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生命科學 第一章 細胞和生物體. 第一章第 1 節 細胞的構造. 生命科學(生物科學): 定義:討論生物個體生理活動的科學 生物:有 生命 的個體 生命現象:生長 . 生殖 . 感應 . 運動 . 新陳代謝及適應. 生物的組成層次. 顯微鏡的發現 伽利略 : 1610 年 第一個使用顯微鏡觀察生物 虎克 ( 1635~1703 ): 微物圖誌 ,1665 年 觀察到軟木塞植物細胞的 細胞壁 第一個命名 細胞 ( cell 小空腔) 雷文霍克 ( 1632~1723 ): 1667 年 第一個看到活細胞 , 發現 細菌 細菌學之父 . 微生物學之父.
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生命科學第一章細胞和生物體 第一章第1節細胞的構造
生命科學(生物科學): • 定義:討論生物個體生理活動的科學 • 生物:有生命的個體 • 生命現象:生長.生殖.感應.運動.新陳代謝及適應
顯微鏡的發現 • 伽利略:1610年 • 第一個使用顯微鏡觀察生物 • 虎克(1635~1703):微物圖誌,1665年 • 觀察到軟木塞植物細胞的細胞壁 • 第一個命名細胞(cell小空腔) • 雷文霍克(1632~1723):1667年 • 第一個看到活細胞,發現細菌 • 細菌學之父.微生物學之父
顯微鏡的發展 虎克 雷文霍克
顯微鏡種類 複式光學顯微鏡 電子顯微鏡
各種顯微鏡下的綠藻(四角藻) 穿透式電子顯微鏡 TEM(生物或細胞內的超顯微構造) 掃瞄式電子顯微鏡 SEM(立體影像 觀察外部形態) 光學顯微鏡
細胞學說:許旺(動物學家)和許來登(植物學家)於1839年共同發表細胞學說細胞學說:許旺(動物學家)和許來登(植物學家)於1839年共同發表細胞學說 • 一切生物,從單細胞到高等動植物都是由細胞所組成;細胞是生物體的形態和功能活動的基本單位 • 菲可對細胞學說提出修正:1855年 • 一切生物皆由細胞組成 • 細胞是生物體構造和功能的基本單位 • 一切細胞皆由原來的細胞分裂而來
細胞核:核膜.核質.核仁.染色質 膠狀基質:許多不同物質 溶於水 細胞質 • 大多數細胞很小,肉眼看不見 • 最大細胞:鴕鳥蛋(肉眼可以看見) • 最小細胞:最小細菌(直徑不到1μm) • 最長細胞:神經細胞(可長達1m) 原生質 胞器:內質網.核糖體.高基 氏體.粒線體.溶體. 中心粒.葉綠體 細胞 細胞膜 後成質:細胞壁.大液胞.代謝產物 (澱粉粒.結晶.油滴… )
細胞質:由多種胞器及膠狀基質所組成 • 細胞骨架:三種蛋白質纖維構成(由粗到細為微管.中間絲.微絲)
滲透壓 膨壓 植物細胞
液胞的種類 A.草履蟲的伸縮泡 B.變形蟲利用偽足捕捉原生動物,形成食泡後,再利用細胞內的溶體將食物分解
動物細胞行有絲分裂時,紡錘絲牽引染色體向兩極︵星狀體︶移動動物細胞行有絲分裂時,紡錘絲牽引染色體向兩極︵星狀體︶移動 中心粒︵體︶ 中心體 紡錘絲 星狀體
半自主胞器:本身含有DNA.RNA及核糖體,能自行合成小部分本身所需要的蛋白質半自主胞器:本身含有DNA.RNA及核糖體,能自行合成小部分本身所需要的蛋白質
粒線體模式圖 • 呼吸作用:葡萄糖+O2→CO2+H2O+能量(ATP) P~P~P A AMP ADP ATP(有二個高能磷酸鍵)
光合作用: CO2+H2O+光能→C6H12O6+O2+H2O 葉綠體構造 • 色素體轉變為1.葉綠體 2.白色體(根.莖中儲存食物,如澱粉) 3.雜色體(花.果實.葉的多種色素)
內質網有二種:粗糙內質網(RER有核糖體附著)平滑內質網(SER沒有核糖體附著)內質網有二種:粗糙內質網(RER有核糖體附著)平滑內質網(SER沒有核糖體附著) • 內質網和核糖體必須用電子顯微鏡才可以看見
內質網與核糖體模式圖 ER:endoplasmic reticulum • RER與SER兩者相通
溶體的形成及其功能 • 溶體的形成:內質網(RER→SER)→高基氏體→囊泡(如溶體…) 胞內 胞泄作用
溶體的功能 A.白血球利用偽足捕捉細菌(變形蟲運動)再利用細胞內溶體將細菌分解 B.溶體分解胚胎指頭間的組織及蝌蚪的尾部
微粒體:只存在特定細胞中,不同細胞功能不一微粒體:只存在特定細胞中,不同細胞功能不一 • 肝細胞:具有代謝含氮物質的酵素 • 都含有觸酶酵素,可以分解過氧化氫(H2O2) • 種子的胚乳或子葉細胞:將脂質轉化為醣類或胺基酸 • 葉內光合作用細胞:具光呼吸代謝作用途徑的酵素,可以協助光合作用
細胞核的構造 細胞核之模式圖 轉譯 轉錄 • DNA RNA 蛋白質 (C) 染色體
細胞膜:選擇性生物膜,是單層膜 • 具有半透性(不帶電荷且分子夠小者可直接通過) • 主要成分:磷脂質和蛋白質 • 功能:控制物質進出
細胞膜(流體鑲嵌模式) • 1972年美國學者辛格及尼克森提出流體鑲嵌模式(動態組成分子可以個別移動)
細胞壁:位於細胞的細胞膜外 • 為高基氏體的分泌物,主要成分為纖維素 • 功能:保護細胞及維持細胞形狀 植物細胞壁的纖維
植物細胞壁與原生質絲(穿過細胞膜與細胞壁的絲狀構造,交換養分與訊息的構造)植物細胞壁與原生質絲(穿過細胞膜與細胞壁的絲狀構造,交換養分與訊息的構造)
動物細胞及植物細胞的比較 • 動.植物細胞都有: • 細胞膜.細胞質及細胞核 • 粒線體.核糖體.內質網.高基氏體.液胞等構造 • 植物細胞特有:細胞壁.葉綠體.大液胞.原生質絲 • 動物細胞特有:中心粒
原核生物和真核生物的比較 • 真核與原核細胞都有細胞膜.細胞質.遺傳物質(DNA)及核糖體 • 原核生物在細胞膜合成ATP • 藍綠菌的葉綠素存在葉綠囊上 • 部分原核生物具有莢膜.鞭毛.線毛
笠藻的性狀由哪一部份決定? 性狀由位在足部的細胞核決定
原生質:有生命的物質(維持生物體的基本物質)原生質:有生命的物質(維持生物體的基本物質) • 水:含量最多(無機物) • 醣類:能量的主要來源 • 蛋白質:含量最多的有機物 • 脂質:每克產生能量最高(9Kcal/g) • 核酸:DNA和RNA(核苷酸:如ATP) • 維生素 • 無機鹽 • 能量物質:醣類.蛋白質和脂質 • 無機物:水和無機鹽
水(H2O):細胞內含量最多的無機物,約70%(占體重2/3)水(H2O):細胞內含量最多的無機物,約70%(占體重2/3) • 水的功能 • 最佳溶劑:進行化學反應及運輸需要在水溶液中進行 • 水溶液可以輕微解離:影響酸鹼值及酵素的功能 • 穩定溫度:因水的比熱大(H=mst),可以穩定地球及生物的溫度
水分子藉氫鍵連結在一起(極性分子) NaCl溶於水(最佳溶劑)
水的特性 水棲昆蟲在水面行走(表面張力:內聚力) 毛細作用(內聚力與附著力)
醣類:〔C(H2O)〕n碳水化合物 • 單醣:葡萄糖最多,主要供能者 • 五碳糖:核糖及去氧核糖(核酸的成分) • 六碳糖:葡萄糖.果糖及半乳糖 • 雙醣:兩分子單醣脫水形成 • 麥芽糖:兩分子葡萄糖脫水(萌發種子內) • 蔗糖:葡萄糖+果糖(植物運輸養分的形式) • 乳糖:葡萄糖+半乳糖(動物乳汁內含量最多) • 寡糖:含3~10個單醣(水溶性膳食纖維)
多醣:(C6H10O5)n • 肝醣(動物澱粉):動物儲存物質 • 澱粉:植物儲存物質 • 纖維素:植物細胞壁成分 • 幾丁質:胺基和葡萄糖聚合而成的多醣 • 節肢動物的外骨骼,如蜘蛛.蟹類及昆蟲 • 真菌的細胞壁成分
醣類的功能 • 供應能量:利用呼吸作用產生能量(ATP) • 儲存能量:以多醣的形式(如肝醣和澱粉) • 構成細胞成分:如植物細胞壁.昆蟲的外骨骼及真菌的細胞壁 • 呼吸作用:葡萄糖+O2→CO2+H2O+能量(ATP) • 供能次序:醣類→脂質→蛋白質
5 1 4 3 2 單醣 6 5 4 1 2 3 • 六碳糖(C6H12O6):同分異構物 • 五碳糖(C5H10O5)
(A) (B) 多醣A.澱粉 B.纖維素 由葡萄糖分子連結成
新陳代謝:包括同化與異化作用 • 光合作用: CO2+H2O+光能→C6H12O6+O2+H2O • 呼吸作用:葡萄糖+O2→CO2+H2O+能量(ATP)
細胞內的代謝作用 分解(消化)
蛋白質:含有C.H.O.N.S元素 • 胺基酸:是組成單位,有20多種 • 雙肽:兩個胺基酸以肽鍵相連接組成 • 寡肽:有5~10個胺基酸組成 • 多肽:多個胺基酸組成 • 蛋白質:一個到數個多肽鏈組成(n>100) • 分類依據或確定親源關係:胺基酸的數目.種類和排列順序決定不同的蛋白質 • DNA RNA 蛋白質 轉錄 轉譯