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科目：生物學學分數：2學分 一學年任課教師：鄭成教科書：生物學 歐亞書局教學方式：講義及課本評量方式：平時成績40% 期中考30% 期末考30% 平時考次數約68次教學進度： 1.探索生命 2.生命的化學基礎 3.細胞分子 4.細胞之遊 5.作工中的細胞 6.細胞如何產生化學能 7.光合作用 8.以細胞為基礎的複製與遺傳 9.遺傳模式 10.基因的分子生物學 11.基因表現的調控 12.DNA技術及基因組學 16.原核與原生生物 20.結構與功能之概論 21.營養與消化作用 22.氣體交換 23.循環 24.免疫系統 25.體內環境的控制 26.化學的調節 27.生殖作用與胚胎發育 28.神經系統 29.感覺 30.動物如何運動 31.植物學 32.生態學第一章 生物學探索生命*生物學的領域一.生命的層級架構決定了生物學的領域 Fig.1.1 生物圈biosphere： 生態系ecosystem: 群落community： 族群population： 生物體organism： 器官系統organ system： 器官organ： 組織tissue： 細胞cell： 胞器organelle 分子molecule： 原子atom：二.生物體與其生活環境組成了互相聯繫的網路 Fig.1.2 生產者producer 消費者consumer 分解者decomposer三.細胞是生命構成與作用的單位 細胞是所有生物構造上與功能上的基本單位 Fig.1.3 原核細胞prokaryotic cell 真核細胞eukaryotic cell 二者之異 原核簡單.小 細菌 真核具內膜區隔的胞器(包括有DNA的核) 植物.動物.真菌 二者之同 皆具膜(包與流通).DNA *演化、一致性與多樣性一.生命的一致性:所有生命的形式都具有共同的特性 Fig.1.4A a.ATCG b.密碼 c.雙螺旋 d.四種核苷酸 e.變異性：不同的生物有不同的_排列 多樣性及來至於_序列的變異 f.所有生物的一些共同特性 Fig.1.4BCDE 次序 調節 生長及發育 利用能量 對環境反應 生殖 演化 二.生命的多樣性可劃分為三大域 Fig.1.5ABC 三個域:細菌.古微生物.真核生物(原生動物.真菌.植物.動物)*科學的程序 科學方法：觀察、問題、假說、預測、實驗 支持假說第二章 生命的化學基礎*元素、原子及分子一.生物大約由25個化學元素組成1.化學元素物質(所有佔有空間及質量的東西)生物2.自然界存在 實驗室中製造3.人體25種元素 表2.1 C.H.O.N 96% 微量元素二.元素能組合形成化合物1.化合物2.生物分子中所含有的元素 四大類有機務 醣類 脂質 蛋白質 核酸三.原子包括質子.中子.電子 Fig.2.4AB1.一種元素由一種原子構成 2.原子atom 原子核nucleus 3.質子proton.中子neutron.電子eletron 4.電中性 5.He C 5.原子序 atomic number p數目 6.質量數 mass number p+n He 4 C 12 7.原子量 atomic mass 8.同位數 isotopes 9.放射性元素四.放射性元素對我們有利也有弊 1.細胞無法區分而吸收 2.易偵測 顯跡物 3.光合作用的研究 4.醫學診斷 5.PET(正電子放射斷層造影術) 6.傷害細胞內分子-DNA 7.氡-肺癌五.電子的排列決定原子的性質 1.電子決定原子的作用2.能階:內與外 2.8.83.最外層電子數決定此原子的化學性質 填滿 未填滿4.H C N O Fig.2.65.化學鍵 chemical bond 離子健.共價鍵.氫鍵七.離子鍵是具有相對電荷的離子之間的吸引力1.NaCl Fig 2.7A2.離子3.離子化合物 Fig 2.7B八.共價鍵Covalent bond.電子共用.聚合原子成為分子1.定義2.H2 3.H O N C 4.O2 CH4 H2O 5.共用一對電子形成一條共價鍵九.不等數目的電子共享產生極性分子 1.負電性electronegativity: 2.非極性共價鍵nonpolar： 3.極性共價鍵polar： 4.水是極性分子polar molecule F2.9十.氫鍵(Hydrogen bond)在生命化學中的重要性 1.為弱鍵 2.Fig 2.10 水滴的形成 3.氫鍵決定了大分子的結構 DNA P.52 蛋白質 P.50*水支持生命的性質一.氫的鍵結讓液態水產生內聚力 1.內聚力：分子間緊黏在一起的傾向 2.生物界的重要角色 植物吸水內聚力+蒸散作用的拉力 3.表面張力：一種估量有多難以延伸或打破該液體表面的力量 Fig 2.11二.水分子的氫鍵有助於溫度的調節 煮水時鍋子與水溫的不同: 加熱時:熱先用來 水冷卻時:三.冰的密度比水低 1.Fig 2-13 2.對生物的影響：湖水四.水是生命的溶劑 1.溶液solution： 2.溶劑solvent： 3.溶質solute： 4.水溶液aqueous solution： 5.水的多功能溶液是因_而來 Fig 2-14 6.離子與極性分子(糖.蛋白質)皆會溶解五.生命的化學對酸檢環境很敏感 1.水的解離： 2.酸acid： 3.鹼base： 4.pH值： 5.緩衝液buffer：*化學反應 chemical reaction 1.化學反應重新排列物質 2.H2O Fig 2.17A 3.反應物reactant 4.產物product 5.胡蘿蔔素 Fig 2.17B第三章 細胞的分子The Molecules of Cells*有機化合物的簡介一.生物分子的多樣性以碳的性質為基礎 1.有機化合物Organic compounds： 2.以碳為骨架之因 3.最簡單的有機分子：Fig 3.1 分子式 結構式 球-棒模型 空間填覆模式 4.碳氫化合物hydrocarbons： 5.碳架 6.同分異構物isomer： 例子二.功能基幫助決定有機化合物的性質 1.決定有機化合物性質的因素碳鏈大小形狀連接物 2.官能基Function group： 3.表3-2 附加在碳鏈上 包函在碳鏈中 4.所有的功能基具極性.親水性 5.五種 表 3.2 醇.酮.醛.酸.胺.醣.核苷酸 6.圖 3.2三.細胞由一小群小分子製造出許多大分子 1.四種大分子macromolecules 2.聚合物polymer 3.單體monomer 蛋白質 20種 DNA 4種 4.脫水合成dehydration reaction(Fig 3.3A) 5.水解反應hydrolysis(Fig 3.3B) 相反 6.乳糖不耐症*碳水化合物Carbohydrates一.單醣是最簡單的碳水化合物 1.CH2O monosaccharides 2.二個糖的特徵(圖3.4B) -OH -CO Fig 3.4B 3.醛醣與酮醣 4.同分異構物 5.三碳醣. 五碳醣(戊醣).六碳醣(己醣) 6.環狀結構 簡化 Fig 3.4C 7.主要能源分子 8.原始材料二.細胞連結單醣以形成雙糖 disaccharides 1.Fig 3.5 2.乳糖 麥芽糖 蔗糖三.多糖是長鍵的單醣 polysaccharides 1.去水合成 Fig 3.7 2.starch glycogen cellulose 基本組成位於鏈結功用肝糖澱粉纖維素幾丁質*脂質Lipid一.脂肪是脂質.大部分是儲存能量的分子 1.C.H.O 2.非極性共價鍵.非極性分子.厭(疏)水性的hydrophobic Fig 3.8A 3.脂肪fat Fig 3.8B a.組成 b.功能 能量儲存(2倍).保護器官.隔熱絕緣 c.甘油 醇類 d.脂肪酸 15C 非極性 e.飽和脂肪酸(saturated FA)與不飽和脂肪酸(unsaturated FA) 加氫反應 f.反式脂肪酸 天然的不飽和脂肪酸幾乎都是順式鍵結，所以動物所能代謝的 大多為順式鏈結的脂肪。反式脂肪酸是經人工氫化處理後才誕 生的，自然界中幾乎不存有，人也難以處理此類不飽和脂肪， 一但進入人體中，大都滯留於人體，進而增加罹患心臟血管病 的機率。 4.三酸甘油脂(triglyceride) Fig 3.8C _甘油+_脂肪酸-_水 5.種類 名稱固液飽和不飽和直灣加氫例子動物性植物性二.磷脂質.臘以及膽固醇是功能不同的脂質 1.磷脂質 phospholipids 圖5.11A P.88 _甘油+_脂肪酸+_磷酸有機群-_水 細胞膜 2.臘 waxes 脂肪酸+乙醇 覆膜 3.類固醇 steroids 圖3.9 3個六環1個五環 膽固醇-細胞膜 性荷爾蒙 動脈硬化*蛋白質 Protein一.蛋白質對生物的結構及活動而言都是必要的 1.monomer 2.七種主要的蛋白 a.結構蛋白 肌腱.韌帶. b.收縮蛋白 肌肉 c.儲存蛋白 卵清蛋白 d.防禦蛋白 抗體 e.運送蛋白 Hb 膜蛋白 f.訊號蛋白 激素 g.催化劑 酵素enzyme二.蛋白質只是由20種胺基酸(amino acid)組成的 1.蛋白質的多樣性是基於一群相同胺基酸的不同排列 2.胺基酸的構造(圖3.12A) 3.R基決定性質.最簡單的胺基酸 Fig 3-12B 4.分二大類：厭水性-Leu 親水性-Ser.Cys 幫助蛋白質溶解於細胞質溶液中三.胺基酸由胜肽鍵(peptide bond)連結 1.脫水合成(圖3.12C) 2.雙泩肽dipeptide 3.多泩肽polypeptide-數個到數千個單體or more四.蛋白質的特定形狀決定其功能 1.一個蛋白質由多胜肽摺疊成特定的形狀(圖3.13A) 2.如蛋白質分解酶-球狀蛋白 有些結構蛋白是長條形如纖維 3.酶與受質有特定結合部位 辨認(圖3.13B) 4.變性denaturation-熱.鹽濃度.pH五.初級結構 primary structure (圖3-14)以甲狀腺素運送蛋白為例 1.胺基酸序列 2.球形分子.有四條多胜肽鏈.每條127個胺基酸 3.初級結構決定於遺傳基因訊息 鐮刀型貧血症 一個胺基酸的改變六.二級結構 secondary structure Fig 3-14B 1.藉氫鍵形成盤繞或摺疊 2.螺旋 摺疊片 3.-NH與-CO之間形成氫鍵Fig 3.14B 七.三級結構 tertiary structure Fig 3-14C 1.多胜肽的整體3D立體形狀 2.球狀的或纖維狀的 許多球狀蛋白如甲狀腺素運送蛋白由一個螺旋及數個摺疊版區 域緊密相接 而纖維蛋白如頭髮幾乎都只有螺旋狀區域 3.有特定的形狀以適用於其功能 4.多是由R基相互作用所造成如甲狀腺素運送蛋白厭水性的R基在內部.親水性的R基在外部八.四級結構 quaternary structure Fig 3-14D 1.多個多胜肽的相互關係 2.次單位 3.膠原蛋白 纖維狀蛋白.有三個螺旋狀次單位. 3.血紅素 22*核酸 Nucleic Acid一.核酸是核苷酸的聚合物.富含訊息-蛋白質 兩種二.DNA控制細胞以及生物體的生命 1.DNA-gene(特定範圍的DNA分子)-胺基酸的序列-三級結構-功能-蛋白質作用 2.DNA-RNA-蛋白質 轉錄 轉譯三.核苷酸 nucleotide 3.16A四.去水合成 上下相連 3.16B 五.DNA AT CG 氫鍵骨架雙螺旋 double helix 3.16C六.RNA一條多核苷酸鏈(單股)第四章 細胞遊覽細胞國度的簡介一.顯微鏡為細胞的世界打開一扇窗1.光學顯微鏡 LM 解析度 人眼 0.1mm LM 0.2m 2.細胞學說 cell theory3.電子顯微鏡 EM 2nm1m= mm= m= nm= A 3.掃描式電子顯微鏡 SEM 4.穿透式電子顯微鏡 TEM二.細胞大小因其功能而不同 1.最小的細菌 黴漿菌 直徑0.2m 最大的細胞 最長的細胞 2.圖4.2三.原核細胞prokaryotic cell小而簡單 1.原核細胞的種類 2.原核細胞的大小 3.定義 4.圖4.3A 4.3B 細胞核 類核區 nucleoid region 核糖體 ribosome DNA-RNA-Protein 細胞璧 cell wall 莢膜capsule 線毛pili 原核鞭毛flagella四.真核細胞eukaryotic cell可區分為功能隔間 1.種類 2.圖4.4A 3.膜胞器organelle:在cytoplasm(核膜之間)之膜狀物 4.細胞代謝:胞器內進行的各種代謝 5.內膜的優點 各胞器中進行 增加膜總面積-真核比原核直徑大 真核比原核體積大真核比原核膜面積大 6.植物無溶素體 植物無中心粒 植物只有一些種類的精細胞有鞭毛 植物有細胞璧 纖維素 植物有葉綠體 植物有一個大的中心液泡-儲存水及多種化學物質 細胞消化(溶素體) 使細胞變大 7.具非膜胞器 中心粒.鞭毛.細胞骨骼-微小管 核糖體 *內膜系統之胞器 organelles of the endomembrane system一.細胞核nucleus 圖4.5 1.是細胞的基因控制中心 DNA蛋白質合成細胞活動 2. 染色質 染色體 chromatin chromosome 3.核膜nuclear envelope 核孔 雙層 4.核仁nucleolus製造核糖體的次單元二.總述：許多細胞胞器與內膜系統有關 內膜系統三.平滑內質網有多種功能smooth endoplasmic reticulum(s-ER) 1.s-ER與r-ER相連 圖4-7 2.活性是因其內的酵素所造成 3.合成脂質(脂肪酸.類固醇.磷脂質) 如:睪丸與卵巢 4.肝細胞 分解藥物及有害物質(鎮定劑巴比妥鹽酸.興奮劑安非他命.抗生素) 5肌肉細胞 存鈣離子.神經衝動四.粗糙內質網製造膜及蛋白質rough endoplasmic reticulum(r-ER) 1.構造特徵 圖4-8 2.功能： a.製造更多的膜 內之酵素合成磷脂質.外之核糖體合成蛋白質 b.修飾分泌蛋白質(如胰島素) 由r-ER外核糖體製成.送至內組成有功能的蛋白質 c.圖4.8 分泌性蛋白合成.修飾.裝載.運送 r-ER-蛋白質-ER內-摺疊立體形狀.有功能的蛋白質(加 醣)-運送小囊-高基氏體-運送小囊-細胞膜五.高基氏體(golgi apparatus)完成、分類及運送細胞產物 1.構造 圖4-9 2.數目：與細胞分泌蛋白質的活性有關 3.功能：分子的倉庫及完成的工廠接受並修飾ER所製造的物質 4.接受邊攝入修飾(標記辨識分子再給予分類)運送邊傳遞小囊 釋放到細胞外Or 變成細胞膜的一部份Or 其他胞器的一部份(溶素體) 六.溶小體(lysosome)消化細胞的食物及廢物 1.製造：r-ERT.V.(不活性的水解酵素)G.A.L 2.功用 a.食泡 b.摧毀有害的細菌 4.10Bc.受損胞器的再生中心 4.10Cd.胚胎發育 4.異常的溶素體可能會引起致命的疾病 溶素體貯積症遺傳 缺乏一種或多種溶小體水解酶 膨脹且充滿無法消化物質 影響其他的細胞功能龐貝症Pompes 病缺乏消化肝糖的酵素 細胞累積有害量的肝糖 泰薩二氏症Tay-Sachs病缺乏消化脂質的酵素大腦神經細胞累積過多脂質而受損 七.液泡（vacuoles）的功能在維持細胞 1.構造 2.具不同形狀.大小.功能 3.食泡圖4.10A 4.伸縮泡 圖4.12B 5.植物的中心液泡 4.12A 細胞增加體積 儲存代謝化合物 色素 有毒物 八.內膜系統綜觀 4.13 核.r-ER.s-ER.運輸小囊.溶小體.液泡.膜的融合*轉換能量的胞器-有DNA及核糖體.雙層膜一.葉綠體(chloroplast)將太陽能轉變成化學能 1.構造 外膜 基質stroma 內膜 膜間腔 類囊體(色素) 葉綠餅granum 餅間層光反應 暗反應二.粒線體(mitochondria)由食物獲得化學能 1.細胞呼吸.化學能ATP. 2.構造 外膜 內膜 嵴 表面積 基質(matrix) *細胞骨骼(cytoskeleton)及相關結構一.細胞內在骨骼幫助使構造及活動井然有序 1.蛋白質纖維所組成的支持性網路 2.功能：結構性的支持.細胞運動.調節細胞活性 3.分為三大類4.16 微小絲microfilaments（又稱肌動蛋白絲）最細球蛋白呈現實心棒狀物。雙鏈扭絞排列支撐細胞變形 肌肉細胞收縮肌凝蛋白（粗）一端組裝一端分解 中間絲intermediate filaments纖維狀蛋白呈現棒狀細胞形狀的強化支撐 固定胞器位置 微小管microtubules最粗球狀的微管蛋白直線中空管狀物增添或拆解成對的微管蛋白提供堅固性及支持形狀 提供胞器固定及引導胞器在細胞質中移動 (食泡.染色體)二.當微小管彎曲時，纖毛(cilia)及鞭毛(flagella)可運動 1.纖毛及鞭毛為細胞突出的運動附屬物 短多.長少 2.多細胞生物 氣管 精細胞 3.9+2 9*3 基體basal body 中心粒 4.17C 4.彎曲機制 動力蛋白臂 ATP*真核細胞表面及連結一.細胞表面保護、支持及結合細胞 1.植物細胞璧 a.厚度 比細胞膜厚10-100倍 b.成份 c.構造 4.18A 年籌多醣(黏附).木質素(堅硬) d.細胞連結-原生質連絡絲 4.18A 2.動物細胞 a.胞外基質 4.18B 為醣蛋白.固定.保護.支持.調節細胞表現 b.細胞連結-緊密接合tight junctions 消化道 附著接合 anchoring junctions 皮膚.心臟細胞 間隙接合 gap junctions 心臟肌肉細胞.胚細胞*胞器的功能分類 表4.19 真核細胞的胞器有四種功能分類 1.製造類-膜 2.分解類-分解 3.能量處理類-能量轉換 4.支持.移動及細胞間的溝通-結構第五章 工作的細胞The Working Cell*能量及細胞Energy and The Cell一.能量是做功的能力 1.能量是將物質移往某個方向的能力 2.動能-正在做功的能量 如熱及光線 3.位能-儲存的能量 如化學能二.化學反應可以儲存或是釋放能量 1.化學反應有兩種 2.吸能反應:5.3A 能階圖.例子 3.釋能反映:5.3B 能階圖.例子 4.細胞呼吸: 緩慢的燃燒 糖熱.ATP 5.細胞代謝: 6.所有的活動都需要能量.而能量來至: 7.能量連結: 8.ATP 5.4A 磷酸化作用phosphorylation 9.細胞所做的三種功 5.4B 化學性作功 機械性作功 肌肉細胞收縮與ATP 運輸性作功 10.ATP的循環 5.4C*酵素如何工作 How Enzyme Function一.酵素降低能量障璧以加速細胞的化學反應 1.活性能energy of activation: 2.跳豆的例子 5.5A 3.酵素:成份- 功用- 原因- 圖5.5B二.每個細胞反應都有特定的酵素催化 1.專一性(蛋白質形狀決定特異性) 2.受質substrate 3.活性區(囊或溝) active site 4.誘導合適 induced fit 5.酶的催化循環 5.6三.細胞的環境影響酵素活性 1.溫度 2.鹽度與pH值 鹽離子會與某些維持蛋白質結構的化學鍵作用 3.輔因子cofactors:非蛋白質輔助因子 無機物質-鋅.鐵.銅 or 有機分子(輔酶coenzyme)-維生素製造or維生素本 身 如B6四.酵素抑制物阻斷酵素活性 1.抑制物 inhibitor 2.競爭性抑制物competitive inhibitor:5.8 與受質很相似.競爭活性區 3.非競爭性抑制物noncompetitive inhibitor: 與他處結合.改變酵素結構.活性區改變 4.抑制物是重要的代謝控制者(尤指可逆) 如負迴饋feedback inhibition:ATP五.某些殺蟲劑與抗生素抑制酵素 1.巴拉松:抑制乙醯膽鹼酶無法傳遞訊息 2.抗生素:抑制細菌用來製造纖維素的酵素*細胞膜構造及功能 一.膜調節細胞的化學活動 1.膜提供結構上的基礎給代謝反應(胞器) 2.選擇性通透性 3.圖5-10二.磷脂質phospholipid形成雙層膜 1.組成 2.結構 表面一層膜 水中上下兩層膜 水中微粒 3.非極性與厭水性分子-可溶於脂質.易過細胞膜 極性與親水性分子-不容於脂質.由蛋白質決定通透三.膜是磷脂質與蛋白質的液體鑲嵌fluid mosaic 1.鑲嵌 2.流體(細胞骨架及胞外基質的纖維) 3. 4.磷脂質扭結的尾部 unsaturated FA 不緊貼.流動 5.膽固醇-37維持穩定.更低溫維持流體 6.糖蛋白與糖脂質: 5.12 辨識 胚胎細胞將自己分類成各器官組織 免疫系統對抗外來細胞四.蛋白質使細胞膜有鑲嵌(mosaic)的功能(多功能) 1.辨識 2.鄰近細胞間接合 3.催化5.13A 4.受器傳遞訊息5.13B 5.物質通道5.13C五.被動運輸(passive transport)是以擴散作用通過細胞膜 1.擴散作用diffusion 高至低 不須能 2.濃度梯度concentration gradient 5.14 3.平衡 4.passive transport:物質躍過生物膜的擴散 5.小.非極性分子易過 離子.極性分子不易過通道六.越過細胞膜的擴散作用可在運輸蛋白的輔助下變得較容易 1.大.極性.帶電荷不易過 2.易化擴散作用(facilitated diffusion) 運輸蛋白 3.兩種方式 有專一性 提供通道5.15.與被送物結合改變形狀 4.決定易化擴散作用速度的因素: 5.分子種類:醣類.胺基酸.離子.水七.水的被動運輸稱為滲透作用 1.滲透作用osmosis 2.5.16 水由低溶質溶液移向高溶質溶液八.細胞與其環境之間的水平衡對生物而言是非常重要的 1.張力tonicity:細胞在溶液中失去或得到水分的趨勢 2.高張溶液 hypertonic 5.17 低張溶液 hypotonic 等張溶液isotonic 3.相對的 4.滲透調節osmoregulation:動物水分平衡的控制 淡水魚的鰓跟腎 5.植物細胞 4.5.6 原生質溶解plasmolysis 九.細胞花費能量於主動運輸 1.主動運輸active transport 2.ATP 3.圖5-18 4.Na-K幫浦 機制 每作用一次 細胞內外離子 膜電位為負電十.胞泌作用與胞噬作用傳送大分子 1.胞泌作用exocytosis:5.19A 2.胞噬作用endocytosis:5.19B 5.19C 吞噬作用phagocytosis 胞飲作用pinocytosis 受器調控的胞噬作用 receptor-mediated endocytosis 受器蛋白.專一性十一.有缺陷的膜使血中膽固醇過高 1.膽固醇的作用 膜的成分之一 製造類固醇(如性激素)的起始物 2.膜-膽固醇-LDL 5.20 LDL(低密度脂蛋白)的結構 LDL與肝細胞LDL受器蛋白結合攝取 高膽固醇血症hypercholestrolemia 受器數目較低或完全無第六章 細胞如何產生化學能How Cells Harvest Chemical Energy*細胞呼吸作用簡介一.細胞呼吸作用將能量儲存於ATP分子中 1.細胞呼吸作用 2.細胞呼吸作用的最終目的 3.細胞呼吸作用方程式 6.3 4.40%的能存於ATP 38個*能量釋放與儲存的機制一.細胞由電子自有機燃料轉移至氧的過程中獲得能量 1.細胞呼吸是將葡萄糖分解的一連串的步驟 2.過程中電子由高能量分子流向低能量分子放出的能存於- 3.反應式中只看到氫原子的改變(即電子的移動) 6.5A 4.電子的最終接受者:二.氫在氧化還原反應中攜帶如NAD+的離子 6.5B 1.電子於分子間的傳遞是一種_作用 氧化 還原 2.去氫酵素與NAD+ 6.5B NAD+2H+2e-NADH+H+三.電子自帶氫的分子轉移至氧的過程中釋出能量 1.呼吸作用中葡萄糖放出H+及e-給NADH 2.NADH將電子交給電子傳遞鏈electron transport chain 6.5C 一系列的氧化還原.最後交給氧 逐步放出能量形成ATP*細胞呼吸作用與發酵作用的階段Stage of Cellular respiration and Fermentation一.綜述:呼吸作用產於三個主要步驟 6.6 1.醣解作用glycolysis.檸檬酸循環citric acid cycle.氧化磷酸 化作用oxidative phosphorylation 2.醣解作用 細胞質 葡萄糖分解成2丙酮酸 2ATP 2NADH(e-) 檸檬酸循環 粒線體 分解丙酮酸的衍生物. 2ATP 8NADH(e-) 2FADH2(e-) 氧化磷酸化作用 粒線體 包含電子傳遞鏈及化學滲透.生34ATP 3.6.10 糖解作用( O2) 形成乙醯輔脢A 克氏循環 (細包質) (粒線體內膜) (粒線體基質) 2NADH 2NADH 2NADH 2NADH 2FADH2 2NADH 2ATP 2ATP 2CO2 2CO2 2CO2 2檸檬酸22酮基戊二酸2琥珀酸2蘋果酸2草醋酸 葡萄糖-2丙酮酸2乙醯輔脢A (6) (5) (4) (4) (4) (6) (3) (2) -2Co A- 經前三階段共產生:電子攜帶者_NADH._FADH2. _ATP _CO2 電子傳遞鏈(粒線體內膜) NADH FADH2 NAD+ FAD H2O ATP 2e- 2e- ATP ATP 黃蛋白輔脢Q細胞色素b細胞色素c細胞色素a細胞色素a32 e -2H+1/2O2四階段場所主要反應NADHFADH2CO2ATP 合計 合計二.糖解作用是由葡萄糖氧化至丙酮酸的過程獲得其化學能量6.7A 1.葡萄糖(6)2丙酮酸(3) 9步. 酶s 2ATP.2NADH(能) 2.基質水準磷酸化作用substrate-level phosphorylation 6.7B 酶從基質分子中轉移一個Pi給ADP而形成ATP 3.能量以兩種形式存在: 4.電子攜帶者: 5.電子攜帶者的命運: 6.為古老的代謝系統不需氧.不須胞器.所有細胞均有 7.6.7C 步驟1.3共用掉2ATP 6.9共形成4ATP 8.酵母菌及定細菌只使用此2ATP即滿足需求三.丙酮酸為了檸檬酸循環而進行化學修飾 6.8 1.丙酮酸由_送至_ 2.生成_NADH._乙醯輔酶A.放出_CO2四.克氏循環完成了有機燃料的氧化.並產生NADH與FADH2分子 1.乙醯基進入 2.基質 3.一次循環產生_個NADH._個FADH2._個ATP 4.基質水準磷酸化 5.經由糖解作用與克氏循環後共產生_個NADH._個FADH2._個ATP四.ATP是由兩個反應所構成 1.ATP的磷酸化由兩種途徑形成 基質水準化學滲透壓性磷酸化作用 磷酸化作用 2.化學滲透壓性磷酸化作用 電子傳遞鏈釋放能量傳遞鏈中的蛋白質利用能量將H+送出膜外H+形成濃度差(能)H+進入膜內.產生ATP 3.基質水準磷酸化作用 較少 非細胞膜上 含磷的有機分子+ADP產物+ATP七.化學滲透壓磷酸化作用產生了更多ATP 1.最後步驟.電子傳遞.ATP形成(化學滲透壓性磷酸化作用) 2.化學滲透壓磷酸化作用.膜上蛋白質將能量轉為H+濃度差.生成ATP 3.圖6-10 粒線體內膜.皺摺-增加面積 NADH-e-攜帶者-O2 1/2O2+2H+2e-H2O 3個蛋白質複合體.2個游離的攜帶者 電子的能量-蛋白質複合體-將氫離子送出至膜間隙-產生 離子濃度差(具能)-經蛋白質通道(ATP合成酶)-生ATP 4.干擾細胞呼吸作用的常見毒素 6.11 a.阻斷電子傳遞鏈魚藤酮-與第_個蛋白質複合體的電子攜帶者緊密結合氰化物及一氧化碳-與第_個蛋白質複合體的電子攜帶者緊密結合 b.抑制ATP生成酵素 寡黴素-阻止H+流入ATP c.分解者 二硝基苯酚(DNP)-不斷將H+送回膜內.失去濃度差