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title: 基礎生物學

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# 基礎生物學
## 呂致益老師 生物的基礎
#### 礦工:
帶金絲雀探測氧氣
#### 達爾文：
加拉巴哥群島、研究雀鳥的鳥喙
#### 彈塗魚：
水陸兩棲的魚類，可以在腮腔儲存水，濕黏的皮膚可以幫助吸收空氣中的氧氣，但牠們還是必須經常回到水域吸入新鮮的水。腹鰭合併在一起形成吸盤。強而有力的胸鰭可以在泥灘上爬行，加上尾巴輔助還可以做跳躍的動作。
#### Tikttalik化石魚：
魚類特徵和四足類特徵有哪些

![](https://i.imgur.com/X39roy1.png)

#### 鳥類和恐龍祖先的比較：
有牙齒的喙、翅膀有爪子、有脊椎骨的長尾巴
#### 不同種之相似性：
在澳洲，有袋哺乳類動物與哺乳類動物主要是因為生存在相同生態環境，競爭相同的資源，結果產生了趨同演化，有很相似個體形態。
#### 馬錢子
含劇毒
#### 「黃藥子」
形似「何首烏」，誤食易嘔吐昏迷。
### 細菌一般的型態
#### 細菌：
Bacteria
#### 球菌：
Coccus
#### 桿菌：
(Bacillus)
#### 鏈球菌：
Streptococcus pyogenes
#### 葡萄球菌：
Staphylococcus
#### 幽門螺旋菌：
Helicobacter pylori


#### 橘子發霉：
青黴菌(Penicillium)或盤尼西林（Penicillin）
#### 麵包：
黑黴菌
#### 寄生性原生蟲不易被寄主(人或動物)免疫系統消滅，可能原因：

1. 細胞表面蛋白質或醣蛋白能夠模擬寄主(人)細胞分子
2. 產生化學分子操控人體免疫系統
3. 隨時產生不同細胞表面蛋白或醣蛋白，使人體免疫細胞無法辨認
#### Giardia intestinalis(梨形鞭毛蟲)：
寄生在人體腸道內，引起腹痛、腹瀉和吸收不良等
#### intestinalis：
腸道
#### 生吃青菜或螺肉：
廣東住血線蟲，成蟲會侵入腦部，引起腦炎或腦膜炎，症狀包括發燒、頭痛、頸部僵硬等腦膜炎症狀。
#### 廣東住血線蟲的宿主
1. 終宿主（definitive host）：大鼠。
2. 中間宿主（intermediate host）：蝸牛、螺類（如福壽螺）及蛞蝓等。
3. 幼體宿主（paratenicor transport host）：淡水蝦、蟹類、蛙類及渦蟲。
#### 褐藻：
多醣體
#### 聖誕蟲：
無脊椎動物

![](https://i.imgur.com/x0ULXyk.png)

#### 旋毛蟲:
* 人類吃了沒煮熟的有感染旋毛蟲的豬肉或其他動物的肉，即會感染旋毛蟲。
* 旋毛蟲會侵入肌肉組織，控制肌肉細胞的基因，為旋毛蟲製造包覆在其外圍的囊(彈性蛋白)，並且產生一些化學分子引發人體血管的新生，往旋毛蟲寄生的地方生長，以提供旋毛蟲的營養。

#### 不同鳥腳
![](https://i.imgur.com/qlUUNse.png)


## 呂致益老師 主宰世界的微生物
#### 菜花:
* 大多是感染人類乳突病毒（Human papillomavirus，HPV）,一种DNA 病毒。
* HPV 16 型、18 型為高風險型，女性容易導致子宮頸癌、陰道癌、肛門癌等；男性容易導致陰莖癌、肛門癌、口咽癌等
* HPV 6 型及11 型則會造成尖型濕疣(菜花)

#### 大腸桿菌(E. coli) **O157:H7**
![](https://i.imgur.com/jef5aci.png)
* 常見於牛隻等溫血動物的腸道內
* 會釋放一種強烈的毒素

## 王娟嬋老師 造就生物的歷程 
### 自然選汰（天擇）
* 族群內個體間需在可以穿的特徵上存在變異
* 變異會造成個體間在生存和生殖上的差異

### 人為選汰

* 野生番茄（源自南美洲西部）
* 細菌對抗生素抗性的產生
* 愛滋病在全球盛行
    * HIV retrovirus: 反轉錄病毒
    * 人類後天免疫不全病毒
    * AZT為治療愛滋病的藥物，會使病毒的反轉錄酶發生錯誤而終止病毒的複製過程
    * 病毒突變產生新的病毒，新病毒的反轉錄酶不會出錯
### 生物隨時間發生改變的證據
* 由活生物獲得證據
    * 直接的觀察
    * 痕跡器官
* 由化石紀錄獲得證據

### 痕跡器官
* 奇異鳥
* 橡皮蟒
* 人類第二條染色體

### 由化石紀錄獲得證據
* 繼承法則： 承襲祖先特徵並發生改變
* 趨同演化： 生物為了適應相似環境而演化出相似特徵
* 頻度依變選汰： 
    * 歪嘴慈鯛
        * 呈現固定頻率演化
        * 為了吃大魚身上的肉產生歪嘴
        * 歪同一邊的鯛魚太多，大魚對這一邊產生防備心
        * 歪另一邊的鯛魚更容易吃到食物活下去
        ![](https://i.imgur.com/ITsnsFM.png)
    * 接骨木蘭與熊蜂

### 造成演化的其他機制

## 周秀慧老師
## 血液的世界

### 生物恆定
* 法國生理學家 伯那德：無論外界環境的變化，多數生物具有自我維持內部環境在相當恆定狀態的能力。
* 生物恆定性控制系統的慨念：接受器、控制中心(腦、脊髓和臟器)、反應器。

### 負回饋和正回饋（考題）
* 在生物反應發生變動時，所造成的影響和原來變動的趨勢相反稱作負回饋；反之，就稱為正回饋。
* 大部分的體內恆定依賴負回饋(negative feedback) 機制調整。
* 負回饋的基本原則是一個反應 (加熱) 的結果 (室溫升高) 對同一個反應產生抑制的效果 (關閉加熱器)。
* 動物最常以負回饋機制維持體內的恆定。
![](https://hackmd.io/_uploads/BkLY36aB3.png)
* 生物較少運用正回饋機制調整體內恆定
* 正回饋(positivefeedback)機制:反應的結果會對同一個反應產生增強的效果。
    * 例如陣痛到分娩期間，荷爾蒙會造成子宮的肌肉收縮，子宮收縮刺激更多的荷爾蒙釋放，引起更強烈的收縮，這種增強效果的正回饋機制使肌肉強烈收縮而進行分娩。

### 生物的組成架構
![](https://hackmd.io/_uploads/Syy4A6TSn.png)
* 脊椎動物有11個系統形成
    * 維持系統--- 消化、 呼吸、循環
    * 支持系統--- 骨骼、 肌肉
    * 生殖系統--- 卵巢、睪丸
    * 調控系統--- 免疫系統、神經系統、內分泌
* 動物組織：由一群構造與功能類似的細胞聚集而成。
    * 上皮組織：保護。
    * 結締組織：連結與支持。
        * 骨頭
        * 軟骨
        * **血液**
    * 神經組織：傳遞訊息。
    * 肌肉組織：運動。

### 血液（考題：算血液各成分）
* 是維持生體恆定的緩衝液
* 一個成年人的循環系統約有5公升的血液，血液成分中超過一半（55%）的體積是由黃色液體狀的血漿(plasma)組成。
* 血漿的水分約佔90%，其餘10%是溶解的鹽類、蛋白質和各種血液運送的分子，包括養分、代謝廢物和荷爾蒙。
* 另外有多種細胞型態的成分懸浮在血液中。
* 全血：
    * 主要的成分: 水
    * 健康成年人的血液量大約是體重的十三分之一(8%)。
        * 如果體重65公斤，血液就約有5000C.C.
    * 如果一次捐血250CC，只占全身血液的二十分之一(5%)，而且很快的會再補充新血，對一個健康的人是不會有不良影響的。但是短時間內突然失血超過1000C.C.(20%)，身體會不適!
![](https://hackmd.io/_uploads/r16iS0TBh.png)
![](https://hackmd.io/_uploads/rkgTSCaBn.png)
* 骨髓中富含造血幹細胞

### 血球
* 紅血球的數目最多，約有四百萬到五百萬個，負責了氧氣的運送
* 白血球的數目最少，約有五千到一萬個左右，負責防禦的功能
* 血小板的數目第二，約有三十萬個，和凝血的功能有關。圖紅血球模試圖及光學顯微鏡(油镜）

### 紅血球
* 雙凹盤狀biconcave disks, 細胞彈性度高
* 人類的紅血球沒有細胞核
    * （考題）蛙和雞的紅血球有細胞核
* 製作時需要一種紅血球生成素(erythropoietin (EPO)的幫忙，EPO是由腎臟製作的
* 壽命: 120 days
* 清除: 在肝臟和脾臟處分解
* 功用: 輸送 氧氣(98%) or other gases

### 血型
* 紅血球表面的含醣分子決定人類的血型 (例如A型、B型、AB型或O型)
* 胎兒/新生兒溶血症：媽媽的免疫細胞攻擊小孩的陰性紅血球？

### 貧血
* 鐮刀狀貧血
    * 鐮刀型紅血球疾病（Sickle-cell disease, SCD）是一組通常由雙親遺傳而來的血液疾病。鐮刀狀貧血 是其中常見的一種。
    * 病因: 紅血球中2條同源染色體上的血色素蛋白基因的突變和異常。
    * 紅細胞的形狀改變， 引起缺氧， 氧氣輸送困難
* 地中海型貧血
    * 地中海型貧血是由父母遺傳的疾病，分為兩種:甲型（⍺型）地中海型貧血與乙型（β型）地中海貧血。該疾病的嚴重程度取決於四個編譯⍺球蛋白與兩個β球蛋白的基因的缺失數目。
    * 如果夫妻雙方都患有輕型地中海型貧血，則可能會生出帶嚴重型貧血的子女，所以須早期做產前檢查
    * 和缺鐵性貧血不同， 盲目服用鐵劑，造成身體鐵質過多

### 白血球
* 白血球(white blood cells或leukocytes) 是一群對抗感染與癌症的細胞
* 數量少，大約是紅血球的1/700，但當身體對抗感染時，數量會暫時性的升高
* 組成：
    * 顆粒性白血球
    * 單核球
    * 淋巴球
* 血液中的白血球細胞可吞噬外來的微生物
![](https://hackmd.io/_uploads/Hyey1JAB2.png)
![](https://hackmd.io/_uploads/ByLAykCHh.png)
* 發炎反應
    * 形成膿：
        * 死掉的吞噬細胞
        * 入侵的病原體
        * 發言過程產生的物質和滲出液

* 白血球異常和相關疾病
    * 白血球增生症 (Leukocytosis)
        * 白血球數目異常過多
        * 白血球型態和功能是正常的
    * 單核細胞增多症
        * 白血球型態和功能是正常的
    * 淋巴瘤和血癌 (Leukemia)
        * 白血球型態和功能有可能是異常的
* 淋巴結腫大與淋巴瘤：鼓起橡皮樣的硬塊
    * 身體感染了細菌，病毒，甚至結核菌，黴菌等都會刺激淋巴結變大
    * 各種癌症轉移過去
    * 當然也有可能是它自己變壞形成惡性病就是淋巴瘤。
    * 還有一些自體免疫性疾病也會引起淋巴結腫大
* 白血病：造血細胞的惡性增生性病變
    * 過量的細胞排擠骨髓細胞製造紅血球和血小板，導致嚴重貧血和無法凝血的症狀
    * 治療方式:•放射線療法•化學療法•骨髓移植
    * 骨髓移植是將健康的造血幹細胞由靜脈注入的一種治療過程
### 血小板(Platelet)
* 由血小板細胞megakaryocyte形成
* 缺細胞核和細胞的胞器構造
* 負責血液凝集和血塊的形成
* 形成黏稠的群集以封住受傷組織的傷口，同時血小板釋放凝血因子，將血漿中的纖維蛋白元(fibrinogen)轉換成絲狀的纖維蛋白(fibrin)，形成黏稠的網狀物，皮膚上這樣的凝塊就稱為痂。
* 血小板濃縮液：修復組織、整容手術常用

## 神經系統和生物行為
### 中樞神經系統(central nervous system, CNS) 
是由腦與脊髓所組成。
### 周邊神經系統(peripheral nervous system, PNS) 
則絕大部分是由攜帶訊息進出CNS的神經所組成。

![](https://hackmd.io/_uploads/Hk5CoZPLn.png)


### 腦
![](https://hackmd.io/_uploads/BkaInWDI2.png)
![](https://hackmd.io/_uploads/SyjYlzvIn.png)
* 腦波
    * β腦波：也就是意識時的腦波。
    * α腦波：也就是當你放鬆身心，入定沉思時的腦波。
    * θ腦波：幻想或剛入眠發出來的腦波。
    * δ腦波：也就是你沉睡無夢時發出的腦波。
* 正常人β波/α波的平均值約3.3 

### 造成大腦受損的因素
* 基因的改變:先天遺傳或後天環境
* 腦部腫瘤—手術摘除導致認知行為改變
* 腦血管疾病---中風
* Head injury---- Punchdrunk syndrome/拳擊手的職業傷害病
* 病毒或細菌感染
* 神經毒化物
* 遺傳因子: 唐氏症, 舞蹈症
* 大腦退化: 細胞發生死亡
* 濫用藥物

### 側化(lateralization) 現象
* 腦的任何一側皆控制著對側的身體活動。
* 大腦左半球被稱為「知性腦」和顯意識有密切關係。
    * 控制下列的腦力活動：1.數學2.語文3.邏輯4.分析5.寫作6.和其他相似活動
* 大腦右半球被稱為「藝術腦」，和潛識有密切關係。
    * 控制完全不同的腦力活動：1. 想像力2.色彩3.音樂4.音律5.白日夢6.和其他相似活動

### 帕金森氏症（Parkinson‘s disease）
* 是最常見的神經病變之一。這個疾病是19世紀初期英國醫師帕金森（James Parkinson）首先描述的，他稱之為「震顫性麻痺」。
* 根據聯合國的資料，目前全世界至少有400萬人罹患這種疾病。
* 黑質（substantia nigra）中會製造神經傳遞物多巴胺的神經元，受創最嚴重
![](https://hackmd.io/_uploads/SymoSGPUh.png)

### 亨丁頓氏舞蹈症(Huntington‘’s chorea或稱Huntington‘’s disease)
* 「漢丁頓症」是一種**遺傳性**的腦部退化疾病，此病得名自一位叫喬治-漢丁頓的醫師，他在一八七二年發表了對此一疾病的描述，當時他把它稱為「遺傳性舞蹈症」。
* 起因於**第4對染色體異常**,病發時會無法控制四肢，就像手舞足蹈一樣,並伴隨著智能減退,最後因吞嚥、呼吸困難等原因而死亡。
* 是大腦運動系統的疾病，大腦基底核的神經細胞死亡, 病人除了全身不由自主的動作外，還有認知與情緒上的問題。
* 造成亨丁頓舞蹈症的原因與性別無關，因此男人與女人得到的機會一樣。一般在三十至五十歲之間發病。
* 沒有一種藥可以改變此病的病程，但是像憂鬱、焦躁、不隨意運動等可以用藥物來改善

### 睡眠疾病
* 失眠，睡眠呼吸中止症，嗜睡症、猝睡症等。睡眠呼吸中止症，其盛行率高達４％
* 發作性嗜睡病（Narcolepsy）
* 「克萊列文綜合症」(Kleine-Levin Syndrome)又稱為「嗜睡症」、「睡美人癥」
    * 周期性嗜睡
    * 暴食
    * 精神症狀或是人格改變
    * 檢查他們的下視丘及腦下垂體功能可以發現異常，目前懷疑與內分泌失調有關。

### 憂鬱症
* 美國成人受到憂鬱症影響的約有2,000萬人，其中約三分之二為女性。
* 已證實的憂鬱症可分成兩大類：重度憂鬱症和雙極性失調。
* 近年來，研究人員開始逐漸了解在憂鬱時大腦的生理如何改變。許多憂鬱症患者的腦中負責細胞之間彼此溝通的神經傳導物質產生了不平衡。
* 有40-50%是因為生理和基因的緣故，而且研究上在原發性憂鬱症*中，雖然有許多的生物性假說，但是無法真正明白人為什麼會得憂鬱症。

### 失憶症Amnesia of Korsakaff’s syndrome
#### Mr.G

![](https://hackmd.io/_uploads/Skp1uGvI3.png)

#### Mr. NA

![](https://hackmd.io/_uploads/S1ngOzwUn.png)

### 寄生蟲
#### 綠寶石寄生蟲
* 殭屍蝸牛：雙盤吸蟲
* 蟑螂： 綠寶石寄生蟲產卵
* 精神分裂症：弓漿蟲病

### 失智症
* 65歲以上人口2.5%～5%
![](https://hackmd.io/_uploads/H1pCpNxvh.png)

### 阿茲海默症
* 腦部有類澱粉斑（amyloid plaques）和神經纖維纏節（neurofibrillary）堆積
* 功能失常：
    * 日常生活執行能力
    * 行為
    * 認知

### 行為精神症狀的類別
* 憂鬱症 depression
* 精神病症狀 psychotic symptoms
    * 妄想
    * 錯認
    * 幻覺 hallucination
* 行為障礙
    * 攻擊行為
    * 睡眠障礙
    * 迷路
    * 重複現象
    * 漫遊
    * 病態收集
    * 不適當性行為


## 內分泌系統和荷爾蒙
### 內分泌系統
負責體內調節
### 內分泌線
分泌荷爾蒙，由內分泌細胞中的分泌泡

### 荷爾蒙
* 胺類荷爾蒙：修飾後胺基酸所構成
    * 與目標細胞表面受器結合後產生的連串訊息傳遞
* 勝肽類和蛋白質類
    * 勝肽類荷爾蒙：7-8個胺基酸組合
    * 蛋白質：多肽
* 類固醇類荷爾蒙
    * 進入細胞中與接收器結合以引發反應（dna）

### 下視丘：
* 內分泌系統控制中樞
* 影響腦下垂體，由腦下垂體分泌系統影響控制其他分泌線體

### 腦下垂體
* 腦下垂體後葉：神經組織，下視丘延伸，儲藏和分泌下視丘製造的荷爾蒙
    * 催產激素
    * 抗利尿激素
* 腦下垂體前葉：內分泌細胞，製造和分泌多種荷爾蒙到血液中
    * 生長激素：過多巨人症，過少侏儒症

### Ghrelin
飢餓荷爾蒙/胃飢餓素，主要由胃分泌，少部分來自大腦下視丘
* 溜溜球症候群：體重減的越多，ghrelin分泌的越多，刺激食慾越強

### Leptin
瘦體素/瘦素，瘦體蛋白，脂肪組織分泌，可抑制食慾。人類大多數肥胖不是因為缺乏瘦體素，而是對瘦體素的作用產生阻抗性，因此臨床實驗效果不好。

### 甲狀腺和副甲狀腺
* 分泌不同荷爾蒙，包含很多含碘的荷爾蒙
* 增加細胞的耗氧量和代謝速率
* 特別素骨骼與神經系統的發育
* 甲狀腺：
    * 甲狀腺腫大：過多/過少都會
    * 眼球突出症：過多
* 副甲狀腺：
    * 甲狀腺產生降血鈣素：降低血液中鈣離子
    * 副甲狀腺產生副甲狀腺素：提高鈣離子含量

### 胰臟
內分泌細胞：
1. beta細胞：分泌胰島素，降低血糖
2. alpha細胞：分泌高血糖激素/升糖素，增加血糖

### 腎上腺
* 兩個腎臟上各一個，每個由兩部分組成
    * 中央部分：腎上腺髓質，分泌正腎上腺素，短期壓力
    * 外圍部分：腎上腺皮質，分泌皮質固酮，控制糖和鹽分的代謝，長期壓力
* 庫欣氏症候群：
    * 腎上腺皮質固酮分泌過多
    * 多毛，肥胖
    * 腦下腺垂體腫瘤/腎上腺腫瘤
    * 貓狗疾病中佔85%
* 阿迪森氏病：
    * 腎上腺皮質固酮缺乏
    * 皮膚黑色素沈澱

### 生殖荷爾蒙
* 腦下垂體前葉：
    * 促濾泡成熟激素FSH和黃體激素LH
    * 泌乳素
* 生殖腺/性腺：分泌性荷爾蒙，男女都有以下三個
    * 雄性素
    * 雌性素
    * 黃體激素

### 內分泌的干擾劑-乙烯雌酚
人工合成女性荷爾蒙，早起用來臨床如防止妊娠併發症，後來發現會造成胎兒第二性徵異常

### 環境荷爾蒙造成的異象
* 生殖系統和功能異常
    * 男性精子減半現象
    * 女性子宮內膜異位症增加
    * 女性新生兒遠多於男性
* 免疫系統異常
    * 花粉症
    * 氣喘
* 神經系統異常
    * 孩子們行為怪異

### 塑化劑-雙酚A
男性生殖力，女性乳癌和子宮內膜異位症

### -環境荷爾蒙-壬基酚
清潔劑中作為非離子界面活性劑，具有類似人類雌激素的效果，進入人體會影響干擾內分泌系統，如造成雄性雌性化