幽門螺旋菌與胃潰瘍的關係

 

 

1. Why did scientists in the past believe that excessive gastric acid secretion was the cause of gastric ulcers?
2. In the 1980s, based on what observations did Barry Marshall consider Helicobacter pylori to be a more plausible cause of gastric ulcers?
3. Among his patients, Helicobacter pylori was detected in the stomachs of all those with gastric ulcers. Can this observation conclusively prove that Helicobacter pylori is definitely the cause of gastric ulcers? Why or why not?
4. If not, suggest other possible sources of error.
5. To prove that Helicobacter pylori causes gastric ulcers, what should the experimental and control groups be?
6. What is the prediction of this experiment?
7. What is the independent variable in this experiment?
8. What is the dependent variable in this experiment?
9. What is the assumption of this experimental design (if any)?
10. What are the control variables in this experimental design?
11. Since mental stress and chronic stress may also cause gastric ulcers, how can the experiment prevent participants from developing ulcers due to stress after knowing they have ingested Helicobacter pylori?
12. In reality, it is difficult to find participants for the experimental group. Suggest possible reasons for this.
13. Some people ingested Helicobacter pylori but did not develop gastric ulcers. Suggest possible reasons for this.
14. Using humans as test subjects can lead to significant errors. Identify possible sources of error and suggest ways to reduce them.
15. In the end, only one person (Barry Marshall) participated in the experimental group. Is this experimental result credible? What methods could be used to address this?
16. Was this scientist risking his life to conduct this experiment? Comment on this approach.
17. What tests should this scientist have conducted beforehand to mitigate health risks?
18. As early as the late 19th and early 20th centuries, Helicobacter pylori had been discovered on the gastric mucosa of ulcer patients, yet scientists did not believe there was a connection between Helicobacter pylori and gastric ulcers. How did they explain these findings?

 多年來，醫生們一直認為胃潰瘍（胃壁損傷和出血）是由胃酸分泌過多引起的，因此他們使用某些化學藥物來治療潰瘍患者。然而，許多患者在康復後仍可能再次患上胃潰瘍。1980年代，一位澳大利亞醫生巴里·馬歇爾（Barry Marshall）觀察到，他所有的潰瘍患者胃部都有一種名為幽門螺旋桿菌（Helicobacter pylori）的細菌。因此，他提出了一個關於胃潰瘍的新假說。基於這一假說，他使用抗生素（能殺死細菌的化學藥物）來治療患者，許多患者迅速康復且未再復發。

1.      胃酸是鹽酸，屬強酸，可破壞細胞。身體是如何防止胃壁受到破壞的?

2.      根據以上的機制，胃潰瘍(即胃壁損傷和出血)的可能成因是甚麼?

3.      從前的科學家為何認為過量的胃酸分泌是導致胃潰瘍的成因?

4.      於1980年代，Barry Marshall憑甚麼觀察認為螺旋桿菌是更合理導致胃潰瘍的成因?

5.      已知他的病人中，患有胃漬瘍的患者胃部皆可檢測出螺旋桿菌。但這觀察能否推論出胃漬瘍的成因一定是因為螺旋桿菌? 為甚麼?

6.      如不能的話，試提出其他可能的誤差。

7.      要證明幽門螺旋菌引致胃漬瘍的話，實驗組及對照組分別應是甚麼?

8.      這實驗的預測是甚麼?

9.      這實驗的自變量是甚麼?

10. 這實驗的因變量是甚麼?

11. 這實驗驗設計的假設是甚麼? (如有的話)

12. 這實驗設計的控制變量是甚麼?

13. 已知精神緊張及長期壓力也可能引致胃潰瘍。進行實驗時如何避免實驗者因知道服食了幽門螺旋菌而導致緊張，從而引致胃潰瘍?

14. 現實上，很難找到實驗組所需的參加者。試估計其原因。

15. 有人服食了幽門螺旋菌，但卻沒有患上胃潰瘍。試估計可能的原因。

16. 使用人作為測試對象，誤差會很大。試指出可能出現誤差的原因。並指出如何減少誤差?

17. 這實驗最終祇有一人(即Barry Marshall)參與實驗組。哪這實驗結果是否可信? 有甚麼方法可解決?

18. 這科學家是否在冒死進行這實驗? 試評論這做法。

19. 試估計這科學家事前應進行甚麼測試，以降低自己的健康風險?

20. 其實早於19世紀末20世紀初時，胃潰瘍患者胃黏膜上已發現螺旋桿菌， 但科學家並不認為胃潰瘍跟螺旋桿菌有關。哪他們如何解釋這些發現?

21. 嚴格來說，胃酸分泌過多並不是全錯的成因。試加以解釋。

温度和有機溶劑對細胞膜透性的影響

 

温度和有機溶劑對細胞膜透性的影響

步驟: 參考教科書

實驗裝置

結果

 

問題: (建議答案在最後)

1.      這實驗的目的是甚麼?

2.      這實驗有沒有假說(hypothesis)? 如有，是甚麼?

3.      這實驗的自變量(independent variable)是甚麼? 使用的指標是甚麼?

4.      這實驗的因變量(dependent variable)是甚麼? 使用的指標是甚麼?

5.      試撰寫這實驗的設計原理。

6.      這實驗設計有沒有需要假設(Assumption)? 如有，是甚麼?

7.      這實驗設計的控制變量(controlled variable)是甚麼?

8.      試描述這實驗的結果。

9.      試解釋這實驗的結果。

10. 這實驗設計有沒有誤差(error)? 如有，是甚麼? 可如何改善?

11. 這實驗的結論(conclusion)是甚麼?

DNA 指紋法實驗

 

DNA 指紋法實驗

 

1.      提取DNA

2.      獲取DNA片段

3.      把DNA片段分離

4.      製作DNA指紋

 https://m.youtube.com/watch?v=AkshUdAOMsk&feature=youtu.be

實際運作

1.      預備1X TAE緩衝液。

2.      預備凝膠(60 c.c. 1X TBE 緩衝液+08g 瓊脂糖粉未)

3.      加熱1分鐘，直至瓊脂糖粉末完全溶解。

4.      讓溶液冷卻至約60^oC。

5.      用膠紙密封槽的兩端。

6.      把瓊脂糖溶液加至槽內。

7.      於其中一端置入一樣本梳。

8.      30分鐘後，把樣本梳和膠紙移除。

9.      把緩衝液倒至槽內，液面應稍高於凝膠面。

10.  把DNA樣本慢慢注入凹位內。

11.  每次抽取另一樣本前，必須用新鮮緩衝液清洗針筒數次。

12.  插入電源線，留意，負極端應位於凹位位置。

13.  開啟100V直流電，靜置約一段時間。

14.  用亞甲藍溶液作染劑處理。

15.  用水沖洗凝膠。

16.  觀察DNA指紋。

 

有關DNA指紋法實驗操作的問題 (建議答案在最後)

1.      緩衝液有甚麼用途?

2.      瓊脂有甚麼特性可讓DNA通過?

3.      為何開始時DNA樣本要放在近負極的位置?

4.      如使用較高的直流電，試估計有甚麼優點及缺點?

5.      完成後，為何要再使用染色劑處理?

 

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

有關DNA指紋法實驗操作的問題 (建議答案)

1.      緩衝液有甚麼用途?

答: 穩定溶液內的pH值，因為DNA帶負電，不同的pH值對DNA的移動有影響。

2.      瓊脂有甚麼特性可讓DNA通過?

答: 瓊脂不帶電，不會影響DNA的移動。而且瓊脂內有許多小孔可容許不同大小的DNA片段穿透。

3.      為何開始時DNA樣本要放在近負極的位置?

答: DNA分子帶負電，因此放在近負極的位置，使DNA可移向另一端的正極，以便指不同大小的DNA片段分開。

4.      如使用較高的直流電，試估計有甚麼優點及缺點?

答: 較高的直流電可使DNA移動速度更快，更快完成實驗。但較高的直流電亦容易破壞瓊脂，使DNA片段無法有效沿直線向正極移動。

5.      完成後，為何要再使用染色劑處理?

答: DNA片段本身是無色的，不同大小的DNA片段分開後分子量太少，不容易看得清楚，因此需要再進行一次染色處理。

 

提取DNA

 

提取DNA

步驟:

1.      把半粒士多啤梨和10ml提取液(清潔劑 + 氯化鈉溶液)放入研缽。

2.      用研缽和研杵把士多啤梨磨碎。

3.      用茶袋(過濾網)把士多啤梨汁過濾到大試管。

4.      將10 ml 冰冷的酒精從大試管邊慢慢加入，要清楚分成兩層。

5.      靜置2-3分鐘，等氣泡停止出現。

6.      用玻璃棒以同方向由下而上攪動，把DNA由底層帶往上層的酒精。

7.      輕輕地把玻璃棒提起，提取出來的DNA呈白色。

 

問題: (建議答案在後面)

1.      為甚麼在實驗進行期間，要使用冰冷的液體?

2.      為甚麼要磨碎士多啤梨?

3.      提取液中的清潔劑和氯化鈉溶液分別有甚麼作用?

4.      在含有DNA液體內加入酒精有甚麼作用?

5.      為甚麼把酒精加入大試管時，不要把酒精和含有DNA的液體混合?

6.      純淨的DNA是無色的。為甚麼在本實驗提取出來的DNA不是無色的?

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

問題:

1.      為甚麼在實驗進行期間，要使用冰冷的液體?

答: 減慢酶分解DNA的反應。

 

2.      試估計為何使用研缽磨碎而不使用攪拌器的優點。

答: 攪拌器攪拌時會釋出較多熱能，較容易破壞DNA。

 

3.      為甚麼要磨碎士多啤梨?

答: 以機械方式把士多啤梨細胞的細胞壁破壞。

 

4.      提取液中的清潔劑和氯化鈉溶液分別有甚麼作用? (提示: 要抽取DNA，首先要移走細胞內甚麼細胞物質?)

答: 清潔劑分解細胞膜和核膜，使細胞內的物質釋出放出。

      氯化鈉的鈉離子中和DNA部分的負電荷，使DNA鏈連結起來，有助DNA的沉澱。

 

5.      在含有DNA液體內加入酒精有甚麼作用?

答: 使DNA沉澱，因為DNA不溶於酒精。

 

6.      為甚麼把酒精加入大試管時，不要把酒精和含有DNA的液體混合?

答: 避免液體稀釋酒精，影響提取DNA。

 

7.      純淨的DNA是無色的。為甚麼在本實驗提取出來的DNA不是無色的?
答: 提取出來的DNA含有雜質，例如蛋白質，所以可以用肉眼看見。