by 雷比特老師
<p>雷比特生物世界的含義. RABBIT <br />“Radiate. Amplify. Bridge. Blaze. Innovate. Thrive.” <br />向外擴散知識能量、創新思維並共同茁壯。 <br /> <br /> <br />2021:針對線上教學,避免學生看螢幕過久造成眼睛傷害,採以陪讀講解課本方式進行生物教學,主要是國中生物內容,課本版本也可通用，共60集，未來可能再做更新，敬請期待！ <br /> <br />2024.12:利用AI協助學生學習科學知識,適合中小學程度聆聽，陸續推出小艾的拜歐故事書系列，歡迎聆聽推廣！ <br /> <br />2024.12:輔助高中學生學習選修生物系列，陸續新增課程短講，以輕鬆但不失專業的知識內容，帶高中生學習，請配合課本或講義使用，無償提供，請協助推廣！ <br /> <br/>Powered by <a href="https://firstory.me/zh">Firstory Hosting</a></p>
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April 30, 2025
<p>【DNA複製：。。生命之鍊的秘密工廠】。。。。 <br />你有沒有想過？在你的身體裡，每一秒鐘都有上百萬個細胞正在分裂。。。每次分裂前，它們都要完成一件超級重要的任務──。。也就是複製DNA。。。。 <br /> 想像一下，你是一座城市的市長，這城市巨大又細緻得難以想像，但運作得井井有條。整個城市靠著一份藍圖在運轉，那就是DNA。如果藍圖不見了，就像城市斷電一樣，一片黑暗，混亂不堪。。。。 <br />所以，複製DNA，不只是做個副本這麼簡單，而是攸關生死的大工程。。。。 <br />說到DNA，它其實是一條雙股螺旋的分子，像旋轉梯一樣，優雅又穩固。當細胞準備分裂時，這條旋轉梯必須打開，而且得一模一樣地重新搭建一座新的。。。 <br />不過，細胞很聰明，它採用的是「半保留複製」。。。就像翻修老房子，不是整個推倒重建，而是保留一面舊牆，旁邊再砌一面新牆，這樣又省力又穩定。。。 <br /> 這種方式，讓DNA幾乎可以零誤差地把訊息傳下去。。。 <br />有人可能會問，為什麼不乾脆全部重做？理由很簡單：重做，錯誤率高得嚇人；不拆，又不能更新。半保留，就是完美折衷。。。。 <br />不過這麼長的DNA，總不能隨便哪裡開始複製對吧？。。。細胞早就設好了「複製起始點」，就像城市裡的地鐵起點站。。。 <br /> 起始蛋白來到這個位置，像亮起的第一盞工程信號燈，呼喚著複製大隊準備上工。。。。 <br />DNA的拉鍊從這裡開始拉開，一條雙股的DNA被解開成兩條單股，就像一條馬路被硬生生劃開，準備拓寬鋪路。。。。 <br />可是啊，你應該也猜到了。。。。拉鍊拉得快，線頭一扯，很容易打結。。。。 <br /> 這時候，就得靠「拓撲異構酶」登場了。它像個老練的繞線工，輕輕剪一刀、轉一轉，再接回去，把過度扭轉的DNA舒緩開來，讓工程順利進行下去。 <br />沒有它，整條DNA很快就會纏成一團，亂七八糟。。。。 <br />馬路打開了，可是，怎麼開始鋪？。。。。 <br /> 這時候，引子就出現了。。。。它像是插在工地上的小旗子，告訴工人：「從這裡開始搭建喔！」。。。 <br /> 引子通常是一小段RNA，由專門的引子酶製作。。。。 <br />有了這支小旗子，大工匠DNA聚合酶就能上場了。。。。 <br /> 它就像個耐心又精準的磚工，手裡拿著一塊又一塊核苷酸的「磚塊」，照著模板，一塊接一塊砌上去，一點也不含糊。。。。 <br />不過很有趣的是，DNA的雙股方向是相反的，這讓兩邊的施工難度差很多。。。。。 <br />一邊，叫做領先股，工人們可以一路鋪設下去，像開高速公路一樣順暢。。。。 <br /> 另一邊，叫做落後股，就慘了。。。。這邊得一段一段慢慢來，就像山路施工，一個彎一個彎地搭橋。。。。 <br />每一小段搭好的橋，就叫做「岡崎片段」，名字來自發現它的日本科學家岡崎令治。。。。這些片段之後還得一段段接起來，才能變成完整的路。。。。 <br />那麼，誰來負責接橋呢？。。。。 <br /> 答案就是DNA連接酶。它像專業的柏油工人，仔細把每個橋段之間的縫隙補平磨光，讓整條新建的DNA道路堅固又平滑，一點痕跡都看不出來。。。。 <br />話說回來，這樣的施工會不會出錯？。。。 <br /> 當然可能啊。誰蓋房子不失手一兩次？。。。 <br />但別擔心，DNA聚合酶本身就自帶校對功能，像打字時的自動拼字檢查一樣，錯了會馬上退格，剪掉重寫。。。 <br /> 也因為這套嚴密的校對機制，DNA複製的錯誤率低得驚人──大約十億分之一！。。。 <br />不過，偶爾還是會有小錯誤漏網。。。。 <br /> 而這些小錯誤，說不定，就是未來新物種誕生的種子。。。。 <br /> 所以啊，DNA複製這件事，同時守護著生命的穩定，也悄悄推動著世界的改變。。。。 <br />每一次細胞分裂，每一次DNA複製，都是一次看不見的奇蹟，在你我體內，靜靜上演。。。</p> <br /> <br/>Powered by <a href="https://firstory.me/zh">Firstory Hosting</a>
April 30, 2025
<p>基因的鄰居── 。。從果蠅實驗到基因地圖的故事。。。。。 <br /> <br />你有沒有想過一個問題：。。我們怎麼知道「基因」不是漂浮在細胞裡的小分子，而是有家、有住址，甚至有鄰居的？。。今天我們就來說一段從觀察、懷疑，到實驗與證實的科學故事，主角是幾位聰明又有耐心的生物學家──薩登、包法利和摩根。 <br />在十九世紀末，薩登與包法利分別研究細胞分裂時的染色體行為。他們注意到：染色體在減數分裂時，會像孟德爾說的基因一樣，一對一地分開，進入不同的配子。這讓他們大膽提出：。。「也許基因就存在於染色體上。」。。雖然當時只是個猜想，但這個想法種下了後來遺傳學革命的種子，也為後人提供了探索的方向。。。 <br />當時這個假說並不容易被接受，因為顯微鏡下看到的染色體只是一些染色後的線狀結構，沒有人能說清楚它們和遺傳因子之間有什麼直接關聯。但這樣的觀察為一場劃時代的轉變拉開了序幕，也讓基因研究不再停留在「看不見的概念」，而開始與「看得見的結構」產生連結。。。。 <br />故事來到二十世紀初，摩根在哥倫比亞大學設立了一間專門研究果蠅的小實驗室。他發現一隻雄果蠅長著罕見的白眼，而不是常見的紅眼。他讓這隻白眼果蠅和正常紅眼的雌果蠅交配，發現子代的眼睛顏色和性別之間有關係。。。。原來，白眼基因和性染色體有關，這就是「性聯遺傳」的證據，也讓摩根成為第一位證實基因存在於染色體上的人。。。。 <br />但摩根還發現一個更神奇的現象：有些基因總是一起被遺傳，好像手牽手，走到哪都不分開。這就是「基因連鎖」。他提出：如果兩個基因在同一條染色體上，他們就可能會一起遺傳，而不是像孟德爾說的那樣獨立分配。。。。 <br />然而，科學的世界總是充滿例外與驚喜。有時這些手牽手的基因，竟然「拆夥」了！這就是「染色體互換」。。。。當細胞在進行減數分裂的第一階段時，同源染色體會靠在一起、形成四分體，然後兩個二分體之間比較靠近的染色體竟然出現交叉，互相交換部分DNA，這就是「互換。。（crossing over）」。。。。 <br />這個互換的結果，就是產生了新的基因組合，也叫「重組型」。這些新的組合不但打破了原有的基因連鎖，也讓每一個生命都有自己獨一無二的基因排列方式。兄弟姊妹為什麼不完全一樣？除了來自父母的基因不同，互換正是讓後代變化萬千的關鍵因素。 <br />那我們怎麼知道某兩個基因之間有沒有連鎖，或者發生了互換呢？這時候就要介紹一個遺傳學中經典又實用的實驗設計──「大A小a大B小b 與小a小a小b小b 的試交法」。。。。 <br />我們假設有兩個基因 A 和 B，各有兩種等位基因。（大寫是顯性，小寫是隱性）。。。然後我們用一個雜合的 大A小a大B小b 個體，與一個隱性純合的 小a小a小b小b 個體交配，觀察子代出現的表現型比例。。。。 <br />如果兩個基因是獨立分配的，也就是位在不同染色體，減數分裂時各自獨立產生配子，那麼 大Aa大Bb 個體能產生大A大B、。大A小b、。小a大B、。小a小b 四種配子，各占 25%。。。。與 小a小a小b小b。 配對後，四種子代表現型會以 1:1:1:1 的比例出現，這就是經典的孟德爾式獨立分配遺傳。。。。 <br />如果兩個基因在同一條染色體上，並且沒有發生互換，就會一起移動。。。。這樣 大A小a大B小b 個體的配子只有 大A大B 。和 小a小b 。兩種，。。與 小a小a小b小b 試交後，只有兩種子代表現型出現，而且各占 50%，這是「完全連鎖」的證據。。。。 <br /> 如果兩個基因是連鎖的，但在減數分裂時發生了互換，那麼配子中除了 大A大B 。和 小a小b，還會有大A小b 。和 小a大B。 出現。。。不過互換的機率不是100%，所以親代連鎖型的兩種配子仍然比較多，重組型的也有兩種配子占的比率較少。不會超過50%。。。試交後，子代會有四種表現型，但比例是不均等的，親代型的比例大於重組型。這就表示：兩個基因是連鎖的，但彼此間發生過互換。。。。 <br />透過這樣的試交，我們不只能判斷基因之間的關係，還能進一步量化──用「重組率」來計算基因之間的距離。。。。距離越遠，互換的機會越大；距離越近，互換越少。這正是「基因連鎖圖譜」的基礎原理，也是現代基因定位與基因工程的重要依據。。。。 <br />今天的我們，已經能夠用這些觀念來追蹤遺傳疾病的致病基因、設計更好吃的水果、甚至進行基因編輯療法。。。。從摩根的果蠅，到現在的 CRISPR 技術，這一百多年來的進步，其實都是從「觀察後代出現了幾種表現型」這個看似簡單的動作開始的。。。。 <br />所以，下次你聽到有人說「科學只是背公式」，你可以笑笑地說：「錯了，其實是觀察＋推理＋一點點好奇心，才讓我們看到生命的真相。」。。 <br />而當你再翻開遺傳學課本，或許你會想起這段歷程──從染色體下的微觀世界，到基因地圖上的座標標記，這一切背後，不只是科學，更是人類對生命規律的執著與熱情。</p> <br /> <br/>Powered by <a href="https://firstory.me/zh">Firstory Hosting</a>
April 18, 2025
<p>各位同學，今天我們要來介紹三個選修生物1中的實驗，這些實驗不僅能幫助大家了解細胞的特性與代謝，更能培養你們動手操作與數據分析的能力。接下來，我會講解這些實驗的目的、原理，以及過程中我們要特別注意的重點。。。。。。。。 <br /> <br /> <br /> <br /> <br />探討活動1之2 。。。細胞的滲透作用。。。。。。。。 <br /> <br />首先，我們要進行的實驗是探討植物細胞的滲透作用。。。。。你們還記得什麼是滲透作用嗎？沒錯，就是水分子會透過細胞膜，從低濃度的地方移動到高濃度的地方，這個現象在植物細胞特別明顯。。。。。 <br /> <br />我們會使用紫背萬年青或紫洋蔥的表皮細胞來做實驗。。因為細胞內是紫色區域方便觀察。。。把植物細胞放到不同濃度的蔗糖溶液裡面，來觀察細胞是否會出現質壁分離，也就是細胞的原生質體會往內縮，和細胞壁脫離。。此時細胞應該是處於滲透壓較高的溶液中 。 。。。。。。當滲透壓相等，也就是內外水分平衡時，細胞就不會變形，這個濃度就叫做等張濃度。。。。。。。 <br /> <br />最後，我們會用內插法來計算，哪一個濃度最接近50%的質離比例。便是等張溶液的濃度。。這樣的實驗可以讓大家了解細胞膜的功能，也能看到滲透作用對細胞的影響。。。。。。 <br /> <br /> <br /> <br />探討活動2之1。。。溫度及酸鹼度對酶活性的影響。。。。。。。。 <br /> <br />接下來的實驗跟我們細胞內很重要的一個角色有關，那就是酶。酶是促進化學反應的催化劑，可以讓反應更快完成，但酶的活性會受到外在環境的影響，特別是溫度和酸鹼度。 <br /> <br />我們這次的實驗會使用過氧化氫酶，來分解過氧化氫，產生氣泡。（也就是氧氣）。。。。我們要做的事情很簡單，就是讓反應在不同的溫度和不同的pH值下進行，看看哪個條件下產生的氣泡最多，氣泡累積高度越高也就是反應速率最快。。。。。 <br /> <br />通常，酶在適當的溫度（大約是37°C）與適合的pH值（也就是接近中性）下活性最高，太高的溫度會讓酶蛋白質變性，失去功能，而pH值過酸或過鹼，也會讓酶的立體結構受到破壞，活性降低。這些都是我們在生物體內很常見的現象，因為我們的身體就是靠著穩定的環境來維持酶的活性。。。。。。 <br /> <br /> <br /> <br />探討活動2之2。。。 酵母菌發酵作用的速率影響因子。。。。。。。。 <br /> <br />最後，我們要介紹的是有趣的酵母菌發酵實驗。。。。。。酵母菌是一種微生物，當它在缺氧的環境下，會進行發酵作用，將葡萄糖分解，產生酒精和二氧化碳，也就是氣泡。。。。。。 <br /> <br />這個實驗的操作方式跟前一個有點像，我們會讓酵母菌在不同的溫度和不同的pH值下進行反應，觀察氣泡產生的速度。。。。因為酵母菌體內的酶會受到環境影響，所以在適當的溫度（大約30°C到35°C）。。適當的酸鹼值（約pH5到pH6）下，發酵的速度最快，氣泡最多。。。 <br /> <br />如果太冷，酵母菌的新陳代謝會變慢，氣泡少；如果太熱或pH值不適合，酵母菌甚至會死掉，完全沒有氣泡產生。。。這個實驗可以讓大家更清楚了解發酵的條件，也能應用在食品加工或生物科技領域。。。 <br /> <br /> <br /> <br />以上就是這三個實驗的介紹與說明。希望大家在操作這些實驗時，不只是做出正確的數據，更能從觀察與分析中，了解細胞的奧妙與生物體內的化學反應特性。加油！我們馬上就要開始實驗囉！。。。。</p> <br /> <br/>Powered by <a href="https://firstory.me/zh">Firstory Hosting</a>
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