第一章第一節細胞 細胞膜 細胞膜 物質通過細胞膜的方式 物質通過細胞膜的方式 滲透壓與膨壓 滲透壓與膨壓 酵素 ( 酶 ) 酵素 ( 酶 )

細胞膜

細胞膜  成分：磷脂質、蛋白質、少量醣類、膽固醇。 磷脂質：親水端、疏水端、脂雙層。 蛋白質：負責運輸物質、接受訊息或催化反應。 醣類：位於磷脂質或蛋白質表面，為細胞辨識外 來物質或訊息的構造。 膽固醇：增加膜的穩固性。  流體鑲嵌模型：膜的組成分子處在液態的動 態環境，依照細胞的需要，四處移動。

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物質通過細胞膜的方式

物質通過細胞膜的方式 分子移動 方向 運輸原 理 能量例 擴散作用 ( 被動運輸 ) 濃淡濃淡濃度差不耗能 H 2 O 、 CO 2 、 O 2 、脂溶性 物質 滲透作用 H2OH2O 主動運輸淡濃淡濃耗能胺基酸、葡萄 糖、離子

物質通過細胞膜的方式

物質通過細胞膜的方式  胞吞作用 ( 胞飲作用 ) ：大分子。  擴散作用：物質由分子或離子等粒子所構成， 粒子在空間中會不斷地相互碰撞而由一個地 方移動到另一個地方，這種現象稱為擴散， 此過程不需要消耗能量。 簡單擴散作用：分子穿越脂雙層，例如： H 2 O 、 CO 2 、 O 2 、脂溶性分子。 促進性擴散：分子穿越運輸蛋白，胺基酸、葡萄 糖、離子。

 主動運輸：許多物質卻是逆著濃度差異，由 濃度較低處往濃度較高處移動，細胞需藉由 消耗能量的方式，來驅動細胞膜上的運輸蛋 白對抗濃度差異，將物質由濃度較低的一側 運送到濃度較高的一側，此方式稱為主動運 輸。 例 1 ：神經細胞靠著鈉－鉀離子幫浦（ Na + － K + pump ）來維持細胞內外離子濃度的恆定。 例 2 ：植物的根毛自土壤中吸收無機鹽等現象。

物質進出細胞的方式 物質進出細胞的方式 動畫 物質進出細胞的方式

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 滲透作用：在選擇性通透膜的兩側，水分子 可以通過選擇性通透膜，由溶液濃度低的一 側向溶液濃度較高的一側移動，這種水分子 通過選擇性通透膜的擴散現象，稱為滲透作 用。  滲透壓：滲透作用中，分子通過選擇性通透 膜時所產生的力量稱為滲透壓。

滲透壓的測定

滲透作用對細胞的影響

滲透作用對細胞的影響 等張溶液 ( 等滲透壓溶液 ) ：哺乳動物的紅血球置 於生理食鹽水（ 0.9 ％氯化鈉水溶液）中，細胞 會維持原來的形狀，此時生理食鹽水對紅血球 而言是等張溶液。 高張溶液 ( 高滲透壓溶液 ) ：將紅血球置於高濃 度的食鹽水（如 2 ％氯化鈉水溶液）中，水分子 離開細胞的量會多於進入細胞的量，而使細胞 萎縮，此時高濃度的食鹽水對紅血球而言是高 張溶液。 低張溶液 ( 低滲透壓溶液 ) ：將紅血球置於低濃 度的食鹽水（如 0.2 ％氯化鈉水溶液）中，水分 子進入細胞的量多於水分子離開細胞的量，而 使細胞膨脹，此時低濃度的食鹽水對紅血球而 言是低張溶液。

動物細胞在不同濃度溶液中

膨壓 膨壓：成熟的植物細胞通常都具有一個很 大的液胞，當細胞質與液胞內充滿水分時， 會壓迫周圍的細胞膜，使之緊緊貼向細胞 壁，而對細胞壁產生壓力，稱為膨壓。 膨壓使草本植物在水分充足時能夠挺立。

植物細胞缺水的情形

氣孔開閉受膨壓的影響

淡水生物的滲透壓適應 許多淡水原生生物具有伸縮泡，用以排除 多餘水分

滲透作用和植物的關係滲透作用和植物的關係動畫 滲透作用和植物的關係

第一章第一節細胞 細胞膜 細胞膜 物質通過細胞膜的方式 物質通過細胞膜的方式 滲透壓與膨壓 滲透壓與膨壓 酵素 ( 酶 ) 酵素 ( 酶 )  代謝作用  酵素的特性  影響酵素活性的因素

代謝作用複習分子大小能量水份體重例如 同化作用 ( 合成 ) 小大小大小大小大消耗脫水增加 光合作用 CO 2 +H 2 O  C 6 H 12 O 6 +O 2 +H 2 O 異化作用 ( 分解 ) 大小大小大小大小產生水解減少 呼吸作用 C 6 H 12 O 6 +O 2  能 量＋ CO 2 +H 2 O

代謝作用  定義：生物體中物質分解及合成的現象稱為 代謝作用。  代謝作用的過程，需要酵素的協助，酵素的 功用如同一般化學反應中『催化劑』的功用。  酵素 ( 催化劑 ) 可加速化學反應的速率，但無法 引發化學反應。  生物體可合成需多種酵素，以協助代謝作用 的進行。

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酵素的特性  酵素成分為蛋白質。  酵素具有專一性。  酵素可反覆多次使用。  酵素的作用為降低反應的活化能。  輔因子：許多酵素必須在其他物質的幫助下， 才能具有最好的酵素活性。這些物質稱為輔 因子。  輔酶：有些酵素的輔因子為無機物，例如： 鋅、銅或錳離子等；若輔因子為有機物，則 稱為輔酶，如維生素 B1 、 B6 等。通常人體無 法自行合成這些輔因子，故必須自食物中攝 取。

輔酶的例子

酵素的作用機制酵素的作用機制 動畫 酵素的作用機制

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影響酵素活性的因素溫度酸鹼值重金屬離子

影響酵素活性的因素 -- 溫度

 在適宜的溫度範圍內，酵素的活性隨溫度升 高而增高，但是溫度若高於適宜的溫度範圍， 酵素很快就失去活性。相對地，溫度越低， 酵素的活性越低。例：食物夏天在室溫下很 快就被細菌分解而腐敗了，若放置於冰箱則 可保存較久而不腐敗。  低溫不會破壞酵素，高溫可使酵素失去活性 並變性。例：食物需經過高溫烹煮以殺死其 中的微生物。例：實驗室中的酵素可長期保 存在極低溫的冰箱中，取出回溫後仍可發揮 作用。

影響酵素活性的因素 — 酸鹼度 酸鹼值：酸鹼值的改變能影響酵素的構形， 故酵素在適合的酸鹼值中才能達到最好的 催化活性。

影響酵素活性的因素 — 重金屬離子  許多的金屬離子，如鋅、銅或錳離子等可作 為酵素的輔因子，在反應過程中協助酵素蛋 白質維持適合反應的結構或協助受質與酵素 的結合，而促進酵素反應的進行。  然而有些重金屬離子，例如：汞離子（ Hg 2 ＋ ）、鉛離子（ Pb 2 ＋ ）及鎘離子（ Cd 2 ＋ ）等， 卻會非專一性地與酵素結合，改變酵素結合 位的結構，而使酵素失去活性。

牛刀小試試判斷下列物質如何進出細胞？  氧氣自肺泡進入血管中  海帶吸收海水中的碘離子  葡萄糖自血液擴散進入細胞

有空再看 草履蟲 草履蟲 (1 ’ 40 ” ) 影片出處：科學實論 4 01:31 ～ 02:51 （全片長 100 分鐘） 發行片商： NHK 總代理商：龍吟唱片有限公司

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