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1、第一章第一章 細胞與生物體細胞與生物體 細胞的生理物質進出細胞膜的方式物質進出細胞膜的方式物質進出細胞膜的方式擴散作用主動運輸胞囊運輸簡單擴散促進性擴散胞吐作用胞吞作用簡單擴散簡單擴散n n原理與特性n n物質直接通過細胞膜，由高濃度往低濃度移動物質直接通過細胞膜，由高濃度往低濃度移動 n n不耗能不耗能 n n濃度梯度越大，擴散速率越快濃度梯度越大，擴散速率越快 n n當分子大小增加時，通過細胞膜的擴散速率就當分子大小增加時，通過細胞膜的擴散速率就會降低會降低 n n例子n nO O、COCO、NONO等不帶電荷的小分子等不帶電荷的小分子 n n脂溶性物質如脂溶性維生素、酒精、乙醚等物脂溶性
2、物質如脂溶性維生素、酒精、乙醚等物質質 促進性擴散促進性擴散n n原理與特性n n物質需藉細胞上的運輸蛋白進行擴散作用，由物質需藉細胞上的運輸蛋白進行擴散作用，由高濃度往低濃度移動高濃度往低濃度移動 n n兩種運輸蛋白兩種運輸蛋白n n通道蛋白具中空孔道通道蛋白具中空孔道n n載體蛋白可以與特定的分子結合載體蛋白可以與特定的分子結合n n運輸蛋白具有專一性運輸蛋白具有專一性 n n不耗能不耗能 n n促進性擴散的速度較簡單擴散快促進性擴散的速度較簡單擴散快 促進性擴散促進性擴散n n例子n n葡萄醣、胺基酸等葡萄醣、胺基酸等 n n部分帶電離子部分帶電離子 n n帶電離子的擴散受到細胞膜內外離
3、子濃度差及總電帶電離子的擴散受到細胞膜內外離子濃度差及總電荷差的影響荷差的影響 n n大部分的帶電分子進出細胞膜時，需藉特殊蛋白質大部分的帶電分子進出細胞膜時，需藉特殊蛋白質的運轉的運轉 擴散作用擴散作用滲透作用滲透作用n n專指水分子通過半透膜的擴散現象 n n不耗能 n n引起滲透作用的原因：細胞膜兩側溶質濃度的差異 n n滲透壓（O.P. ）n n由於滲透作用對半透膜所造成的壓力由於滲透作用對半透膜所造成的壓力 n n溶液濃度越高，滲透壓越高；溶液濃度越低，溶液濃度越高，滲透壓越高；溶液濃度越低，滲透壓越低滲透壓越低 n n水分子淨移動方向：滲透壓低水分子淨移動方向：滲透壓低滲透壓高滲透
4、壓高 滲透壓滲透壓滲透作用滲透作用n n膨壓（T.P.） n n植物細胞內大型液胞膨脹壓迫植物細胞的壓力植物細胞內大型液胞膨脹壓迫植物細胞的壓力 n n膨壓的重要性膨壓的重要性 n n能使植物細胞維持固定形狀能使植物細胞維持固定形狀 n n提供草本植物莖、枝、葉的支持力提供草本植物莖、枝、葉的支持力 n n植物氣孔開閉、根部吸水及植物的局部運動均與膨植物氣孔開閉、根部吸水及植物的局部運動均與膨壓有關壓有關 等張溶液等張溶液n n等於細胞生理濃度的溶液，此細胞外溶液稱等張溶液等張溶液或等滲透壓溶液等滲透壓溶液 n n細胞內滲透壓與外界相等細胞內滲透壓與外界相等 n n各類生物細胞的等張溶液濃度不
5、同各類生物細胞的等張溶液濃度不同n n哺乳類約哺乳類約0.90.9 氯化鈉溶液氯化鈉溶液n n兩生類約兩生類約0.650.65 氯化鈉溶液氯化鈉溶液 低張溶液、高張溶液低張溶液、高張溶液n n低於細胞生理濃度的溶液，稱低張溶液低張溶液或低滲透壓溶液低滲透壓溶液 n n細胞內滲透壓較大細胞內滲透壓較大n n水滲入細胞，細胞吸水膨脹水滲入細胞，細胞吸水膨脹 n n高於細胞生理濃度的溶液，稱高張溶液高張溶液或高滲透壓溶液高滲透壓溶液 n n細胞內滲透壓較小細胞內滲透壓較小 n n水滲出細胞，細胞失水萎縮水滲出細胞，細胞失水萎縮 主動運輸主動運輸n n特性及原理n n物質藉細胞膜上的載體蛋白進行運輸，
6、用來加物質藉細胞膜上的載體蛋白進行運輸，用來加速物質的運輸或將物質由低濃度往高濃度運輸速物質的運輸或將物質由低濃度往高濃度運輸 n n耗能，能量由耗能，能量由ATPATP的分解所提供的分解所提供 n n例子n n鈉鈉鉀幫浦的作用、質子幫浦鉀幫浦的作用、質子幫浦 n n植物根由土壤中吸收無機鹽類植物根由土壤中吸收無機鹽類 n n人類甲狀腺吸收碘人類甲狀腺吸收碘 n n動物腎小管吸收鈉離子動物腎小管吸收鈉離子 n n生活於海水中的昆布吸收碘生活於海水中的昆布吸收碘 n n動物小腸對葡萄糖的吸收動物小腸對葡萄糖的吸收 主動運輸主動運輸鈉鈉鉀鉀幫幫浦浦、質質子子幫幫浦浦胞囊運輸胞囊運輸n n特性與原理
7、n n大分子物質經由形成囊泡的方式進出細胞膜大分子物質經由形成囊泡的方式進出細胞膜 n n消耗能量消耗能量 n n兩大類型兩大類型n n胞吐作用：將大分子由細胞內送至外界胞吐作用：將大分子由細胞內送至外界 n n胞吞作用胞吞作用n n胞噬作用：細胞伸出偽足將細胞外大型固體物質攝入胞噬作用：細胞伸出偽足將細胞外大型固體物質攝入 n n受體媒介胞噬作用：細胞膜表面有受體蛋白，可與特殊分受體媒介胞噬作用：細胞膜表面有受體蛋白，可與特殊分子結合，當受體與特殊分子結合，受體所在的細胞膜表面子結合，當受體與特殊分子結合，受體所在的細胞膜表面便向內凹陷形成囊泡便向內凹陷形成囊泡 n n胞飲作用：細胞膜向內凹
8、陷，將外界液體包入形成小囊泡，胞飲作用：細胞膜向內凹陷，將外界液體包入形成小囊泡，藉以攝入溶液中的可溶性大分子物質藉以攝入溶液中的可溶性大分子物質 胞吞作用胞吞作用胞噬作用受體媒介胞噬作用胞飲作用胞囊運輸胞囊運輸n n例子n n動物胰臟細胞所製造的消化動物胰臟細胞所製造的消化酶酶，經胞吐作用釋，經胞吐作用釋出至細胞外出至細胞外 n n草履蟲藉胞吐作用排泄代謝廢物草履蟲藉胞吐作用排泄代謝廢物 n n白血球形胞噬作用吞噬細菌白血球形胞噬作用吞噬細菌 n n胰島素藉受體媒介胞噬作用進入標的細胞胰島素藉受體媒介胞噬作用進入標的細胞 n n微血管管壁藉胞飲作用攝入細胞外液體微血管管壁藉胞飲作用攝入細胞外
9、液體 酵素的性質酵素的性質n n酵素的成分為蛋白質 n n酵素的其他特性n n催化性催化性n n降低化學反應所需要的活化能，加速反應進行降低化學反應所需要的活化能，加速反應進行 n n不能引發化學反應，也不能改變化學反應的方向不能引發化學反應，也不能改變化學反應的方向 n n周轉性周轉性n n酵素催化受質產生新物質後，酵素的活性部位仍可酵素催化受質產生新物質後，酵素的活性部位仍可再結合新的受質，故酵素可反覆使用再結合新的受質，故酵素可反覆使用 n n專一性專一性n n酵素構造有一定的立體結構、大小、電荷和活性部酵素構造有一定的立體結構、大小、電荷和活性部位，與受質間有高度專一性位，與受質間有高
10、度專一性 酵素的性質酵素的性質n n酵素的其他特性n n敏感性敏感性n n凡影響蛋白質的因素都會影響酵素的活性凡影響蛋白質的因素都會影響酵素的活性 n n有些酵素需要輔有些酵素需要輔酶酶協助作用協助作用 n n在活細胞外亦可作用在活細胞外亦可作用 n n酵素在生物體內促成生理作用的完成大多是一酵素在生物體內促成生理作用的完成大多是一系列連貫的變化，需由許多酵素一次促成，此系列連貫的變化，需由許多酵素一次促成，此類一系列的酵素稱為類一系列的酵素稱為酶酶系系 影響酵素活動的因素影響酵素活動的因素n n酶量n n當受質量充足時，反應速率和當受質量充足時，反應速率和酶酶量成正比量成正比 n n受質量n
11、 n在一定範圍內，反應速率與受質量成正比在一定範圍內，反應速率與受質量成正比 n n溫度n n每一種酵素都有其最適合作用的溫度範圍，在每一種酵素都有其最適合作用的溫度範圍，在此範圍內，溫度越高，反應越快此範圍內，溫度越高，反應越快 n n溫度低時酵素活性降低，但不被破壞，可以低溫度低時酵素活性降低，但不被破壞，可以低溫保持酵素溫保持酵素 n n溫度過高，大部分的酵素會被破壞溫度過高，大部分的酵素會被破壞 影響酵素活動的因素影響酵素活動的因素n npH值：不同酵素具有不同的最適作用pH值 n n人體內唾液澱粉人體內唾液澱粉酶酶，在，在pH6.2pH6.27.07.0的環境下活的環境下活性最好性最
12、好 n n人體小腸內的酵素，在弱鹼環境下作用最旺盛人體小腸內的酵素，在弱鹼環境下作用最旺盛（pH7.8pH7.89.09.0） n n人體胃蛋白人體胃蛋白酶酶在酸性環境下活性最大（約在酸性環境下活性最大（約pH2.0pH2.0） 影響酵素活動的因素影響酵素活動的因素影響酵素活動的因素影響酵素活動的因素n n重金屬：重金屬離子會使酵素失去活性n n痛痛病：鎘痛痛病：鎘CdCd會降低骨骼細胞中鹼性磷酸會降低骨骼細胞中鹼性磷酸酶酶的活性，使骨骼的強度變差，引起軟骨症、關的活性，使骨骼的強度變差，引起軟骨症、關節疼痛節疼痛 n n水俁病：汞水俁病：汞HgHg使神經細胞的酵素失去活性，使神經細胞的酵素失去活性，造成汞中毒，出現四肢麻痺、語言障礙等症狀造成汞中毒，出現四肢麻痺、語言障礙等症狀 n n有些酵素以酶原的方式被合成，在特定地點、適當時機才被活化n n胰蛋白胰蛋白酶酶胰蛋白胰蛋白酶酶 n n血液中的凝血血液中的凝血酶酶原原凝血凝血酶酶 輔輔酶酶 n n輔酶為非蛋白質的有機物，維生素B群大多是輔酶的成分之一，如菸鹼酸是輔酶NAD的一部份，維生素B是FAD的一部份 n n輔酶可協助酵素的作用，不具有專一性，可重複使用 n n部分金屬元素，亦協助酵素進行化學反應，如銅、鐵等
