第一章细胞和生物体.ppt

第一節　細胞 地球上種類繁多的生物，不論是單細胞或多細胞生物，都是由細胞所構成的 能控制物質進出，使得細胞內的環境恆定，以進行各種代謝作用維持生命 組成多細胞生物的細胞已分化；分化後的細胞進而形成組織、器官以及器官系統（organ system），分別有其特殊的功能。 複雜的多細胞生物，如樹木和人類 由數種器官或器官系統組成的生命個體 第一節 細　胞 細胞 生物體構造及功能的基本單位 構造： 細胞核：細胞生理活動的控制中樞 細胞質：具有胞器 細胞膜 細胞與環境間的分界 選擇性的通透膜 可控制物質進出細胞，以交換氣體、吸收養分及排除廢物等 1-1.1 通過細胞膜的運輸 通道蛋白（channel protein） 載體蛋白（carrier protein） 具有中空的孔道，物質可經由這個孔道進出細胞 又稱載體（carrier） 載體先結合所運輸的物質，再將之運輸通過細胞膜 兩種運輸蛋白對所運輸的物質均具有專一性 物質通過細胞膜的方法 被動運輸（passive transport） 主動運輸（active transport） 被動運輸 過程：物質是由高濃度往低濃度的方向移動，不需耗費能量 種類： 擴散作用 簡單擴散（simple diffusion） 便利擴散（facilitated diffusion） 簡單擴散（simple diffusion） O2、CO2、NO及脂溶性小分子等 這些分子可直接通過細胞膜的脂雙層 便利擴散（facilitated diffusion） 如葡萄糖、胺基酸和部分離子 必須藉細胞膜上的通道蛋白或載體蛋白進行擴散作用 細胞內溶解的分子及離子等物質，會使得胞液具有一定的濃度 生物細胞膜對物質的進出細胞是具有選擇性的，細胞膜的選擇性通透，限制了溶質離開細胞 若將細胞置於與其胞液不同濃度的溶液中，則水分子便會進行擴散 滲透（osmosis） 水分子通過一層選擇性膜的擴散 圖1-2　滲透作用：長頸漏斗以蔗糖分子無法通過的選擇性通透膜封口，漏斗內置入蔗糖溶液，將此裝置放入水中一段時間後，長頸漏斗中的液體體積會增加，使水柱上升，此為水滲透至蔗糖溶液中所致。若一直放置於水中，則水柱並不會無限上升，在升到一定的高度時，就不會再升高，表示這個高度可阻止水分子再度滲透，這就是動態平衡，此時水分子進出選擇性通透膜的速率相等。 若某液體的濃度等於細胞內的溶液濃度，則此液體為該細胞的等張溶液（isotonic solution） 以人類而言，例如：醫院的生理食鹽水就是人體細胞的等張溶液 高張溶液 若細胞外的液體濃度高於細胞內的溶液濃度，則該液體為高張溶液 例如：濃鹽水之對於人體細胞液 低張溶液 若細胞外的液體濃度低於細胞內的溶液濃度，則此液體為低張溶液 例如：蒸餾水對人體細胞液而言 等張溶液：細胞外的溶液濃度若等於細胞的生理濃度 高張溶液：高於細胞之生理濃度的溶液 低張溶液：低於細胞之生理濃度的溶液 以紅血球細胞為例 若將生物的細胞置於等張溶液中，則細胞可維持正常的形狀 如將人的紅血球置於高張溶液中，水會滲透至細胞外，使紅血球萎縮 將紅血球置於低張溶液中，水將滲透進入細胞內，使紅血球膨脹，若溶液的濃度過低，則細胞可能會因水持續滲入而膨脹至破裂 臺灣海邊的菜園，經常面臨海水倒灌的情形，而造成植物蔫ㄋㄧㄢ死 主動運輸 主動運輸是細胞藉著膜上的載體蛋白，以消耗能量的方式，將物質由低濃度往高濃度的方向運送 植物的根能利用主動運輸從土壤中吸收無機鹽類 人類的甲狀腺藉此作用吸收碘 動物的腎臟亦藉此作用回收鈉離子 1-1.2 膨壓 將植物細胞置於低張溶液中，水分會滲透進入細胞，使植物細胞膨脹，由於植物細胞有細胞壁保護，故不會因膨脹而破裂 膨壓 定義：植物細胞吸水導致細胞質產生壓迫細胞壁的壓力 功能：膨壓能使植物細胞維持特定的形狀，並且提供草本植物的支持力 膨壓 與原生質離現象 A、置於蒸餾水中的植物細胞產生膨壓 將植物細胞置於高張溶液中，細胞內的水分會滲透離開細胞，導致細胞失水，使得細胞膜與細胞壁分離 膨壓 與原生質離現象 B、置於濃鹽水中的植物細胞產生原生質離的現象 想一想 乾旱會使植物脫水枯萎，而土壤中有過多的鹽類離子亦會使植物枯萎，你可以動手做一做下列的實驗 首先將綠豆播種於舖棉花的容器中，當幼苗長至5～7公分長時，以鹽水澆於容器中，你將觀察到這些豆苗倒伏，為什麼？ 1-1.3 酵素的性質和活性、影響酵素作用的因素 細胞內化學物質的合成與分解作用，通常需特殊的蛋白質催化以加速其反應的進行，這類蛋白質稱為酵素（enzyme） 活化能（activation energy） 使反應物產生反應所需的最低能量，酵素能降低活化能以達到加速反應的目的 酵