基础生物(上).doc

CH 1　生命的特性 1-1　生命現象 生命現象包括新陳代謝、生長、感應、運動和生殖等。 新陳代謝可分為需要消耗能量的合成作用和可以釋出能量的分解作用。 當生物體內整體的合成作用大於分解作用時，便表現出生長的現象。 生物體運動的主要目的是為求取更高的生存機會，例如避敵和覓食。 感應是指生物體能感受內在或外在環境的變化而產生反應，感應是生物體求生存必要的能力。 單細胞生物的運動構造可分為偽足、纖毛和鞭毛三類。 生物體的生殖方式分為無性生殖和有性生殖兩類。後者需經由雌、雄生殖細胞的結合才能產生子代。 1-2　細胞的構造 許旺和許來登提出「動、植物皆由細胞所構成」的細胞學說雛形；菲可提出「一切細胞皆由細胞產生，且細胞是所有生命的基本單位」。 細胞學說的三要點： 所有生物體皆由細胞所組成。 細胞是生物體構造和功能的單位。 細胞是由原已存在的細胞分裂而來。 原核生物的細胞具有細胞壁、細胞膜和細胞質，但缺乏核膜和各種特化的膜質胞器。 原核生物的細胞之細胞壁主要成分為肽聚糖；真核生物中的植物細胞之細胞壁主要成分則為纖維素（植物界）。 細胞膜是由雙層磷脂分子、蛋白質和少量醣類組成；細胞膜的主要功能為選擇性地控制物質進出細胞。 細胞核外圍雙層的核膜，核膜上有許多核孔；細胞核內含有染色質和核仁。 內質網是與核膜相連的單層膜網狀構造，可以協助細胞內物質的運輸，也參與進行脂質合成。 核糖體是由核糖核酸（RNA）和蛋白質所組成的顆粒狀非膜質構造，是細胞合成蛋白質的場所。 高基氏體是由多個單層膜質扁囊組成的構造，與細胞的分泌有關。 中心粒是由蛋白質微管所構成的短柱狀構造，它與細胞分裂以及鞭毛、纖毛的形成有關。 粒線體是細胞進行有氧呼吸的場所，又稱為細胞的能量工廠。 葉綠體內含基質和許多葉綠囊，是藻類和植物細胞進行光合作用的場所。 植物細胞具有明顯的大型中央液胞，可儲存水分和產生膨壓，與維持植物細胞的形狀有關。 1-3　細胞的生理 氧、碳、氫氮是細胞中含量最多的四種元素。 水是細胞中含量最多的，蛋白質是細胞中含量最多的有機物。 醣類又稱為碳水化合物，可分為單醣、雙醣和多醣類。單醣是氧化提供細胞能量的主要來源。 蛋白質的基本構造單位為20種胺基酸，由碳、氫、氧、氮、硫五種元素所組成。 脂質由碳、氫、氧三種元素組成，可分為中性脂、磷脂和固醇類三類。 核酸的基本單位稱為核苷酸，由碳、氫、氧、氮和磷五種元素組成，細胞內的核酸可分為去氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）兩類。 小分子物質通過細胞膜的方式包括不需消耗能量的被動運輸（簡單擴散、促進性擴散和滲透作用）以及需要消耗能量的主動運輸。 處於等張溶液中的細胞，其形狀維持不變。 處於高張溶液中的動物細胞會萎縮變形，植物細胞則發生原生質萎縮。 處於低張溶液中的動物細胞會脹破，植物細胞因細胞壁保護而不會脹破。 細胞中的化學反應，通常需要酵素（酶）的催化才能順利進行。 輔酶是協助酵素作用的非蛋白質有機物，如維生素B群。 酵素通常由蛋白質構成，凡能影響蛋白質活性的因素，如溫度、酸鹼度和重金屬離子等，通常也會影響酵素的作用。 1-4　細胞及能量 ATP是一種核苷酸，是生物細胞中共通的能量貨幣。 ATP水解為ADP和磷酸（Pi）時，可釋出能量供細胞活動；而細胞利用呼吸作用所產生的能量，又可使ADP和Pi重新形成ATP。 藻類和綠色植物藉光合作用，將太陽能轉為化學能儲存於有機化合物中。 生物細胞藉呼吸作用，將有機化合物所蘊藏的化學能轉存於ATP分子中。 光合作用的光反應在葉綠囊進行，包括水的分解、釋出O2，以及產生ATP、NADPH。 光合作用的碳反應在葉綠體的基質進行，利用光反應產生的ATP和NADPH提供能量，將CO2固定、合成醣類。 影響光合作用的環境因素，包括光強度、溫度、CO2濃度和土壤中的水分含量等。 一分子葡萄糖進行有氧呼吸可產生36或38個ATP；若進行無氧呼吸（酒精發酵或乳酸發酵），僅能獲得個ATP。 影響呼吸作用的主要外在因素為溫度和氧濃度。 CH 2　 2-1　細胞分裂 真核生物的細胞分裂包括有絲分裂和減數分裂。 通常遺傳物質以染色質形式存在。在細胞分裂期時，染色質和一些特殊蛋白質纏繞、濃縮形成染色體。 人類的體細胞為雙套染色體（2n），生殖細胞（卵或精子）為單套染色體（n）。 有絲分裂時，染色體會複製一次，細胞分裂一次；最後生成二個和原先一模一樣的細胞。 植物細胞的有絲分裂和動物細胞主要不同處是：(1)不具中心粒；(2)在分裂快完成時細胞膜不會向內凹陷，而是在紡錘體中央產生細胞板，然後形成新的細胞膜及細胞壁。 減數分裂就是將染色體數目減半的分裂方式。染色體複製一次，細胞分裂兩次，最後產生四個子細胞。 2-2　性狀的遺傳 生物的每種性狀是由一對遺傳因子控制，這對遺傳因子稱為等位基因。 孟德爾推論出遺傳的