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第一章

第一章. 細胞 ( Cell). 生化學 ( Biochemistry). 研究活生物內的化學成份及功能  讓人類了解生物體內的機能運作 應用 : 醫科 ( medicine) 及藥劑 ( pharmacy) 農業 ( agriculture) 食品工業 ( food industry) 酉每科技 ( enzyme technology). 活生物體內的元素 ( Elements found in living organisms).

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Presentation Transcript

  1. 第一章 細胞(Cell)

  2. 生化學 (Biochemistry) • 研究活生物內的化學成份及功能  讓人類了解生物體內的機能運作 • 應用 : • 醫科 (medicine) 及藥劑 (pharmacy) • 農業 (agriculture) • 食品工業 (food industry) • 酉每科技 (enzyme technology)

  3. 活生物體內的元素(Elements found in living organisms) • 主要元素 : C, H, O, N, P, S  佔所有生物身體質量及原子數量 99% • 離子 : Na+, Mg2+, Cl-, K+, Ca2+ • 微量元素 : Mn, Fe, Co, Cu, Zn, B, Al, Si, V, Mo, I

  4. 例子 : 人體內各種元素成份 • O (65%) • C (19%) • H (10%) • N (3%) • Mg (0.1%) • Cl (0.2%) • Na (0.2%) • S (0.3%) • K (0.4%) • P (1%) • Ca (1.5%)

  5. 碳的重要性(Importance of carbon) • 有機化學 (organic chemistry) 研究碳水化合物的構造及反應 • 碳的獨有特徵 : • 最外電子層 = 6 e- 形成 4 個單鍵 • 能與其他碳原子形成共價鍵  穩固的鏈 / 環 • 普遍地與 H, P, O, S, N 形成共價鍵 • 有能力形成各種不同的鍵合 (C=C, C=N) • 是細小的原子  份子質量低

  6. 巨大份子(Macromolecules) • 是重複由很多單體組成的份子 • 佔細胞乾重 90% • 可分為以下三類 : • 多糖 (polysaccharides) • *蛋白質 (proteins) • *核酸 (nucleic acids)

  7. 活生物體內的化學物質 • 有機化合物 (Organic compounds) • 體積大而結構複雜的碳氫化合物 • 碳水化合物, 脂肪, 蛋白質, 核酸 • 無機化合物 (Inorganic compounds) • 體積小而結構簡單的化合物 • 如: 無機鹽, 水份

  8. 碳水化合物(Carbohydrates) • 含 C, H, O ( H:O = 2:1 ) • Cx(H2O)y • = 醛類 / 酮類 ( ∵ -OH 羥基 ) • 功能 : • 貯存及釋放能量 • 作為結構物  合成細胞內各種不同的化學物

  9. 種類 : • 糖 ( 單糖 / 雙糖 ) • 多糖 ( 戊聚糖 / 己聚糖 ) • 糖或糖的衍生物 ( 如: 幾丁質, 果膠, 樹膠, 黏液 )

  10. 單糖 (monosccharides / simple sugars) • 單一個糖份子單位 • 結構最簡單的碳水化合物 • 通式 : Cn(H2O)n (n=3-9) • 化學特性 : 具還原力 (還原糖) • 特徵 : 溶於水, 帶有甜味, 能結晶 • 功用 : 1) 提供能量 2) 合成巨大份子

  11. 戊糖 (pentose) • 化學式 : C5H10O5 • 重要性 : 組成 RNA及 DNA ( RNA = Ribonucleic acid 核糖核酸 DNA = Deoxyribonucleic acid 去氧核糖核酸) • 例子 : 1) 核糖 (ribose) 去氧核糖 (deoxyribose) 2) 核酮糖 (ribulose) 3) 輔酉每 ( 如: NAD, 菸醯胺腺嘌呤二核甘酸 ) 4) 三磷酸腺甘 (ATP)

  12. 己糖 (hexose) • 化學式 : C6H12O6 • 例子 : 1) 葡萄糖 (glucose) 2) 果糖 (fructose) 3) 半乳糖 (galactose) • 重要性 : • 呼吸基質  釋放能量 • 消化後的產物 • 光合作用的最初產物 • 合成雙糖 / 巨大份子

  13. 雙糖 (disccharides / double sugars) • 由兩個糖份子縮合形成 • 結構最簡單的碳水化合物 • 通式 : C12(H22O)11 • 化學特性 : 具還原力 (蔗糖除外) • 特徵 : 溶於水, 帶有甜味, 能結晶

  14. 最常見的雙糖 : • 蔗糖 (sucrose) • 葡萄糖 + 果糖 • 重要性 : 貯存物, 植物體內運輸的碳水化合物 • 麥芽糖 (maltose) • 葡萄糖 + 葡萄糖 • 重要性 : 消化澱粉質形成的產物 • 乳糖 (lactose) • 葡萄糖 + 半乳糖 • 重要性 : 哺乳動物嬰兒的主要碳水化合物來源

  15. 多糖 (polysccharides / multiple sugars) • 由多個糖份子縮合形成 • 結構複雜 / 巨大份子 • 可摺疊成緊密的構造 • 通式 : Cx(H2O)y • 化學特性 : 不具還原力 ( 非還原糖 ) • 特徵 : 不溶於水, 無甜味, 不能結晶,

  16. 常見的多糖例子 : • 澱粉質 (starch) • 肝糖 (glycogen) • 纖維素 (cellulose)

  17. 澱粉質 (starch) • 單位 :  - 葡萄糖 • 鍵合 : 糖甘鍵 • 份子結構 : 螺旋繞曲  摺疊成澱粉粒  佔據較少空間 • 化學特性 : 不溶於水, 穩定 • 功用 : • 植物的食物貯備 • 光合產物最終轉化成澱粉 • 作為動物的食糧

  18. 肝糖 (glycogen) • 單位 :  - 葡萄糖 • 鍵合 : 糖甘鍵 • 份子結構 : ~ 澱粉質, 但較多支鏈 : 亦能摺疊成細小的顆粒  貯存在細胞質 • 化學特性 : 較溶於水 • 功用 : 動物及真菌內的食物貯備 ( 貯存在肝臟及肌肉內 )

  19. 纖維素 (cellulose) • 單位 :  - 葡萄糖 • 鍵合 : 糖甘鍵 (-1,4糖甘鍵) • 份子結構 : 10,000  - 葡萄糖  長鏈 : 無分支, 鏈間形成交聯 (cross-bridges)  微纖維 (cellulose microfibrils) • 化學特性 : 不溶於水, 高度穩定, 韌力高, 有彈性 • 功用 : • 形成細胞壁 • 提供食物  草食性動物

  20. 脂肪(Fats / Lipids) • 含 C, H, O ( H:O  2:1 ) • 種類繁多 : • 大多為酯類 ( 酸 + 醇 ), eg. 甘油三酯, 磷脂 • 膽固醇 • 不溶於水, 溶於有機溶劑中

  21. 最常見的脂肪例子 • 甘油三酯 (triglycerids) • 1 甘油 + 3 脂肪酸 • 自然界中最常見的脂肪 • 不溶於水, 密度較水低  浮於水面 • 種類 : 油 (oils), 脂肪 (fats) • 磷脂 (phospholipids) • 膽固醇 (cholesterol)

  22. 最常見的脂肪例子 • 甘油三酯 (triglycerids) • 磷脂 (phospholipids) • 1 甘油 + 2 脂肪酸 + 1 磷酸組 • 雙極性 ( 親水性 + 疏水性 ) • 組成細胞膜的重要材料 • 膽固醇 (cholesterol)

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