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(一) 細胞的化學組成: A、 組成細胞的主要元素:碳、氫、氧、氮等四大元素。 B、 細胞內的主要成分: |
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性質 |
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水 |
(1) 細胞內含量最多的分子,約占人體重量的70%,不同生物體,含水量不同,同一生物的不同細胞,含水量也不同。 (2) 水分子中氧原子帶部分負電荷,氫原子帶部分正電荷,所以水分子有極性: 甲、
4℃時密度最大,因此水從表面結冰,水中生物可在冰層下的水域中生存。 乙、
為生物體內的最佳溶劑,有利於化學反應、養分運輸、廢物排泄的進行。 丙、
可微量解離成H+、OH-,影響體液的pH值,及化學反應的進行。 丁、
水比熱大、沸點、熔點高,有助於維持生物體溫的穩定。 |
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醣類 |
(1) 由C、H、O組成,其中H:O=2:1,和水分子相同,又稱碳水化合物,以(CH2O)n表示。 (2) 依結構可分為單醣、雙醣和多醣。 (3) 單醣: 甲、
含3∼6個C原子,為構成糖類的基本單位,生物體內能量的主要來源。 乙、
五碳醣;核糖、去氧核糖,為構成核酸的基本單位。 丙、
六碳醣:葡萄糖、果糖和半乳糖;葡萄糖是人體內含量最多的單醣。 (4) 雙醣: 甲、
由二個單醣分子脫去一分子水結合形成。 乙、
蔗糖是由葡萄糖與果糖組成。 丙、
麥芽糖是由二個葡萄糖組成。 丁、
乳糖是由葡萄糖與半乳糖組成。 (5) 多醣: 甲、
由多個單醣分子聚合而成。如:澱粉、肝糖和纖維素的單元體都是葡萄糖。 乙、
醣類是提供細胞能量的主要物質。 丙、
纖維素是植物構成細胞壁的主要成分。 |
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蛋白質 |
(1) 由C、H、O、N和S等元素組成,是動物體內含量最多的有機物質。 (2) 基本構造單位為胺基酸,由一個中心碳原子連接一個胺基(-NH2)和一個羧基(-COOH)形成。 (3) 組成蛋白質的胺基酸有20種,而自然界存在的胺基酸有50種以上。 (4) 植物可合成各種胺基酸,動物只能合成數種胺基酸。 (5)
無法自行合成,需由食物取得的胺基酸,稱為必須胺基酸。 (6) 當胺基酸形成蛋白質時,胺基酸間的胺基和羧基脫去一分子水而形成肽鍵,藉著肽鍵可將多個胺基酸串連成多肽鏈,再由多肽鏈組合成蛋白質。 (7) 蛋白質是生物體內多樣性最高的分子,可調節控制生理活動。 |
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脂質 |
(1) 脂質含C、H、O三種元素。 (2) 包括中性脂質、磷脂質、固醇類及蠟質等。 甲、 中性脂質: (a) 又稱三酸甘油脂,由一分子甘油、三分子脂肪酸組成。 (b) 有供應能量、貯存能量、保溫禦寒和保護臟器等功能。
乙、 磷脂質: (a) 由一分子甘油、二分子脂肪酸和一分子磷酸組成。 (b) 親水性頭部:磷酸機帶電荷,有極性及親水性。 (c) 疏水性尾部:含2分子脂肪酸的碳氫鍵,沒有極性及親水性。 (d) 為細胞膜及細胞內膜狀胞器的主要成分,使細胞內的化學反應不相干擾。 丙、 固醇類: (a) 含4個碳環的脂質,不含脂肪酸。 (b) 包含膽固醇、生殖激素、腎上腺皮質素、質物醇等。 (c) 功能: 1. 為動物細胞膜的成分,能穩定細胞膜的結構。 2. 激素調控生理:雄性激素(睪固酮)和雌性激素(動情素)等動物激素。 3. 血液中含過量膽固醇,易造成血管硬化。 丁、 蠟質: (a) 具強疏水性,具保護及防止水分及熱量散失的功能。 (b) 植物的角質層,及構成蜂巢的蜂蠟。 |
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核酸 |
(1)
由C、H、O、N和P五種元素所組成。 (2)
基本構造單位為核苷酸,包括五碳醣、含氮鹼基和磷酸三個部分。 (3)
核酸可分為去氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)兩種。 甲、
DNA:五碳醣是去氧核醣,為細胞內主要的遺傳物質。 乙、
RNA:五碳醣是核醣,參與蛋白質合成,傳遞DNA的遺傳訊息。 |
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無機鹽 |
(1)
含量少,能參與生物體的生理機能,在水溶液中解離成離子,在細胞活動中扮演重要角色: 甲、
神經衝動的傳導需要鈉離子(Na+)、鉀離子(K+); 乙、
細胞分裂、血液凝固和肌肉收縮均需要鈣離子(Ca2+) (2)
構成體質的重要成分: 甲、
人體骨骼中含磷酸鈣;血紅素中含鐵。 乙、
植物的葉綠素中含鎂。 (3)
體液的酸鹼平衡需要磷酸鹽和碳酸鹽。 |
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維生素 |
(1) 含量少,不提供能量,可調節生理機能,例如維生素D可幫助鈣質吸收,以利骨骼生長。 (2) 植物可自行合成維生素,動物除了維生素D外,大多無法自行合成,需從食物獲得。 (3) 人體所需的維生素包含: |
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(二)
通過細胞膜的運輸 A、 細胞膜對物質進出細胞具有選擇性,通常只能讓小分子物質通過,稱為「選擇性通透」。 B、 小分子物質通過細胞膜的方式: (1) 被動運輸: 甲、 分子順著濃度梯度,由高濃度處往低濃度處運輸。 乙、 進行被動運輸時,不須消耗能量。 丙、 被動運輸包括簡單擴散作用、促進性擴散作用和滲透作用。 |
被動運輸 |
簡單 |
1. 氧、二氧化碳和脂溶性小分子(甘油、脂肪酸)等藉簡單擴散作用通過細胞膜。 |
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促進 |
1. 分子需依靠細胞膜上運輸蛋白的協助,才能從濃度高處向濃度低處運動的現象。 2. 運輸蛋白對運輸的物質具有專一性,鉀離子通道蛋白只能運送鉀離子。 3. 離子(Na+、K+、Ca2+)和水分子須藉膜上的通道蛋白協助。 4. 葡萄糖和胺基酸則須藉膜上的載體蛋白協助。 |
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圖示 |
簡單擴散
促進性擴散 |
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滲透 作用 |
1. 水分子通過選擇性滲透膜的擴散現象。 2. 水分子會自滲透壓低處(溶質濃度較低的溶液)向滲透壓高處(溶質濃度較高的溶液)流動,直至兩者的滲透壓達成平衡。 |
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主動 運輸 |
1. 分子以消耗能量的方式將小分子由低濃度處向高濃度處運輸。 2. 需細胞膜上運輸蛋白的協助,且運輸蛋白對物質運輸有專一性。 3. 植物細胞膜上的質子幫浦,需消耗能量將H+運送至細胞外。 4. 海帶藉主動運輸,將碘離子運送至細胞內。 5. 動物細胞利用膜上的運輸蛋白,以消耗能量的主動運輸將Na+運往細胞外。 |
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項目 |
被動運輸 |
主動運輸 |
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簡單擴散 |
促進性擴散 |
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移動方向 |
高濃度⇒低濃度 |
高濃度
低濃度 |
低濃度
⇒
高濃度 |
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發生 |
濃度差異 |
濃度差異 需有膜上的運輸蛋白協助運輸 |
需有膜上的運輸蛋白協助運輸 |
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能量消耗 |
X |
X |
○ |
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實例 |
O2、CO2、乙醇、甘油、脂肪酸 |
通道蛋白: 載體蛋白:胺基酸、葡萄糖 |
1.
海帶將海水中的碘吸收入體內 2.
植物根細胞從土壤中吸收無機鹽 3.
動物小腸黏膜細胞吸收葡萄糖 |
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分類 |
等滲透壓溶液 (等張溶液) |
高滲透壓溶液 (高張溶液) |
低滲透壓溶液 (低張溶液) |
溶質濃度 |
胞外濃度=胞內濃度 |
胞外濃度>胞內濃度 |
胞外濃度<胞內濃度 |
溶液種類 |
生理食鹽水中 |
濃食鹽水中 |
蒸餾水中 |
作用原理 |
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動物細胞 |
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植物細胞 |
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(三)
細胞中的化學反應 A、 細胞須不斷進行化學反應才能維持生命現象,這些化學反應統稱為新陳代謝。 B、 化學反應的過程,幾乎都需酵素催化,來調節反應速率。 C、 酵素:
(1) 又稱為酶,為蛋白質組成的有機催化劑,降低反應的活化能,加速反應速率。
(2) 酵素的性質: 甲、 加速反應速率,但不能直接引發化學反應,也無法改變反應進行的方向。 乙、 可和酵素結合,而被催化反應的物質,稱為受質,酵素可根據催化的受質來命名。例如:將澱粉水解為小分子醣類的酵素,稱為澱粉水解酶。 丙、 每種酵素只能針對特定的受質,催化特定的化學反應,稱為酵素的專一性。 丁、 酵素在催化過程前後本質不變,可重複使用,稱為酵素的重複性。 |
(3) 輔酶: 甲、 酵素進行催化作用時,常需要輔因子的協助,輔酶是輔因子的一類,由非蛋白質的有機分子組成,多由維生素B群或維生素C代謝而來,可與酵素結合協助酵素的催化活動。 乙、 有些酵素的活性需要輔酶的協助,才能進行催化反應。 丙、 輔酶也可重複使用,但是不具有專一性,一種輔酶可協助多種不同的酵素進行催化反應。 丁、 輔酶分子小,可通過細胞膜,通常無法自行合成,必須由食物中攝取。 戊、 輔酶對熱安定,不易受高溫破壞。 |
項目 |
分子 |
主要成分 |
功能 |
專一性 |
重複性 |
耐熱性 |
酶 |
大 |
蛋白質 |
降低活化能,加速反應速率 |
有 |
有 |
較差 |
輔酶 |
小 |
非蛋白質的有機物 |
協助酶的催化活動 |
無 |
有 |
較佳 |
(四)
影響酵素活性的因子 A、 溫度 (1) 在一定溫度範圍內,酵素活性隨溫度的上升而增加;但當溫度過高時,酵素的蛋白質構造受到高溫破壞而喪失功能。 (2) 酵素作用的最適溫度,依酵素種類不同而異。 B、 酸鹼度 (1) 酸鹼度會影響酵素與受質的結合,而影響酵素的活性。 (2) 每種酵素作用所需的最適酸鹼度都不一樣,如:胃蛋白酶需在強酸(pH約為2)環境中活性較佳,而胰蛋白酶則需在鹼性(pH約為8)環境中活性較佳。 C、 金屬離子 (1) 某些金屬離子與酵素結合後,才具有催化能力。 (2) 人體內活化精子的酵素需與鋅離子(Zn2+)結合。 (3) 合成皮膚黑色素的酵素需與銅離子(Cu2+)結合。 (4) 有些金屬離子如鉛離子(Pb2+)、汞離子(Hg2+)和鎘離子(Cd2+)等與酵素結合後,會使酵素沉澱,導致酵素無法與受質結合,因而失去功能。 D、 受質濃度 (1) 在適合的溫度及酸鹼值的條件下,若酵素的濃度固定,則反應速率會隨著受質濃度的升高而增加,最後反應速率達到一個最大的穩定速率。 (2) 當所有的酵素都飽和時,受質的濃度雖再增加,但反應速率卻不會再增加。 (3) 酵素有一定的量,當反應速率達到飽和狀態時,表示所有酵素的活化位都已經被受質佔據,此時已經沒有多餘的酵素能再與受質結合,因此反應速率不會再增加。 |
一、 【細胞的化學成分】 ( )1.
動物的性激素成分屬於下列何種物質? ( )2.
下列何種構造缺乏核酸成分? ( )3.
(96學測) 關於構成生物體物質的敘述,何者錯誤? ( )4.
下列何者的主要成分並非脂質? ( )5.
有關纖維素的敘述,下列何者錯誤? ( )6.
下列敘述何者是無機鹽和維生素在生物體中共有的特徵? ( )7.
下列哪一種單醣所含碳原子的數目與其餘三者不相同? ( )8.
下列有關脂質的敘述,那些正確? ( )9.
下列有關醣類的敘述,何者錯誤? ( )10.
下列雙醣分子的組成何者正確? ( )11.
關於核酸的敘述,下列何者正確? ( )12.
下列有關細胞膜運輸物質的方式,何者正確? ( )13.
人體使用自己體內的(甲)醣類;(乙)蛋白質;(丙)脂質,提供能量,其優先順序為何? ( )14.
有關脂質的敘述,下列哪一項錯誤? ( )15.
若有X分子的三酸甘油脂,經酵素作用分解成100個甘油分子與Y個脂肪酸,則X與Y分別為何? ( )16.
(90學測) 人體最重要的營養成分包括醣類、蛋白質、脂質、維生素和礦物質。下列有關食品與營養的敘述,何者正確? ( )17.
有關人體所需的各種養分,下列敘述何者正確? |
二、 【物質運輸】 ( )1.
有運輸蛋白參與 (乙)具有專一性 (丙)消耗ATP (丁)逆著濃度梯度運輸物質。可利用上列哪些特性來區分促進性擴散與主動運輸? ( )2.
(甲)葡萄糖 (乙) CO2 (丙) H+ (丁)甘油 (戊)水,上列哪些物質可藉簡單擴散作用通過細胞膜? ( )3.
下列有關細胞物質運輸方式的敘述,何者正確? ( )4.
右圖為物質通過細胞膜的方式,下列何種物質最容易以此方式通過細胞膜? ( )5.
下列何者是擴散作用的必要條件? ( )6.
兩瓶為不同濃度的 10 毫升蔗糖溶液,分別被標示為 X 及 Y 。於 X 及 Y 液體中各滴入一滴血液並觀察紅血球細胞。 X 液體中的紅血球細胞逐漸萎縮, Y 液體中的紅血球則開始膨脹,其中有些會漲破。根據上述實驗觀察,下列何者為最正確的推論? ( )7.
將大寶的紅血球浸泡在不同濃度的食鹽水中,經半小時後的結果如下圖。依照紅血球外形的變化,試判斷食鹽水的濃度,並由低而高排列,則下列何者正確? ( )8.
細胞中能量供應不足時,會影響下列何種物質進出細胞? ( )9.
植物的根部細胞主要是藉由下列何種方式,吸收土壤中的無機鹽類? ( )10.
動物細胞藉由何種方式取得氧氣,以進行呼吸作用? ( )11.
細胞可利用何種運輸作用,將細胞外低濃度的物質吸收進入細胞? ( )12.
下列何者是指物質進出細胞時,需細胞膜上的蛋白質協助,但不需消耗能量的運輸方式? ( )13.
一般農民不用海水灌溉農作物,其主要原因為何? ( )14.
「生活於淡水中的草履蟲,可利用伸縮泡不斷地將水往細胞外排出。」據前文則下列有關草履蟲排水的敘述,何者正確? ( )15.
簡單擴散和促進性擴散的差別為何? ( )16.
下列哪一種作用僅能發生在活體細胞中? ( )17.
有關酵素之敘述,下列何者正確? ( )18.
下列何種物質為固態、密度比水大,且燃燒後僅得二氧化碳和水蒸氣? ( )19.
下列何者不是主動運輸的方式? ( )20.
下列化學分子式,何者可能為核苷酸? ( )21.
動、植物體從外界或周遭環境吸收物質的方式,下列何者錯誤? ( )22.
肺泡中的氧氣主要以何種方式進入微血管? |
【酵素】 ( )1.
下列有關酵素的敘述,何者正確? ( )2.
「澱粉酶」真正意義是什麼? ( )3.
輔酶與酶該如何區別? ( )4.
下列有關酵素特性的敘述,何者不正確? ( )5.
人體的水狀唾液內含有唾液澱粉酶,可將澱粉分解為麥芽糖,試問該酵素的組成的成分為何? ( )6.
生物體內的反應常需要酵素進行催化,下列關於酵素的敘述,何者正確? ( )7.
若干細菌在高溫的泉水內仍能存活,試問下列何種說法最為合理? ( )8.
許多外溫動物(青蛙、蛇)冬天時活動力減緩,下列何種說法與此現象的關係最為密切? ( )9.
唾液中的澱粉酶無法在胃中進行消化作用,此種現象與下列何種因素較有關? ( )10.
右圖是某生物體內的一種酵素,在不同溫度下的酵素的反應速率,請問該生物較適合生存於下列那一種環境? ( )11.
下列有關輔酶的敘述,何者正確? ( )12.
右圖為酵素催化反應示意圖,請問高溫會破壞何種物質的活性? ( )13.
酵素的哪一種現象與酵素具有可重複使用的性質有關? ( )14.
下圖為甲乙丙酵素在不同酸鹼度下之活性探討結果,若圖中的丙為核酸酶,則丙有何特性? ( )15.
下列有關酵素的敘述,何者正確? ( )16.
小明有一份關於人體內三種不同酵素的反應速率與酸鹼度的關係圖,根據此圖的數據,小明做了下列推論,試問何者最為合理? ( )17.
下列何者不是酵素的特性? ( )18.
下列哪種金屬離子在人體內具有輔因子的作用? ( )19.
關於酵素的敘述,何者正確? ( )20.
金屬離子會影響酵素的活性,有些可當作輔因子以促進酵素的作用,則下列那種金屬離子是常見的輔因子? |