2008年10月30日

用橡皮筋看靜脈瓣的存在

血液在身體裡怎麼循環,這困惑了人們十幾世紀,早從西元前的希波克拉底開始,大家就開始不斷地研究,有人解剖屍體、有人解剖活體。西元二世紀的羅馬醫生蓋倫Claudius Galen)解剖了活體,瞭解動脈裡頭也有血,在那之前,大家都以為動脈內充滿了空氣,因為他們是解剖屍體,而屍體裡的動脈血早就流到靜脈而空空如也

蓋倫利用解剖活體來驗證許多生理作用。例如切斷豬的喉神經,豬就不叫了,綁住動物的輸尿管來演示尿來自腎..等等。他的許多觀點流傳後世,影響甚遠。雖然他提出了許多正確的理論,但也有不少錯誤的。
他認為,肝臟將人體吸收的食物轉化為血液。血液由腔靜脈進人右心,一部分通過縱中隔的小孔由右心室進人左心室。心臟舒張時,通過肺靜脈將空氣從肺吸人左心室,與血液混合,再經過心臟中由上帝賜給的熱的作用,使左心室的血液充滿著生命精氣。這種血液沿著動脈湧向身體各部分.使各部分執行生命機能,然後又退回左心室,如同漲潮和退潮一樣往復運動。右心室中的血液則經過靜脈湧到身體各部分提供營養物質,再退回右心室,也像潮水一樣運動。
<摘自>


約400年前的英國生理學家-哈維William Harvey15781657,利用了簡單的觀察,知道了靜脈瓣的功能。哈維的老師法布里修斯(Fabricius)是發現靜脈瓣的第一人,但那時他卻因為篤信蓋倫學說而錯認了靜脈的功能,以為靜脈瓣是用來減低血液輸送到四肢的速度。

不過後來哈維用了以下這個實驗,來確認靜脈是單向流通,而靜脈瓣是阻止血液逆流的關鍵。我們要重現這個近四百年前的實驗也很簡單
只要一條繩子或橡皮筋綁住手臂,阻止靜脈回心。




手臂上的靜脈就會鼓起





接著用兩隻手指按住血管





其中一指按住血管向心臟方向滑動,清空靜脈內的血液




滑過去後,放開手指,就會發現靜脈血液只流到某處就會堵住了,那個位置就是靜脈瓣的位置。



以下是我自導自演的影片
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2008年10月29日

用ImageJ製作Pseudocolor圖片及Calibration Bar

這個問題我已經被問了好幾次,不過之前問問題的沒給我關鍵字,所以我也根本無從幫起,不過最近一位問問題的提示了幾個關鍵字,終於我也找到了解法。

目的就是把左圖變成右圖(變彩色、加Color Bar)



原理說明:

要被處理的圖片必須是灰階的,色階從0到255共256個顏色,我們要給它一個對照表,讓每個灰色換成彩色,那個對照表就是LookUp Table,簡稱LUT。



首先是設定LUT表格,從Image>LookUp Tables,可以找到很多對照表。



將灰階圖用Fire這個對照表來套用所呈現的樣子。




對照表長什麼樣呢?我們可以用Image>Color>Edit LUT..來看


這就是剛剛用Fire這個對照表,不同的灰階值對應一個彩色的顏色



如果你用Image>Color>Show LUT,就可以看到它的顏色曲線如何呈現。



這個LUT也可以手動更改,只要用滑鼠將要更改的對照表框起來,接下來就會跳出一個視窗,問你要改成何種顏色。例如我框住0到127號灰階來更改顏色,首先就會跳出0這階的顏色更改視窗。



接下來是改127階的顏色,至於0到127之間的變化,它會自己設定



改完之後就變成這個樣子了



對應的顏色,也可以縮減成少數幾種顏色,在LUT Editor的視窗按下Set..,可以對顏色的數目做更改


例如改成4種就變成這個樣子



接下來就是加上一個color bar,這個叫作Calibration Bar,可以在Analyze>Tools>Calibration Bar做設定。


圖例也有細部設定,例如Location可以設定位置、Fill Color設定的是圖例的底色,Label Color設定標籤顏色...





做好的LUT表格,如果下次還要用,可以把它存起來。一個方法是用LUT Editor的Save...和 Open... 來存取。不然就是用File>Import>LUT... File>Save As...>LUT... 來存取。


為什麼灰階圖片要偽裝變成彩色圖片呢?因為我們不容易看出灰階的變化,但如果是看彩色,就會比較容易分辨。所以把灰階改成彩色,就可以讓圖片代表的意義更能被了解。

2008年10月25日

看阿「簡」輕功水上飄--水上浮字的實驗

再來玩個糯米紙的實驗吧!

用油性筆在糯米紙上寫上「簡」字



然後就把這個寫有「簡」字的糯米紙放到水中。各位,這個水可不是普通的水啊,這個實驗的最終目的是讓字獨自浮在水上,所以必須想法子讓糯米紙消失,既然要消失,當然就要酵素囉!所以這個水裡,我加了超級澱粉酶--阿簡的口水。

是的,就只要弄點水,然後吐幾口口水就可以啦。


過幾分鐘,看看反應囉。果然,現在阿「簡」真的在水上飄啊。不過...等等,樣子好像不太對





咦?我旁邊那根抬起來,要跟我說掰掰了?



啊~~飄走了,等等啊



越飄越遠~~~回來啊~~~~~~~~~




咦~不對?我有解體的感覺。糟糕現在變成【kk日日日



哎啊,分屍了(現在報警來得及嗎?)



我要改名變成阿「昌」了(歡迎來到阿昌生物筆記)


其實我這個作法是脫胎自別的實驗:用膠水(或PVC)塗在平板上,乾掉之後撕下來,用油性筆寫字再放到水中。不過改成用口水溶解糯米紙,倒也有趣好玩。

親眼可見的唾液分解澱粉實驗

前一篇提到了「糯米紙」這東西,其實不只拿來吃,我們還可以拿來做唾液分解澱粉的實驗啊。
  1. 準備培養皿一個,加入幾滴碘液,再加上一些水,把碘液稀釋約20~30倍
  2. 剪一片方塊的糯米紙放在稀釋碘液漂浮,注意放的時候要水平,放下去之後糯米紙會縮小,如果你剪得很正,應該會均勻縮小成小長方形(見下圖),糯米紙會因為碘液而慢慢變深藍色。
  3. 用打洞機把濾紙打幾個小圓紙片下來,兩片沾水,兩片沾唾液,然後用鑷子夾起輕輕放在糯米紙上。
左邊兩個紙片是沾水,右邊是沾唾液




過幾分鐘之後,就看得見反應囉,右邊的唾液紙片會分解澱粉紙,然後就鑽洞囉



實驗結束,左邊的紙片還是在糯米紙上,但右邊的已經被唾液分解了兩個洞囉。


如果你敢的話,也可以直接吐一點口水在紫色的糯米紙上,就會看見有口水的地方,紫色會慢慢變淺,然後就會開始被溶解。

翻滾吧!糯米紙小人

我很喜歡從日常生活中或是飲食中找「學生物」的題材,因為能達到親身體驗的效果,像前一陣子講到「生理食鹽水」,我就特別去藥局買了好幾瓶的生理食鹽水,要學生喝喝看,生理食鹽水鹹不鹹。

最近要教到葡萄糖了,我也去藥局買了一盒葡萄糖,到時候也可以讓大家嘗嘗看葡萄糖的味道。我們教生物最棒的,就是這些題材都是生活週遭可見的,善加利用會有很棒的效果

最近的課程重點在認識「澱粉」,澱粉在生活週遭也很常見,像是太白粉就是馬鈴薯澱粉、樹薯澱粉,而米飯裡頭也有澱粉。但談到要讓學生感受澱粉放進口中,會被分解產生甜味的這件事,其實就不是那麼方便,除了要他們中午的時候吃飯咬久一點,應該還有其他的方法吧?

這兩天,我找到了一個好用的東西,那就是「糯米紙」。這不一定是用糯米做的,但可以確定的是,它是用某類澱粉經過糊化之後所製成。最常用到的地方就是包牛軋糖,薄薄的,入口即化,有些人也會用這個來包藥給小朋友吃。在食品材料行就可以買到,一大張只要1元,可以分給好幾個人吃吃看,只要拿一小張放進嘴巴含一陣子,就可以感受澱粉被分解產生淡淡的甜味。

不過在放進嘴巴前,老樣子,還是先來玩點東西吧。因為這個「糯米紙」對濕度非常敏感,只要有點濕度,就會自己動來動去。
我們只要弄一小塊放在手上,就可以立刻觀察到這個現象。如果你手汗多,它動得就更厲害了,看來這個還可以來觀察流汗,是吧?





以下這個實驗,是用手指頭來測試它對濕度的敏感度。影片一開始,乾燥的手指靠近糯米紙,只讓它有些微的動作,但接著我把手指頭沾濕,只要一靠近糯米紙,它就會動作。



接著,就把它放在手上。不過光放實在不過癮,我用油性筆在上面畫上個【痛苦小人】,看他怎麼在手上痛苦的翻滾啊~



最後這個小人翻滾的遊戲,除了用糯米紙來玩,還可以用玻璃紙來玩玩看。

【偽琥珀標本】製作

前兩天看到zfang在部落格里紀錄了『琥珀、化石標本製作』研習的內容,真是害人不淺。看到後,我當天就衝去化工行買材料了!

大家看過被琥珀包埋的昆蟲吧,我要做的就是那個東西,最重要的材料就是「松香」,我在北大路的化工行買到的價格是:80元500公克。




先放到燒杯裡加熱



沒一會,就變成一杯濃稠蜂蜜汁


接著就是倒在蟲上,把蟲埋住。
在學校要找到蟲屍真是不容易,找來找去只找到馬陸。



這個是在花盆裡找到的貝殼,也被我埋起來了



因為屍體太難找了,所以跟我一起做的誼真老師居然開始做起「小花手工藝」啦。




這個【偽琥珀標本】除了zfang文中提到的缺點(顏色變深、硬度不高、有氣泡)之外,我遇到的最大問題就是,等了好久都還有黏性,弄得我手指都黏黏的,不過還好松香可溶於酒精,所以用酒精洗一洗就好了。


黃花酢漿草結果囉

實驗室的窗檯旁,種了好多實驗用的植物,有用來觀察孢子的蕨類、有用來看表皮的吊竹草。除此之外,旁邊還有一些空盆子,偶而會有些意外訪客住進來。

像這個黃花酢漿草就是囉,不知道打哪來的,一陣子沒注意,居然已經結果了。



在這些族群旁,有著一顆顆的小東西



就是這個囉,它一度讓我十分困糅。以前曾經在某個花圃看見一大堆這個東西,但我那時候還不知道它是黃花酢漿草種子,我一直以為那是某種昆蟲的卵。


黃花酢漿草最有意思的就是,只要是輕輕碰這些成熟的果實,它就會把種子都彈出來,甚至有些連不成熟的也會被彈出來。


不知道它是以什麼機制去彈出這些種子的?是不是碰觸造成了某處水份的改變?裡頭的種子又是怎麼被彈出來的?彈射的最大距離又是如何?
小小東西裡也有許多學問,有空應該來仔細研究一下。

吃芭蕉看種子

水果裡有子好像是件天經地義的事,不過有些水果就是沒有子,除了無子西瓜以外,香蕉、芭蕉也是。

這是前兩天梅子買回了一些芭蕉,吃下肚之前前來開腸剖肚一番。



先脫光光



然後橫切一刀,其實裡頭還是能看到退化的種子啊,就是那一個個的小黑點


不過看橫切不過癮,還是縱切吧!



果然啊,切一切,種子就非常清楚啦。


芭蕉的種子是以中軸胎座的型式排列。在野生的香蕉裡還看得見大顆的種子,不過像我們吃的這些,經過了許多年的人工育種,種子早就縮小退化了,只剩下肥厚內果皮裡的黑色小不點種子。還好還好,不然我們吃香蕉還得吐子哩。

沒有種子,那怎麼繁殖呢?植物厲害的地方就是不靠生殖器官也能繁殖,像香蕉就是用側芽來無性繁殖啦!

2008年10月24日

碘澱粉測試看哪裡在流汗

最近看到了一個檢查汗腺流汗的方法(iodine-starch sweating test)

作法有好多種,原理都一樣。簡單的說就是將碘液加酒精塗在皮膚上,等到酒精蒸發以後,將澱粉灑上去。如果汗腺流汗了,因為有水,澱粉就會和碘發生反應,有汗腺的地方就會出現藍黑色


至於作法,有些是把用溶有2%碘的酒精,有些是用碘液、碘酒。塗澱粉的方式有的用含有50%玉米澱粉的篦麻油,有些直接用澱粉塗抹。

在皮膚科大概是最常用在檢查手汗和腋下的汗。測試的結果,用google找iodine starch sweat就一大堆了。


用在講恆定的話,就可以這樣設計活動



用棉球沾碘酒塗在手腕或額頭上,再用一片白紙以透明膠帶貼在上面。
30分鐘後取下,觀察上面的碘澱粉反應的痕跡,可知道汗腺的活動情形和分佈狀況。

同樣的活動可以在喝熱水之後再度進行,可以觀察汗腺反應的情況。

2008年10月21日

從產地、餐桌到顯微鏡下的芋頭

昨天10/19參加了有機稻場的活動-地方物產豐收季【芋頭篇】,目的地是大甲阿旺的芋頭田。活動包括認識芋頭、採芋頭,下午則是做芋頭料理。晚上我自己加了一個顯微鏡下看芋頭的私人活動。





先認識一下芋頭,咱們吃的芋頭是芋頭的地下莖,能採的芋頭,它的地下莖會膨大到在地面就可以看得見,而旁邊通常會有走莖往旁邊延伸長出子芋。地面上看到的,絕大部份是葉子和葉柄。




芋頭田的主人阿旺,本身在鐵路局有份工作,但仍然利用空閒時候照顧芋頭,雖然賺的錢相當微薄,雖然有機的芋頭田產量不比其他,但仍堅持自己的一份理念,努力種植有機的芋頭。




阿旺正在講解手裡的芋頭,母芋是我們主要採收的目標,而旁邊的子芋有時也必須拔除,若是周圍的子芋太多反而會影響母芋的成長。



挖出來的子芋小小一顆



在市場上偶而也可見到,通常是蒸熟後剝皮沾醬吃



雖然芋頭可以用地下莖來繁殖,不過實際上還是會拿旁邊的小苗來種,就像阿旺手裡這種大小。



芋頭是栽種在水田裡的,不過阿旺為了今天的採芋頭活動,在前幾天就已經把水放乾了。



活動進行的當天,也有新唐人電視台前來拍攝




拔芋頭原來不難,只要用專用的芋頭刀把母芋周圍的走莖切斷,就可以直接從土裡把芋頭拔出來。




把附著在地下莖外頭的膜狀物拔除之後,就可以看到莖和葉柄交界的部份了。



這是我們幾個人採收的成果,大概一個人採了三四顆左右。



採芋頭除了要學會把芋頭從土裡拔出來,還要學會把葉柄切掉。切掉的葉柄也可以拿來吃,就是台語說的《芋ㄏㄨㄞ/》(芋梗)啦



在芋頭田旁,還撿到了幾隻綠肥肥的天蛾科幼蟲,主人說這種會吃芋頭葉啊。


肥嘟嘟的樣子看起來還挺可愛的,看起來好像很好吃的樣子耶。



這有另外一隻小的



左邊這位是主人的小孩,好懂事的一個小朋友啊。

因為我們昨天帶著yoyo一起去,所以這個小朋友一直圍在我們的身邊繞來繞去,後來我拿著芋頭告訴他,這裡頭有一些運送水份養份的維管束,沒想到小孩子居然說 「在竹子裡頭也有,就是猴子臉啊」。


才小學四年級而已就這麼聰明,問他怎麼知道,是不是老師教的,結果他說是電視上有播,更進一步詢問才知道原來是看兩週前的《追追追》知道的。

打蛇隨棍上啊,我就告訴他,知不知道那個猴子臉是誰拍的啊,是我拍的啊,你在電視上看到的老師也是我啊!不過畢竟不是我的粉絲,所以一點激動的感覺也沒有啦,哼~~~




芋頭採完,主人家還很熱情地的,煮了好多好吃的東西給我們,像這個就是芋頭西米露,裡頭還有芋圓和地瓜圓哩




回到有機稻場用過餐之後,下午就是做芋頭料理的時候啦,是請米漿奶奶教我們怎麼做芋圓。


先要把芋頭切薄片蒸熟


然後就是加入樹薯粉,揉捏之後加熱水讓澱粉糊化,再加上糖繼續揉捏。




最後就是把他弄成一顆一顆的,不過我跟梅子一起做的真是有「芋圓多樣性」啊.!小的、大的、圓的、方的,還有長角的。


芋圓的吃法通常是煮熟之後加糖水,不過米漿奶奶還教我們另外一種方式,就是直接用中火下油鍋炸,直到表面酥黃就可以起鍋了,這樣的料理真是好吃啊!當天晚上我就把帶回的芋圓通通炸掉吃完啦


接下來就是同場加映的顯微鏡下的芋頭啦!




芋頭大家都很熟,切開來可以看到一條一條紫色的東西



其實那些就是莖裡的維管束啊,其實我看不太出來紫色部份的實際構造是什麼,但是倒可以看見紫色旁邊有略為透明的導管啊。



來,放到複式顯微鏡下來看看,中間可以看見導管喔!



不清楚是吧,再近一點,看仔細啦,這些都是肥肥粗粗的螺紋導管耶。




那芋頭裡的澱粉哩,坦白說不是很容易觀察,雖然我有自製的針筒顯微切片機,不過還是切得不夠薄,所以只能看見隱隱約約的細胞啊。中間有很多小顆的就是澱粉粒。



怎麼知道?滴碘液就知道了!




再來,看高一點的地方,這是我在切掉葉柄的時候,意外得到的一個切面。正好可以很清楚的看見,維管束如何從下部的莖延伸到上部的葉柄。




這個角度則是可以看見在葉柄裡分佈著帶紫色的維管束



切下來仔細看



其實裡頭充滿了通氣的組織




縱切一條來看看,周圍可以看見許多晶瑩剔透的細胞耶



雖然這裡是葉柄,但在周圍的細胞裡也看得到許多澱粉粒


滴了碘液更清楚看見澱粉粒的存在。



葉柄裡充滿了通氣組織


放大一點




最後則是來看看葉子,從側面看來,葉肉裡有許多空洞。



直接從下表皮撕掉表皮,看看到底葉肉長啥樣。「海綿組織」,果然名不虛傳,看上去真的像是海綿蛋糕一樣!



能有機會參加這個活動真是不錯,不僅深刻瞭解這些食物,更可以知道農業所面臨的困境。這些都不是坐在電腦所能體會,一定得走出去才知道!

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