發酵作用

 進行的是缺氧呼吸。

類別:

1. 乙醇發酵: 利用酵母菌

          - 釋出二氧化碳、乙醇及熱能

2. 乳酸發酵: 利用乳酸菌

          - 釋出乳酸及熱能

 

乙醇發酵應用: 使用酵母菌

          (1) 釀酒(啤酒、紅酒等)

          (2) 做麪包

          (3) 產生乙醇，用作燃料

乳酸發酵應用: 使用乳酸菌

          (1) 做酸奶、酸菜、芝士

 

注意事項:

1. 如何確保祇進行缺氧呼吸?

2. 如何避免缺氧呼吸產生的物質可能影響發酵的過程?

2. 如何避免受到污染，滋生微生物?

 

以下是不同工業應用可能要注意的步驟:

(A) 釀酒

1. 清毒好使用的容器。

2. 使用已煮沸的水、蒸餾水。確保液體內沒有氧氣，亦確保沒有其他微生物。

3. 密封液體 / 於液體表面加上油層。防止空氣中的氧氣或微生物進入混合液。

4. 定時排放產生的二氧化碳， 防止容器內氣壓太高，產生危險。

5. 使用較堅固材料的容器。

6. 使用導熱較佳的容器，例如金屬容器，以便較易散失熱能，避免過高温度使混合液內的酵母菌死亡。

品質檢查:

1. 打開容器查看是否祗有正常酵母菌及乙醇的氣味。

 

(B) 做麪包

1. 把酵母菌與麪粉混合，等待一段時間，以便酵母菌進行缺氧呼吸，釋出二氧化碳，然後才放入焗爐內加熱。

2. 放入焗爐加熱後，酵母菌會因過熱而死亡，而麪粉內的二氧化碳會因温度上升而膨脹，使麪團變大，麪包變得鬆軟。乙醇會因温度上升而散失，不會留在麪團內。

 

(C) 做酸奶

1. 消毒使用的容器。

2. 要先把奶加熱，殺菌。

1. 確保奶內沒有其他微生物，不要把奶暴露於空氣中。

2. 加入乳酸菌後要儘快蓋好。

3. 放於室温下便可以。

品質檢查:

1. 打開蓋後，檢查是否祇有乳酸的味道及是否有氣泡產生。不應該出現氣泡的，因乳酸發酵不會釋出二氧化碳。

 

備註: 沒經驗的人的人可能根本分不清乳酸、乙醇或其他的味道，無法進行品質檢查。

動脈壁內的彈性及肌肉組織有甚麼功能?

 動脈壁內的彈性及肌肉組織有甚麼功能?

 

試回答以下問題:

動脈壁內的彈性及肌肉組織有甚麼功能?

(1) 它協助調節小動脈的直徑。

(2) 它有助小動脈抵受高血壓。

(3) 它的收縮有助推動血液沿小動脈前進。

 答案是祇有(1)及(2)!

如果同學答對了，可以不用查看以下的說明，雖然有可能祇是記住了動脈管壁內的肌肉收縮不能推動血液沿動脈前進的事實，但卻不明白為甚麼。

因為，肌肉收縮，明明可以對動脈內的血液加壓，為何不能推動血液向前移動? 哪血液向前移動的動力來自甚麼?

人體的血液流動的動力主要來自心臟的抽壓! (注意，說「主要」，因為真的有甚他機制使血液流動，尤其於靜脈內)

無論是動脈抑或靜脈管壁，都有彈性組織及肌肉組織，分別祇是動脈管壁內的彈性及肌肉組織較厚而已。

留意，彈性組織跟肌肉組織是不同的，雖然位置上它們似乎是混在一起的。兩者其實皆可以擴張(伸展)及縮小。但彈性組織的動作是被動的，像汽球壁一樣，壓力大時會伸展，使汽球變大，但彈性組織本身有一定彈性，伸展後會有回彈力，因此收窄時便有力推向管內的血液，使血液流動。這過程並不需要能量。但彈性組織不能接受其他體內的神經訊息或化學物質，而使彈性組織主動收縮。

當血壓較高時，彈性組織會向外伸展，管腔會變大，管內血壓便會下降，因此可避免突然的高血壓使管壁破裂。彈性組織回復時，便又可慢慢加壓，推使血液流動。

其實肌肉組織也可向外伸展，但肌肉組織不會自動回彈，自動回彈的是彈性組織，祇是肌肉組織被動地回復原狀而已。

肌肉組織的收縮，其實是需要能量的，可接收神經訊息或化學物質的刺激，肌肉組織便會收縮，動脈管壁的肌肉收縮後，管腔便較小，血液流量便會較少，因此可控制血流量。

但這樣做有甚麼用?

我們身體的總血量基本上是不變的! 無法於短時間內突然增加(短時間飲大量水分也不能!)。哪進行劇烈運動時，為何較多的血液可供應至骨骼肌肉?

關鍵是靠控制不同組織的血流量便成!

要供應較多血液至骨骼肌肉，把通往骨骼肌的動脈放鬆便成(註)，管腔便會增加，血流量便會增加。但由於整體血量是不變的，通往骨骼肌的血流增加，自然要減少供應其他組織的血液，一般把相對不太重要(指運動期間)的組織(例如消化系統)血流量減少便成，因此身體要同一時間收縮通往消化系統的動脈內的肌肉組織。(注意，是同一時間!)

因此，動脈內的肌肉組織的作用，其實用來控制通往組織的血流量，而不是推使血液流動的。

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註:

1. 嚴格來說，肌肉不能主動放鬆，無論是神經訊息抑或化學訊息，皆祇能使肌肉收縮，不能放鬆。但肌肉是成對地運作的，一對肌肉組內，其中一條收縮的話，另一條便被動地放鬆。

2. 另特別一提，收縮(contract)這個字，於生物科內，祇適用於肌肉! 其他組織會使用收窄(constrict)或其他字詞。

有關疫苗的問題(4)

 有關疫苗的問題(4)

 

1. 有些行業的僱員(如醫護或教師)每天皆要進行快速抗原測試，呈陰性才可上班，但患新冠病毒肺炎的康復者卻可獲豁免不用進行快速抗原測試三個月。背後的理據是甚麼?

         

          是因為康復者體內有足夠的抗體，於三個月內，數量足以避免這些人再受到感染嗎?

          肯定不是! 因為曾有康復者不足兩星期內便又呈陽性，即是代表康復者仍有可能受到感染的。雖然病毒量不高，未必足以使其他人生病。

          而且，已注射三針疫苗的人士，體內也可能有足夠的抗體水平避免受到感染，那為何已注射三針疫苗的人不能獲取豁免。但即使已注射三針，仍有人會感染的。

          既然這兩類的人士皆可能受到感染，那為何祇有康復者才獲豁免?

          顯然這不是單純確保新冠肺炎病毒傳染的問題。如想儘量減少傳染的話，應該所有人皆要進行快速抗原測試的，以確保上班的人體內病毒量起碼不會太高(因為快速抗原測試呈陰性還是有可能有病毒的)。

          但要實行任何措施，除了要審視這措施是否可有效阻截病毒傳播之外，也需要平衡以下各方面，包括:

          (1) 實行的可操作性(檢查是否已注射第三針，且體內抗體有一定水平是否有點難度，因為每個人的狀況可能都不一樣。但康復者則較容易，因為既然已康復，即代表抗體一定已達一定水平了)

          (2) 成本。每天要使用一支快速抗原試劑還是需要成本的。

         

## 作為科學人，會指出甚麼措施可達到甚麼效果(是百分百可防止傳染還是有多大概率傳染)。至於措施制定者則會考慮多種因素。

有關疫苗的問題(3)

 有關疫苗的問題(3)

 

1. 為何確診新冠肺炎痊癒後不能注射疫苗(第二針或第二針)?

 如患了新冠肺炎(其他病毒感染的病也一樣)並已痊癒的話，體內一定已有相對足夠的抗體保護，避免受到感染。(否則這人便不會已痊癒啦)

因此，這裡所說的「不能」，並不是說注射會有甚麼壞處，而是根本不需要。因此於行政上便說不能注射疫苗(因為現時所有注射新冠肺炎疫苗皆是免費的)，以便把疫苗留給更有需要的人士使用。

當然，無論是因患病痊癒後，抑或注射疫苗(任何類別)，體內的抗體水平也會隨時間而下降的。因此隔了一段時間後，如有需要還是可以注射疫苗的。

留意，現時能否或應否注射疫苗，並不祇是一個科學問題，並不僅僅為了保護個別人不受感染而致病。如單單是這原因的話，個別人士不停短時間內注射疫苗，也不見得有多大問題(假設他對疫苗沒有不良副作用)，現時各地政府分配疫苗基本上保護最需要的人士免受病毒侵襲而患重症或致死，因此一般是長者、長期病患者及小孩優先的。

引申問題:

1. 如要分配疫苗的話，同學認為最優先的是哪5類人士? 試試按優先序列出，並加以說明。

 

2. 確診新冠肺炎痊癒後是否不會再受到感染患病?

現時坊間有些人說，自己已患了新冠肺炎並已痊癒，因此體內已有足夠抗體，不需要做甚麼防禦措施了。同學又覺得這說法正確嗎? 為甚麼?

其實如果同學有聽說有些人會出現復陽，即又再患病了，那即使以上的說法肯定不對了。但這不算是解釋!

真正的解釋應是，患了新冠肺炎後，體內會產生相應的抗體及其他方法消滅病毒，因此如已痊癒，也真的代表體內有足夠抗體，起碼足夠到可處理這次的感染情況，否則患病者會不可能痊癒。

留意，基本上身體自身產生抗體是唯一可消滅體內病毒的方法! 但產生多少便視乎感染了多少病毒，而且除非再遇上相關的病毒，體內的記憶細胞才會再產生相應的抗體，否則體內的抗體水平會隨時間下降的。因此隔了一段時間後，如再遇上病毒，便會再受到感染。當然，由於體內一定有記憶細胞(記憶細胞水平下降的速度遠較抗體慢)，因此產生的抗體速度較快，短時間內可產生大量抗體，因此該人祇有輕度的感染徵狀(因為於短時間內已有大量抗體消滅病毒了，使病毒無法大量繁殖)。

不過，如果感染了大量病毒(例如有病患者沒戴口罩向你咳嗽的話)，身體也未必可於短時間內產生足夠抗體處理的，那便仍可能患上重症。另外，如身體抵抗力較差的話，也會使記憶細胞產生抗體的速度減慢的，如這樣的話，便有可能對一般的病毒量也無法短時間內處理好。

 不過，如這些人指的是痊癒後一星期內可不用做甚麼防禦措施，那倒可能是真的。

快速(抗原)測試與核酸測試

近來這兩個詞彙都經常聽到，同學可知道兩者的分別，例如:

 

1. 哪一個更準確? 為甚麼?

2. 既然有一個更準確，那為何還要使用另一測試方式?

3. 有報道稱，使用可樂或果汁也可使快速測試出現陽性或陰性結果，那是否代表這方法根本全不可靠?

4. 以上任何一種檢測如呈陽性的話，是否代表測試者一定或遲早會患上新冠肺炎?

5. 為何核酸檢測要等待一段時間?

6. .....

 

以下主要先回答準確度及所需時間的問題:

肯定地說:

1. 核酸測試更準確! 核酸檢測的敏感度很高，即使極微量的新冠肺炎病毒核酸也能檢測到。

2. 但核酸測試所需時間較長，而快速測試則可於短短十數分鐘內已可檢測到。

 

	快速抗原測試	核酸測試
敏感度/準確度*	較低	較高
所需時間	較短(約祇需15分鐘)	約一天

* 其實使用準確度來作比較，未必很適合，因為不同人對準確度的定義不同，是代表。

 

但為甚麼有以上的差異? 那快速抗原測試呈陰性的話，代表甚麼? 理論上應如何跟進?

 

要明白以上的原理，首先要先了解病毒的構造，基本的病毒構造如下:

 

病毒的外層主要由蛋白質組成，表面有許多突出的蛋白質分子，有些被稱為「抗原」分子，是可刺激人體產生相應抗體的物質，每種病毒的抗原分子是獨特的。病毒內裡是由核酸組成的遺傳物質，有些病毒是DNA，有些則是RNA。新冠肺炎病毒屬RNA。

 

所謂快速抗原測試，測的便是病毒表面的抗原分子，這些抗原的蛋白質分子都是獨特的。當然實際上試劑可添加不同的抗體以便同時測試不同的病毒抗原，這視乎測試的目的是甚麼。但現時使用的新冠肺炎病毒抗原測試是祇針對這種病毒的。

 

而核酸測試，測的是病毒內的核酸(DNA或RNA)。新冠肺炎病毒內的核酸其實是RNA，因此時需要先把RNA轉成DNA才成。但不是測試整段核酸，而祇是新冠肺炎病毒獨有的一些核酸鹼基序列分子而已。

 

但留意，兩者其實皆不是測試完整的病毒分子。即是說，抗原測試祇測試到抗原分子的存在，而核酸測試祇測試到核酸分子或碎片而已。

 

所以，即使檢測呈陽性，也不一定代表真的已受感染或真得可足以傳播他人。一切視乎檢測樣本的來源。

 

為何核酸測試的敏感度那麼高?

 

這要歸功於使用了一種稱為PCR技術，這技術可把DNA不斷複製，把本來祇有極微量的DNA分子複製出許多許多分子，數量足於讓檢測劑能檢測到的份量。複製至足以檢測到的份量需要時間，因此核酸測試便需要較長時間。也因此，即使檢測呈陽性，也不代表會致病，所以核酸測試的結果有兩項指標，一是是否呈陽性或陰性，另一是CT值，即病毒核酸量有多少，超過某一CT值才被認為可傳染他人或受測者會受到感染。

 

撇除任何測試劑都存在的假陽性、假陰性的問題，如快速抗原測試呈陽性的話，那差不多代表受測者應已受到感染(但留意，受到感染也不一定有病徴的，不同人的反應不同)，但如呈陰性呢? 理論上，由於快速抗原測試的敏感度不夠核酸檢測高(以現時技術而已)，因此呈陰性其實真的不肯定受測者是否一定沒受感染的，除非再作核酸測試! 但如此做的話，那進行快速抗原測試有何意義?

 

所以，快速抗原測試其實並不能用以檢測出所有已感染新冠肺炎病毒的人，祇能先找出感染量較高的人群。如要找出潛藏於社會內所有感染新冠病毒的人，祇能透過全民核酸檢測才成。當然，要有效進行全民核酸檢測，本身又是另一項難度極高的工作。

 

其他相關內容:

1. 有報道稱，使用可樂或果汁也何使快速測試出現陽性或陰性結果，那是否代表這方法根本全不可靠? (待寫)

2. 以上任何一種檢測如呈陽性的話，是否代表測試者一定或遲早會患上新冠肺炎? (待寫)

 

地衣

 地衣

 

 

這裡要介紹的是樹幹上的生物，稱為「地衣」(lichen)，上圖中樹幹上一塊塊似油漆漬的便是。嚴格來說，地衣不是一類生物，而是兩類生物的共生體。這兩類生物分別是屬於原生生物界的「藻類」及屬於真菌界的「真菌」。

 

地衣對地球的生態環境發展非常重要，沒有地衣的話，某地域的生態系是無法發展出來的。為甚麼? 因為於一塊光秃秃的岩石上，其實是不易出現生物的，即使是植物的種子要生長，還是需要一點土壤才成的，光秃秃的岩石上，連賴以植物生長的一點土壤也沒有。

 

那為甚麼地衣這類共生體可以?

首先要了解地衣的構造是怎樣的? 上圖中中間綠色的點點是單細胞的藻類，黃色部份是真菌，位於藻類的上方及下方，真菌的菌絲可依附在岩石上。

地衣內的藻類及真菌維持稱為「互利共生」的關係，藻類可進行光合作用，製造食物。但單單藻類無法於光秃秃的岩石上存活，因為藻類大多數是單細胞生物，無法抓緊岩石，亦無法取得岩石內的礦物質。雖然光合作用需要的原料(水及二氧化碳)並不一定要從土壤中獲取，但藻類生長仍要其他礦物質補充，才能制造其他有機物。而且，暴露於陽光下，單細胞的藻類很容易因失水而死亡。

 

那與藻類共生的真菌有何作用?

 

首先要知道的是，真菌並不能進行光合作用，因此進行的是異養營養，以攝取其他有機物維持生命，藻類正好提供了食物。

而真菌具菌絲，可包圍著藻類，保護藻類，防止藻類過度失水，同時菌絲的絲狀構造也可有效保存水分。真菌的菌絲亦能分泌物質，溶解岩石，釋出藻類所需的礦物質。

 

當然，開始時岩石沒有足夠礦物質可供藻類吸收生長用，因此地衣的生長速度極慢，每年可能祇有幾毫米的增長，因此看到地衣時，不要隨便破壞。當然，樹幹並不是岩石，是植物的已死細胞，本身已是有機物，因此除了地衣之外，還有一些生物是可以依附樹幹上生長的。留意，是依附而已，並不是以樹幹的有機物作為營養，除了真菌之外，絶大部份其他生物皆沒有相關的酶分解木質素變成葡萄糖以作營養。

 

另外，由於構造簡單，地衣非常脆弱，對空氣的污染很敏感。空氣污染程度稍高的話，地衣便會死亡，因此地衣也可用作判斷某一環境空氣污染程度指標。

 

 

考考自己:

1.      還有甚麼共生生物體?

 

 

參考資料:

1.      什麼是地衣的結構特點：解剖和生命過程