sylvan Nass）利用電子顯微鏡發現粒線體內有一些絲狀構造，容易被DNA酶所分解；另外有三位科學家（Ellen Haslbrunner, Hans Tuppy & Gottfried Schatz）利用生化分析的方式，研究純化的粒線體碎片後找到mtDNA。 Continue reading →

根部吸收水分與礦物質的方式（Mineral）
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

植物可以利用光能自行製造有機物以供生存之用，但是製造有機物所需要的各種無機物原料，仍須由環境中獲得。有些氣體，如氧氣與二氧化碳等，可以經由葉或莖的表皮氣孔進出植物體，但其餘的水分與礦物質等，則須藉由根部從環境中取得。植物根部吸收水分與礦物質的過程，有被動的純物理現象，也有耗能的主動運輸；途徑則有經細胞壁的質體外運輸，與經細胞質的共質體運輸。

水分進入中柱的過程，純粹是被動的物理現象。一般而言，在土壤與植物根部細胞間的滲透壓梯度為：土壤＜表皮＜皮層＜內皮層＜周鞘＜木質部，因此水分會順著滲透壓梯度，不斷的向根部運送。換句話說，若土壤中因為缺水，造成土壤的滲透壓加大時，水分便無法進入植物根部，植物便可能會因缺水而枯萎。 Continue reading →