心智圖資源庫 組成細胞的分子
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生物選擇性必修三細胞工程心智圖
細胞的物質輸入與輸出 (1)
快速閱讀
第5章 植物生命活動的調節
第4章 免疫調節
第3章 體液調節
第2章 神經調節
孟德爾的豌豆雜交實驗（一）
宏觀結構下生命層次（個體 族群 群落）
人體的內環境與穩態
組成細胞的分子
細胞中的元素和化合物
組成細胞的元素
大量元素
C,H,O,N,P,S,K,Ca,Mg
微量元素
Fe,Mn,Zn,Cu,B,Mo
組成細胞的各種元素大多以化合物的形式存在
組成細胞的化合物
有機物
蛋白質（7%~10%）
脂質（1%~2%）
醣類和核酸（1%~1.5%）
無機物
水（70%~90%）
無機鹽（1%~1.5%）
檢測生物組織中的醣類 脂肪 蛋白質
醣類：斐林試劑
甲液：01g/ml的NaOH溶液
乙液：0.05g/ml的CuSO₄溶液
水浴加熱50℃~65℃ 2min
等量混合 現配現用
生成磚紅色沉澱
脂肪：蘇丹Ⅲ染液
用體積分數50%的酒精溶液洗去浮色
蘇丹Ⅲ染液易溶於體積分數為50%的酒精溶液
低倍鏡觀察橘黃色脂肪顆粒
蛋白質：雙縮脲試劑
A液：0.1g/ml的NaOH溶液
B液：0.01g/ml的CuSO₄溶液
現配現用 依序滴加
先加入1mlA液 提供鹼性環境
再滴加4滴B液
出現紫色反應
細胞中的無機物
細胞中的水
自由水：以遊離狀態存在 可以自由流動 佔細胞內全部水的95.5%以上
易流動 易蒸發
曬乾失去自由水
作用
細胞內良好的溶劑
水是極性分子 帶正電荷或負電荷的分子或離子易於水結合
參與細胞內的生化反應
運輸營養物質和代謝作用
為細胞生活提供液體環境 維持細胞形態
結合水：與細胞內其他物質（蛋白質 多醣等）結合 約佔細胞內全部水的4.5% 成為生物體的構成成本
不易流動 不易散失
烘乾失去結合水
作用：細胞結構的重要組成部分
在一定條件下自由水和結合水可以互相轉化
降溫：自由水→結合水（升溫反之）
自由水→結合水（生命活動緩慢 新陳代謝減慢）
結合水→自由水（生命活動旺盛 新陳代謝加快）
自由水/結合水↑細胞代謝旺盛 抗逆性弱
自由水/結合水↓細胞代謝緩慢 抗逆性強
具有較高的比熱容
當一個水分子的氧端靠近另一個水分子的氫端時 它們之間的靜電吸引作用形成了一種弱的引力－氫鍵
水的溫度相對不容易改變
對於維持生命系統的穩定性十分重要
在常溫下能夠維持液體狀態 具有流動性
氫鍵較弱 易被破壞 只能維持極短時間 氫鍵不斷地斷裂 又不斷地形成
細胞中的無機鹽
細胞中大多數無機鹽以離子形式存在
細胞內複雜化合物的重要組成成分
維持細胞和生物體的正常生命活動
維持細胞的酸鹼平衡
維持細胞內外的滲透壓平衡
細胞中的醣類和脂質
細胞中的醣類
一般由C H O三種元素構成
碳水化合物 簡寫為CH₂O
醣類是重要的能源物質
單醣（皆為還原糖）
五碳糖（不能氧化供能）
核糖
細胞中都有 RNA組成成分
脫氧核糖
細胞中都有 DNA組成成分
六碳糖
葡萄糖
細胞中都有
主要能源物質 “生命的染料”
首先被細胞利用
富餘時被細胞儲存
合成肝醣
轉化為脂肪（可大量轉化）
果糖
植物細胞中
供能
半乳糖
動物細胞中
二糖
麥芽糖（還原糖）
兩分子葡萄糖
在發芽的小麥穀粒中含量豐富
蔗糖（非還原糖）
一分子葡萄糖 一分子果糖
甘蔗 甜菜
乳糖（還原糖）
一分子葡萄糖 一分子半乳糖
人和動物的乳汁
多醣（皆為非還原糖）
澱粉
基本單位是葡萄糖
植物體內的儲能物質
糧食作物玉米 小麥 水稻的種子 馬鈴薯 山藥 甘藷等植物變態的莖或根以及一些植物的果實中
肝醣
動物細胞的儲能物質
肝醣原（肝臟中）
補充血糖（葡萄糖）
肌肉肝醣（肌肉中）
僅為肌肉供能
纖維素
細胞壁的主要成分
難以消化
促進腸胃蠕動 減少大腸癌風險 有助於維護心臟和腦血管的健康 預防糖尿病…
幾丁質（殼多醣）
基本單位是N–乙醯葡萄胺
甲殼類 昆蟲的外骨骼
能與溶液中的重金屬離子有效結合 可用於廢水處理
可用於製作食品包裝紙和食品添加物
可用於製作人造皮膚
組成元素：C H O N
細胞中的脂質
組成元素主要是C H O有的還含有N P
相較於醣類 H含量較高 O含量遠低於醣類
通常不溶於水而溶於脂溶性有機溶劑（eg.丙酮 氯仿 乙醚）
脂肪
一分子甘油 三分子脂肪酸→三酸甘油酯（三酸甘油酯）
細胞內良好的儲能物質
良好的絕熱體 起保溫作用
具有緩衝 減壓作用 可保護內臟器官
脂肪一般只在醣類供能不足時才會分解供能 不能大量轉化為醣類
磷脂
甘油的一個羥基與磷酸及其衍生物結合（C H O N P）
主要分佈在人類和動物的腦 卵細胞 肝臟及大豆的種子中
是細胞膜 各種細胞器膜的重要組成成分
固醇
膽固醇
可轉化為維生素D
構成動物細胞膜的重要成分
在人體內參與血液中脂質的運輸
性荷爾蒙
促進人類和動物生殖器官的發育及生殖細胞的形成
激發並維持第二性徵
維生素D
有效促進人類和動物腸道對鈣和磷的吸收
蛋白質是生命活動的主要承擔者
蛋白質的功能
結構蛋白：構成細胞和生物體結構的重要蛋白質
催化作用：細胞內的化學反應離不開酵素 絕大多數酵素都是蛋白質 少數酵素是RNA
運輸作用：eg.血紅素 載體蛋白
調節（訊息傳遞）作用：有些蛋白質扮演訊息傳遞的角色 能夠調節身體的生命活動eg.胰島素 生長激素
免疫作用：eg.抗體是蛋白質 可幫助人體抵抗病毒 病菌等抗原的侵害
蛋白質的基本組成單位—胺基酸
結構通式： （C₂H₄O₂N–R）
胺基酸之間的差異在於R基的不同
側鏈基團決定胺基酸的種類和物理化學性質
組成元素：C H O N有的還含有S
組成人體蛋白質的胺基酸有21種
必需胺基酸（8）
賴氨酸
色氨酸
苯丙胺酸
甲硫（蛋）胺酸
蘇胺酸
異亮氨酸
亮氨酸
纈胺酸
非必需胺基酸（13）
蛋白質的結構
胺基酸透過脫水縮合形成肽鏈
脫水縮合：一個胺基酸分子的羧基和另一個胺基酸分子的氨基相連接 同時脫去一分子的水
連接兩個胺基酸分子的化學鍵叫做肽鍵
由多個胺基酸縮合而成的 含有多個肽鍵的化合物叫做多肽
由於肽鏈上不同胺基酸之間能形成氫鍵等 從而使肽鏈能盤曲折疊 形成具有一定空間結構的蛋白質分子
蛋白質的多樣性
胺基酸層面
胺基酸種類不同
氨基酸數量不同
胺基酸排列順序不同
肽鏈層面
多肽鏈盤曲折疊的方式及其形成的空間結構千差萬別
變性
不可逆
過酸 過鹼 高溫 酒精條件下都會造成蛋白質變性
空間結構遭到破壞 物理化學性質改變 生物活性喪失
不涉及肽鏈的破裂 1級結構仍保持完好
鹽析&水解
鹽析
物理變化 可復原
不影響蛋白質性質
水解
肽鍵斷裂
蛋白質可分解為短肽或胺基酸
核酸是遺傳訊息的攜帶者
核酸的種類及其分佈
脫氧核糖核酸（DNA）
主要分佈於真核細胞的細胞核&原核細胞的擬核
粒線體，葉綠體內也含有少量
核糖核酸（RNA）
主要分佈在細胞質中
少量於細胞核中
核酸是由核苷酸凝結而成的長鏈
基本組成單位—核苷酸
核苷酸：一分子五碳糖 一分子磷酸 一分子含氮鹼基
DNA：脫氧核糖核苷酸
五碳糖：脫氧核糖
含氮鹼基
T：胸腺嘧啶（特有）
A：腺嘌呤
G：鳥嘌呤
C：胞嘧啶
RNA：核糖核苷酸
五碳糖：核糖
U：尿嘧啶（特有）
DNA是由脫氧核糖核苷酸連接而成的長鏈
由兩條脫氧核苷酸鏈構成
特性
多樣性
脫氧核苷酸的數目多 排列順序多樣
特異性
每個個體的DNA脫氧核苷酸的排列順序是獨特的
穩定性
內部鹼基互相配補
規則的雙螺旋結構
碳元素是生命的核心元素 沒有碳就沒有生命
RNA是由核糖核苷酸連接而成的長鏈
由一條核糖核苷酸鏈構成
功能
是細胞內攜帶遺傳訊息的物質
在生物體的遺傳變異和蛋白質的生物合成中具有極為重要的作用
生物大分子以碳鏈為骨架
生物大分子
多醣
蛋白質
核酸
單體
組成生物大分子的基本單位
每個單體都以若干個相鄰的碳原子所構成的碳鏈為骨架
多聚體
生物大分子是由許多單體連接成的多聚體
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