老葉的植物王國

為了要培養同學跨界溝通的能力，這一次的課群中唯一的專業課程：生科系大三「植物生理學」，特地安排期中考與期末考不考試，而是以向修習通識課程的同學（主力為大一、大二）進行口頭報告。 題目由同學自選，選取一到八週主題中同學較感興趣部分做12-15分鐘的口頭報告。 同學已經在10/31繳交報告PPT初稿，老師們也在11/3給同學一些意見，並在當天決定報告順序。 終於，我們到了這一天～ B202教室高朋滿座中！ 我們的六組同學一一展開他們的報告～ 「植物與氮」第四組（林容興、劉力華） 大自然中，固氮菌將空氣中的氮轉化為植物可用的氮， 而哈伯的方法卻能取代了固氮菌。 但近年來卻逐漸發現 大量使用氮肥的隱憂，不但傷害土壤、水資源， 影響生態系，更進一步影響人們的健康。 該如何謹慎的使用氮肥是我們當今應深思的課題。 「植物打礦工殭屍」第六組（涂品揚、簡易） 「氮與植物」第三組（高誠皓、林聖閎） 「人造葉子」第二組（黃建翔、葉偉倫）， 葉綠素電池是利用水和葉綠素裏的電解質進行氧化分解反應， 產生少量電流足以供應手電筒或Mp3。 人造葉子，是利用太陽能板收集電力， 再進行水解反應以儲備 多出的電能。 太陽能板已經達到很好的效能了，而催化水解的催化劑， 目前是以磷酸鈷CoPi為最適合的材料， 因它有再修復再循環的機制， 可以循環利用。 「雜草末日-除草劑」第五組（肖思怡、陳麒元、魏詳運） 除草劑的應用，雖然是一樣相當方便的發明，輕鬆一噴， 雜草死光光， 但是對於大自然來說， 卻是另一樣人類研發出來毒殺生物的毒藥， 原本不應該使用那麼久； 但照人類的劣根性，發生了事情才會怕， 大概還要好一陣子才會禁止吧。 只是希望別真的讓生活周遭出現超級雜草佔據一切的情形發生就好。 「向植物搗氮」第一組（林佳玟、陳柏倫、吳亭宜） 先將氮簡單介紹給同學知道， 然後將重點著重於 跟生活息息相關的氮肥以及環境的議題， 希望大家能在瞭解氮與生活的關係後更加關心 它所帶來的議題。 通識中心江允智主任講評，提醒同學要注意報告內容 與參與聽眾之間的適切性。 周老師講評，提醒大家要多練習！另外同學的取材有重複， 不同組之間可以先協調報告題目。使用影音檔要注意。 感...

圖片來源： wiki 隨著台灣的飲食日漸西化，相信吃過美式鬆餅（pancake）的朋友一定不少。鬆餅可以配果醬、奶油、巧克力醬，但是筆者最愛加了楓糖漿的鬆餅。 美洲大陸食用楓糖漿的歷史已經數不清了，從北美的印地安人（North American Indians）的口述歷史中可以得知，他們很早就懂得在春天來時，在糖楓（sugar maple）樹上鑽孔，收集樹汁（篩管phloem的汁液）再加熱蒸發製成楓糖漿。 一般來說都是在春天來時製作，此時糖楓把儲存在根部的養分分解成為蔗糖（sucrose），經由篩管運輸到地上部分，提供樹木本身長出新芽與新葉使用。由於葉片是植物主要進行光合作用的器官，如糖楓這類落葉喬木，在秋天的時候會把葉片裡面的養分分解後運輸到根部儲存，接著開始落葉；因此，等到春天來時，在新芽尚未長成新葉時，便需要根部提供養分。所以，這時候樹汁的量是最多的，裡面的糖份也相對較高。 楓糖漿。圖片來源： wiki 要製成上面這樣一瓶甜蜜蜜的楓糖漿可不容易。糖楓包括了三種品種的楓樹：糖楓（the sugar maple， Acer saccharum ）, 黑楓樹（the black maple， A. nigrum ）以及紅楓樹（the red maple， A. rubrum ）。糖楓要長到三十到四十歲的才能開始採樹汁，每棵樹最多只能鑽三個孔。每棵樹每年春天只能產出35-50公升的樹汁，而這個樹汁還要加熱濃縮20-50倍，才成為我們看到的楓糖漿。真的是滴滴皆辛苦啊！ 雖然糖楓可以生產到百歲，但是，因為每棵樹每季大約只能產出一公升的楓糖漿，因此，楓糖農夫們最關心的就是：到底明年的楓糖產量如何？ 楓糖的產量要從兩個角度去看，一個是樹汁的多寡，另外一個是樹汁的品質。由於楓樹的樹汁裡面只有2-3%是糖份，再濃縮是必需的手段，但是樹汁裡糖份的百分比也很重要。雖然百分之二跟百分之三好像只相差百分之一，但是在濃縮的過程中，含有百分之三糖份的樹汁，當然可以少濃縮很多囉。 過去，楓糖農夫們經常試著用今年的天氣來預測來年楓糖漿的產量。但是，最近哈佛大學的研究團隊，在收集了十七年的資料，分析以後發現：真正對楓糖漿產量影響最大的，不是天氣，而是糖楓的種子產量。 研究團隊收集了十七年來Vermont地區的氣候、楓糖漿產量，以及當地糖楓的種子產量。他們...

各位同學大家早， 報告的順序已經出爐， 各組報告順序及議程如下： 「植物與氮」第四組（林容興、劉力華） 「植物打礦工殭屍」第六組（涂品揚、簡易） 「氮與植物」第三組（高誠皓、林聖閎） 「人造葉子」第二組（黃建翔、葉偉倫） 「雜草末日-除草劑」第五組（肖思怡、陳麒元、魏詳運） 「向植物搗氮」第一組（林佳玟、陳柏倫、吳亭宜） 老師講評 每組報告的時間是12分鐘，超過15分鐘就會扣分。 場地在B202。由10:10-1:00。

在Facebook上看到多年前畢業的學生的文章，覺得很有趣，徵得他的同意改寫在此。 什麼事那麼有趣呢？原來，昨晚他們團契聚會的主題是讓稗子和麥子「一齊長」。此梗典故原出新約聖經「 天國好像人撒好種在田裡， 及至人睡覺的時候，有仇敵來，將稗子撒在麥子裡就走了。 到長苗吐穗的時候，稗子也顯出來。 田主的僕人來告訴他說：主啊，你不是撒好種在田裡嗎？從哪裡來的稗子呢？ 主人說：這是仇敵做的。僕人說：你要我們去薅出來嗎？ 主人說：不必，恐怕薅稗子，連麥子也拔出來。 容這兩樣一齊長，等著收割。當收割的時候，我要對收割的人說，先將稗子薅出來，捆成捆，留著燒；惟有麥子要收在倉裡。 」 當時團契的牧師提到，「要讓稗子跟麥子一起長，並不是希望稗子的基因轉成麥子...」時，引起了他的注意，於是回到住處便做了一些功課。結果還蠻有趣的... 稗子這種東西很耗地力營養，因此在世界各處都不受歡迎。但是，在中國長江流域一帶，有人在天候不佳不利糧食植物種植時，拿稗子做為牲畜的糧草，甚至還有釀稗子酒的，據說因為稗子這種植物熱量不輸高粱。 但是根據聖經，稗子是非常糟糕的東西，怎麼中國還有人拿來餵牲畜，甚至還能釀酒？ 原來聖經中的「稗子」，其實不是華人世界中的稗（ Echinochloa crus-galli ）。當初會翻譯成稗子，應該是因為當時翻譯的人不知道tare/weed是什麼（而 weed 是用來押韻 seed 這個字。筆者按：weed其實指得是雙子葉的雜草，單子葉的雜草一般稱為grass），因此才採用了最接近的物種。 稗。圖片來源： wiki 看上面的照片就知道，其實稗子跟麥子（應是小麥，見下圖）長得並不相像。 小麥。圖片來源： wiki 即使與最早馴化的einkorn（一粒麥， Triticum monococcum ）或emmer（二粒麥， Triticum dicoccum ）相比，也並不相像。 一粒麥。圖片來源： wiki 二粒麥。圖片來源： wiki 那麼，真正出現在聖經裡面的植物，到底是什麼呢？原來，它是一種俗稱為 darnel （也稱為poison darnel 或cockle）的植物，中文譯作毒麥（ Lolium temulentum ）。 毒麥。圖片來源： wiki 跟上面的小麥相比，的確在外型上有些...

知道10月16日是世界糧食日（World Food Day）嗎？根據世界衛生組織的資料，維生素A缺乏每年導致25萬至50萬兒童失明，其中有一半的孩子在失去視力之後的一年內死亡。問題最嚴重的地區在撒哈拉以南非洲地區（Sub-Saharan Africa），在這裡白玉米是主食，但是白玉米所含的原維生素A（provitamin A，又稱為β-類胡蘿蔔素，人體可以轉化為維生素A）極少。 β-類胡蘿蔔素。圖片來源： wiki 除了造成兒童失明以外，飲食中的類胡蘿蔔素不足也可能會導致老人的黃斑變性（macular degeneration），這在歐洲和美國是導致老年人失明的主要原因。除了跟眼睛健康有關以外，維生素A對免疫系統也非常重要，另外也跟一些賀爾蒙的合成有關。 過去，為了改善非洲居民飲食中缺乏類胡蘿蔔素的狀況，Ingo Potrykus與Peter Beyer兩位博士，在1992年開始了一個為期八年的奮鬥：將整個合成類胡蘿蔔素的途徑（共計四個基因），以轉殖的方法送入稻米中。 雖然他們最後成功的製造了「黃金米」（golden rice），但是黃金米卻不受社會大眾青睞。綠色和平組織首先公開反對黃金米的栽種與食用，而民眾受到廣大輿論的影響，也都認為黃金米對人體無益有害，甚至在去年（2013）8月8日，當第二代的黃金米在菲律賓呂宋島試種時，也 遭到當地民眾破壞 。 在2008年，Ingo Potrykus博士受訪時，曾經很洩氣地說，不知道他有生之年是否能看到黃金米被正式種植在田裡、端上餐桌，來改善非洲孩子的營養狀況。雖然黃金米因為轉殖的因素使它不被接受，但就改善非洲孩子的營養狀況這方面，最近普渡大學的研究團隊似乎有了好消息。 普渡大學的Torbert Rocheford博士以及他們的研究團隊，在玉米中發現了兩組基因，可在自然狀況（非轉殖）下提升玉米的維生素A含量，這個發現對於發展中國家對抗維生素A缺乏症以及老人視網膜黃斑變性可能會大有幫助。透過選擇適當的基因變異，讓營養差的白玉米轉為有高水平的前維生素A（provitamin A，人體可以轉化為維生素A）的橘色生物強化玉米。 各種不同的玉米。圖片來源： wiki 雖然早已經有能夠表現類胡蘿蔔素的玉米品種，但因為它是黃色的，而在非洲當地，黃色玉米是給動物吃的。因此，非洲居民對於黃色玉米接受度...

植物如何避免自己被曬傷？不知道有多少人認真想過這個問題。筆者的一位同事，有個非常可愛的小朋友；有一次，她問我為什麼植物每天站在太陽下面那麼久，也沒有撐傘、擦防曬，也不能跑到屋子裡面躲起來，怎麼都不會曬黑呢？ 其實植物如果過度曝曬，也是會曬傷的；但是植物曬傷不會曬黑，而是曬白。聽起來好令人羨慕不是嗎？ 先別羨慕，其實植物曬白了也是曬傷，由於接收了太多的光子，造成光合作用的電子傳遞鏈產生電子大塞車， 光合作用之光反應。圖片來源： wiki 塞車的地點主要位於PQH 2 的部分，因為當它由第二光系統（photosystem II，PSII）接收到電子時，接下來要靠它自己在類囊體膜（thylakoid membrane，如圖所示之膜即是）以擴散作用慢慢的移動到細胞色素 b 6 f （cytochrome b 6 f ）處，將電子交給細胞色素後，再回去PSII接收下一對電子。 由於這個步驟僅能以擴散作用來進行，因此PQH 2 要花費幾個毫秒（millisecond，ms）才能將電子送到細胞色素 b 6 f 那裡。毫秒就是千分之一秒，看起來似乎很短；但是，如果跟PSII裡面的色素間的能量傳遞速度相比，毫秒其實是非常慢的。怎麼說呢？原來，在PSII裡面進行的能量傳遞，只需要幾個微秒（microsecond，μs）就傳過去了。微秒是毫秒的千分之一喔！所以，當有過多的光子（陽光太強）的時候，自然就會在PQH 2 發生大塞車啦！ 塞車的結果就是：有些PQH 2 上面的電子就會開始離開，到處亂跑，去還原其他不該被還原的分子，然後最後葉綠體就會因為這樣而被燒壞，等到整個細胞的葉綠體都被燒壞，那顆細胞也死了，然後...這樣死掉的植物細胞，因為沒有色素而變成白色...所以就「曬白」了！ 植物當然不想被曬傷，我們會為了避免被曬傷而合成黑色素，植物為了避免被曬傷，變出了很多花樣來保護自己。這些花樣包括：讓葉綠體「疊羅漢」以及合成許多可以吸收多餘的光能的分子等等。 讓葉綠體疊羅漢這部分，因為考慮到文章的長度，所以在這裡我們就先不提；第二個部分，過去已經知道，植物裡面的葉黃素（xanthophyll）以及類胡蘿蔔素（carotenoid），還有類黃酮素（flavonoids and isoflavonoids）都具有這方面的功能。而最近，法國的一個研究團隊又發現一族...

植物從一開始生長，就被充滿微生物的環境圍繞。有些微生物對植物有好處，如 根瘤菌 （ Rhizobium ）以及與植物根部共生的真菌（Mycorrhizae）。最近幾年的研究成果，也已經讓我們知道：圍繞在植物周圍的微生物們，構成了 植物微生物體 （Plant Microbiome）；而它們可以協助植物更容易獲得養分，也能幫植物抵抗外來病原菌的入侵。 許多動物（包括人）的小寶寶，在出生之前是處於無菌狀態之中；出生之後，人的小寶寶會經由與父母親人的接觸，得到父母親人身上的益菌；而植物呢？ 從過去的研究成果得知，豆科植物在氮素不足的環境中，會在土壤中分泌出一些化學物質（如類黃酮素），以吸引生活在土壤中的根瘤菌前來跟豆科植物建立共生關係。但是植物的種子就如人類的胚胎，在剛發芽的時候，根系尚未建立，也不可能分泌化學物質來召喚益菌；而它們又無法像人的小寶寶一樣，從父母親人處得到益菌，那麼，植物寶寶要如何建立起自己的微生物體呢？ 最近由諾特丹大學（University of Notre Dame）在由美國微生物學會舉辦的第五屆有益微生物年會（the 5th ASM Conference on Beneficial Microbes）上，所發表的研究成果告訴我們，雖然植物媽媽無法在小寶寶離家後照顧它們，但植物媽媽卻在每個小寶寶身上都放了一個愛心便當。 由李博士（Dr. Shaun Lee）所領導的研究團隊，做了一個很簡單，但是從來沒有人想到要做的實驗，證明每個植物寶寶身上都有媽媽的愛心便當。 綠豆。圖片來源： wiki 研究團隊將綠豆（如上圖）先進行了表面消毒。通常在實驗室裡，我們會使用低濃度的漂白水或是酒精來做這件事。消毒完後會進行測試，確認種子表面已經是無菌的。 接著他們把種子剝開，並進行培養。結果他們發現，綠豆的內部分離出一隻特別的桿菌， Bacillus pumilus （短小芽孢桿菌）。 短小芽孢桿菌是格蘭氏陽性菌，而且相當的耐旱。但是這都不是重點。重要的是，在綠豆裡面分離出來的短小芽孢桿菌，它具有三個特殊的基因群組（gene cluster），會產生細菌素（bacteriocin）這種抗微生物肽（antimicrobial peptide）。 這是一個非常有趣的發現。未來，或許研究團隊應該進一步研究其他的植物，了解「帶便當」是否是一...