Chapter
1
生命的特性
攻略大綱
生命的特性 生命現象 新陳代謝、生長和發育、感應、運動、生殖 細胞的構造 細胞的發現及細胞學說的建立 細胞的化學組成：水、無機鹽、醣類、蛋白質、脂質、核酸 的構造與功能 細胞的構造與功能：細胞膜、細胞核及細胞質中各胞器介紹
細胞的生理 通過細胞膜的運輸 被動運輸：不耗能運輸 主動運輸：耗能運輸 細胞中的化學反應：酵素特性介紹 細胞及能量 生物中的能量形式：ATP 光合作用 光反應 碳反應 呼吸作用 有氧呼吸 無氧呼吸
2
第一章 生命的特性
P K 學測 oint
常考重點
eyword 解題關鍵
新陳代謝
1 分成合成作用（又稱同化代謝）及分解作用（又稱異化代謝） 2 注意能量變化（需能或釋能）及相關例子
現今細胞學說的內 容
1 強調「生物體皆由細胞所組成」、「細胞是生物體構造和功能的單位」等 觀念 2 注意不涉及細胞內部構造及組成（如染色體、DNA等）
醣類的分類
1 區分單醣、雙醣、多醣的差異及例子 2 五碳醣部分須能夠區分核糖（構成 RNA），去氧核糖（構成 DNA）的差 別（差別在第二個碳上氧原子的有無）
核酸的種類
1 區分去氧核糖核酸（簡稱 DNA）和核糖核酸（簡稱 RNA）構造上的差異 2 了解構成DNA與 RNA的核苷酸，其在五碳醣與含氮鹼基上的不同
原核細胞與真核細 胞的差異
區分原核細胞特點（簡列如下）：1無細胞核；2有核糖體；3無膜狀胞 器；4細胞壁成分為肽聚糖
細胞膜
1 主要由雙層磷脂質、蛋白質、醣類和膽固醇所組成 2 有選擇性控制物質進出（蛋白質）和細胞辨識（醣類）等功能
細胞質內之胞器
1 分辨各胞器的構造、圖示及其功能 2 常見的胞器（依膜的有無及數量區分）：1 無膜：核糖體、中心粒；2 單層膜：內質網、高基氏體、液泡；3 雙層膜：粒線體、葉綠體 3 區分真核細胞及原核細胞內所含胞器的不同：原核細胞無膜狀胞器，僅 含核糖體 4 區分動物細胞及植物細胞內所含胞器的不同：植物細胞有大液泡，但無 中心粒 5 屬於半自主胞器：粒線體、葉綠體
通過細胞膜的運輸
1 區分被動運輸及主動運輸在「順或逆濃度梯度」、「耗能與否」上的差別 2 被動運輸依物質可否自由通過細胞膜，又分為簡單擴散及促進性擴散， 須能區分各自之例子
滲透作用
1 指水分子通過選擇性滲透膜的擴散作用 2 溶質濃度愈高、滲透壓愈高 3 了解水分子流動方向（自滲透壓低處流向滲透壓高處）及其原因
酵素
1 了解酵素的成分及特性 2 了解影響酵素活性的因子（如溫度、pH值、金屬離子、受質濃度等）及 影響方式
生物體直接利用的 能量形式：ATP
1 了解 ATP的構造、命名由來，並知其亦為構成 RNA的核苷酸 2 ATP水解時，會產生 ADP+ Pi，並釋出能量
光合作用
1 了解葉綠體的細部結構 2 區分光反應及碳反應在進行場所、反應物、生成物及進行此反應之目的 上的區別 3 了解碳反應所需能量來自於光反應產生之 ATP及 NADPH
呼吸作用
區分有氧呼吸及無氧呼吸（又分為酒精發酵及乳酸發酵）在進行場所、生成 物及進行此反應之目的上的區別
第一章 生命的特性
焦點
1
Foc us
生命現象
重點整 理 一 生物的定義 具有生命現象的物體，稱為生物。生命現象包括新陳代謝、生長和發育、感應、運動和 生殖等。
二 生命現象 （一）新陳代謝 1 生物體內所進行的化學反應，統稱為「新陳代謝」。 2 新陳代謝分為合成作用和分解作用： 種類
合成作用
分解作用
別稱
同化作用
異化作用
過程
許多小分子 → 大分子
大分子 → 許多小分子
能量變化
吸能
釋能
例子
胺基酸 → 蛋白質、光合作用
澱粉 → 葡萄糖、呼吸作用
3 當合成作用＞分解作用時，生物體可能有生長的現象。 （二）生長和發育 1 生長的定義：個體由小變大的現象。 1 單細胞生物：僅細胞體積變大。 2 多細胞生物：細胞體積增大及細胞數目增加。 2 發育的定義：經由一系列的變化而形成一定形態的個體。 多細胞生物在生長的過程中會進行細胞分化，分化後的細胞會呈現不同的形態與構造， 並具有特定的功能。 （三）感應 1 定義：生物體感受內在或外在環境的變化而產生的反應，稱為感應。 2 例如： 1 動物的趨性：動物對溫度、光及化學藥品的刺激，常發生趨向或迴避的反應。 2 植物的向性：某些植物的莖會朝向有光面生長，稱為向光性。 （四）運動 1 生物體可藉運動來達到避敵、覓食和生殖等目的。
3
1
4
第一章 生命的特性
2 單細胞生物可藉鞭毛（如眼蟲）、纖毛（如草履蟲）和偽足（如變形蟲）等構造來運動。 3 動物有不同的運動器官（如魚的鰭及鳥的翅）和運動模式（如游泳、飛行及跳躍）來運 動。 4 植物的運動雖不顯著，但仍有睡眠運動及觸發運動等現象。 （五）生殖 1 定義：生物體生長到成熟階段時，產生新個體的現象。 2 生物體藉生殖作用產生子代，除能延續物種外，還能將親代的遺傳特性傳給子代。 3 生殖現象是生物與無生物的最主要區別。 4 生殖方式可分為有性生殖和無性生殖，有性生殖通常需有配子結合的過程，遺傳變異性 較大。而無性生殖只需親代一方，即可產生後代，可完整保留遺傳特性。
精粹範 例 範例
1
生命現象有其特徵，下列何者未被歸納為生命現象的特徵？ 生物體的運動 異種生 物間訊息的溝通 產生與本身構造相似的後代 生物細胞內物質的合成或分解 𡃓 生 物體體積的增大，體內物質或細胞的增加。
Ans
【99 學測】
解 析 生命現象包括生長、生殖、運動、新陳代謝及感應等。 運動。 生殖。 新陳代 謝。𡃓 生長。 範例
2
動物不斷攝取外界的物質來合成體質，同時又把獲得的養分轉變為能量維持生活。此種過程 稱為 同化作用 異化作用 新陳代謝 消化作用。
Ans
解 析 題目所述包含了合成（同化）與分解（異化）作用。 範例
3
下列有關生命現象的敘述，何者錯誤？ 植物不具神經系統，故對環境刺激無明顯的感 應 細菌能感應養分或有毒物質的存在，而有趨向或逃離的反應 單細胞生物和多細 胞生物皆有生長的現象 能量是生命現象最基本的要素。
Ans
解 析 植物對環境刺激仍會有反應，如莖的向光性和莖的背地性等。
第一章 生命的特性
範例
5
4
在實驗室中小倩想判斷甲與乙何者是生物體，請問她應該以下列哪一項觀察來證實最適當？ 甲會消耗氧氣，乙不會 甲會動，乙不會 甲會增加重量，乙不會 甲會產生與 自己相似的個體，乙不會。
Ans
解 析 生殖是生物體與非生物體最大的不同點。 範例
5
下列哪些是生命現象？（多選） 酵母菌把葡萄發酵成葡萄酒 一家烤肉萬家香 毛細管內的毛細現象使水上升 水蘊草的葉綠體流動 𡃓 飛蛾的正趨光性。
Ans
𡃓
解 析 屬於氣體分子的擴散現象。 毛細現象與生命現象無關。
焦點
2
細胞的構造
Foc us
重點整 理 一 細胞的發現與細胞學說的建立 （一）細胞發現者：虎克 1 17 世紀英國科學家虎克（R. Hooke）利用自製的複式顯微鏡觀察了許多小生物、軟木塞 及礦物等。將觀察結果詳細記錄，於 1665 年出版了《微物圖誌》一書。 2 虎克用顯微鏡觀察軟木塞時，將蜂窩狀的小格子命名為「cell」，中文譯為「細胞」。 想
一
想
虎克當初所發現的細胞和現在所說的細胞一樣嗎？
Ans 虎克當年所看到的僅是死細胞的細胞壁而已。 （二）細胞學說 1 1839 年，德國科學家許旺（T. Schwann）及許來登（M. Schleiden）根據動、植物細胞的 觀察結果提出「細胞學說」，其內容為：「動、植物體皆由細胞所構成」。 2 現代的細胞學說：由德國生理學家菲可（R. Virchow）及其他科學家所修訂。 1 生物體皆由細胞所組成。 2 細胞為生物體的構造和功能的基本單位。 3 細胞是由原已存在的細胞所產生。
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第一章 生命的特性
二 細胞的化學組成 （一）細胞內化學組成分子之特性 1 氧、碳、氫和氮是細胞內含量最豐富的 4 種元素，這些元素及其他微量元素組成了細胞 所需的各種分子。 2 依所含元素是否含碳，可分為
無機物：水、礦物質。 有機物：醣類、蛋白質、脂質、維生素和核酸。
（二）水 水分子中的氧原子帶部分負電荷，而氫原子帶部分正電荷，所以水分子具有極性（圖 1-1），造成下列特色： 1 水為良好的溶劑：大多數物質必須先溶於水，才容易進行化學反應及運輸。 2 水的比熱大（1cal/g℃）：故難冷難熱，有助於維持生物體溫的穩定。 3 水在 4℃時密度最大：當水結冰時，體積變大，密度變小，故冰會浮於水面上，因此水 中生物可於冰層下度過寒冬。 4 會形成 1 內聚力：水分子互相連結。如葉片上的水珠。 2 附著力：水易附著於物體表面。
毛細作用（圖 1-2）＝水的內 聚力＋附著力
3 表面張力：如水棲昆蟲可在水面行走。
δ－
附著力使水分子 吸引住玻璃
氫鍵
δ＋ H O
H
內聚力就是水分子 間的互相吸引力
▲圖 1-1 水因具有極性而相互吸引
▲圖 1-2 毛細作用：水上升的高度與管的直徑 成反比；當管的直徑愈小，則水升得愈高
（三）無機鹽 可維持正常生理作用及構成體質，例如： 1 鐵：構成血紅素。 2 鈣：構成骨骼與牙齒，且與凝血、肌肉收縮有關。 3 碘：構成甲狀腺素。 4 鎂：構成葉綠素。
第一章 生命的特性
（四）醣類：通式（CH2O）n，又稱「碳水化合物」，可分為 1 單醣：通常含有 3 至 6 個碳原子，是構成醣類之基本單位。常見如下： 1 五碳醣（環狀）：如核糖（構成 RNA）和去氧核糖（構成 DNA）（圖 1-3）。 5 4
C H2OH O C
OH
H
H
3
C
2
OH
H
C1
C
H
5 4
C H2OH O C
OH
H
H
3
OH
核糖
C
2
OH
H
C1
C
H
H
𡂖 去氧核糖 ▲圖 1-3 五碳醣
2 六碳醣（環狀）：如葡萄糖、果糖和半乳糖，三者分子式相同、結構式不同，互為同 分異構物。 2 雙醣：由 2 單醣脫水形成，例如： 1 麥芽中的麥芽糖（1 葡萄糖＋ 1 葡萄糖 → 1 麥芽糖＋ H2O）。 2 甘蔗莖中的蔗糖（1 葡萄糖＋ 1 果糖 → 1 蔗糖＋ H2O）（圖 1-4）。 3 動物乳汁中的乳糖（1 葡萄糖＋ 1 半乳糖 → 1 乳糖＋ H2O）。 三者分子式皆為 C12H22O11，亦互為同分異構物。 CH2OH H HO
O H OH
H
H
OH
H
OH
O
HOH2 C +
HO
H
OH CH2OH
OH
H
葡萄糖
果糖
CH2OH H HO
H
O H OH
H HOH2C
H
O 蔗糖
H
OH
O
H
H
OH
OH
H
CH2OH
+ H2O
▲圖 1-4 雙醣的形成：以蔗糖為例，蔗糖由一分子的葡萄糖及一 分子的果糖脫去一分子的水而形成
3 多醣： 1 由許多單醣組合而成，常見如下： 1 纖維素：構成細胞壁，由多條平行的葡萄糖鏈集結而成。 2 澱粉：植物體內最常見的多醣，澱粉顆粒呈橢圓形。 3 肝糖：又稱「動物澱粉」，貯存於肝臟和肌肉中。 2 依功能可分為
貯存性多醣：如澱粉和肝糖。 結構性多醣：如纖維素和幾丁質（構成真菌細胞壁或甲殼類動物外 殼）。
7
1
第一章 生命的特性
（五）蛋白質 胺基
1 由胺基酸（共 20 種）組成的聚合物，主要由碳、氫、氧、氮和 硫等五種元素組成（圖 1-5）。 2 形成蛋白質時，胺基酸間的胺基和羧基脫去一分子水而形成肽
H N
C
O C
+ OH
H
H
胺基酸
H
R2
N
C
O
C
H N C
C N
C
H
H
H
OH
O C OH
R2
H R1 O
C
H
H N
羧基
▲圖 1-5 胺基酸構造式 （R＝原子團側鏈）
成蛋白質（圖 1-6）。 R1
H R
鍵，藉著肽鍵可將多個胺基酸串連成多肽鏈，再由多肽鏈組合
H
H
胺基酸
O + H2 O
C OH
肽鍵
▲圖 1-6 肽鍵的形成
3 不同種類、不同數目及不同排列的胺基酸組合，可以形成不同的蛋白質。 〔兩者間關係如同字母（胺基酸）→ 組成英文單字（蛋白質）〕。 4 生物間的親緣關係愈接近，其蛋白質構造也愈相似。 5 功能：構成生物體的主要成分及調節生理機能，例如： 1 構成體質：如構成動物體毛髮、指甲與肌肉的主要成分。 2 調節生理作用：如血紅素能運輸血液中的氧氣；酵素能催化體內生化反應；抗體能對 抗病原體的入侵。 3 提供熱量：4Kcal/g，但在醣類或脂質供應熱量不足時，才會分解蛋白質。 （六）脂質：組成元素主要為碳、氫、氧，有些具有磷。可分為 1 中性脂： 1 又稱三酸甘油脂（圖 1-7）：由一分子甘油和三分子 脂肪酸組成，結合過程會脫去三個水。
酸
脂
肪
酸
脂
肪
酸
CH3
P
甘油 H 脂肪酸
▲圖 1-8 磷脂質分子的示意圖
脂肪酸
C
O CH
O CH2
疏水性尾部
O
含有 磷酸基
O
O
親水性頭部
H 3C
N
O-
2 磷脂質（圖 1-8、圖 1-9）：為所有生物膜的主要成分
CH3
▲圖 1-7 三酸甘油酯
N+
2 在常溫下呈液態者稱為油，如橄欖油和花生油。
甘 油
肪
H 2C O P O
2 種類： 1 在常溫下呈固態者稱為脂肪，如豬油和牛油。
脂
O
8
▲圖 1-9 磷脂質的分子結構
第一章 生命的特性
1 結構：由一個甘油、兩個脂肪酸及一個含磷酸基的構造鍵結而成。 1 磷酸基＋甘油：具有極性，形成親水性頭部。
1
2 脂肪酸：不具極性，形成疏水性尾部。 2 功能：構成細胞膜或胞器的膜的主要成分，可區隔不同的化學反應。 3 固醇類： 1 結構：由 4 個含碳的環組成（不具脂肪酸），如膽固醇（圖 1-10）。 CH3 CH3
CH3 CH3
圖 1-10 膽固醇的結構：所有膽固醇皆有基 本的四環骨架（灰色部分）。在人體中，其 化學結構僅有些微差異
▲
CH3 膽固醇 HO
2 功能：是動物細胞膜的成分之一，也可用於製造雄性和雌性激素等動物激素。 4 蠟：具保護的功能，如構成植物的角質層和蜂蠟等。 （七）核酸 1 主要由碳、氫、氧、氮和磷等五種元素組成，可分為： 1 去氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid；簡稱DNA）。 2 核糖核酸（Ribonucleic acid；簡稱RNA）。 2 基本構造單位為核苷酸＝五碳醣＋磷酸＋含氮鹼基（圖
含氮 鹼基 磷酸 五碳醣
1-11）。 ▲圖 1-11 核苷酸的基本構造 1 五碳醣：如核糖（構成 RNA）和去氧核糖（構成 DNA）。 示意圖 1 嘌呤：腺嘌呤（簡稱 A）、鳥糞嘌呤（簡稱 G）。 2 含氮鹼基：分為 2 嘧啶：胸腺嘧啶（簡稱 T）、胞嘧啶（簡稱 C）、脲嘧啶（U）。 3 磷酸：核苷酸最多可含 3 個磷酸根。 3 功能： 1 DNA為細胞內的遺傳物質。若生物間的親緣關係愈接近，則 DNA上的含氮鹼基序列 便愈相似。 2 RNA的主要功能之一是將 DNA上的遺傳訊息攜帶至細胞質，以合成蛋白質。 4 分子生物學的中心法則： DNA
轉錄
RNA
轉譯
蛋白質
（八）維生素 1 維生素在生物體中含量很少，可調節生理作用。例如：維生素 D能促進鈣質的吸收。 2 依溶解的性質，可分為兩大類： 1 水溶性維生素：維生素 B群和維生素 C。 2 脂溶性維生素：維生素 A、D、E、K。
9
第一章 生命的特性
核糖體
三 細胞的構造與功能
細胞壁
（一）原核細胞與真核細胞的差異
細胞質 遺傳物質
細胞依細胞核的有無以及胞器的
細胞膜
構造，可分為原核細胞（圖 1-12）與
圖 1-12 原核細胞的 構造模式圖
▲
10
真核細胞（圖 1-13、圖 1-14）。兩者 比較如下： 細胞種類 細胞核 DNA 染色體條數與成分
原核細胞
真核細胞
不具有核膜和核仁
具核膜和核仁
多為環狀 DNA，位於細胞質
線狀DNA，位於細胞核
一條，DNA構成
一條，DNA＋蛋白質
膜狀胞器
無
有
核糖體
有
有
細胞壁的成分 代表生物
多為肽聚醣 藍綠菌、細菌
中心粒
真菌：幾丁質＋纖維素 植物：纖維素 原生生物、菌物、植物、動物
核膜
染色質 核仁
▲圖 1-13 動物細胞的構造模式圖
第一章 生命的特性
（二）真核細胞的構造與功能：基本構造包含細胞膜、細胞核與細胞質。 1 基本構造：細胞膜、細胞核與細胞質。 細胞膜 細胞核
1
由磷脂質分子、蛋白質、醣類和膽固醇所組成 有選擇性控制物質進出及細胞辨識等功能 由核膜、核質、核仁及染色質所組成 主宰真核細胞的活動
真核細胞
內質網 膠狀基質 高基氏體 單層膜 溶體 細胞質 液泡 胞器 粒線體 雙層膜 葉綠體 不具膜 細胞壁
核糖體 中心粒
由纖維素所組成 有支持及保護細胞的作用
核膜 細胞核
染色質 核仁
液泡 內質網 核糖體
粒線體 細胞膜
高基氏體 （註：鋪底表動、植物皆有） 葉綠體
▲圖 1-14 植物細胞的構造模式圖
11
細胞壁
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第一章 生命的特性
2 細胞膜（圖 1-15）： 1 功能：是細胞與外界環境的區隔，且對物質進出細胞具有選擇性。 2 成分：主要由磷脂質分子、蛋白質、醣類和膽固醇所組成。 1 磷脂質：排列成雙層（故又稱為「脂雙層」），由磷酸基＋甘油所構成的親水性頭 部向外，由二條脂肪酸鏈所構成的疏水性尾部向內。 2蛋 白質：鑲嵌於雙層磷脂質之間，可作為特定物質進出細胞的管道，或接受來自細 胞外的訊息。 3醣 類：附著於磷脂質或蛋白質上，位於細胞膜外側，可作為細胞辨識自我或非我的 依據。 4 膽固醇：動物細胞膜中有少量膽固醇，有助於維持細胞膜的穩定。
細胞外 醣類
細胞內 雙層磷脂質
磷脂質
膽固醇
蛋白質
▲圖 1-15 細胞膜的構造模式圖
3 細胞核（圖 1-16）： 1 功能：調控細胞的生理活動，並能將細胞的特性傳給下一代。 2 成分：由核膜包圍核質、核仁和染色質所構成： 1 核 膜：由雙層膜構成，某些核膜癒合所 形成之小孔，稱為核孔，可以控制物質 的進出。 2核 質：由膠態物質所構成，內含染色質 和核仁。 3染 色質：由 DNA和蛋白質所組成。當細 胞未進行分裂時，染色質呈絲狀分散在
核仁
核質中；當細胞分裂時，染色質則於複
核質 染色質
製後濃縮纏繞形成棒狀染色體。 4核 仁： 一 個 或 數 個， 呈 球 狀， 內 含 有
核孔 核膜
RNA和蛋白質，可合成核糖體次單元。
▲圖 1-16 細胞核的構造模式圖
第一章 生命的特性
4 細胞質：介於細胞核與細胞膜之間的區域，其內充滿膠狀物質和各種胞器。 1 單層膜胞器：
1
1 內質網：（單層膜，電子顯微鏡才可見到）（圖 1-17） A. 組成：由核膜向外延伸之不規則膜狀構造。
核膜
B. 分為：
細胞核 核糖體
．粗糙內質網：表面有核糖體附著，可協 助細胞內物質的運輸。 ．平滑內質網：含有與脂質合成有關的酵
粗糙內質網 平滑內質網
素，能合成脂質，如：磷脂質等，以擴 增細胞膜。
▲圖 1-17 內質網的模式圖
2 高基氏體：（單層膜）（圖 1-18） A. 組成：由許多扁囊組成，周圍常有小囊泡。 B. 功能： ．負責蛋白質的加工、分類及包裝，故在分 泌性之腺體細胞中特別發達。 ．形成囊泡或溶體：在高基氏體加工及分類 完之蛋白質，部分可包在囊泡中，分泌至 細胞外；部分囊泡中的蛋白質若為水解 酶，則形成溶體。 3 溶體：（單層膜）
從高基氏體產生的運輸囊泡
▲圖 1-18 高基氏體的模式圖
A. 組成：由高基氏體釋出的單層膜囊泡構造。 B. 功能：含有多種水解酵素，能分解蛋白質、脂質及醣類等大分子，與胞內消化、 分解老化胞器、細胞自戕及胚胎發育過程有關。 4 液泡：（單層膜） A. 動物細胞與原生生物的液泡較小，成熟植物細胞具有大型液泡。 B. 植物細胞的大液泡可貯存無機鹽、醣類、蛋白質及廢物等，與細胞形狀的維持 有關。 2 雙層膜胞器： 1 粒線體：（雙層膜）（圖 1-19）
內膜
A. 組成：由內、外二層膜圍繞而成，成粒狀或線 狀，故稱粒線體。 B. 功能：為呼吸作用進行的場所，故又稱「細胞
基質
的能量工廠」或「細胞的發電廠」。
外膜
C. 內含有自己的 DNA、RNA和核糖體，可合成部 分本身所需的蛋白質，又稱為「半自主胞器」。
13
▲圖 1-19 粒線體的模式圖
14
第一章 生命的特性
2 葉綠體：（雙層膜）（圖 1-20） A. 組成：具雙層膜，但雙膜皆平滑。其內 有由葉綠囊（或稱類囊體、囊狀膜）相 疊而成的葉綠餅和基質。 B. 功能：進行光合作用，將二氧化碳固定 以形成醣類。 C. 葉綠體存在藻類與植物的綠色細胞內，
外膜 內膜 葉綠囊 葉綠囊腔 葉綠餅 基質
▲圖 1-20 葉綠體的模式圖
而動物細胞則不具有。 核糖體
D. 與粒線體同為「半自主胞器」，內含有 自己的 DNA、RNA和核糖體，可合成部 分本身所需的蛋白質。 3 不具膜胞器： 1 核糖體：（不具膜，電子顯微鏡才可見到）
RNA
開始
停止
A. 組成：由 RNA＋蛋白質所構成，呈顆粒 狀。
多肽鏈
B. 分布： ．附著於內質網上或游離於細胞質中。
▲圖 1-21 核糖體的功能
．粒線體及葉綠體內。 C. 功能：為合成蛋白質的場所（圖 1-21）。 2 中心粒：（不具膜）（圖 1-22、圖 1-23） A. 組成：由蛋白質微管圍繞而成，通常位 於動物細胞核附近，共有兩個，互相垂 直排列。 B. 功能：與細胞分裂、鞭毛及纖毛的形成 有關。 C. 中心體＝ 2 個中心粒＋周圍濃稠的細胞
▲圖 1-22 垂直排列的兩個中心粒模式圖
質。 中心體 紡錘絲
D. 植物細胞無中心粒。 5 細胞壁： 1 位置：藻類、真菌或植物細胞的細胞膜外。 2 成分： 1 真菌：幾丁質和少量的纖維素。 2 藻類和植物：纖維素。 3 功用：有支持及保護細胞的作用。
紡錘體 中心粒
▲圖 1-23 中心體（細胞進行有絲分裂某 時期模式圖）
第一章 生命的特性
15
（三）整理：動物、植物細胞和原核細胞構造及功能的比較 構造
功能
細胞膜
真核細胞
原核細胞
植物細胞
動物細胞
控制物質進出細胞
○
○
○
細胞核
主宰細胞的活動
○
○
×
細胞質
進行代謝作用的場所
○
○
○
內質網
細胞內的物質運輸
○
○
×
核糖體
蛋白質的合成
○
○
○
高基氏體
細胞內物質的分泌
○
○
×
粒線體
行有氧呼吸作用提供能量
○
○
×
葉綠體
行光合作用
○
×
×
液泡
貯存物質、維持細胞形狀
○（大型）
○（小型）
×
溶體
進行胞內消化與物質更新
○
○
×
中心粒
與細胞分裂及鞭毛、纖毛的形成有關
×
○
×
細胞壁
保護細胞，維持細胞形狀
○
×
○
精粹範 例 範例
1
構成生物體體內的主要物質有水、醣類、蛋白質、脂質和核酸，還有少量的維生素及無機 鹽。這些物質與生物體的新陳代謝、生長、生殖、適應等生命現象有關。下列有關上述物質 的敘述，何者錯誤？ 核酸是與遺傳有關的重要物質 生物體內的醣類、脂質、蛋白 質、核酸等為含碳的有機物質 維生素是綠色植物維持生命所必要的物質，須由自然界 【96 學測】 吸收 細胞膜主要由蛋白質及脂質所組成，可控制細胞內、外物質的進出。
Ans
解 析 植物本身可合成維生素，不需從自然界吸收。 範例
2
下列是關於細胞構造及功能的敘述：甲、溶體可分解老舊胞器；乙、核糖體不具膜之構造， 是合成蛋白質的場所；丙、葉綠體為單層膜狀胞器，由葉綠囊和基質組成；丁、粒線體為含 膜胞器，是細胞行無氧呼吸以製造 ATP之場所。下列選項中，哪一選項是正確的？ 甲、 乙 甲、丙 甲、丁 乙、丙 𡃓 乙、丁 丙、丁。
Ans
解 析 丙：葉綠體為雙層膜胞器；丁：粒線體是細胞內進行有氧呼吸的胞器。
【97 學測】
1
16
第一章 生命的特性
範例
3
根據「內共生學說」，粒線體是被真核細胞吞噬的共生細菌，經過長期演化，變成細胞的胞 器。正常情況下，人體的粒線體 DNA（mtDNA）是由母親遺傳給子代，稱為母系遺傳。這 是因為精子的粒線體集中在尾部，受精的那一刻被拋棄在受精卵之外，即使少量精子粒線 體進入卵細胞，也會遭到破壞，因此，受精卵只從卵細胞獲取粒線體。mtDNA大約每 40 代 會產生一個新的鹼基突變，一個族群存在愈久，累積的變異愈多，mtDNA就愈複雜。現代 非洲人有最複雜的 mtDNA，其次為亞洲人，歐洲人的 mtDNA多樣性為非洲人的一半。分析 mtDNA變異型可用來推測小族群遷徙的途徑。所有人類粒線體的共同祖先（粒線體夏娃） 在 15 萬年前即出現在非洲衣索比亞，離開非洲後分成兩支，一支進入亞洲，另一支進入歐 洲，其遷徙的路徑都可以藉由 mtDNA的比對來推演。試問：
【99 學測】
若不列計突變的可能性，小美（女性）親人中，哪些人的 mtDNA會與小美相同？（多選） 外公 外婆 爸爸 媽媽 𡃓 兄弟 姊妹 堂姊妹 來自阿姨的表兄弟 來自姑姑的表姊妹。
Ans
𡃓
解 析 人體的粒線體 DNA（mtDNA）是由母親遺傳給子代，稱為母系遺傳。 𡃓 外婆 生下媽媽，媽媽生的小孩（兄弟和姊妹）粒線體 DNA均相同。 外婆生下阿姨，表
兄弟的媽媽是阿姨，故粒線體 DNA也相同。 範例
4
下列有關細胞的敘述，哪些選項正確？（多選） 生物體都是由細胞組成 細胞的組 成元素共有一百多種 生物體的構造與功能單位為細胞 生物體細胞數增加是經由細 胞分裂而來 𡃓 細胞的組成分子中，通常以有機分子的含量最為豐富。
Ans
【98 指考】
解 析 細胞的組成元素並非一百多種。𡃓 細胞的組成分子中，是以無機分子（水）的含
量最為豐富。 範例
5
下列有關蛋白質構造與功能的敘述，何者正確？ 磷是蛋白質常見的組成元素 胺基 酸排列順序會影響蛋白質的立體結構 代謝的主要能源來自胺基酸分解產生的能量 蛋白質在細胞內的含量僅次於核酸，具運輸、運動、防禦等多種功能。
Ans
【97 指考】
解 析 蛋白質常見的組成元素是 C、H、O、N、S。 代謝的主要能源來自葡萄糖分解產
生的能量。 蛋白質在細胞內的含量僅次於水。
第一章 生命的特性
範例
17
6
下列∼𢟍為各種細胞中可能具有的構造，請據以回答第 1 ∼ 2題：
【93 指考】
細胞壁
㰍細胞膜
欝細胞核
𠤣粒線體
惞葉綠體
欵內質網
歴高基氏體
𢟍核糖體
1 下列哪一選項中的構造，是「大腸桿菌」和「水稻細胞」都具有的？ 甲、丙 乙、 丁 戊、庚 乙、辛。 2 下列哪一選項中的構造，是「水稻」和「老鼠」的大部分細胞都具有的？ 甲、乙、丙 丁、戊、己 丙、庚、辛 乙、戊、己。
Ans
1 ；2
解 析 1 大腸桿菌是原核生物，具有的構造是甲、乙、辛；水稻細胞是真核生物，具有的 構造是甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛，故選 乙、辛。
2 水稻的大部分細胞都具有甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛，老鼠的大部分細胞 則都具有乙、丙、丁、己、庚、辛，故選 丙、庚、辛。 範例
7
人類胚胎發育時，細胞迅速進行分裂與生長，並生成細胞膜，細胞膜的成分不含下列哪一種 【101 學測】 成分？ 蛋白質 脂質 醣類 去氧核糖核酸 膽固醇。
Ans
解 析 細胞膜主要由雙層磷脂質分子組成，其中鑲嵌蛋白質和膽固醇，膜的外側並附有醣類
分子。細胞膜的組成分子並無核酸。
焦點
3
Foc us
細胞的生理
重點整 理 一 通過細胞膜的運輸 （一）細胞膜對於物質進出細胞具有選擇性，故又稱為「選擇性通透膜」。 （二）物質通過細胞膜的運輸方法依能量的消耗與否可分為被動運輸及主動運輸，其關係如下
順濃度梯度
細胞膜 的運輸
不耗能
被動運輸
水分子
擴散作用 滲透作用
耗能 通過 主動運輸 載體蛋白 逆濃度梯度
簡單擴散
通過
促進性擴散
脂雙層 通過 通道蛋白 載體蛋白
1
18
第一章 生命的特性
1 被動運輸：運輸的過程中，物質是順著濃度梯度，由高濃度往低濃度的方向移動，因此 並不須耗費能量，包含擴散作用和滲透作用。 1 擴散作用：分為簡單擴散及促進性擴散兩類，差異如下： 簡單擴散
促進性擴散 1 藉細胞膜上的運輸蛋白（包含通道蛋白或載體蛋白） 進行擴散作用
特點
A. 通道蛋白：具有中空的孔道，物質可經由這個孔
直接通過細胞膜的脂雙層
道進出細胞 B. 載體蛋白：在運輸物質時結構會改變 2每 一種運輸蛋白對其所運輸的物質均具有專一性
1 氣體分子，如 O2、CO2 運輸 的
1 藉通道蛋白來運輸者：
2 脂溶性小分子，如酒精、 脂 肪 酸、 甘 油 及 脂 溶 性
物質
維生素等
A. 帶電離子，如Na+及K+ B. 大部分的水分子 2 藉載體蛋白來運輸者：小分子有機養分，如葡萄糖及 胺基酸
O2、CO2
圖示
通道蛋白
載體蛋白
2 滲透作用（圖 1-24）： 1 定義：特指「水分子」通過選擇性通透膜的擴散作用。 2 如 下圖：長頸漏斗以蔗糖分子無法通過的選擇性通透膜封口，漏斗內置入蔗糖溶 液。將此裝置放入水中一段時間後，長頸漏斗中的液體體積會增加，使水柱上升， 此為水滲透至蔗糖溶液中所致。而阻止水分進一步進入之力量稱為滲透壓。
較濃的 蔗糖溶液 水
較稀的 蔗糖溶液
選擇性通透膜
▲圖 1-24 滲透作用
水
第一章 生命的特性
19
3 滲透壓與溶質濃度成正比：溶質濃度愈高，滲透壓就愈高；溶質濃度愈低，滲透壓 就愈低。 4水 分子會自滲透壓低處（溶質濃度較低的溶液）向滲透壓高處（溶質濃度較高的溶 液）流動，直至兩者的滲透壓達成平衡為止。 5 依據細胞內外溶液的濃度差異，可以將溶液分為三大類： 溶液種類 定義
高滲透壓溶液
等滲透壓溶液
低滲透壓溶液
（高張溶液）
（等張溶液）
（低張溶液）
溶質濃度較細胞內高 溶質濃度等於細胞 的溶液
內的溶液
溶質濃度較細胞內低的溶液
水分子
流出細胞的水量多於 流出細胞的水量等 流出細胞的水量少於流入的水
進出量
流入的水量
於流入的水量
量
動物 細胞
水
細胞 形狀 變化
植物
萎縮
維持原狀
水
膨脹
脹破
萎縮，細胞膜和細胞 維持原狀
因具細胞壁，故會膨脹、產生
壁分離（原生質離）
膨壓，但不會脹破
細胞 水
例子
原生質離
高濃度鹽水
維持原狀
生理食鹽水
水
膨脹
蒸餾水
2 需要細胞膜上運輸蛋白的協助，且細胞須消耗能量才能
細胞內
細胞外
2 主動運輸（圖 1-25）： 1 是指逆著濃度梯度，由低濃度處向高濃度處運輸的方式。
能量
完成。 3 舉例： 1 植物的根從土壤中吸收礦物質。 2 海帶吸收海水中的碘。 3 動物細胞將 Na＋由細胞內運往細胞外。
▲圖 1-25 主動運輸
二 細胞中的化學反應 （一）細胞須不斷進行化學反應才能維持生命現象，這些化學反應統稱為新陳代謝。在這些 化學反應的過程中，幾乎都需要酵素來催化，以調節反應速率。 （二）酵素又稱為酶，是由蛋白質所構成的有機催化劑。
1
20
第一章 生命的特性
（三）酵素能降低化學反應所需的活化能，使反應更容易進行，而加速反應速率（圖 1-26）。 沒有酵素催化 反應物
能量
缺乏酵素時反應 所需的活化能
有酵素催化 有酵素時反應所需 的活化能
產物
反應
過程
▲圖 1-26 酵素降低反應所需的活化能
（四）酵素的特性 1 能加速反應速率，但不能直接引發化學反應。 2 酵素分子構造中與受質結合的部位，稱為活性位。由於每種酵素的活性位均不同，故只 能針對特定的受質，催化特定的化學反應，此稱為酵素的專一性。 3 酵素在催化過程前後本質不變，可以重複使用，此稱為酵素的重複性。
來。 2 特性：不具專一性，可反覆使用。 （五）影響酵素活性的因子 1 溫度（圖 1-27）： 1 在一定溫度範圍內，酵素活性隨溫度的上升而增加；但當 溫度過高時，酵素的蛋白質構造會受到高溫破壞而喪失功 能。
反應速率
4 酵素進行催化作用時，常需要輔因子或輔酶的協助。 輔酶：1 成分：非蛋白質的有機物，多由維生素 B群代謝而
10 20 30 40 50 60 溫度（℃）
▲圖 1-27 溫 度 對 酵 素 活 性的影響 胃蛋 白酶
2 酵素作用的最適溫度，依酵素種類不同而異。
2 每種酵素作用所需的最適酸鹼度都不一樣，如：胃蛋白酶
澱粉酶
反應速率
2 酸鹼度（圖 1-28）： 1 酸鹼度會影響酵素與受質結合，而影響酵素的活性。
胰蛋 白酶
須在強酸（pH約為 2）環境中活性較佳；而胰蛋白酶則須 在弱鹼（pH約為 8）環境中活性較佳。
2
4
6
pH
8
10
▲圖 1-28 酸鹼度對酵素 活性的影響
第一章 生命的特性
21
3 金屬離子： 1 有些酵素需要某些金屬離子存在，才具有催化功能，如鎂及鋅等離子。 2 有些重金屬離子，如鉛、汞及鎘等離子，會破壞酵素，使其失去活性，因此具有抑制 酵素的作用。 4 受質濃度： 1 當酵素濃度一定時，酵素進行催化的反應速率會隨著受質濃度增加而增快（圖 1-29）。 2 而當所有的酵素都和受質結合時，就達到最大反應速率，此時，即使增加受質濃度也 無法加快其反應速率。 5 酵素濃度：在受質充足情況下，酵素濃度愈高，反應速率愈快（圖 1-30）。 反應速率︵％︶
反應速率︵％︶
2x
0
1
2
3
4
x 0
5
a 2a 酵素濃度（mM）
受質濃度（mM）
▲圖 1-29 酵素濃度定量時， 反應速率和受質濃度的關係
範例
▲圖 1-30 受質充足時，酵素濃度與 反應速率的關係
1
酵素在生化反應時，其活性會受到反應時的環境影響。現有甲、乙兩種性質相似的酵素，為 了要比較兩者對溫度及酸鹼值的容忍程度（即仍保持有活性的範圍）的差異，而作了活性測 定，結果如下。圖（一）是測定溫度對酵素活性之影響，圖（二）是在 30℃狀態下，測定 酸鹼值（pH值）對酵素活性之影響。根據兩圖中測定酵素活性之結果，下列敘述何者正確？ 甲酵素對溫度的容忍程度較乙酵素高 甲酵素活性最佳的溫度較乙酵素高 在 pH值 6 ∼ 7 之環境下，甲酵素活性較乙酵素高 在 pH值 6 ∼ 7 之環境下，甲酵素幾乎測不到活 性。
【91 學補】
20
23 26 29 32 35 38 41 溫度（℃）
圖（一）
Ans
甲 乙
活性
活性
甲 乙
3
4
5
6
7
酸鹼值（pH）
圖（二）
解 析 甲的活性範圍較小，故容忍程度較低。 甲的最佳溫度在 31℃，乙則在 35℃。
乙的活性較高。
1
22
第一章 生命的特性
範例
2 完整酵素分子
「酵素」是一種能催化生化反應的蛋白質。某科學家 酵素活性 ＋ （1-419） 以分子生物技術，做出五種不同長度的酵素 X，並 ＋ 1-196 分別測定其酵素活性如圖（酵素 X總長為 419 個胺基 ＋ 1-302 酸，圖中數目代表胺基酸的編號，例如：86 ∼ 419 代 － 197-419 表此蛋白質含酵素 X的第 86 號胺基酸到第 419 號胺基 － 86-419 ＋ 44-419 酸）。依據實驗結果，酵素 X分子中具有活性的部分 最可能是下列哪一段？ 第 196 號胺基酸到第 419 號胺基酸 第 1 號胺基酸到第 43 號胺基酸 第 44 號胺基酸到第 196 號胺基酸 第 197 【91 學測】 號胺基酸到第 302 號胺基酸。 Ans 解 析 缺乏 1 ∼ 43 號及 197 ∼ 302 胺基酸各組的酵素都有活性。但 44 ∼ 196 號胺基酸，只 要缺少一部分便無活性。 範例
3
地球表面有 70%以上的面積被水覆蓋著，天然水中除雨 水比較純淨外，其他的天然水均溶有鹽類或其他雜質。 水的淨化以及水汙染的防治為目前開發水資源的重要課 題。水對核能發電很重要，可以吸收核分裂時所釋放出 的能量，生成高溫的水蒸氣以推動發電機。核反應機組 也需要使用大量的冷卻水將餘熱帶走，才不會讓核心溫 度持續升高，釀成災變，這也是核能發電廠大多建在海 邊的緣故。 生命也離不開水，在動植物組織中，水是最豐富的物質。細胞可藉由滲透作用得到或喪失水 分，例如植物細胞中，由於細胞壁和細胞質間滲透性的差異，所以當細胞外濃度高於內部 時，因水分從液胞（泡）中流失，使植物細胞出現細胞壁與細胞膜互相剝離的情形（如上 【102 學測】 圖），稱為「質離現象」。試回答下列 1 ∼ 2題： 1 下列關於滲透的敘述，哪些正確？（多選） 滲透是活細胞才會有的現象 低濃度 溶液的水，因滲透到高濃度溶液中，以致體積減少 溶液中，水與溶質通過半透膜的 移動稱為滲透 通過細胞膜的滲透作用，有時可藉由運輸蛋白提高效率 𡃓 滲透作用 均需要消耗能量。 2 將植物細胞持續浸泡在蔗糖溶液中，使其出現「質離現象」，約在 10 分鐘後達到平衡狀 態，即植物細胞的細胞質體積已不再變化。下列相關敘述，哪些正確？（多選） 蔗 糖溶液對該植物細胞而言為高張溶液 浸泡之初，水分子的淨移動方向為由細胞外向 細胞內 浸泡之初至細胞出現質離現象的過程中，細胞內滲透壓持續變大 細胞內 外的滲透壓達到平衡時，水分子仍然經細胞膜進行移動 𡃓 細胞內外的滲透壓達到平衡 時，液泡內充滿了蔗糖溶液。 Ans 1𡂖𡂿 ；2𡂈㙇𡂿 解 析 1 𡂈 滲透是指水通過選擇性通透膜（半透膜）的擴散作用，不一定要在活細胞中才 可發生。㙇 只有水通過半透膜的移動才稱為滲透。𡃓 滲透作用不需要消耗能量。
第一章 生命的特性
範例
2 𡂖 由於蔗糖溶液對於此植物細胞為高張溶液，故水分子的淨移動方向應為由細胞 內向細胞外。𡃓 由於蔗糖無法自由通過細胞膜，故應無法進入細胞內，而是水分 從液泡中流失，最後細胞內、外的滲透壓達到平衡。
4
下列為動、植物體從外界或周圍環境吸收物質之方式，何者錯誤？ O2 ─促進（便利） 性擴散 CO2 ─簡單擴散 葡萄糖─促進（便利）性擴散 鈉離子─促進（便 【91 指考】 利）性擴散。 Ans 解 析 O2 ─簡易擴散。 範例
5
科學家在河口生態系發現新種草履蟲，觀察得知其伸縮胞在原生環境下，每分鐘約收縮 30 次，這種草履蟲在淡水中也可以存活一段時間。試問此蟲在淡水時，其伸縮胞每分鐘收縮次 數為何？ 為什麼？ 大於 30 次，因為草履蟲處在更低張的液體內 大於 30 次，因為草 履蟲處在更高張的液體內 小於 30 次，因為草履蟲處在更低張的液體內 小於 30 次， 【92 指考】 因為草履蟲處在更高張的液體內。 Ans 解 析 河口水域的鹽濃度較高，故水分滲透入細胞的速率較慢。淡水的鹽濃度較低，對草履 蟲而言是更低張的液體，水分滲入速率較快。 範例
6
某生在進行水蘊草葉觀察時，做了以下的處理：玻片Ⅰ加入一滴水；玻片Ⅱ加入一滴 1％鹽 水、玻片Ⅲ加入一滴 5％鹽水、玻片Ⅳ加入一滴 10％糖水。然後蓋上蓋玻片靜置 5 分鐘後， 在顯微鏡下觀察；為便於觀察出其差異，另取一片未處理的葉片作為對照組。他觀察水蘊草 葉肉細胞形狀，並繪圖記錄構造的變化，結果如圖所示，其中Ⅲ及Ⅳ顯示的是細胞膜與細胞 【91 學補】 壁分離的現象。試回答下列第 1 ∼ 2題： Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
對照
1 根據實驗結果，下列敘述何者正確？ 玻片Ⅰ之處理對植物細胞沒有影響；㰍玻片Ⅱ之 處理對植物細胞沒有影響；欝玻片Ⅲ及Ⅳ之處理使細胞質體積減小；𠤣植物細胞因為有 細胞壁，故其外形不受溶液濃度影響 㰍 欝𠤣 㰍欝𠤣 只有𠤣。 2 根據實驗結果，下列敘述何者正確？ 水對水蘊草葉肉細胞而言是等張溶液 1％ 鹽水對水蘊草葉肉細胞而言是等張溶液 5％鹽水及 10％糖水對水蘊草葉肉細胞而言 都是低張溶液 水蘊草葉肉細胞內之鹽濃度比 5％鹽水中的鹽濃度高。 Ans 1 ；2 解 析 1 玻片Ⅰ之細胞內液泡體積變大，表示細胞吸水，膨壓升高。 2 水使細胞膨脹（液泡體積變大），故為低張溶液。 高張溶液。 細胞內之鹽 濃度比 5％鹽水中的鹽濃度低。
23
1
24
第一章 生命的特性
焦點
4
Foc us
細胞及能量
重點整 理 一 生物中的能量形式：ATP （一）生物體如何使用能量 1 醣類是主要的供能物質，但是這些有機物中的能量並不能直接被生物體利用，需經分解 後才能將能量釋放，並轉移至 ATP分子中。 2 ATP是細胞進行代謝所需能量的直接來源。 （二）三磷酸腺苷（ATP） 1 結構：是一種含有高能量的核苷酸，由一分子核糖、一分
腺嘌呤 高能磷酸鍵
子腺嘌呤和三分子磷酸根所組成。 2 如果核糖上只接一個磷酸根時，稱為單磷酸腺苷（AMP） ；
P
P
若 接 上 二 個 磷 酸 根， 則 稱 為 雙 磷 酸 腺 苷（ADP）（圖
P
核糖 AMP ADP ATP
1-31）。 3 功用：是細胞最直接的能量來源，因此也被稱作細胞的能
▲圖 1-31 AMP、ADP 及 ATP 的構造關係
量貨幣。
4 ATP的水解與形成： 1 ATP分子中含有兩個高能磷酸鍵，當末端的磷酸鍵水解斷裂時，ATP分解為 ADP和一 個磷酸（Pi），並釋出能量供細胞所需（圖 1-32）。 ATP＋ H2O→ADP＋Pi＋能量 2 ADP可吸收呼吸作用所釋出的能量，再與一個磷酸結合成 ATP。 ADP＋ Pi＋能量→ ATP＋ H2O 能量
＋ ATP
ADP
能量
▲圖 1-32 ATP及 ADP間的能量關係
Pi
第一章 生命的特性
5 ATP及ADP的含量比例，可反映細胞內的能量狀況： 1 當細胞內的 ATP多而 ADP少時，表示細胞內的能量較充裕，此時生物體可進行運動或 合成反應等需能反應。 2 當細胞內 ATP少而 ADP多時，表示細胞內的能量較缺乏，此時生物體須加速進行呼吸 作用等產能反應。
二 能量的獲得與轉換（圖 1-33） （一）地球上的能量來源，主要來自太陽的輻射能。 （二）植物利用光合作用將所吸收的太陽輻射能轉換為化學能，貯存於葡萄糖、澱粉、蛋白 質和脂質等有機物中。 （三）生物可藉呼吸作用將有機物分解，使蘊含其中的化學能釋出，而轉存於 ATP中，以執 行各項生理作用。
光能 C6H12O6 光合作用 O2 粒線體
葉綠體
細胞呼吸 CO2+H2O ATP
▲圖 1-33 以植物的光合作用與細胞呼吸之相關性為例，說明植物體能量的獲得與轉換
三 光合作用 （一）定義：藻類和綠色植物利用光能將二氧化碳和水合成醣類，並產生氧的過程稱為光合 作用。
25
1
26
第一章 生命的特性
（二）反應場所（圖 1-34） 1 葉綠體是植物進行光合作用的場所，內含有多個由葉綠囊相疊而成的葉綠餅和基質。 2 葉綠囊膜是進行光反應的場所。其上含有葉綠素、葉黃素及胡蘿蔔素等光合色素，葉綠 素是主要的光合色素，葉黃素及胡蘿蔔素則是輔助葉綠素吸收光能。 3 基質是進行碳反應的場所。其內富含酵素，用以固定二氧化碳來合成醣類。
外膜
內膜 葉綠囊 葉綠囊腔
葉綠餅 基質
▲圖 1-34 葉綠體的模式圖
（三）光合作用分為光反應和碳反應（圖 1-35、圖 1-36），其比較如下 反應場所 目的
光反應
碳反應
葉綠餅的葉綠囊膜
葉綠體的基質
將 光 能 轉 變 為 化 學 能， 並 將 能 量 貯 存 於 ATP和 NADPH中，以供碳反應固定二氧化碳之所需
利 用 光 反 應 所 提 供 的 ATP 和 NADPH，固定二氧化碳，以合 成醣類
1 當葉綠素 a接受足夠的光能後，便會釋放出電子 利 用 光 反 應 產 生 的 ATP 和 2 電子經由電子傳遞鏈傳遞的過程會產生ATP 反應過程 NADPH所 釋 出 的 能 量， 將 CO2 3 電子最後傳給 NADP＋而形成NADPH 固定成醣類 4 此過程亦會伴隨水分子分解產生氧氣 能量來源
光能
化學能（ATP、NADPH）
反應物
H2O、ADP＋ Pi、NADP＋
CO2、ATP、NADPH
產物
O2、ATP、NADPH
六碳醣、H2O
能量轉換 光能→化學能（ATP、NADPH）
化 學 能（ATP、NADPH） → 化 學能（醣類）
第一章 生命的特性
e－
電 子
e
1
傳
電
－
遞
電
子 傳
NADP＋ ＋ H＋
子
遞
光能
ADP
能
光能
NADPH
Pi
＋
量
H 2O
ATP
e－ H ＋＋ O 2
光合色素
光合色素
▲圖 1-35 光反應的步驟和產物
H 2O
光能
CO2
葉綠餅
ADP＋Pi NADP＋
碳反應
光反應
NADPH ATP
葉綠囊
基質 醣類 O2
▲圖 1-36 光合作用之光反應與碳反應相關性示意圖
（四）光合作用的總反應式 6CO2 ＋ 12H2O → C6H12O6 ＋ 6H2O＋ 6O2 （五）影響光合作用的因素 1 光強度：在一定範圍內，光愈強，光合作用的速率愈快；但若光照太強，則葉綠素會被 破壞。 2 溫度：在一定範圍內，溫度愈高，光合作用的速率愈快；但當溫度太高時，導致氣孔關 閉，光合作用速率就會降低。 3 二氧化碳濃度：二氧化碳為光合作用的反應物，濃度愈高，光合作用的速率愈快。 4 土壤中的水分含量：水不但是光反應的原料，也會影響氣孔的開閉；當土壤中的含水量 低時，光合作用速率便會降低。
27
28
第一章 生命的特性
四 呼吸作用 （一）定義：細胞將其內的葡萄糖逐步分解並產生能量的過程，稱為呼吸作用。 （二）依氧的參與與否，可分為有氧呼吸和無氧呼吸兩類 項目 意義
無氧呼吸
有氧呼吸
酒精發酵
乳酸發酵
細胞利用氧氣將葡萄糖氧化以產生 細胞在缺氧環境下，將葡萄糖分解產生能量的過 能量，並釋出 CO2 和水的過程
反應位置
程
細胞質和粒線體
細胞質
1 葡萄糖→丙酮酸＋少量 ATP：此 1 葡 萄 糖 → 丙 酮 酸 1 葡萄糖→丙酮酸＋少
反應過程
量 ATP
＋少量ATP
過程在細胞質中進行，不需氧氣
2 丙酮酸→酒精 +二 2 丙酮酸→乳酸：此過
參與 2 丙酮酸＋ O2 → CO2 ＋ H2O＋大量
氧 化 碳： 此 過 程
ATP：此過程在粒線體中進行，
程不產生能量
不產生能量
需要氧氣參與 反應式
葡萄糖＋ 6O2 ＋ 36 ∼ 38ADP＋ 36 ∼ 38Pi→ 6CO2 ＋ 6H2O＋ 36 ∼ 38ATP
釋出能量 例子
葡萄糖＋ 2ADP＋ 2Pi 葡萄糖＋ 2ADP＋ 2Pi → 2 → 2 乙 醇（C2H5OH） 乳酸（CH3CHOHCOOH） ＋ 2CO2 ＋ 2ATP
較多
＋ 2ATP
較少
較少
酵母菌和植物的根細 乳酸菌和動物的骨骼肌
大部分細胞
胞
細胞
ိຉᑥ
ိຉᑥ Ѝ໔ATP
Ѝ໔ATP е⢯ሖ
圖示
ಠफ፴
е⢯ሖ O2
ନᆠีሕ Κ᎕Ȟନᆠȟ+CO2
σ໔ATP
ಖጣᡝ CO2
ٰሖีሕ ٰሖ
ಖጣᡝ
Ы
ಠफ፴
（三）影響細胞呼吸的因素 1 氧氣：氧氣為有氧呼吸的反應物，氧氣濃度愈高，有氧呼吸速率愈快。但部分生物在缺 氧時則進行無氧呼吸。 2 溫度： 1 細胞呼吸須由酵素催化而成，而酵素的活性又受到溫度的影響。 2 在一定範圍內，溫度愈高，呼吸作用速率愈快；但溫度過高時，酵素會受到破壞。 3 生物個體不同的發育期和生理狀態也會影響呼吸速率： 1 通常植物體幼嫩及生長旺盛的組織呼吸速率較高，如生長點。 2 成熟和老化的組織呼吸速率則較低，如老根。
第一章 生命的特性
29
五 光合作用及呼吸作用（以有氧呼吸為例）的比較 光合作用 作用的細胞 進行場所 反應物 產物 進行條件 所進行之代謝作用 及能量需求 能量變化
1
有氧呼吸
綠色細胞
所有活細胞
葉綠體
細胞質 → 粒線體
CO2、H2O
葡萄糖、O2（ADP+Pi）
葡萄糖、O2、H2O
CO2、H2O、能量（ATP）
有光時
不分日夜，持續進行
合成（同化）反應；需能
分解（異化）反應；釋能
光能 → 化學能（葡萄糖）
化學能（葡萄糖）→ 化學能（ATP）
精粹範 例 範例
1
細胞利用呼吸作用以獲得能量，下列有關呼吸作用的敘述，何者正確？ 有氧呼吸的過 程中，O2 會進入粒線體參與作用 𡂖 有氧呼吸的過程中，葡萄糖會進入粒線體，然後被分 解為丙酮酸 㙇 當細胞內 ADP/ATP 的比值太低時，細胞會加速進行呼吸作用 𡂿 當骨骼肌 細胞缺氧時，丙酮酸會進入粒線體，然後被分解產生 ATP 𡃓 當酵母菌在缺氧環境下，葡萄 糖會進入粒線體，然後被分解產生 ATP。
【102 學測】
Ans 𡂈 解 析 𡂖 葡萄糖分解為丙酮酸的過程在細胞質中進行。 㙇 ADP/ATP的比值太低時，表示
ATP含量高，細胞會減緩進行呼吸作用。 當骨骼肌細胞缺氧時，丙酮酸會在細胞質 轉換為乳酸。𡃓 當酵母菌在缺氧環境下，葡萄糖會在細胞質轉換為酒精。 範例
2
下列有關細胞進行呼吸作用的敘述，哪幾項正確？ 酵母菌只會進行無氧呼吸作用 植物細胞只在進入黑暗後才進行呼吸作用 動物細胞可進行有氧及無氧呼吸作用 所 有生物細胞的呼吸作用都是在粒線體內進行。
Ans
【93 指考】
解 析 酵母菌在氧氣充足的環境中進行有氧呼吸。 植物在白天、晚上均可進行呼吸作
用。 原核生物細胞沒有粒線體，有氧呼吸在細胞膜進行。
30
第一章 生命的特性
範例
3
某高中自然科學社甲、乙、丙、丁四位同學，在學期末完成了「光強度與二氧化碳濃度對於 植物光合作用速率的影響」實驗。他們實驗進行的方法是：選用兩批相同的番茄幼苗，分別 在 A、B兩個植物生長箱中培養，A生長箱內的二氧化碳濃度維持在 0.40％；B生長箱內的二 氧化碳濃度維持在 0.03％，再分別用不同的光強度照射並比較其光合作用之速率。他們的實 【96 學測】 驗結果如圖。根據上文及下圖，回答 1 ∼ 2題：
1 下列是他們四人對此結果所做的討論：甲生說：「光的強度愈強，番茄幼苗行光合作用的 速率愈高。」乙生說：「生長箱中二氧化碳濃度愈高，番茄幼苗行光合作用的速率愈高。」 丙生說：「在 0.03％二氧化碳濃度小於 4 的光強度單位下，光愈強，番茄幼苗行光合作用 的速率愈高。」丁生說：「在相同的光照強度下，生長箱中的二氧化碳濃度由 0.03％提高 到 0.40％可以有效增加番茄幼苗的光合作用速率。」你認為哪一位同學的推論最恰當？ 甲生 乙生 丙生 丁生。 2 氣體 X會影響番茄幼苗的光合作用速率。根據上圖的結果，甲生等要設計實驗來測知氣 體 X對番茄幼苗光合作用的影響是促進或抑制時，他們除了要在生長箱中置入不同濃度 的氣體 X外，還須選用下列哪一組光強度及二氧化碳濃度來進行實驗最適當？ 3 個光 強度單位、0.03％二氧化碳濃度 3 個光強度單位、0.40％二氧化碳濃度 1.5 個光 強度單位、0.40％二氧化碳濃度 1 個光強度單位、0.03％二氧化碳濃度。
Ans
1 ；2
解 析 1 在光強度 4 ∼ 6 期間，二氧化碳無論是 0.03％或是 0.40％，其光合作用的效率都
維持定值，沒有隨著光照而增加。 在光照強度很低時，其光合作用效率無論是 0.40％或是 0.03％都差不多。 0.03％二氧化碳濃度在 2.5 ∼ 4，光合作用效率並 不隨著光照強度增加而增加。
第一章 生命的特性
31
2 不適當，如果氣體 X加入後有促進的效果，因為在光強度 3 時，已經達到 0.03％ 二氧化碳濃度的光合作用速率最大值，所以無法看出是促進或抑制。 不適當， 如果氣體 X加入後有促進的效果，因為在光強度 3 時，已經達到 0.40％二氧化碳濃 度的光合作用速率最大值，所以無法看出是促進或抑制。 恰當，因為在光強度 1.5 時，無論促進或是抑制都可以明顯的呈現。 較不恰當，在 0.03％二氧化碳濃 度、光強度 1 時，雖然尚未達到最大，也並非最小值，但是變化的明顯度不如 。 範例
4
植物光合作用中的光反應，其主要功能為何？ 固定二氧化碳 產生 ATP和 NADPH 【96 指考】 利用ATP產生葡萄糖 由二氧化碳和水產生葡萄糖。
Ans
解 析 皆屬於碳反應。 範例
5
甲植物的光合效率大於乙植物的光合效率 溫度 22℃時， 乙植物的光合效率大於甲植物的光合效率 溫度 50℃時， 乙植物的光合效率大於甲植物的光合效率 甲植物較適合生 長在溫帶地區，乙植物則可以生長在熱帶地區。
Ans
高
光合效率
附圖為甲、乙兩種植物在不同溫度條件下，光合作用效率的變 化情形。請據此圖分析下列哪一選項正確？ 溫度 5℃時，
甲植物 乙植物
低 10
20 30 40 葉片溫度（℃）
【93 指考】
解 析 由圖無法得知。 溫度 22℃時，乙植物的光合效率小於甲植物的光合效率。 由
圖無法得知。 甲植物的光合效率在 10℃最佳，乙植物的光合效率在 10 ∼ 40℃均維 持穩定，故推知甲植物較適合生長在溫帶地區，乙植物則可以生長在熱帶地區。
1
32
第一章 生命的特性
實 戰 演 練 基 本 題 一、單一選擇題 （
）1 呼吸作用屬於下列何種反應？ 異化作用 同化作用 合成作用 消 化作用。
（
）2 下列有關酵素的敘述，何者正確？ 蛋白質就是酵素 酵素須在細胞內才 有催化活性 動、植物細胞內相類似的酵素可能催化相類似的生化反應 澱粉也可分解纖維素。
（
）3 甲、葡萄糖；乙、O2；丙、H+；上列哪些物質可藉簡單擴散作用通過細胞膜進 出細胞？ 只有乙 甲乙 乙丙 甲乙丙。
【題組】 細胞內有下列化學反應，請回答下列第 4 ∼ 5 題： CO2 ＋ H2O＋能量
甲 乙
C6H12O6 ＋ O2
（
）4 甲反應發生於哪一構造中？ 核糖體 葉綠體 粒線體 高基氏體。
（
）5 下列有關乙反應之相關敘述，何者正確？ 乙反應發生於單層膜胞器 使 ATP→ ADP＋Pi 使 ADP＋ Pi→ATP 全部變為熱能，以維持細胞溫度。
（
）6 下列有關細胞學說的敘述，何者正確？ 動物和植物的細胞構造完全相同 細胞是組成生物體的基本構造單位 基因位於染色體上 細胞是由細胞 膜、細胞質及細胞核所構成。
（
）7 下表為將蛙血細胞放置於各溶液的實驗紀錄，請問蛙血細胞內的等張溶液濃度可 能為何？ 0 ∼ 0.6％之間 0.6％ 0.6 ∼ 1％之間 1％。 NaCl濃度
0％
0.6％
1％
蛙血細胞的狀況
細胞脹破
細胞略微膨脹
細胞萎縮
（
）8 將下列分子的分子量由小到大排列：1 核酸；2 核苷酸；3 去氧核糖；4 核糖， 何者正確？ 3 4 2 1 1 2 3 4 4 3 2 1 3 4 1 2 。
（
）9 有關有氧呼吸與發酵作用，下列敘述何者正確？ 都可產生酒精或乳酸 都發生在粒線體 都要消耗 O2 都可產生能量。
第一章 生命的特性
33
【題組】 根據下圖細胞構造，回答下列第 10 ∼ 12 題： 甲
1
己
辛 丁 戊 丙
乙
庚
（
）0 哪一個構造是與細胞內物質的運輸有關？ 甲 乙 丙 己。
（
）q 何者為細胞內執行呼吸作用的場所？ 乙 丙 丁 戊。
（
）w 哪一個構造與分泌物的形成最相關？ 甲 乙 戊 庚。
（
）e 下列有關生命現象的敘述，何者錯誤？ 植物不具神經系統，故對環境刺激 無明顯的感應 細菌能感應養分或有毒物質的存在，而有趨向或逃離的反應 單細胞生物和多細胞生物皆有生長和發育的現象 能量是生命現象最基本 的要素。
（
）r 當細胞內 ATP／ ADP的比值偏低時，細胞會作出什麼反應？ 促進肝糖合成 抑制氧化作用 加速有氧呼吸 水解 ATP。
（
）t 右圖為發生某化學反應時能量變化的情形。根據圖 E3 E1 E2
片，酵素參與反應時所需的活化能為何？ E1 E2 E3 E4。 ）y 下列有關蛋白質的敘述，何者正確？ 化合物中 含氮 是由小分子的脂肪酸組成 蛋白質即為
E4
能量
（
時間
酵素 自然界中胺基酸的種類與蛋白質的種類一 樣多。 （
）u 有關光合作用光反應和碳反應的比較，下列何者正確？ 光反應
碳反應
進行時間
有光時（白天）
無光時（夜晚）
能量來源
日光能
不需能量
產物
ATP、NADPH、O2
C6H12O6、H2O
場所
葉綠體的內膜
葉綠體基質
34
第一章 生命的特性
二、多重選擇題 （
b
）1 此為細胞膜構造示意圖，下列哪些正確？ a為蛋白質
c
a
b為核酸 c為醣類 d為脂質 𡃓 圖上方為細胞外。
d
細胞膜
【題組】 下圖是六個細胞在不同滲透壓溶液中的狀態。甲、乙、丙是同一種動物細胞，丁、 戊、己是同一種植物細胞。箭頭表示水分進出細胞（每個箭頭的量相等）。請回答 甲
下列第 2 ∼ 3 題。 細胞膜 細胞膜
乙
細胞核
丙
細胞壁
細胞膜
葉綠體 甲
（
甲
乙
乙
丙
（ 丁
丁
戊
己
）2 下列有關各溶液滲透壓的比較，何者正確？ 甲＞乙 乙＞丙 丙＞甲 戊＞丁 𡃓 己＞戊。 細胞核 細胞核 細胞壁 細胞壁
葉綠體 葉綠體 （
丙
細胞膜 細胞膜
）3 下列哪些細胞是處於等滲透壓狀態？ 甲 丙 丁 戊 𡃓 己。 酵母菌把葡萄發酵成葡萄酒 一家烤肉萬家香 ）4 下列哪些是生命現象？ 戊 戊 己 己
丁
毛細管內的毛細現象使水上升 水蘊草的葉綠體流動 𡃓 飛蛾的正趨光 性。 （
）5 關於植物行光合作用與有氧呼吸的比較，下列敘述何者正確？ 選項
光合作用
有氧呼吸
粒線體
葉綠體
光能→化學能
化學能→化學能
時間
有光時才能進行
無光時才能進行
產物
氧氣、葡萄糖、水
二氧化碳、水、能量
合成作用
分解作用
場所 能量轉換方式
𡃓 屬於何種代謝作用
（
）6 將細胞內的物質與構造作如下列所述的比喻，請問就功能而言，哪些比喻較恰 當？ ATP就像充滿化學能的可充電式電池 粒線體就像細胞的發電廠， 可產生能量 細胞核中的 DNA就像生命之歌的樂譜 植物的大液泡就像一 臺垃圾車，裡面全載滿了廢物 𡃓 葉綠體是個轉換能量形式的大工廠。
（
）7 下列何者為有氧呼吸與酒精發酵的共同特徵？ 都有反應在細胞質中進行 都會產生 CO2 皆可產生等量 ATP分子 作用速率會受 O2 影響 𡃓 作用 速率皆受溫度影響。
第一章 生命的特性
（
）8 蛋白質之於胺基酸，正如下列何組間之關係？ 肝糖之於葡萄糖 纖維素 之於細胞壁 核酸之於核苷酸 DNA之於 RNA 𡃓 膽固醇之於脂質。
（
）9 下列關於「細胞的擴散與滲透」的敘述，何者正確？ 溶於水中的氧氣與二氧 化碳進出細胞的速率，主要是受到細胞膜的控制 滲透也是一種擴散 只 有活細胞才有主動運輸的現象 昆布細胞累積大量的碘是滲透的結果 𡃓 擴 散不須消耗能量，而滲透需要。
（
）0 下列有關光合作用的敘述，何者正確？ 光反應在葉綠囊進行 光反應中 所釋出的 O2 來自水分子 光反應所產生的 ATP與 NADPH用於碳反應 碳反 應可產生水 𡃓 植物久置於暗室，碳反應仍可持續不斷進行。
三、閱讀題 一個個細胞變成具有個別功能的特定細胞，在生物學上稱為「分化」，我們可以將身體 想像成是由分化的細胞所聚集而成的細胞社會。在這個細胞社會中，正常細胞不會任意分裂 增生，而不必要的細胞也會死亡，藉此保持全體。但癌細胞破壞了這樣的調和，盡其可能的 不斷分裂，而這種無用的分裂非但造成養分的浪費，也奪去正常細胞應有的位置，破壞組織 和器官，造成身體機能不全。而它和正常細胞最大的不同就是它會無限增殖，而這樣的增殖 沒有終點。雖然幹細胞和癌細胞一樣，具有無限增殖的潛能，但是幹細胞的增殖一般都在控 制中。在氧氣和營養等條件齊備的情況下，幹細胞和癌細胞不會死亡。儘管幹細胞和癌細胞 都是從受精卵分裂誕生的，但是身體內幹細胞的增殖是受到所處微環境的嚴密調控，而癌細 胞則否。癌細胞與幹細胞的不同，在於幹細胞具有可分化成其他細胞的能力，但是癌細胞 不能分化成其他細胞。（節錄自牛頓科學雜誌復刊第 11 期 2008 年 9 月「癌細胞是什麼樣的細
胞？」） （
根據上文，回答第 1 ∼ 3 題： ）1 關於癌細胞的敘述下列何者正確？（多選） 不具分化能力 具有無限增 殖的能力 其增殖會受到微環境的控制 盡可能保持身體全體的調和 𡃓 在氧氣和營養等條件具備的情況下癌細胞不會死亡。
（
）2 癌細胞造成身體機能不全的原因？（多選） 不斷的分裂，造成身體功能過 強以至死亡，如白血病 無用的分裂造成養分的浪費 奪去正常細胞應有 的位置 喧賓奪主，造成全身器官大異位，導致身體機能不全 𡃓 取代幹細 胞的功用，以致身體失序而導致機能不全。
（
35
）3 綜合上述，罹患大腸癌的小芬，其大腸癌細胞與幹細胞的異同，下列敘述何為 非？ 兩者皆由受精卵分裂而成 兩者皆具無限增殖的潛力 兩者皆具 分化的能力 兩者皆有不死的潛能。
1
36
第一章 生命的特性
進 階 題 一、單一選擇題 （
）1 醣類在生物體內扮演十分重要的角色，例如：構成體質、提供能量等，下列關於 各種醣類的特性與功能的敘述，何者正確？ 乳糖屬於單醣，為乳汁中常見 的成分 纖維素為葡萄糖組成的多醣，為植物細胞壁
A
的主要成分 動植物體內貯存多醣的形式為澱粉 核糖為 DNA構造中的五碳醣。 （
）2 右圖為光合作用示意圖，下列有關光合作用過程之敘
光
在夜晚時才能進行。 （
反
應
EF
述，何者正確？ A及 C為能量來源 B及 D為中間 產物 B及 D可用於呼吸作用以產生能量 碳反應
B
GH 碳
D
反 應 葉綠體 C
）3 下列有關甲、醣類；乙、核酸；丙、脂質三者的敘述，何者正確？ 動物細 胞的成分中以乙的含量最多 乙可用於研究不同物種間的親緣關係 氧化 供應能量的順序為甲乙丙 三者皆只含 C、H、O三種元素。
（
）4 有氧呼吸與發酵作用的相同點為何？ 皆會產生丙酮酸 皆發生於粒線體 可產生等量ATP 可產生酒精或乳酸。
（
）5 下列有關細胞膜運輸物質方式的敘述，何者正確？ 主動運輸只能把物質由 胞外經細胞膜輸入胞內 物質能否通過細胞膜完全取決於分子的大小 主動運輸是指小分子的耗能運輸 滲透作用是水分子由胞內向胞外移動的現 象。
【題組】 在生物實驗課中，老師拿出三種不同類型的細胞，讓學生分類。學生先在顯微鏡 下觀察細胞的型態，結果整理於下表。再將三種細胞分別培養於富含氧氣與養分 的培養基中，記錄三類細胞的數目於下圖，並於時間 t後不再提供氧氣給細胞。試 根據圖表文回答下列第 6 ∼ 8 題： 細胞的類型
細胞核
細胞壁
葉綠體
甲
無
有
無
乙
有
有
無
丙
有
有
有
（
）6 根據此實驗結果，甲類細胞最有可能為下面哪一群生物的細胞？ 動物 植物 菌物 原核生物。
第一章 生命的特性
（
37
）7 根據此實驗結果，丙類細胞能進行下列哪些化學反應而存活？ 僅能行有氧 呼吸 僅能行無氧呼吸 能行有氧呼吸和光合作用 能行有氧呼吸、無 氧呼吸和光合作用。
（
）8 根據此實驗結果，下列哪一敘述能適當地說明乙類細胞與丙類細胞的差異？ 乙類細胞能在有氧的環境中存活，丙類細胞能進行無氧呼吸 只有丙類細 胞進行無氧呼吸的產物具有毒性，使得細胞死亡 乙類細胞只能在有氧的環 境中存活，丙類細胞能進行無氧呼吸 乙類細胞能進行無氧呼吸，丙類細胞 只能在有氧的環境中存活。
（
）9 有關影響酵素反應速率的因素，下列圖形何者正確？（R：反應速率） 受質的量固定時 酵素的量固定時 R
R
酵素濃度
（
R
受質濃度
R
pH
溫度
）0 如附圖所示，薊頭漏斗倒放於燒杯中，漏斗底 部包有半透膜，內有未知濃度的蔗糖溶液，而 燒杯中有 10％的蔗糖溶液。已知蔗糖無法通過 半透膜。若經過一段時間後，漏斗內溶液的水 位發生變化，則下列推測何者最合理？ 主 動運輸使漏斗的水位改變 漏斗內的水位變
漏斗 10%蔗糖溶液 未知濃度蔗糖溶液 半透膜
化和蔗糖溶液的濃度無關 漏斗內蔗糖溶液 濃度若小於 10％，則水位上升 漏斗內蔗糖溶液濃度若大於 10％，則水位上 升。 【題組】 某高中生命科學社此次的主題為討論有關真核細胞與原核細胞的特性與構造，其 討論題綱依序為：1該如何界定原核細胞與真核細胞；2日常生活經驗中，哪些 （
生物由原核細胞或真核細胞所構成。試回答下列第 11 ∼ 13 題： ）q 該如何界定原核細胞與真核細胞，下列學生發表的意見中，哪一位說明最正確？ 阿旭說：原核細胞不具有核膜，細胞質中具有染色體 阿炮說：原核細胞 沒有細胞核，而且在細胞質中也沒有粒線體與核糖體 阿花說：原核細胞不 能行呼吸作用，真核細胞可以 大明說：以上三位同學說的都正確。
（
）w 哪些生物由原核細胞與真核細胞所構成，下列學生發表的意見中，哪一位舉例正 確？ 小玲說：藍綠菌由原核細胞構成，酵母菌由真核細胞構成 小薇說： 藍綠菌由原核細胞構成，大腸桿菌由真核細胞構成 小可說：黑黴菌由原核 細胞構成，大腸桿菌由真核細胞構成 小曼說：酵母菌由原核細胞構成，松 鼠由真核細胞構成。
1
38
第一章 生命的特性
（
）e 下列何組元素在人體內含量最多？ C、H、O、S C、H、O、N C、H、 P、S C、H、O、P。
（
）r 下列有關生命現象的敘述，何者正確？ 植物的運動現象明顯 合成作用 及分解作用不可能相伴發生 動物遇緊急危難時分泌腎上腺素是一種感應現 象 分解作用是一種需能反應。
（
）t 若 植物利 用 14C16O2 和 H218O行 光 合 作用， 則 所 釋出 的 氧和 葡萄 糖應 為下 列何 項？ 18O2，14C6H1216O6 16O2，14O6H1216O2 16O2，14C6H1218O6 18O2， 14
C6H1218O6。
（
）y 今將甲品種與乙品種之紫背萬年青的葉片下表皮放在 0.7％的蔗糖溶液中，若甲 品種葉片表皮細胞內的原生質（X）只少許縮小，乙品種葉片表皮細胞內的原生 質（Y）則明顯減小，就實驗開始時，下列敘述何者正確？ 對蔗糖溶液而言， X是高張溶液，Y則是低張溶液 對蔗糖溶液而言，X是低張溶液，Y則是高張 溶液 對X而言，Y是高張溶液 對 Y而言，X是高張溶液。
二、多重選擇題 （
）1 下列有關芹菜的表皮細胞與人類口腔的黏膜細胞之比較，何者正確？ 前者 具細胞核，後者不具細胞核 前者具細胞壁，後者不具細胞壁 前者具中 心粒，後者不具中心粒 前者具葉綠體，後者不具葉綠體 𡃓 前者具大型液 泡，後者不具大型液泡。
（
）2 右圖為 ATP的構造模式圖，下列有關 ATP的敘述，
甲
乙
戊
何者正確？ 丁為去氧核糖 戊為腺嘌呤 ATP→ ADP＋ Pi的反應式中，高能的磷酸鍵乙被打斷 一個ATP分子僅有一個高能的磷酸鍵 𡃓 ATP也是
丙
一種核苷酸。 ）3 附圖表示某種反應進行時，有酵素參與和無酵
౨ၦ 能 量
（
Ⅰ
素參與的能量變化情形，下列敘述何者正確？
乙物質
酵素參與反應時，所降低的活化能為 E3 此 為反應前、後能量的變化。
E3
Ⅱ
此反應為放能反應 曲線Ⅱ表示有酵素參與 反應中，甲物質為反應物，乙物質為產物 𡃓 E1
丁
E4 E2 E1
甲物質
ழၴ 時間
第一章 生命的特性
39
【題組】 下圖為動物細胞構造模式圖，請根據圖示和題意回答下列第 4 ∼ 5 題：
1
丙
己
壬
辛
庚
戊
甲
丁
乙
（
）4 圖中的構造中，何者為雙層膜的構造？ 己 乙 丙 丁 𡃓 戊。
（
）5 關於圖中各種構造的敘述，何者正確？ 乙為合成蛋白質的場所 丙為細 胞內的發電廠 辛內含大量的去氧核糖核酸和蛋白質 壬具有膜，與細胞 分裂有關 𡃓 丁為分泌性的腺細胞內較發達，可修飾蛋白質形成囊泡。
（
）6 將某一植物細胞分置於 1％、5％、10％、15％、20％蔗糖溶液中 3 分鐘後，利用 顯微鏡進行觀察，結果發現有三種溶液中的細胞壁已與細胞膜分離，而其餘兩種 溶液中的細胞則無此現象。依上述推測，下列何者正確？ 此植物細胞的生 理濃度範圍約在 5％∼ 10％ 蔗糖分子不易通過細胞壁 細胞膜與壁分離 的細胞，其液泡內水分子含量較細胞膜與壁未分離的細胞多 細胞膜與細胞 壁分離的細胞必位於高張溶液中 𡃓 若將此實驗用的細胞放入蒸餾水中，則細 胞將有可能會脹破。
（
）7 下列關於細胞內化學物質的敘述，何者正確？ 蛋白質的多樣性僅與所構成 之胺基酸種類不同有關 核糖核酸是染色體的主要成分之一 磷脂質屬於 脂質 動物乳汁中的乳糖和植物細胞中的澱粉都屬於多醣 𡃓 ATP是細胞內 供應能量的物質。
40
第一章 生命的特性
（
）8 細胞內能量的轉移如右圖，下列敘述何者正 確？ 反應甲在細胞質中進行 反應 乙需要粒線體的酵素 丙是 ATP，丁是 ADP 反應戊在核糖體中進行 𡃓 反應
（甲） C6H12O6
+O2
CO2+H2O+能量
（乙）
（丙） （丁）
甲產物中會出現 CO2。 【題組】 下圖是物質通過細胞膜運輸的模式圖，請根據
胺基酸+胺基酸+…
圖示和題意回答下列第 9 ∼ 10 題： 1
乳酸+能量
2
3
（戊）
蛋白質
4
運輸物質：
乙
甲
ATP
丙
運輸方式： 子
（
丑
寅
）9 以下哪些物質可藉由「子」運輸方式運輸？ 葡萄糖 胺基酸 脂肪酸 甘油 𡃓 二氧化碳。
（
）0 關於上述四種物質進出細胞方式的敘述，何者正確？ Cl －藉「丑」運輸方式 通過細胞稱為滲透 甲、乙、丙的主要成分為蛋白質 運輸方式「寅」涉及 構造改變，故為主動運輸 當細胞面臨缺氧時，運輸方式「寅」的效率會降低 𡃓 僅有 2 物質的運輸方式為促進性擴散。
三、閱讀題 1999 年諾貝爾生理醫學獎頒給發現蛋白質分泌機制的布洛柏爾（Blobel），他與沙巴丁 尼（Sabatini）提出「訊息假說」，說明分泌蛋白前端含有一特殊胺基酸序列作為訊息。在實 驗過程中，發現在管內添加內質網所合成的抗體蛋白分子量較大，而在試管內直接合成的抗 體蛋白分子量較小，因而確定訊息胜肽的確存在。同時亦推知在蛋白質合成中，訊息胜肽會 被內質網上的胜肽酶切除掉；而那些會分泌到細胞外的蛋白質，都是由黏在內質網上的核糖 體所合成的。 布洛柏爾認為內質網的磷脂質膜上，具有特定之通道蛋白，訊息胜肽會透過這個通道 蛋白，將剩下的胜肽送入內質網的內腔中繼續延伸，而後訊息胜肽會被內質網上胜肽酶切割 掉。如此，各種不同蛋白質會因內生訊號的不同，被輸送到特定的構造或胞器。例如：高基 氏體具有將來自內質網的蛋白質加以修飾的功能，細胞中的「分類機制」再依據蛋白質被修 飾的形式，將蛋白質分送到不同的目的地。有一群酵素會被「專送」到溶體中，進行分解細 胞所吞入之物質及衰老胞器的工作，而高基氏體有一特殊的酵素系統，將這群蛋白質糖側鏈
第一章 生命的特性
41
末端的甘露糖磷酸化，磷酸化的甘露糖成為一種標誌，使細胞的分類機制知道，這種包裹是 要寄到溶體。（參考資料：科學月刊（1999）。諾貝爾獎的榮耀—生理醫學桂冠。臺北：天
下文化。pp.2 ∼ pp.8） （
根據上文，回答第 1 ∼ 4 題： ）1 若將內質網上核糖體所合成的蛋白質比喻成貨物，則下列何種胞器可喻為將這些 貨物貼上標籤，以確認這些貨物要送往何處的「物流公司」？ 溶體 內質 網 高基氏體 核糖體。
（
）2 磷酸化的甘露糖將被送到哪一種胞器參與作用？ 溶體 內質網 高基 氏體 核糖體。
（
）3 甲、高基氏體；乙、內質網；丙、核糖體；丁、溶體，若利用標記放射性元素的 胺基酸追蹤，則發現放射性蛋白質在胞器的出現順序應為 甲乙丙丁 丙 乙甲丁 乙丙甲丁 丙甲丁乙。
（
）4 根據上文，下列敘述何者正確？（多選） 核糖體所合成的蛋白質，皆會分 泌到細胞外 與未添加內質網者相較，在試管內添加內質網所合成之抗體蛋 白分子量較大 含訊息胜肽的蛋白質會藉由簡單擴散進入內質網中 訊息 胜肽會被內質網的胜肽酶切除掉 𡃓 蛋白質會因內生訊號的不同，被輸送到特 定胞器。
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第一章 生命的特性