電子傳遞鏈(Electron Transport Chain)
國立嘉義女子高級中學生物科林鈺婷老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

高能電子在經由膜上一系列蛋白傳送過程中，藉由膜蛋白的氧化與還原將其能量逐漸釋放出來，造成膜外與膜內質子濃度的差異(proton-gradient)，而這些質子再由高濃度往低濃度運送，會通過質子通道並驅動ATPase作用將質子能量轉換給ATP。生物體內常見的電子傳遞過程有：葉綠體進行光合磷酸化過程中在葉綠囊膜上所進行的與粒線體進行氧化磷酸化過程中在內膜進行的兩大類。

高等植物進行光反應的過程中，天線色素吸收光能後將能量傳遞給光系統(PSI、PSII)的反應中心P700或P680的葉綠素a分子，葉綠素a分子吸收能量後會轉變為高能量的激動態(excited state)，以致其分子上的電子被擊發出來。 Continue reading →

昆蟲的化學訊息傳遞素 (Semiochemicals)-下
台北市立建國高級中學生物科劉翠華老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

在此以蜱螨類為例，簡單說明昆蟲的化學訊息傳遞素的作用： ”
1.開洛蒙(利他蒙)：出現在捕食者與獵物的關係上，葉螨在進食時會分泌開洛蒙，捕植螨便藉此找到進食中的葉螨加以捕食。

2.警戒費洛蒙：受傷的螨類會釋出化學物質，以激發同種的其他個體散開逃避危險。科學家因而建議以此類費洛蒙來保護儲存的穀食，進而避免螨類的危害。

3.聚集費洛蒙：壁蝨利用聚集費洛蒙集合非寄主時期的個體，使之聚集在適合生存的環境；若壁蝨生活在非常良好的環境，壁蝨則不理會聚集費洛蒙的刺激，顯示其他的生理需要遠比聚集費洛蒙重要。

4.集和或附著費洛蒙：正在吸血的雄壁蝨釋出集合費洛蒙，可吸引尚未吸血的同種其他個體，甚至若蟲也會向其集合，個體間彼此互相緊抓成群。此種費洛蒙具有專一性，僅對同種個體有作用，如此可以減少異種交尾發生。

5.性費洛蒙：在蜱螨類主要為誘引性費洛蒙、接觸性費洛蒙、拘捕性費洛蒙。 (1)誘引性費洛蒙：正在吸血的雌壁蝨分泌誘引性費洛蒙吸引吸血中的雄壁蝨，雄壁蝨接著便從寄主體掉落，開始尋找釋出費洛蒙的雌蟲，找到後便試著與其交尾。許多種類的性費洛蒙都是二氯酚，因此異種間的誘引效果存在，但異種間卻不會因此而交配，也就是，昆蟲間必須經由其他方式判斷為同種，才能完成交配。

(2)接觸性費洛蒙：非專一性的誘引性費洛蒙可吸引各種的雄蟲，當雄蟲找到雌蟲後，便觸探雌蟲的生殖孔，若偵測到同種之接觸性費洛蒙後才會開始交尾。科學家以有機溶劑拭去這些化學物質，結果雄蟲便無法將精胞囊植入雌蟲。
(3)拘捕性費洛蒙：雌葉螨後若螨釋出拘捕性費洛蒙，並藉分泌絲狀物來協助其散播吸引雄螨。雄螨遇到雌螨後若螨便採取保護行為，直到其蛻化後與其交配；若遇到入侵雄螨即展開戰鬥，直到一方勝利。

參考文獻 周延鑫，蔡如秀，螨蜱類的費洛蒙及其他信息素，中華昆蟲。 Klowden,M.J.,2002, Physiological system in insects. Academic Press. USA , pp362-377.

昆蟲的化學訊息傳遞素 (Semiochemicals)-上
台北市立建國高級中學生物科劉翠華老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

「溝通」在群居動物中扮演著極為重要的角色，隨著生物的演化，各生物發展出各式各樣的方式來進行訊息傳遞。那麼昆蟲用甚麼方式來進行溝通呢?研究發現，昆蟲個體之間，或與其寄主、天敵間，彼此常藉由化學物質來互通訊息；而這些化學物質和昆蟲的行為、生理及族群組成也息息相關。

與昆蟲訊息傳遞有關的化學物質可分成兩類 (圖一)：圖片來源:自繪 一是體內的激素或荷爾蒙 (hormones)，另一為生物體間的化學傳訊素(semiochemicals)。 其中，化學傳訊素包括了異體作用素(allelochemicals)和費洛蒙(pheromone)。

異體作用素是不同種生物之間的訊息傳遞素，依照異體作用素作用的不同，將異體作用素分為： 1.開洛蒙(或利他蒙，Kairomone)：對分泌者有害而對接受者有益的傳訊素。 2.阿洛蒙(或利己素，Allomone)：對分泌者有益而對接受者有害的傳訊素。 3.新洛蒙(或互利素，Synomone)：對分泌者與接受者皆有益的傳訊素。 4.阿紐蒙(Apneumone)：非生物性化學物質且對接受者有益的傳訊素。

費洛蒙是同種生物之間的訊息傳遞素，費洛蒙是生物成熟個體分泌的物質，可被同種其他個體接收，而引發某些特殊的反應，包括特定的行為或發育過程。按照費洛蒙引發的行為或生物反應，將費洛蒙分為： 1.招募費洛蒙(recruiting pheromone)：為了增加搜尋食物的機會而分泌。 2.警戒費洛蒙(alarm pheromone)：為了達到防禦或逃避敵害的目的而分泌。 3.聚集和集合費洛蒙(assembly & aggregation pheromone)：為了群聚生活而分泌。 4.性費洛蒙(sex pheromone)：為了達到有效交配、繁衍子代的目的而分泌。

請參閱 昆蟲的化學訊息傳遞素 (Semiochemicals)-下 閱讀

固氮作用 (Nitrogen Fixation) -下
臺北市立建國高級中學生物科童禕珊老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

根瘤菌是土壤中常見的桿菌，最早於1888年從豆科植物的根瘤中分離而得，因此命名為根瘤菌(rhizobium)。當根瘤菌感染豆科植物時，會經根毛進入植物根部，促進其內的皮層細胞增生，而形成根瘤；生活於根瘤組織中的根瘤菌會形成類菌體，類菌體的外層包覆著一層膜，膜上鑲嵌豆科血紅素，可控制氧氣擴散進入類菌體中，使類菌體能夠行呼吸作用產生能量，推動固氮作用的進行。單獨生活的根瘤菌不具固氮能力，唯有於根瘤形成類菌體時，才產生固氮能力；此外，不同豆科植物根瘤中所共生的根瘤菌並不相同，與植物間存在著密切的專一性。 Continue reading →

固氮作用 (Nitrogen Fixation) -上
臺北市立建國高級中學生物科童禕珊老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

大氣成分中有80%為氮氣，但游離的氮氣無法被植物直接吸收，需將其轉化為含氮化合物，如銨鹽(NH₄⁺)或硝酸鹽(NO₃^－)等，才能被植物利用。 將氮氣轉變為含氮化合物的過程稱為固氮作用，可藉由自然固氮或人工固氮兩種方式來進行；人工固氮是指以化學方法將氮氣轉變為含氮化合物的作用，如工業上常用的「哈伯法」；哈伯法利用鐵為催化劑，在高溫、高壓下將催化氮氣與氫氣化合以生成氨氣，再經由一連串的反應將其轉化為硝酸或氮肥等含氮化合物。

另一種人工固氮的方式為「仿生固氮」，主要是利用鉬和釕等過渡金屬的雙氮配合物，弱化氮氮間的三鍵，而達到固氮的目的；此種方法可在常溫常壓下進行，但目前的技術仍未純熟，且催化效果不佳。 Continue reading →

植物基因轉殖技術 (Gene Transfer)的原理與應用
臺北市立建國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

把一段外來的基因或DNA片段，經過外在力量如注射、載體媒介、基因槍或化學藥劑等方式，使它進入目標細胞(配子、胚胎或體細胞的細胞核、細胞質內)，讓外來基因能在目標細胞中繼續複製，或進而在個體上表現該段外來基因所編碼的蛋白質，此種方法稱為基因轉殖(gene transfer)。

近年來許多植物基因轉殖技術被廣泛應用在植物基因調控機制、抗病抗蟲和作物育種的研究上。阿拉伯芥(Arabidopsis)是基因組最早被解碼的植物，也是現今最被普遍使用於進行基因轉殖研究的模式植物。 Continue reading →

植物對淹水(Flooding)的反應
台北市立建國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

世界各地都有淹水的情況發生，若能更了解植物如何在淹水的情況下生長，將有助於我們解決生態及農業上的問題。
一般土壤體積的 30% 左右為土壤空隙，通常可維持15~20% 的 O2 濃度，足夠供應根的生長所需。

當植物遭逢淹水逆境時，植物根部附近的土壤空隙會充滿水分，土壤中有益微生物死亡，一些厭氣性微生物會行無氧呼吸，使得硫化氫、二價鐵、CO2 及 CH4 等還原性物質生成，造成土壤通氣性不良，引發根部吸水能力降低，植物發生營養失調或病蟲害感染。除少數水生植物外，淹水將對植物生長發育造成傷害。 植物在淹水下，會影響呼吸作用、光合作用、固氮作用、水分和無機鹽類的吸收，促進植物體內荷爾蒙如離層酸(abscisic acid，ABA)或乙烯含量的增加，以及脯胺酸(proline) 的累積。 Continue reading →

動物排除的含氮廢物種類 (Nitrogenous Wastes)
臺北市立建國高級中學生物科朱芳琳老師/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群助理 教授責任編輯

生物為了生存會進行各種代謝作用，生物體內主要的有機物：醣類、脂質與蛋白質經過代謝之後，會產生各種不同的代謝廢物，以醣類與脂質來說，主要產生的是二氧化碳與水，但若代謝的是蛋白質，除了二氧化碳與水之外，還會產生一種分子很小、但毒性很高的含氮廢物－氨。 氨毒性高且易溶於水，因此直接排除氨的動物多生活於水中。 Continue reading →