2023年10月31日星期二

紅血細胞的適應特徵

適應的功能: 把最大量的氧氣快速運送到組織

 

特徴

適應說明

備註

含大量血紅蛋白

專門與氧結合,可攜帶更多氧氣

因為氧氣溶於水的溶解度不太高

呈雙凹圓盤狀

-          增加表面積以加快氧氣擴散進出細胞的速度

-          呈扁平狀,亦可縮短氧氣擴散的距離

這是生物組織常用的機制! 相同體積下,增加表面的凹凸程度,便能增加擴散所需的表面積。

沒有細胞核(及膜結合細胞器)

騰出更多空間容納更多血紅蛋白

但沒有最大的細胞器,紅血細胞卻變成雙凹圓盤狀,這樣便很難說是否有騰出更多空間了,因為紅血細胞的體積實際上是縮少了的。

沒有線粒體

-          避免消耗氧氣,提高運送氧氣的量

-          亦可騰出更多空間容納更多血紅蛋白

因為線粒體的功能實際是進行需氧呼吸,因此會消耗氧氣

## 真正作答時,回答特徵及適應說明便可以。

 

 

但留意,有些教科書或從前,會作如下說明:

特徵

說明

呈雙凹圓盤狀

騰出空間容納更多血紅蛋白

沒細胞核

增加表面積與體積比,使氧能更快速擴散進出細胞

## 以上說明剛才跟最上面的說法相反,但應該是不合理的,因為:

1.      呈雙凹圓盤狀時,相比呈球狀,體積明明是減少了,因此不可能多了空間容納更多血紅蛋白。

2.      沒有細胞核跟紅血細胞的表面積沒直接關係,因為細胞核位於細胞內,除非說沒細胞核的話,一定導致細胞內陷,變成雙凹狀,才能勉強成立。


2023年10月4日星期三

滅活疫苗的認識

 滅活疫苗的認識

 

留意,滅活疫苗可抵抗疾病的原理於DSE課程範圍內。但實際上,不需要死背的。因為滅活疫苗可抵抗疾病的原理,基本上跟人體的免疫反應運作原理是一樣的。

 

 滅活疫苗可抵抗疾病的原理

1.      滅活疫苗內的是已失去活性的病毒(這是唯一需要記誦的東西,因為之後的過程,基本上便跟人體免疫反應完全一樣)

2.      這些病毒表面有可讓人體識別的抗原蛋白質分子。(留意,未必是一種)

3.      當注射這些滅活疫苗入人體血液後,

4.      B淋巴細胞會識別病毒表面的抗原蛋白質分子。

5.      制造相應的抗體及相關的記憶細胞。

6.      如相關的病毒日後進入人體後,人體內已存在的抗體便可破壞病毒,避免身體出現問題。

7.      相關的記憶細胞並可識別病毒表面相同的抗原,使身體能更快地制造更多相應的抗體,破壞病毒,使人更不容易生病。(記憶細胞保留於體內的時間遠較抗體長遠

## 留意,以上並不是身體感染病毒後的完整免疫防禦措施,僅祗提及有關抗體的部份而已。

 

相關問題:

1.      以上的原理並不提及要注射一次還是兩次,但為何一般而言會注射兩次的?

2.      以上的原理是否可說明,即使注射一次仍較不注射更佳呢?

mRNA疫苗的認識

 mRNA疫苗的認識

 

留意,DSE課程範圍內並沒有mRNA疫苗的內容,並不代表考試時不會考核有關mRNA疫苗的內容。DSE範圍內祇有滅活疫苗,講真的月甚至乎這字眼(即滅活疫苗)也沒有提及,因為制定DSE生物科範圍時mRNA疫苗根本不存在! 因此,DSE範圍內考核的疫苗可抵抗疾病的原理,其實便祇能是滅活疫苗了。

 但留意,隨著mRNA疫苗愈來愈普及,將來再考核疫苗接種的原理,便必然會註明指的是滅苗抑或是mRNA疫苗了。

說即使課程範圍內沒有,但仍會考核mRNA疫苗的原因,因為課程範圍內有mRNA及轉譯的內容的。事實上,mRNA疫苗的運作原理,便是應用了這些知識。

要理解mRNA疫苗能抵抗疾病的原理,便最好先清楚滅活疫苗的原理,以便能更好地理解這兩者之間的差異,從而應推論出兩者的優缺點。

 

mRNA疫苗可抵抗疾病的原理

1.      mRNA疫苗內的是一小段mRNA(留意,不是病毒!)

2.      這段mRNA記載了有關制造病毒表面的抗原蛋白質分子的編碼(當然這需要先知道相關抗原蛋白質分子的氨基酸序列,然後用反向的方式制造相應的核苷酸分子鏈)

3.      當注射這些mRNA疫苗後,mRNA進入人體細胞(留意,不是進入血液)

4.      人體細胞會按這段mRNA進行轉譯制造相應的病毒表面抗原蛋白質分子。(假設人體細胞會按這外來的mRNA進行轉譯)

5.      然後這些抗原會釋出至細胞外進入血液系統。(留於細胞內是沒有用途的)

6.      B淋巴細胞會識別這些抗原蛋白質分子,(血液內有才有可識別抗原的淋巴細胞,因為涉及制造抗體,所以是B淋巴細胞。但留意,實際上,抗原並不止木刺激B淋巴細胞,也同時刺激T淋巴細胞)

7.      制造相應的抗體及相關的記憶細胞。

8.      如相關的病毒日後進入人體後,人體內已存在的抗體便可破壞病毒,避免身體出現問題。

9.      相關的記憶細胞並可識別病毒表面相同的抗原,使身體能更快地制造更多相應的抗體,破壞病毒,使人更不容易生病。(記憶細胞保留於體內的時間遠較抗體長遠

## 留意,以上是原理,而不是方法。根據以上的原理,其實我們仍是不知道實際上如何替人注射mRNA疫苗的! (同學能分辨甚麼是原理,甚麼是方法嗎?)

 

對一般人來說,認識原理便足夠。根據運作原理,已能推論優點、缺點及適用的情況等。

 

相關的問題:

1.      以上有關mRNA疫苗的原理跟滅活疫苗有甚麼差異?

2.      根據以上的描述,說明mRNA疫苗的優點及可能的限制。

3.      根據以上的描述,比較滅活疫苗及mRNA疫苗。

2023年9月18日星期一

細胞是生命基本單位

 細胞是生命基本單位

 細胞是生命的基本單位,是生物功能上及構造的基本單位

 但生物體內有不同構造組成,為何細胞才被喻為生命的基本單位?

 既然是生命的基本單位,那細胞是不是應該也有生命的特徵? 答案應該是!

 如果我們把生物體一直細分下去的話,最後仍基本上擁有所有生命的特徵的構造便是細胞了。

 細胞其實

1.      可生殖,可分裂出新的細胞

2.      可生長,細胞可變大及複雜

3.      可獲取營養,細胞可攝取外界的食物進入細胞內

4.      可進行呼吸,細胞可分解食物釋出能量,供細胞活動之用

5.      可排泄,細胞可排出體內進行化學反應後的廢物(代謝廢物)

6.      可感應,細胞可對環境的變化(刺激)作出反應

7.      可運動。雖然不是所有細胞皆可以,但部份細胞可以。

 生物體內其他構造,便沒有以上的特徵了,因此細胞才被視為生命的基本單位。

 但留意,DSE的課程範圍並沒要求認識細胞內所有構造及功能,因此以上提及的特徵未必可全部察覺到。

 DSE的課程內容祇需認識細胞以下構造,包括

細胞壁、細胞膜、細胞質、細胞核、線粒體、葉綠體、粗糙內質網、光滑內質網、大液泡、核糖體。

 以上構造的功能,有些是跟生命特徵有明顯關連的,試看看是哪些構造? (答案在下方)

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線粒體的功能是釋出能量,是呼吸作用。

葉綠體的功能是進行光合作用,制造食物,是獲取食物的過程。

細胞膜可讓有用的物質進入細胞內,也是獲取食物的過程。

大液泡,於植物細胞內,會貯存代謝廢物,是排泄。

動物細胞則透過細胞膜把代謝廢物排出細胞外,也是排泄。

粗糙內質網及核糖體是制造蛋白質的場所,使細胞更複雜,屬生長。

細胞膜表面有不同的蛋白質分子,可識別不同的外界分子(例如激素),從而引發細胞內進行不同的反應,這是感應。

細胞核內含有遺傳物質,遺傳物質可複製,然後細胞進行分裂,產生新細胞,這是生殖。

2023年9月17日星期日

如何定義生物?

如何定義生物?

 

生物學是研究生物的學科。但,生物又是如何定義的?

 

基本上,生物學家認為生物應具有以下特徵(稱為生命特徵(living characteristics):

 

1.      生殖(reproduction)

-          即可產生下一代。

2.      生長(growth)

-          會增加體積或複雜性。

3.      營養(nutrition)

-          需要獲取食物。(但獲取的途徑可以是自行制造或攝取自外界)

4.      呼吸(respiration)

-          可分解食物釋出能量。

5.      感應(irritability)

-          可探測刺激(環境的變化)作出反應

6.      運動(movement)

-          可移動(局部或全身)

7.      排泄(excretion)

-          可排出體內代謝廢物。

8.      維持體內平衡(homeostatsis)(有些教科書會加上這個特徵)

-          能維持體內不同參數(物質或非物質)水平

 

即是說,要界定某一物體是否生物,便要審視一下這物體有沒有以上的能力

 

試試用這方法來說明以下物體是否屬於生物?

1.      石頭

2.     

 

很明顯

石頭不是生物,因為以上所有特徵,石頭皆沒有!

(我們最熟悉的生物)則一定屬於生物,因為人有以上所有特徵,我們可輕易用一些例子來說明以上的特徵:

1.      人可生殖,可以產生下一代(不然我們從何而來)

2.      人可生長,我們自己便從小長大。

3.      人需要營養,我們需要進食,即獲取食物。

4.      人會呼吸,我們可分解食物釋出能量。(但這項有時會誤會是進行氣體交換,留意,生物學上的呼吸指的是於細胞內釋出能量的過程,而不是吸入或呼出氣體)

5.      人可感應。例如我們看見事物,然後作出反應。

6.      人可運動,我們可自由移動至其他位置。

7.      人可排泄,我們需要排尿。

8.      人會進行體內平衡,我們的體温大致維持在攝氏37度。

 

 

留意,要說明某一物體(例如人)是否生物,我們應判斷這物體是否有這些特徵涉及的過程,而不是有沒有那特徵的名稱。例如

應答,人可對刺激作出反應,例如可對閃避飛過來的物件,而不是答「人有感應」。

因為,有時我們說明某些物體時,明明一定不是生物,但其實有些生命特徵也擁有的,例如也可於體內分解物質,釋出能量,祇是由於這物體肯定不屬於生物,我們不會把分解的物質稱為「食物」,這釋出能量的過程也不稱為「呼吸(respiration)」而已。

 

引申問題:

1.      是不是所有生物皆擁有以上的特徵?

2.      汽車(或機械人)是否屬於生物? 試加以解釋。

3.      病毒是否屬於生物? 試加以解釋。


相關文章:

1.      ?



2023年5月23日星期二

有關牙齒的認識

 有關牙齒的認識

 

參考下圖,回答以下問題:



Basic cognitive questions: (Suggested answers at the end)

  1. What type of human tooth is shown above? Please explain.

  2. What are the functions of this type of tooth? Do animals with different diets have different functions?

  3. Besides this type of tooth, what other types of teeth do humans have? What are their functions?

  4. List the names of P, Q, and R in the diagram above.

  5. Using the letters in the diagram, indicate which part is the hardest. What component makes it hard?

  6. Although teeth are strong, they can be easily eroded by a certain substance. What is it?

  7. Using the letters in the diagram, indicate which structure in the tooth contains living cells.

  8. What tissue supplies nutrients to the living cells in the tooth?

  9. What is the definition of tooth decay (cavities)?

  10. Using the letters in the diagram, indicate which structure, when exposed to external substances during tooth decay, causes pain.

  11. Tooth decay does not always cause pain. Please explain why.

  12. If the body lacks vitamin C, which structure in the tooth is more prone to bleeding? Please explain.

  13. Using the letters in the diagram, indicate which part connects to the jawbone. What are the consequences if this part is damaged or inflamed?


Here is the English translation of your answers:


  1. What type of human tooth is shown above? Please explain.
    Answer: Molar or premolar. The surface is uneven and flat. It has two roots.
    Explanation: The diagram does not clearly show whether the tooth has two or three roots. If it has three roots, it would be a molar.

  2. What are the functions of this type of tooth? Do animals with different diets have different functions?
    Answer:

    • For herbivores, molars have flatter surfaces, suitable for grinding tough plant fibers.

    • For carnivores, molars have more pointed structures, suitable for crushing hard substances (such as bones).

  3. Besides this type of tooth, what other types of teeth do humans have? What are their functions?
    Answer:

    • Incisors: Used for cutting food. They are chisel-shaped.

    • Canines: Used for tearing food (prey). They are pointed and curved inward.
      Explanation: Compared to molars, canines are smaller and have only one pointed structure (while molars have multiple), making them unsuitable for biting hard materials (e.g., bones). Biting hard objects can easily fracture canines.

  4. List the names of P, Q, and R in the diagram above.
    Answer:

    • P is enamel.

    • Q is dentin.

    • R is pulp cavity.
      Explanation: These three terms are the most important in studying teeth and must be memorized along with their structural compositions.

  5. Using the letters in the diagram, indicate which part is the hardest. What component makes it hard?
    Answer: P (enamel). It is mainly composed of calcium phosphate and is a non-living structure.

  6. Although teeth are strong, they can be easily eroded by a certain substance. What is it?
    Answer: Acid.
    Explanation: Even weak acids can erode the enamel surface over time, leading to cavities.

  7. Using the letters in the diagram, indicate which structure in the tooth contains living cells.
    Answer: Q and R.
    Explanation: Q (dentin) contains living cells that help replenish worn enamel. However, note that in adult humans, enamel does not regenerate, and teeth do not continue growing.

  8. What tissue supplies nutrients to the living cells in the tooth?
    Answer: The blood vessels within the pulp cavity (R).

  9. What is the definition of tooth decay (cavities)?
    Answer: The erosion of the tooth surface, leading to holes.

  10. Using the letters in the diagram, indicate which structure, when exposed to external substances during tooth decay, causes pain.
    Answer: UU represents the nerve fibers in the pulp cavity, which sense pain and temperature changes.

  11. Tooth decay does not always cause pain. Please explain why.
    Answer: Pain is only felt when decay reaches the pulp cavity (R), where nerve fibers are located. Enamel (P) is non-living, and dentin (Q) has living cells but no nerve fibers, so damage to these areas does not cause pain.

  12. If the body lacks vitamin C, which structure in the tooth is more prone to bleeding? Please explain.
    Answer: SS is the gum (gingiva). Vitamin C maintains healthy connective tissue. A deficiency weakens capillaries, making gums more prone to bleeding during brushing.

  13. Using the letters in the diagram, indicate which part connects to the jawbone. What are the consequences if this part is damaged or inflamed?
    Answer: VV is the periodontal ligament or cementum (there are actually two different layers, but the diagram shows only one). If damaged, the tooth may become loose (even if the tooth itself is intact).

基本認知的問題: (建議答案在最後)

1. 以上的是人類哪一種類的牙齒? 試加以解釋。

2. 以上種類的牙齒有甚麼功能? 不同食性的動物有不同的功能嗎?

3. 除了以上種類的牙齒之外,人類還有哪些種類的牙齒? 功能又是甚麼?

4. 列出以上PQR的名稱。

5. 試使用圖中的英文字母,列出以上哪一部分最堅硬? 是甚麼成份導致堅硬的?

6. 牙齒雖然堅固,但容易被一種物質侵蝕,是甚麼?

7. 試使用圖中的英文子母,列出牙齒內含有活細胞的構造。

8. 活細胞所需的營養來自牙齒內甚麼組織?

9. 蛀牙的定義是甚麼?

10. 使用圖中的英文字母,列出蛀牙時外界物質接觸到以上哪一構造,才會感到痛楚?

11. 蛀牙不一定會感到痛楚。試加以解釋。

12. 如身體不足維生素C,以上哪一構造會容易出血? 試加以解釋。

13. 使用圖中的英文字母,列出哪一部份與顎骨連接? 這部份如受損或發炎的話,會有甚麼影響?

 

 

基本認知問題建議答案:

1. 以上的是人類哪一種類的牙齒? 試加以解釋。

  : 臼齒或前臼齒。表面凹凸不平,扁平。有2個牙根。

  : 平面圖無法確定上圖的牙齒有2個抑或3個牙根,如有3個牙根的話,那便是臼齒。

2. 以上種類的牙齒有甚麼功能? 不同食性的動物有不同的功能嗎?

  : 對草食性動物而言,臼齒突出物較扁平,適合磨碎食物(主要是堅韌的植物纖維)

    對肉食性動物而言,臼齒具較多尖突的構造,適合壓碎食物(主要堅硬的骨骼)

3. 除了以上種類的牙齒之外,人類還有哪些種類的牙齒? 功能又是甚麼?

   :    門齒: 用以切割食物。門齒呈鑿形。

                犬齒: 用以撕咬食物(獵物)。犬齒尖而向內彎。

   : 相對臼齒,犬齒較細小,祇有一個尖突的構造(臼齒則有多個),因此犬齒不適宜用以啃咬堅硬的物質(例如骨頭),如啃咬堅硬骨頭的話,犬齒很易碎裂。

4. 列出以上PQR的名稱。

  : P是琺瑯質; Q是齒質; R是髓腔。

  : 這三個詞彙是學習牙齒最重要的,必須熟記並同時清楚相關的組成構造。

5. 試使用圖中的英文字母,列出以上哪一部分最堅硬? 是甚麼成份導致堅硬的?

  : P (即琺瑯質)。主要由磷酸鈣組成,屬非生命的構造。

6. 牙齒雖然堅固,但容易被一種物質侵蝕,是甚麼?

  : 酸。

  : 即使是弱酸,長時間的話,琺瑯質表面一樣會被侵蝕,出現孔洞。

7. 試使用圖中的英文子母,列出牙齒內含有活細胞的構造。

  : QR

  : Q含活細胞,主要功能是補充不停被磨損掉的琺瑯質。但留意,人類成人牙齒的琺瑯質不會被補充,人類成人的牙齒不會不停生長。

8. 活細胞所需的營養來自牙齒內甚麼組織?

  : 來自髓腔內的微血管。

9. 蛀牙的定義是甚麼?

  : 牙齒表面被侵蝕,出現孔洞。

10. 使用圖中的英文字母,列出蛀牙時外界物質接觸到以上哪一構造,才會感到痛楚?

  : UU是髓腔內的神經纖維,可感受痛及冷熱。

11. 蛀牙不一定會感到痛楚。試加以解釋。

  : 除非蛀牙已深入至髓腔(即上圖的R),那裡才有神經纖維感受痛。琺瑯質是已死物質,齒質有活細胞,但沒有神經纖維,即使受損也不會有感覺。

12. 如身體不足維生素C,以上哪一構造會容易出血? 試加以解釋。

  : SS是牙肉或稱為齒齦。維生素C可使結締組織健康,不足的話,微血管便容易破損,牙肉內滿佈微血管,因此刷牙時容易使牙肉出血。

13. 使用圖中的英文字母,列出哪一部份與顎骨連接? 這部份如受損或發炎的話,會有甚麼影響?

  : VV是牙周膜或白堊質。(實際上有2層不同的組織。上圖祇顯示一種)。受損的話,牙齒會容易鬆脫。(即使牙齒本身沒有破損)