2026/10/04

通行有代價:細胞膜如何控制物質運輸

1991 年,約翰霍普金斯大學的研究者 Preston 把兩組非洲爪蟾的卵母細胞放進蒸餾水裡。

原先看起來差不多的細胞,在蒸餾水裡開始有了差別:一組維持原貌,另一組快速膨脹,接著破裂。兩組的差別,是其中一組依照注入的 RNA,也就是製造蛋白質的訊息,製造了研究團隊正在追查的膜蛋白質。

膜蛋白改變細胞膜的通透性
圖、膜蛋白改變細胞膜的通透性

水仍是水,改變的只是膜上的一種蛋白質。Peter Agre 後來在自傳中回憶,Preston 幾乎說不出話地跑進他的辦公室,兩人欣喜地慶祝。一條讓水更容易通行的路,竟把那組細胞帶向破裂。細胞膜如何控制物質進出,又不讓細胞失去自己的形狀與內部條件?

細胞不能把外界一概擋住。氧氣、養分與水要進來,某些產物要出去,內部還得保留不同於外界的物質分布。若膜只是密封袋,細胞無法持續交換;若什麼都能自由穿過,細胞也難以維持內部條件。Preston 的試驗讓兩組細胞走向不同結果,差別藏在膜上。

2026/10/02

剪刀、石頭、基因,CRISPR 改寫生命的字母表

2020 年 10 月 7 日清晨,加州柏克萊的天還沒完全亮。Jennifer Doudna 接到一通來自斯德哥爾摩的電話。電話那頭用冷靜的瑞典腔告訴她,她和 Emmanuelle Charpentier 共享了那一年的諾貝爾化學獎。

那一年,Doudna 56 歲。她在柏克萊的辦公室牆上,一直掛著一張 1962 年的報紙剪報——一則關於發現 DNA 結構的報導。報導裡的年輕科學家是華森、克里克、富蘭克林和威爾金斯。他們破解了遺傳密碼;而她正在做的事情,是把那本密碼書攤開來、重新編輯。

她後來在回憶錄裡寫,她掛掉電話後的第一個念頭是:「八年前我還在教基礎生物化學,怎麼會走到這裡?」

要回答這個問題,我們得回到三十多年前,回到日本一個做優格的研究員桌上。

二、優格裡的奇怪字母

1987 年,大阪一家不起眼的實驗室。大阪大學的研究員石野良純(Yoshizumi Ishino)在分析一種叫 iap 的基因時,看到一個怪現象:他在大腸桿菌的 DNA 上找到一段奇怪的序列:許多幾乎相同的片段,中間隔著幾段完全不像的「奇怪字母」。當時他做這題目只是為了搞清楚 iap 基因周邊有什麼,後面那串奇怪字母對他來說是「雜訊」。

當時的生物學家完全沒見過這種排列。但與此同時,西班牙 Alicante 的一位微生物學家 Francisco Mojica(人稱 Francis)正在做完全獨立的研究,他在整理極端嗜鹽古菌 Haloferax mediterranei 的基因組,也看到類似結構。

CRISPR-Cas9 改寫生命密碼
圖、CRISPR-Cas9 改寫生命密碼

2026/09/25

AI 圖片看膩了?從班服設計談 AI 圖、審美與快速迭代

從暑輔時就提醒學生,如果想要校慶運動會時有班服穿,就要在開學時有班服圖案,否則會來不及製作。

但學生們似乎沒什麼點子,只好在昨天、今天用 AI 畫一些圖讓學生挑選,否則就趕不上校慶運動會了。

精衛、狼 & 座頭鯨班服圖案
圖、精衛、狼 & 座頭鯨班服圖案

座頭鯨班服圖案
圖、座頭鯨班服圖案

或許你會覺得:『又是 AI 圖,現在看 AI 圖看到膩了。』

AI 圖看多了確實覺得膩,但也不能否認 AI 方便,學生畫了幾個星期畫不出圖來,AI 幾分鐘就解決了這個問題。

先求有,再求好,如果這些圖刺激了學生的創作,之後可用學生的設計當班服;如果學生沒有提出新作品,那至少有個備案可用。

當 AI 圖片愈來愈普及,甚至多到讓人覺得「看膩了」,究竟是美感正在倒退,還是設計開始進入一個更好的時代?我認為,大量 AI 圖出現可能只是第一步,當大家都能快速做出「有圖可用」的版本之後,下一輪競爭才會開始追求「更好看」。

2026/09/21

複式顯微鏡操作教學:用 2D/3D 模擬學構造、調焦與操作順序

實驗課練習顯微鏡的時間不夠?現在可以透過線上模擬,反覆練習構造辨識、操作順序與調焦!

你可以使用複式顯微鏡互動學習工具,從認識零件開始,一步步練習調整光圈、粗調節輪與細調節輪,再透過測驗檢查自己是否熟悉操作。

複式顯微鏡模擬網頁
圖、複式顯微鏡模擬網頁

在這個模擬的複式顯微鏡模型,你可以:

  • 切換 2D/3D,認識顯微鏡構造
  • 旋轉 3D 模型,觀察載物台下方的光圈
  • 練習放置玻片、切換低倍物鏡與調整亮度
  • 操作粗調節輪與細調節輪,將影像調清楚
  • 挑戰構造測驗與操作測驗
  • 觀察玻片移動方向與視野影像的關係
  • 切換物鏡倍率,探索字母 e、洋蔥表皮與葉片下表皮

適合國中自然課預習、課後複習,也能作為實驗課前的操作準備。希望能幫到剛剛升上國一的同學。

科學方法 7 步驟:跟著貓偵探辦案,學會提出假說與驗證

偵探懷疑某個人是兇手,就能直接把他抓起來嗎?當證據與原本的假說不符,偵探要怎麼辦?

這次跟著兩隻貓偵探走進案件現場,從觀察線索、提出假說,到調查與分析結果,一起理解科學方法的 7 個步驟:

  1. 觀察
  2. 發現問題
  3. 查閱文獻
  4. 提出假說
  5. 設計與進行實驗
  6. 分析結果
  7. 提出結論

破案的關鍵,是讓證據說話!

結果與假說不符,就回頭重新提出假說,再次檢驗;結果支持假說,才據此提出結論。

遇到從沒看過的線索時,又該怎麼辦?第二個案件將帶你認識「查閱文獻」的用途。

看完這支影片,除了理解七步驟,也能練習把科學方法用在日常生活中。

2026/09/14

先看目錄建立架構,掌握讀書與段考重點

讀書的時候,你是從第一個字開始閱讀嗎?

這樣的讀書方式沒有效率;有效率的讀書方式要先研究目錄,利用目錄瞭解整本書的結構,再開始閱讀。

『目錄?不過就幾個字,能有什麼作用?』

不要小看目錄,它能像地圖指引學習方向,還能讓你知道將學習的內容與哪些主題有關,讓你在茫茫字海中找到一個正確的方向,不會迷失。

2026/08/25

AI 時代更應提昇基本能力

現在上課時,學生常會問我:「老師,現在已經有 AI 了,我還需要學這個嗎?」

我的答案是:「需要,而且非常需要。」