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1-1 生命現象 生物與無生物的差別

到底什麼是生命現象？

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生命現象 感應 運動 新陳代謝 生長 繁殖

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感應 生物對外界刺激所產生的適當反應，以利於生存。 A. 植物的向地性、向濕性 B. 氣溫升高 熱 C. 細菌趨向營養濃度高的地方

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運動 生物體感應環境變化時的現象 氣溫升高 熱 搧風、開冷氣 植物會運動嗎？

含羞草 --- 觸發運動酢醬草 --- 睡眠運動睡蓮—白天開花，晚上閉合

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新陳代謝﹝生物生存的基本條件，生命的基本特質﹞ 生物體為維持生命現象，必須由環境取得能量與含有能量的化學物質，並將此轉變成生物體可以利用的形式，包括分解作用與合成作用的現象，稱為新陳代謝，簡稱代謝。 呼吸作用〈分解、異化〉 光合作用〈合成、同化〉

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能量 OHCOOOHC 2226126

OHCO 22 OHOOHC 226126 能量

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生長與發育 晶體的增大，是生長嗎？ 從受精卵分化到一個生物體，除了細胞體積的增加外，還有什麼嗎？ 細胞不可能很巨大。 當生物體的 合成作用 > 分解作用 有機物質累積，使得生物細胞 生物體便因此表現出生長現象。

細胞體積擴增 (質 )，細胞分裂 (量 )，細胞分化 (不同組織 )

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繁殖 有性！ 無性！ 彩卷的選擇：號碼重組 (基因重組 )、產生更多變異。 無性生殖只是買了一張彩票，然後把它複印了許多次，複印得再多也不能增加中獎概率 ，有性生殖卻是買了許多不同號碼的彩票，顯然最有可能中獎 沒有絕對好壞的區別，只有相對適不適合。 目的：族群延續

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1-2 細胞的化學組成 細胞的發現 細胞的化學組成

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細胞的發現 伽利略發明望遠鏡 虎克將顯微鏡改良，加裝一個可攜帶油燈的支架，作為照明用。觀察軟木塞，看到許多蜂窩狀的小格子(死細胞 )，並以拉丁文 cellulae（小房間）命名虎克有看到真正的細胞嗎？

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雷文霍克加裝一組透鏡，使得顯微鏡放大倍率增加為 300 倍，因而發現水中的微生物、血液循環、人類與哺乳動物的精子。這是人類第一次完整的觀察到活細胞

1831年，英國植物學家布朗（ Brown）觀察到細胞內有一球狀的構造，並稱之為核

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細胞學說 (1839年 )

動物學家布朗（ Robert Brown）和許旺（ Theodor Schwann）和植物學家許來登（ Matlhias Schleiden）的研究後，發現動物和植物都是由細胞構成的﹐於是確立了細胞學說的第一個原理 ----「生物是由一個或一個以上的細胞構成的」﹐亦即「細胞是構成生物體的基本單位」。

但是，細胞到底從哪裡來呢？

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細胞學說的第二個原理，德國生理學家，菲可提出： 生物體是由細胞所構成，所有細胞均來自已存在的細胞

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現代細胞學說 1. 細胞是構造的基本單位 2. 細胞是生理單位 3. 細胞來自於細胞分裂

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細胞的化學組成 細胞是生物體的基本單位 構成細胞的物質為原生質，成分為水、蛋白質、醣類、脂質與核酸為主，並含有少量的維生素與無機鹽類。 表 1-1 細胞內的有機物： 醣類 ( 單醣 ) 蛋白質 ( 胺基酸 ) 脂質 ( 脂肪酸 ) 核酸 ( 核苷酸 )

構成生物體的元素： C、 H、 O、 N(>96%)

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醣類 自然界存量最豐富與分布最廣的有機物。 為細胞能量的主要來源 由碳、氫、氧三種元素組成， C ： H ： O = 1 ： 2 ： 1 醣類的化學通式：

nOCH )( 2

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醣類的分類

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生物體中常見的單醣1. 六碳糖

五碳糖 (RNA 、 DNA)

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單糖雙糖： 2單醣寡糖： 3~10單醣多醣：很多單醣

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多醣纖維素、澱粉肝醣幾丁質 ( 某些真菌的細胞壁、甲殼動物與節肢動物的外骨骼 )肽聚糖 ( 細菌的細胞壁 )

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脂質 種類有：中性脂肪、油、磷脂質、蠟、膽固醇。 共同特徵：難溶於水，易溶於乙醚、氯仿等有機溶劑。

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疏水性 v.s. 親水性 中性脂肪

磷脂質

膽固醇

1 甘油 + 3 脂肪酸 三酸甘油酯 (中性脂肪 ) 室溫下，呈固態的為脂肪；液態為油

磷酸根易溶於水，增加親水性1 甘油 + 2 脂肪酸 磷脂質構成細胞所有膜狀構造的主要成分。

親水端 磷酸根

疏水端

疏水端

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脂質到底是以何種方式存於水中？

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脂質的功能 構成細胞膜的主成分之ㄧ 提供生物能量　　　　

維持動物體溫　　例如：企鵝

脂質 脂肪酸甘油

細胞中進行呼吸作用 2CO 水與能量

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蛋白質 主要由Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ四種元素所組成，有些尚含有Ｓ。 蛋白質由許多胺基酸所組成，為細胞內含量最多的有機物。例如：酶、胰島素等激素、毛髮、指甲、抗體、血紅素…… 蛋白質的組成單位為２０種胺基酸。

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胺基酸分子含有五個部份：中心Ｃ原子，分別接上Ｈ、ＣＯＯＨ、ＮＨ２（胺基）、　Ｒ（側鏈或是殘基）不同的胺基酸差異只在Ｒ的不同。

組成蛋白質的單元體－－－胺基酸

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丙胺酸與天門冬胺酸的基本結構相似，只差異在Ｒ基的不同蛋白質的種類因胺基酸的種類、數目及排列順序而有所不同，不同的蛋白質具有不同的生物功能。

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胺基酸如何構成不同種類的蛋白質？兩個胺基酸脫去一分子的Ｈ２Ｏ後，形成肽鍵（醯胺鍵）。

雙硫鍵共價鍵、凡得瓦力、氫鍵、離子鍵。蛋白質可由一條或是多條肽鏈構成

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蛋白質的功能 構成生物體　　　　例如：細胞膜上的膜蛋白、膠原蛋白、毛髮與角… .等。 儲存　　　　例如：蛋白、植物種子中的蛋白質。 運輸　　　　例如：血紅素（含鐵蛋白）。 運動　　　　例如： 防禦　　　　例如：抗體 調節生理 提供能量

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核酸 核酸，是由許多核苷酸所組成。 可分成去氧核糖核酸（ＤＮＡ），及核醣核酸（ＲＮＡ） 細胞儲存與表現遺傳訊息的分子。

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核苷酸 由五碳糖、含氮鹼基、磷酸根組成。

五碳糖 含氮鹼基Ｐ

核糖去氧核糖

ＡＧＣＴＵ

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核酸ＤＮＡ 去氧核糖

Ａ（腺嘌呤）Ｇ（鳥糞嘌呤）Ｃ（胞嘧啶）Ｔ（胸腺嘧啶）

ＲＮＡ 核糖Ａ（腺嘌呤）Ｇ（鳥糞嘌呤）Ｃ（胞嘧啶）Ｕ（脲嘧啶）

如果，生物體要製造 DNA及 RNA，請問需要製造出幾種核苷酸才能夠用？ 幾種含氮鹼基？８種 ５種

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核苷酸除了是 DNA 與 RNA 的組成成分外，還參與許多重要的生理反應 功能　　　　遺傳物質　　　　參與代謝　　　　能量傳遞　　　　輔酵素的成分　　　　訊號分子

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ＡＴＰ ( 三磷酸腺苷 ; 腺嘌呤核苷三磷酸 )

細胞中能量的攜帶者，常被喻為能量代幣。 ATP由腺嘌呤、五碳糖及 3 個磷酸根所組成。 細胞需要能量時， ATP會斷裂磷酸根形成 ADP，將能量釋放出，供細胞所需。

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AMP

♥距離中心核糖越遠的磷酸根，越容易斷裂而釋出能量。♥ “ ～” 為高能磷酸鍵。♥每一分子的 ATP，最多只能產生 2個高能磷酸鍵。

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需能

61262 OHCO 肝醣同化作

用

ATP

ADP+Pi

異化作用

很多葡萄糖聚合成肝糖儲存產能

細胞中的化學反應與能量關係圖