脂質 1. 由 C H O 元素組成 2. 種類 (1) 中性脂肪 ( 三酸甘油脂 ) 是由 1 分子甘油和 3 分子脂肪酸組成 包括 脂肪 油類 (2) 磷脂質 由 1 分子甘油 2 分子脂肪酸和 1 分子磷酸根組成 (3) 固醇類 3. 脂質的功能 (1) 氧化產生能量 9Kcal/g (2)

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2 基礎生物重點整理 生命現象的特徵 1. 新陳代謝 生物體內所有的生理生化反應的總和 包括同化作用與異化作用 2. 生長與發育 生長是新陳代謝的結果 包括生物體細胞數目的增加和細胞體積的增大 而發育是細胞特化的產物 3. 感應 感應是指生物對於外來刺激所產生的反應 4. 適應與恆定性 5. 運動 6. 繁殖 生殖 包括無性生殖與有性生殖 7. 特定的體制 細胞的化學組成 醣類 ( 碳水化合物 ) Cn H 2 O n 1. 由 C.H.O. 三種元素以約為 的比例組合的化合物 2. 糖的種類 (1) 單醣類 醣類中最簡單的分子 不能用水解的方法分解成更簡單的糖 (a) 五碳糖 核糖 去氧核糖 (b) 六碳糖 1 葡萄糖 2 果糖 3 半乳糖 (2) 雙醣類 C 12 H 22 O 11 由兩分子的單醣分子組合並失去一分子的水而形成 (a) 麥芽糖 (b) 蔗糖 (c) 乳糖 (3) 多醣類 醣類中分子最大者 澱粉 肝糖和纖維素 (a) 澱粉 植物用來貯藏能量的一種化學物質 (b) 肝糖 又稱動物澱粉 是動物貯存能量的物質 貯藏在動物的肝臟和肌肉中 (c) 纖維素 構成植物細胞壁的主成分 為植物體含量最豐富的有機化合物 (d) 幾丁質 構成菌物細胞壁的主成分 (e) 肽聚糖 構成原核生物細胞壁的主成分 醫科舵手 1

3 脂質 1. 由 C H O 元素組成 2. 種類 (1) 中性脂肪 ( 三酸甘油脂 ) 是由 1 分子甘油和 3 分子脂肪酸組成 包括 脂肪 油類 (2) 磷脂質 由 1 分子甘油 2 分子脂肪酸和 1 分子磷酸根組成 (3) 固醇類 3. 脂質的功能 (1) 氧化產生能量 9Kcal/g (2) 磷脂質是各種膜的主要成分 因此隔絕細胞內各種化學作用 如神經軸突外面包有一層神經膜 膜內含脂肪鞘 有絕緣作用 (3) 維持動物體溫 體腔內的脂肪可保護內臟 減少損傷 蛋白質 1. 細胞內含量約為 10 15% 是最多又最重要之有機物 2. 構成蛋白質的小分子 胺基酸 3. 其元素有 C H O N S 4. 不同順序的胺基酸以肽鍵互相串聯 成為多肽鍵的蛋白質 蛋白質可以由 一個或多個多肽合成 5. 蛋白質可為能源 除非糖與脂肪供應不足 才會分解蛋白質 6. 構成體質 酵素 激素 血紅素 肌肉 骨骼 抗體 毛髮 7. 蛋白質可為分類的基礎證據 生物間的親緣關係愈接近 蛋白質構造愈相似 8. 蛋白質可以為細胞內酸鹼的 緩衝劑 (1) 胺基酸 含胺基 NH 2 羧基 COOH (2) 在酸性環境中 羧基可接受 H 以之中和酸性作用 在鹼性環境中 胺基可放出 H 與 OH 結合為 H 2 O 核酸 1. 由米契爾 Miescher 發現 華生 克立克提出 DNA 的雙股螺旋構造 2. 核酸的單位為 核苷酸 由多數的核苷酸彼此相接連而成核酸 (1) 組成分由 C H O N P 所組成 (2) 核苷酸由 (a) 五碳糖 ;(b) 磷酸根 ;(c) 含氮鹼基構成 醫科舵手 2

4 (3)ATP 亦屬細胞內的核苷酸 ATP 三磷酸腺苷 是細胞內進行新陳代謝所需能量的直接來源 所以被稱 做是細胞的 能量貨幣 (a) 能量的轉變 ATP H 2 O ADP Pi 能量 (b) 能量轉變的控制 ATP ADP AMP 三者在細胞內的含量比例 可調節 3. 種類 代謝方向 1 ATP 比例 高 時 表示能量充足 有利於進行需能的同化代謝 ADP 促進物質合成 限制氧化放能反應 2 ATP 比例 低 時 表示能量缺乏 有利於進行產能的異化代謝 ADP (1) 去氧核糖核酸 (2) 核糖核酸 比較 DNA 與 RNA: DNA( 去氧核糖核酸 ) 促進物質分解 限制還原吸能反應 RNA( 核糖核酸 ) 構造單位 去氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 組成分 ( 核苷 damp dgmp dcmp AMP GMP CMP UMP 酸 ) dtmp 五碳糖 去氧核糖 核糖 含氮鹽基 A T C G A U C G 分子量 較大 較小 存在部位 細胞核 粒線體粒線體 葉綠體 10%- 核仁 核質核質 ; 90%- 細胞質 粒線體粒線體 葉綠體葉綠體 核糖體 功用 控制遺傳及間接控制細胞生 控制蛋白質的合成 理 合成追蹤標記 用放射線標記的 T 來標記 用放射線標記的 U 來標記 特點 同種生物 DNA 量一定 同一生物體不同組織 RNA 量不同 醫科舵手 3

5 細胞的構造 細胞壁 1. 細胞壁之形成 高基氏體合成 分泌 2. 成分 原核生物 肽聚糖 ; 菌類 幾丁質 纖維素 植物 纖維素 3. 功能 固定 保護 維持細胞形狀 4. 性質 全透性 5. 植物細胞與細胞之間有絲狀的原生質穿越細胞壁及細胞膜及兩細胞壁之間的中膠層 稱為原生質絲 細胞膜 1. 構成細胞膜的成分 (1) 磷脂 排列成雙層結構 稱為脂雙層 (2) 蛋白質 鑲嵌於其中 有些膜蛋白可作為特定物質進出的管道 (3) 醣類 附著於磷脂或蛋白質上 雖然含量很少 但可作為生物體內辨別自己細胞或外來細胞的依據之一 (4) 膽固醇 可穩固細胞膜的流體特性 2. 性質 細胞膜可區隔細胞並可控制物質進出細胞 也稱為 選擇性膜 醫科舵手 4

6 細胞質不規則單層膜胞器 1. 內質網 (1) 散布於細胞質內呈網狀之構造 (2) 常與核模相連接 有協助細胞內物質的運輸及訊息的傳達 (3) 蛋白質合成很活躍的細胞 其內質網非常密集且內質網上常附有核糖體 2. 高基氏體 (1) 由許多扁平的囊狀膜構成 (2) 內含有特殊的酵素系統 與物質分泌有關 (3) 腺細胞及神經細胞特別發達 單層膜的胞器 1. 溶小 酶 體 動物特有 (1) 為單層膜構造之胞器內含多種的酶 (2) 在老化或死亡的細胞中 溶小體常自動瓦解 釋出水解酶分解胞內的大分子稱為 自解作用 故有自殺袋之稱 (3) 與昆蟲變態 蝌蚪的器官消失及胚胎發生有關 2. 微粒體 (1) 內含酵素系統與溶小體不同 (2) 祇見於某些特殊細胞 肝細胞 光合細胞 (3) 含觸酶 可分解過氧化氫 H 2 O 2 3. 液泡 胞 (1) 內含有水 胺基酸 糖 礦物質 (2) 植物細胞有大形的液泡 內含花青素 可維持細胞形狀 (3) 功能 儲存暫時不用之物質與尚未排除之廢物 醫科舵手 5

7 雙層膜的胞器 1. 葉綠體 (1) 構造 呈圓盤狀 由雙層膜構成 內部分為 (a) 葉綠餅 為光反應的場所 內含植物色素 有葉綠素 葉黃素 胡蘿蔔素等 但不含花青素 (b) 基質 碳反應的場所 (2) 特性 有自己的 DNA RNA 核糖體並自製部分蛋白質為半自主胞器 (3) 藍綠藻與細菌以葉綠素方式存在於細胞內 2. 粒線體 (1) 構造 外膜平滑為外壁 內膜向內平行突出形成內膜褶襞 此種排列增加粒線體內酶之分布面積 (2) 功能 細胞之發電廠 (3) 特性 (a) 與葉綠體一樣皆具有 DNA 及核糖體 可自行分裂 複製 合成 (b) 代謝愈旺盛之細胞 粒線體愈多 如肝細胞 精子 腎小管 (c) 原核生物如細菌及藍綠藻缺少粒線體 故 ATP 的形成在細胞膜完成 不具膜之胞器 1. 中心粒 (1) 見於動物細胞與藻類 真菌及低等植物細胞 高等植物無此構造 (2) 功能 有協助細胞分裂的功能 兩個中心粒構成一中心體 細胞分裂前 中心粒先複製並於分裂時先向兩極移動 與染色體向兩極移動有關 有人認為鞭毛與纖毛的形成與中心粒有密切的關係 2. 核糖體 (1) 核糖體在核仁內形成 而後移至細胞質 大多附著在內質網 小部分游離於細胞質內 (2) 功能 合成蛋白質的場所 醫科舵手 6

8 細胞核 1. 構造 (1) 核膜 為兩層膜所構成 膜上散生許多小孔供核內外物質進出 如大分子 RNA 或蛋白質 (2) 核仁 儲存 RNA 之場所 DNA 製造 RNA 後 RNA 可先送到核仁儲存 (3) 核質 為核內的膠狀物質 內含酵素及 RNA 等物質 (4) 染色體 (a) 主要由 DNA 與蛋白質組成 細胞不分裂時不明顯稱為染色體絲 呈細網狀或顆粒狀 當細胞分裂時 染色質凝結成染色體 (b) 細胞的生理生化控制 DNA RNA 蛋白質 生理生化反應 (c) 細胞核為細胞生命中樞 若將細胞核除去 則細胞代謝便逐漸衰退死亡 細胞的生理 通過細胞膜的運輸細胞膜上有兩類主要的運輸蛋白 即通道蛋白 channel protein 和載體蛋白 carrier protein 1. 通道蛋白具有中空的孔道 物質可經由這個孔道進出細胞 2. 載體蛋白又稱載體 carrier 載體先結合所運輸的物質 再將之運輸通過細胞膜 兩種運輸蛋白對所運輸的物質均具有專一性 醫科舵手 7

9 被動運輸 1. 被動運輸是物質由高濃度往低濃度方向移動的方式 運輸過程不需耗費能量 2. 物質通過細胞膜的擴散方法分為兩類 (a) 一類如氣體 O 2 CO 2 及脂溶性小分子等 這些分子可直接通過細胞膜的脂雙層 稱為簡單擴散 simple diffusion (b) 一類如葡萄糖 胺基酸和部分離子 不能直接通過細胞膜 必須藉細胞膜上的通道蛋白或載體蛋白進行擴散作用 稱為促進性擴散 facilitated diffusion 主動運輸主動運輸是細胞藉著膜上的載體蛋白 以消耗能量的方式 將物質由低濃度往高濃度的方向運送 或由高濃度加速往低濃度運送 如植物的根能利用主動運輸從土壤中吸收無機鹽類 海帶自海水中將碘吸收進入體內 動物的腎臟亦藉此作用再吸收鈉離子 光合作用與呼吸作用 光合作用 醫科舵手 8

10 呼吸作用 1. 呼吸作用是細胞內有機質藉酵素的催化作用 分解並產生能量的過程 2. 有氧呼吸 細胞把葡萄糖氧化分解成二氧化碳 水並產生大量能量的反應過程 (a) 此反應先在細胞質內進行初步分解 經過糖解作用產生丙酮酸並放出少許的能量 這個反應並不需要氧氣的參與 丙酮酸隨即進入粒線體內 繼續進行克氏循環及電子傳遞等步驟 在氧的參與下氧化產生大量的能量 (b) 反應式 C 6 H 12 O 6 6O 2 36ADP 36Pi 6H 2 O 6CO 2 36ATP 3. 無氧呼吸 細胞活動時若氧氣缺乏 無法進行有氧呼吸時 細胞於細胞質內分解葡萄糖以得能量 但其分解並不完全 稱為無氧呼吸 ( 醱酵作用 (1) 酒精醱酵 (a) 有些真菌 酵母菌 及高等植物之根 莖 果實 種子在細胞質中進行無氧狀況下進行糖解作用所產生的丙酮酸 並不進入粒線體 而在細胞質中繼續分解為酒精和二氧化碳 並釋出少許能量 此作用稱為酒精醱酵 (b) 反應式 C 6 H 12 O 6 2ADP 2Pi 2C 2 H 5 OH+2CO 2 +2ATP (2) 乳酸醱酵 (a) 有些細菌 乳酸菌 及高等動物的肌肉在劇烈運動時 若氧供應不足 也會進行無氧呼吸以獲得少許能量 但其產物為乳酸 此作用稱為乳酸醱酵 (b) 反應式 C 6 H 12 O 6 2ADP 2Pi 2C 2 H 4 OHCOOH( 乳酸 )+2ATP 醫科舵手 9

11 染色體與細胞分裂 染色體構造 1. 染色質 體 易被某些染料 亞甲藍液或碘液 染色因而得名 盤曲纏繞 2. 染色質 染色體 (1) 高倍顯微鏡下觀察真核生物 在其細胞分裂間期 核內的遺傳物質是呈細網 狀 分散於核中稱為染色質 (2) 在細胞的分裂期 前 中 後 末期 染色質會慢慢聚集成短棒狀 並可 數出其數目 此時稱為染色體 3. 染色體 (1) 在細胞分裂時 由染色質盤曲而成 (2) 每個染色體上有一個叫凹陷的小區域 稱為中節 不一定在中央 它將染 色體分成短臂 p 與長臂 q 中節上有著絲點 可連接紡錘絲 使已複 製未分開的染色體 在分裂時能被拉開至兩極 (3) 成分 DNA 蛋白質 細胞分裂 有絲分裂與減數分裂的比較 有絲分裂 減數分裂 發生之細胞 體細胞 生殖細胞 ( 精子 卵子形成時 ) 染色體複製次數 1 次 ( 間期 ) 1 次 ( 第一次間期 ) 細胞分裂次數 1 次 2 次 產生的子細胞數 2 個 4 個 ( 的通常保留一個, 三個退化成極體 ) 聯會與互換 無 有 ( 第一次前期 ) 同源染色體分離 無 有 ( 第一次後期 ) 遺傳物質 若無突變發生, 子細胞子細胞的染色體數為母細胞之一半 之遺傳物質, 皆與母細 ( 均不成對 )2nn 胞相同 2n2n,nn 醫科舵手 10

12 基因與遺傳 複對偶基因 ABO 式血型 通常人類血型可分 A B AB O 等四型 血球中帶有抗原 A 者 屬 A 型 帶有抗原 B 者 屬 B 型 若兩種抗原都存在者 則為 AB 型 若無抗原 A 亦 無抗原 B 者 則屬 O 型 抗原之產生則受三個對偶基因所支配 即 I A I B 與 i 基因 I A 產生抗原 A I B 產生抗原 B 而 i 不產生任何抗原 I A 和 I B 均屬顯性 而 i 則為隱性 控制血型遺傳的對偶基因有三個 因此稱之為複對偶基因 血型 基因型 RBC 表面之抗原 血漿中存在之抗體 供血者 受血者 A 型 I A I A ;I A i A 抗原 抗 B 抗原之抗體 A O A AB B 型 I B I B ;I B i B 抗原 抗 A 抗原之抗體 B O B AB AB 型 I A I B A 與 B 抗原 無 AB A B O AB O 型 ii 無 抗 A 抗原及抗 B 抗原 之抗體 多基因遺傳 1. 生物之某些性狀 受多對對偶基因的影響 表現出不同程度上的差異 O O AB A B 2. 某一性狀受二對或二對以上之基因控制 此顯性或隱性基因對該性狀之影響力 分別相同且有累加作用 3. 例如 人之身高 智慧 膚色 植物果實之重量 牛的產乳量 4. 人類身高遺傳所涉及的基因可能有十對以上 矮為顯性 高為隱性 身高的基 因型中 顯性基因越多 個子越矮 如果調查某一族群中身材的高矮及人數 所得結果 數目最高和最矮者最少 中等身材者最多 將此調查結果作成曲線 該曲線呈鐘形 故呈常態分布曲線 ( 連續差異曲線 ) 人的智慧遺傳 亦由十多 對基因所控制 在族群中智慧高低和身材高矮的情形一樣 亦呈常態分布 醫科舵手 11

13 性聯遺傳 人體的細胞除了精子和卵外 均有 23 對 46 條 染色體 依大小排列並編號 其中有 22 對和性別的決定無關 稱為體染色體 第 23 對則和性別的決定有關 稱為性染色體 女性的性染色體為 XX 男性為 XY 而位於性染色體上的基因 在遺傳到子代時 會與性別發生關聯 此種與性別相關的遺傳稱為性聯遺傳 遺傳物質 去氧核糖核酸 (DNA) DNA 的複製 半保留型 1.DNA 複製時是保留一舊股 另外合成一新股 這種情形 稱為半保留複製 2. 複製的原料 細胞中的三磷酸核苷酸 即 datp dgtp dctp dttp 3. 複製過程 (1) 兩股核苷酸鏈在 DNA 解螺旋酶的作用下而鬆開 自某特定的起點處含氮鹽基間的氫鍵斷開 然後配對的含氮鹽基會依次分離 (2) 在分別以該兩股核苷酸鏈為鑄模 在 DNA 聚合酶的催化下 各自依序以互補核苷酸配對而合成一股與原有一股完全互補的新的核苷酸鏈 (3) 最後形成兩個和原先完全一樣的 DNA 分子 ( 各為一舊股 一新股 ) RNA 的種類參與蛋白質合成的 RNA 有下列三種 1. 傳訊 RNA(messengerRNA mrna) 自 DNA 轉錄訊息 鹼基序列以三個為一組 稱為密碼子 (codon) mrna 與核糖體結合後 成為合成蛋白質的模板 2. 轉送 RNA(transferRNA trna) 攜帶胺基酸 參與蛋白質合成 每個 trna 帶有一組可與 mrna 密碼子配對的鹼基序列 稱為補密碼 (anticodon 又稱反密碼子 ) 3. 核糖體 RNA(ribosomalRNA rrna) 它與蛋白質結合 組成核糖體 (ribosome) 核糖體是合成蛋白質的場所 醫科舵手 12

14 轉錄作用 1. 當某一基因要表現時 構成該基因的 DNA 便開始合成 RNA 這種過程稱為轉錄作用 (transcription) 2. 轉錄作用開始時 DNA 兩股先鬆開 RNA 聚合酶僅以其中一股做為鑄模 以四種核苷酸 (ATP CTP GTP UTP) 為原料 分別與鑄模中的含氮鹼基互補 A 與 U 配對 G 與 C 配對 依此方式合成 RNA 此一過程中 原 DNA 所含的遺傳訊息便記錄到 RNA 中 轉譯作用 1. 遺傳訊息由 DNA 轉錄至 mrna 分子 再將 mrna 的核苷酸序列 轉譯成胺基酸的序列 2. 組成蛋白質的胺基酸有 20 多種 而組成 DNA 的核苷酸只有四種 若三個核苷酸構成一種組合 則有 64(4 3 ) 種組合 足夠用以決定各種胺基酸 因此 DNA 上的三個核苷酸一組的序列 稱為核苷酸三聯體 (trinucleotide) 稱為遺傳密碼 (genetic code) DNA 轉錄成 mrna 後 mrna 含有與 DNA 序列互補的核苷酸三聯體 稱為密碼子 (codon) 密碼子亦有 64 組 3. 在 64 組 RNA 密碼子中 只有 61 組對應於各種胺基酸 另三組密碼子 UAA UAG 及 UGA 為轉譯停止的訊號 稱為終止密碼子 密碼子 AUG 除了決定一種胺基酸 ( 甲硫胺酸 ) 外 亦為轉譯的起始訊號 又稱為起始密碼子 這一套 64 組的密碼 在生物界中幾乎是共通的語言 稱為通用密碼 (universal code) 故當基因由一物種轉殖至另一物種 仍將正確被轉譯 因此我們能依此原理研究古生物的基因及其表現 4. 細胞中的 trna 約有數十種 分別負責攜帶特定的胺基酸 其攜帶的種類與 trna 分子中的三個鹼基有關 此三個為一組的鹼基 稱為補密碼 (anticodon) 又譯為反密碼子 補密碼可與 mrna 的密碼子互補配對 trna 可將胺基酸攜帶至核糖體 酵素 ( 胜肽轉位酶 ) 依序將胺基酸連接成多肽鏈 此過程稱為轉譯作用 (translation) 5. 轉譯作用包括起始 延長及終止三個過程 當核糖體移動到起始密碼子即開始轉譯 核糖體在 mrna 上移動的過程中 mrna 依序按照密碼子的指導併出胺基酸的順序 經胜肽轉位酶的催化作用 合成多肽鏈 如此多肽鏈繼續延長 一直至 mrna 上的終止密碼子出現時 即停止轉譯工作 新合成的多肽鏈離開核糖體 完成轉譯作用 醫科舵手 13

15 生物轉殖技術及其應用 重組 DNA 1. 定義 將選取的 DNA 基因 與另一段來自不同生物的 DNA 互相接合 此接合後的 DNA 稱為重組 DNA 這段 DNA 可由載體轉移到宿主細胞中 而重組 DNA 的基因可經過轉錄及轉譯的過程 正確的表現此基因所帶有的遺傳訊息 製造出特定的蛋白質 2. 重組 DNA 的步驟 (1) 選取細菌的質體作為攜帶外源基因的載體 另外選擇欲作為轉殖的外源基因 外源基因可以是動物 植物 微生物或人工合成的基因 (2) 用同一種核酸限制酶分別切割兩種 DNA 載體 DNA 與外源基因 ( 目標 DNA) (2) 將載體基因與目標基因兩端各切成單股 使載體兩端單股上的含氮鹽基和目標基因兩端單股上的含氮鹽基互補配對 (3) 載體 DNA 與目標 DNA 以連接酶 Ligase 結合成重組 DNA (4) 藉載體將重組 DNA 攜出細菌 轉型作用 基因的轉殖 (5) 篩選出含重組 DNA 的轉型細菌 (6) 重組 DNA 在細菌體內複製 轉錄 轉譯合成蛋白質 (7) 分析目標基因轉錄及轉譯而成的產物 醫科舵手 14

16 生物的演化 演化的證據 1. 化石的證據 2. 解剖學的證據 (a) 同源器官 趨異演化 同源器官記錄著演化的訊息 擁有同源器官的生物代表源自於某一共同祖先 (b) 同功器官 趨同演化 物種因適應相似環境而出現相似的演化方向 (c) 痕跡構造 這些構造已喪失其原本功能 僅留下痕跡 3. 胚胎學的證據 每種生物都有固定的發育生長模式 但觀察不同生物的發育生長過程可發現許多相似之處 生物在發育過程中 細胞藉基因的調控進行分裂及分化 經發育生長 依序形成各類組織及各種器官 到後期則相異性逐漸增加 親緣關係愈遠的差異性就愈大 4. 生物化學及分子生物學的證據 DNA 及蛋白質分子愈相近的物種 其親緣關係也愈近 生命樹 界所包括的生物細胞營養方式運動方式形態細胞壁的成分 原核界 細菌和藍綠菌 原核自營或異營 大多數不動, 少數有鞭毛 原生界 藻類 黏菌 原生動物 肽聚糖 真核自營或異營鞭毛 纖毛 偽足纖維素 矽質 ( 矽藻 ) 大部分無細胞壁 菌物界黴菌 酵母菌 蕈真核異營大部分不會動纖維素 幾丁質 植物界 動物界 蘚苔 蕨類 種子植物 無脊椎動物 脊椎動物 真核 真核 自營靠光合作用 異營攝取養分 大部分不會動 會運動 纖維素 無 醫科舵手 15

17 病毒的特性與種類 1. 特性 (1) 須用電子顯微鏡 EM 才能看到 (2) 為絕對寄生 須培養在活細胞中 (3) 病毒對寄主有專一性 一種病毒只能感染一定種類之寄生 (4) 可經過瓷濾器 (5) 外殼蛋白質鞘具抗原性 故弱化之病毒可做成疫苗 (6) 具 DNA 或 RNA 為核心 其遺傳物質 不可皆存在 (7) 不具代謝作用 因不具酶系 但極少數病毒具部分酵素 如溶菌酵素 (8) 基因有突變及重組之現象 2.RNA 病毒 煙草鑲嵌病毒 小兒麻痺 腮腺炎 日本腦炎 狂犬病 流行性感冒 愛滋病 麻疹 腸病毒 口蹄疫 A 型肝炎 C 型肝炎 登革熱 漢它病毒 冠狀病毒 3.DNA 病毒 疱疹 B 型肝炎 噬菌體 水痘 天花 腺病毒 牛痘 4. 噬菌體只有核酸進入細菌體內 殼留菌體外之證明法 同位素追蹤法 生物多樣性 遺傳 ( 基因 ) 多樣性 族群內不同個體間遺傳的差異性 1. 基因池 每一物種族群內所有個體的基因總和稱為該物種的基因池 2. 基因池愈大 基因多樣性愈大 其基因種類就更多樣化 如此就可產生各種不同性狀的生物體 對適應環境變遷的能力也愈大 則種族生存的機會就會增加 物種多樣性 物種和物種之間的差異 1. 群集中物種愈多 即物種多樣性愈大 彼此相互依賴 牽制 相剋的情形愈多 生態系就愈容易達成平衡 2. 物種多樣性通常以物種豐富性和物種均勻性表示 (1) 豐富性 物種的多少 例如 A B 生態系中 A 有 50 種物種 B 有 30 種 以豐富性來說 A 之多樣性大於 B (2) 均勻性 物種個體分配的均勻度 例如甲 乙兩個生態系物種豐富性相當 若甲中各族群個體數很接近 乙族群中個體數相差很大 則以均勻性來說 甲之多樣性大於乙 醫科舵手 16

18 植物營養器官的構造 根的內部構造 1. 初生根縱切面構造 根的吸收功能和生長主要在根尖 由根的最尖端向上觀察分別為 (1) 根冠 帽 具保護作用 為厚壁之死細胞 (2) 生長區 位於根冠之後 此區的細胞分裂特別旺盛 又稱為細胞分裂部 可不斷進行細胞分裂 分生出許多新細胞 使根增長 一部分遞補脫落的根冠細胞 另一部分則成為延長部細胞 (3) 延長區 此區細胞不再分裂 但細胞體積則因吸水而增大 使根加長 (4) 成熟區 此區細胞均已成熟 而且有根毛出現 因此又稱為根毛區 2. 橫切面構造 (1) 表皮 (a) 一層排列緊密的扁平細胞所組成 未角質化 細胞壁較厚 具保護之功能 (b) 部分的表皮細胞向外突出形成 形成根毛 根毛細小且多 以增加吸收水分及無機鹽的表面積 (2) 皮層 (a) 位於表皮與中柱之間 由數層薄壁細胞組成 排列疏鬆 (b) 佔的面積最大 細胞內常有澱粉粒 是根內儲藏養分的部位 (c) 皮層最內部一層細胞稱為內皮 1 大部分內皮細胞 其細胞壁已木質化 稱為卡氏帶 靠近韌皮處 可阻止已吸收進入維管束組織內的水分逆流出來 未木質化之細胞稱為通過細胞 靠近木質部處 (3) 中柱 位於根之中央 由周鞘及維管束所組成 (a) 周鞘 中柱最外一層薄壁細胞構成 具細胞分裂的能力 由此分生出支根 (b) 維管束 雙子葉植物根的維管束是由木質部 形成層及韌皮部所組成 單子葉植物根的維管束缺少形成層 由木質部和韌皮部組成 且在中柱的中央具有薄壁細胞構成的髓 醫科舵手 17

19 莖的形態 構造與功能雙子葉草本莖 (1) 表皮 保護組織 (a) 莖的最外圍 由一層扁平細胞緊密排列而成 不具葉綠體 (b) 外覆有角質層 由表皮細胞分泌 以防止水分散失 保護內部組織 (c) 有氣孔 由成對保衛細胞圍成 (2) 皮層 薄壁組織 (a) 位於表皮與維管束組織之間 主要由薄壁細胞構成 (b) 嫩莖具有葉綠體 可行光合作用 (c) 有些植物皮層中具有厚角或厚壁細胞 支持組織 以增加支持力 (3) 維管束 支持組織 輸導組織 雙子葉植物莖的維管束排列呈環狀每一維管束包括下列三部分構造 (a) 韌皮部 包括篩管 伴細胞 韌皮纖維 1 篩管 細胞呈長管狀 為無細胞核 僅有細胞質的活細胞 細胞彼此上下相接 連接處的細胞壁有多數篩孔 其細胞質可經由此小孔相互流通 篩管細胞自根莖至葉相接而成連續的管道 專司有機養分的輸送 2 伴細胞 緊貼在篩管的側面 伴細胞具細胞核及濃厚的細胞質 伴細胞不具輸送物質的功能 但可協助篩管的輸送養分的作用 ( 被子植物特有 ) 3 韌皮纖維 韌皮纖維為強韌的厚壁 死 細胞 有支持作用 (b) 木質部 包括導管 假導管 木質纖維 1 導管 為無細胞核和細胞質的死細胞 其上下細胞相接處的細胞壁消失 故連接成為細長的管子 具有運輸水分及礦物質作用 孔紋導管其側壁上的孔 叫做壁孔 該處的壁薄 於是相鄰的導管便可藉壁孔使物質作橫向的交流 被子植物特有 2 假導管 亦為無細胞核及細胞質的死細胞 假導管兩端尖細 上下相接處之細胞壁並未消失 功用 運輸水分及礦物質 3 木質纖維 為厚壁 死 細胞 有支持的功用 (c) 形成層 位於韌皮部及木質部之間 具有細胞分裂的能力 所分生的細胞向外形成韌皮部 向內形成為木質部 所以莖會變粗 醫科舵手 18

20 多年生木本莖 (1) 樹皮 表皮大部分脫落 或少數殘存 由外向內的層次如下 (a) 硬樹皮 1 表皮 木本雙子葉植物成熟後由於莖的加粗 使表皮脹破而失去保護作用 2 木栓層 厚壁死細胞 含有不透水 不透氣的木栓質 上有皮孔代替氣孔 3 皮孔 即木栓層表面的裂口 可以讓空氣出入而代替氣孔的功能 (b) 軟樹皮 1 木栓形成層 由近表皮內側之皮層轉變而來 向外分生為木栓層細胞 向內分生為皮層細胞 2 綠皮層 木栓形成層向內分裂而來 為綠色的薄壁細胞 可行光合作用 3 皮層 薄壁細胞 可儲存養分 水分 4 初生韌皮部 5 次生韌皮部 後生韌皮部 形成層分裂形成 (2) 維管束形成層 向內增生的木質部比向外增生之韌皮部快 (3) 木材 由形成層分裂而來 以後生木質部為主 (a) 邊材 新生之木質部 位於外側 含水分較多顏色淡 具有運輸功能 (b) 心材 老化之木質部 位於內側 全為死細胞組成 堆積大量填充物 如 樹脂 單寧等 使細胞顏色變深 同時阻塞木質部而失去運輸功能 (6) 年輪 (a) 形成條件 1 四季變化分明的亞熱帶或溫帶地區 在四季氣候不明顯的熱帶 木本植物常缺乏明顯的年輪 2 具有形成層的多年生木本植物 裸子植物也有 (b) 形成原因 由於每年季節的更換 形成層的細胞在不同季節的分裂能力有差異 使樹幹橫斷面上木材部分形成晚材和早材相間的環紋 稱為年輪 (c) 比較 1 早材 春材 形成層細胞在溫暖 多雨的春季氣候 分裂能力較強 新生的次生木質部細胞大而壁薄 顏色較淡 稱為早材 2 晚材 夏材 形成層細胞在寒冷 乾燥的夏末氣候 分裂能力減弱 新生的次生木質部細胞小而壁厚 顏色較深 稱為晚材 醫科舵手 19

21 單子葉植物莖 (1) 表皮 保護組織 (a) 扁平細胞緊密排列而成 不具葉綠體 終生不脫落 (b) 外覆有角質層 由表皮細胞分泌 以防止水分散失 保護內部組織 (c) 有氣孔 由成對保衛細胞圍成 (2) 基本組織 薄壁組織 (a) 皮層 髓 在單子葉之莖混生 統稱為基本組織 由薄壁細胞構成 (b) 可儲存養分 水分 (3) 維管束 (a) 外有一層厚壁細胞組成之維管束鞘 可加強植物體的支撐力量 (b) 維管束散生於基本組織中 愈近中心之維管束愈大 排列愈疏 愈外圍之維管束愈小 排列愈密 但永遠以木質部向著中心 韌皮部朝外 韌皮部與木質部間不具形成層 故莖無法加粗 葉的形態 構造與功能葉片的構造 (1) 表皮 (a) 葉片的上 下面各有一層細胞 表皮細胞排列緊密 表面有角質層或蠟質層 可防止葉內的水分蒸散 (b) 表皮細胞不含葉綠體 保衛細胞例外 (c) 表皮上散生有成對的保衛細胞 每對保衛細胞間形成孔道 稱為氣孔 是水分蒸散和氣體出入的主要通道 (2) 葉肉 上下表皮間有葉肉 葉肉由含葉綠體的薄壁細胞所構成 是葉進行光合作用的主要部位 (a) 柵狀組織 靠近上表皮者呈柱狀 排列較緊密 葉綠體含量較多 稱為柵狀組織 (b) 海綿組織 靠下表皮的細胞形狀較不規則 排列也較疏鬆 葉綠體含量較少 稱為海綿組織 (3) 葉脈 由莖的維管束延伸而來 木質部在上而韌皮部在下 無形成層之構造 外圍維管束鞘 有些植物可行光合作用 醫科舵手 20

22 蒸散作用 1. 定義 經由葉脈送到葉肉細胞之水分 可經由氣孔以氣態方式散失到外界 這種現象 稱為蒸散作用 2. 蒸散作用的影響因素 (1) 相對濕度的差異 由於相對溼度的差異 水分子便由氣孔內腔向大氣擴散 (2) 環境因素的影響 如光照 溫度 風速 土壤中的水分及空氣中的相對溼度 3. 氣孔開閉之原理 氣孔的開閉由保衛細胞調節 因保衛細胞相鄰部分的細胞壁較厚 外側壁薄 4. 控制氣孔開閉之因素 (1) 土壤中之水分 土壤缺水時 保衛細胞無法從其鄰近之表皮細胞獲得水份供應 呈萎縮狀 致使氣孔關閉 (2) 保衛細胞內 CO 2 之含量 當土壤內水分充足時 由於行光合作用 致使保衛細胞內之 CO 2 ph 促使保衛細胞內有機物加速合成 鉀離子堆積 於是保衛細胞便吸水膨脹 故氣孔打開 植物的生殖 有性生殖 1. 有性生殖必定是有配子的結合 且會有基因重組的發生 故其子代彼此之間遺傳性狀常有差異 這在生物演化上相當重要 一個族群中 生物體彼此間之遺傳性狀差異愈大 理論上便愈能應付不斷變化的環境 2. 生物個體在性狀上彼此有差異 乃是演化的基礎 由於有性生殖在演化上具有生存上的優勢 故漸漸發展為多數生物的生殖方法 植物的生活史中有二個世代 (a) 由合子 孢子體 孢子體世代 無性世代 (b) 合子為無性世代的第一個細胞 (a) 由孢子 配子 配子體世代 有性世代 (b) 孢子為有性世代的第一個細胞 醫科舵手 21

23 被子植物 被子植物的特性 1. 特徵 (1) 胚珠有子房包被 被子植物 (2) 具有典型花的構造 顯花植物 (3) 具有雙重受精現象 胚為 2N; 胚乳為 3N 2. 花的構造一朵典型的花 由外而內包括萼片 花瓣 雄蕊與雌蕊四個部分 一朵花若包含以上四個組成構造 稱為完全花 若缺乏任何一個組成構造 則稱為不完全花 若植物兼具有雄蕊與雌蕊 稱為兩性花 如豔紫荊 百合 羊蹄甲等 若植物僅具雄蕊或雌蕊 稱為單性花 如絲瓜 玉米等 (1) 雄蕊 由囊狀的花藥及細長的花絲所組成 花絲支撐花藥 花藥可產生花粉粒 (2) 雌蕊 由先端細長的花柱及基部膨大的子房所構成 花柱頂端稱為柱頭 可供花粉黏附 子房內具有胚珠 胚珠外層有珠被保護 內部為雌性生殖細胞發育的場所 而且最後將發育成種子 3. 花粉粒與胚囊的形成 (1) 花粉粒的形成雄蕊的花藥是由四個花粉囊組成 花粉囊亦稱小孢子囊 其內有小孢子母細胞 為二倍數染色體細胞 經減數分裂後形成四個單倍體小孢子 每個小孢子再發育成為花粉粒 成熟的花粉粒含有一個生殖細胞和一個管細胞 各種植物的花粉粒之外形與大小均不相同 (2) 胚囊的形成雌蕊中的子房含有一個或多個胚珠 胚珠內有一個大孢子母細胞 經減數分裂後形成四個具單套染色體的大孢子 僅有一個大孢子經三次有絲分裂 ( 無細胞質分裂 ) 產生八個核 接著再進行細胞質分裂 形成胚囊 胚囊中含有兩個極核和一個卵 醫科舵手 22

24 4. 種子和果實的形成 (1) 種子的形成當花粉粒經由授粉作用傳到雌蕊的柱頭上時 可萌發產生花粉管 花粉管內的生殖細胞核分裂為兩個精細胞 花粉管向子房內的胚珠延伸時 穿入胚囊 管端破裂 其中一精細胞與卵核結合 形成受精卵 (2n) 受精卵再發育形成胚 另一精細胞與兩極核結合成胚乳核 (3n) 然後發育為胚乳 此種受精現象稱為雙重受精 最後 胚珠發育為種子 (2) 果實的形成花在授粉之後 子房便發育為果實 花冠及雄蕊則凋萎脫落 若干植物的花托參與果實的發育 如蘋果和梨等 單子葉植物如稻和小麥 其果皮與種皮癒合 故其果實也是種子 雙重受精 (1) 僅見於被子植物 (2) 過程 多次分裂精核 (n) 卵核 (n) 合子 (2n) 胚 (2n 幼小孢子體 ) 多次分裂精核 (n) 2 個極核 (n n) 胚乳核 (3n) 許多胚乳細胞 極核與精核結合前 二個極核 ( 貯藏養分 供胚發育 ) 常先結合成結合核 ( 融合核 ) 單子葉植物與雙子葉植物的比較 單子葉植物 雙子葉植物 根 鬚根系 軸根系 莖 維管束散生在基本組織中 維管束環狀排列 形成層 無 有形成層, 莖可不斷加粗 葉 平行葉脈, 葉緣多平滑 網葉狀脈, 葉緣常呈裂片或鋸齒狀 花花萼 花瓣 雄蕊, 通常為 3 或 3 的倍數 花萼 花瓣 雄蕊通常為 4 或 5 的倍數 種子一枚子葉, 胚乳發達二枚子葉, 胚乳通常萎縮 醫科舵手 23

25 光與溫度對開花的影響 1. 光周期對植物開花之影響 (1) 定義 植物需要適當的光照和黑暗交替 才能促進開花 此現象稱為光周期 (2) 臨界日照 當光周期的日照的黑暗長短 剛好介於適於和不適於開花之分界點的日照時間 稱為臨界日照 (3) 種類 (a) 長日照植物 Long-day plant 短夜性植物日照時間要長於臨界日照才開花者 稱為長日照植物 (b) 短日照植物 Short-day plant 長夜性植物日照時間要短於臨界日照才開花者 稱為短日照植物 (4) 黑暗期影響植物的開花 (a) 短日照的光周期 可促使羊帶來開花 (b) 如果以短暫的黑暗中斷光照期 並不影響其開花 (c) 但若以短暫的光照中斷其黑暗期 則不開花 (5) 葉是感受光周期的部位 (a) 羊帶來在長夜條件下 即使全株祇剩有一片葉子 也會開花 (b) 若將羊帶來置短夜條件下 即不開花 (c) 但若以長夜處理植株中任一葉片 就會開花 顯示羊帶來必須要靠葉片感受適宜的光周期 才能開花 (6) 促成開花的因素由葉產生經韌皮部運輸 (a) 兩株短日照菸草嫁接一起 其中一株以長日照處理 另一株則以短日照處理 結果兩株菸草都會開花 (b) 如果將短日照處理的一株莖部作環狀剝皮 以除去其韌皮部 則嫁接的另一株 即長日照處理的植株就不會開花 顯然促成開花的因素必定是由葉產生 經維管束的韌皮部 輸往嫁接的另一株 這種促進開花的物質 稱為光敏素 2. 春化作用 (1) 許多二年生的植物 例如冬小麥 要經過寒冷的冬天低溫刺激 至翌年春天才會開花 這種低溫處理會促進開花的現象 稱為春化作用 需要春化的植物從播種到成長 只要有一次低溫處理 就能開花 感應低溫刺激的部位是在胚或分生組織 故可用種子或幼苗做低溫處理以促使這些植物開花 醫科舵手 24

26 循環 心臟 1. 構造與血管的關係 心臟位於胸腔內 略偏左側 主由心肌構成 (1) 空腔 心臟內有容納血液的四個空腔 位於上方之二腔 其外壁肌肉較薄 稱為心房 位於下方之二腔 外壁肌肉甚厚 稱為心室 其下端在外觀上趨於尖細之部分 稱為心尖 心臟內部因有一縱走的間隔 乃將心臟分隔成左右兩半 並使左右心房 心室之間互不相通 (2) 瓣膜 人類的心臟機能猶如一個雙重的唧筒 必須具有自動關閉之瓣膜 用以防止血液的逆流 (a) 二尖瓣 位於左心房與左心室間的瓣膜 有二個肉垂 當左心室收縮時 阻止血液倒流左心房 (b) 三尖瓣 位於右心房與右心室間的瓣膜 有三個肉垂 當右心室收縮時 阻止血液倒流右心房 (c) 半月瓣 位於動脈基部與心室間的瓣膜 有三片半月瓣形之袋膜 右心室與肺動脈及左心室與主動脈間各有一半月瓣 當心室舒張時 主動脈與肺動脈收縮時 阻止血液倒流心室 (3) 心音的發生 當心臟收縮或舒張時 關閉瓣膜所發出的聲音稱為心音 第一心音 Lubb 低沉而長 由左 右心室收縮 關閉二尖瓣與三尖瓣而發生 血液自左 右心室流入主動脈及肺動脈 第二心音 Dup 高揚而短 當左 右心室舒張時 動脈血壓高於心室 壓迫半月瓣關閉而發生 血液由主動脈與肺動脈流向小動脈或肺微血管 醫科舵手 25

27 消化作用 消化管 口 腔 胃 小 腸 唾 液 胃液 膽汁 胰 液 腸 液 澱粉肝糖 澱粉酶澱粉 麥芽糖 胰澱粉酶澱粉 麥芽糖 腸轉化酶麥芽糖 葡萄糖 蛋白質 胃蛋白酶 胰蛋白酶 腸多肽酶 蛋白質 肽類 蛋白質 胜肽類胜肽類 胺基酸 脂肪 膽鹽乳化脂肪 胰脂肪酶脂肪 脂肪酸甘油 核酸 胰核酸酶核酸 核苷酸 核苷酸酶核苷酸 小分子 ph 值 6.35~ ~ ~ ~ ~8.5 養分的吸收 1. 小腸內壁有許多環狀的皺襞 皺襞上有指狀突起稱為絨毛 絨毛內部有微血管和微淋巴管 乳糜管 絨毛的收縮可促進微血管內血液和淋巴管內淋巴的流動 每一絨毛的皮膜細胞面向小腸腔的部分還有微絨毛的突起 這些方式均可增加吸收養分的表面積 2. 養分完全分解後產生的葡萄糖及其他單醣類或大部分的胺基酸 主要藉主動運輸方式進入絨毛上皮細胞中 進入上皮細胞的葡萄糖和胺基酸再經由促進性擴散的方式進入微血管 3. 脂質分解後產生的脂肪酸和甘油藉擴散方式進入上皮細胞於上皮細胞中合成中性脂肪進入乳糜管 然後再進入循環系統 吸收途徑 1. 微血管 : 胺基酸 單醣 水溶性維生素 部分甘油與鹽類由小腸絨毛的黏膜細胞吸收, 再入微血管, 隨血液循環經肝門靜脈 肝 ( 儲存 解毒 ) 肝靜脈 下腔大靜脈入心臟 ( 右心房 ) 2. 乳糜管 : 脂溶性維生素 甘油和脂肪酸合成之脂肪顆粒 ( 腸細胞的活動所合成 ) 由小腸絨毛黏膜細胞吸收, 再入乳糜管, 隨淋巴循環經淋巴管 左淋巴總管 左鎖骨下靜脈 上腔大靜脈入心臟 ( 右心房 ) 醫科舵手 26

28 呼吸與排泄 呼吸運動的機械原理 呼吸運動包括吸氣與呼氣 茲分別說明其作用的機械原理於下 1. 吸氣動作 肋骨上移胸骨 胸腔之橫 肋間肌收縮 舉向前上方 徑加大 胸腔容積擴大 橫膈收縮 橫膈上凸之 胸腔之縱 頂部下降 徑增長 胸腔內壓力降低肺脹大 氣體入肺 肺內氣壓低於外界大氣壓力 2. 呼氣動作 另一方面 當前述的肋間肌及橫膈由收縮終了而轉趨舒張時 原先上舉的胸骨和肋骨便下降而恢復原狀 橫膈的頂部則向上升高而回復到凸向胸腔的位置 致使胸腔縮小 腔內壓力增高 肺受到壓迫 同時也藉彈性復位的作用而縮小 此時肺內氣壓高於外界大氣壓力 肺內氣體就被迫經由呼吸道而排出 形成呼氣 醫科舵手 27

29 氣體的運輸交換 氧氣的運輸與交換 1. 運輸機構 以紅血球內的血紅素為主 血漿為輔 (1) 血紅素的成分 由蛋白質與亞鐵離子組成的分子 (2) 血紅素的鐵原子與氧分子在血中含氧高時易結合 而在血中濃度降低時或 CO 2 濃度升高時則分離為血紅素與 O 2 肺泡微血管 (3)Hb 血紅素 暗紅色 O 2 HbO 2 氧合血紅素 鮮紅色 組織微血管 (4) 高空氧氣稀薄 血紅素和 O 2 的結合率也較低 (5) 久居高山之人 體內造血機能加強 產生較多紅血球以為適應 但在 13 公里之高空 若無氧氣供應裝備會死亡 (6) 少數的 O 2 可以氧體狀態溶解於血漿中的水運送 (7) 影響 Hb 與 O 2 結合的因素 PO 2 CO 2 溫度 二氧化碳的運輸與交換主要以 HCO 3 方式在血漿中運送 1. 大部分 (a)7 溶於血漿 (b)70 形成 HCO 3 於血漿中運送 組織微血管內 CO 2 H 2 O C.A. C.A. H 2 CO 3 H HCO 3 在血漿中 肺泡微血管內 組織微血管 2. 少部分 23 和血紅素結合為 HbCO 2 Hb CO 2 HbCO 2 肺泡微血管 醫科舵手 28

30 排泄作用 動物的排泄廢物 1.CO 2 和水 細胞行呼吸作用所吸入的氧 可用以使醣 脂質和蛋白質等氧化而釋出能量 用以維持細胞的生理活動 另一方面也會產生二氧化碳和水 2. 含氮廢物 蛋白質氧化後尚會產生含氮化合物 如氨 尿素 尿酸等 (1) 氨 毒性最強 僅體制簡單之水生小動物可直接排出氨 (2) 尿素 毒性較弱 為具適量水分之動物排出方式 (3) 尿酸 幾無毒性 為含水分極少之動物排出方式 腎臟的微細構造 1. 縱切面構造 (1) 皮質 位於腎臟外側 較緻密 呈鮮紅色 (2) 髓質 位於內層 呈暗紅色 具有許多錐狀構造 稱之為腎錐體 每個腎錐體內有許多條紋狀的集尿管通過 每一集尿管與多個腎元之腎小管相連通 2. 腎盂 輸尿管的上端在腎門處膨大呈漏斗狀 叫做腎盂 腎盂下連輸尿管 3. 腎元 (1) 存在於腎臟皮質部位 腎元為腎臟構造與機能的單位 每一腎臟約由 100 萬個腎元構成 (2) 腎元各自進行尿液的形成工作 每一腎元可獨立完成其作用 (3) 構造 (a) 鮑氏囊 為腎小管在皮質中的一端膨大且向內凹陷的杯狀構造 (b) 腎小球 為鮑氏囊凹側的一團絲球體 鮑氏囊與腎小球合稱 : 腎球 (c) 腎小管 1 近曲小管 在皮質中 連於鮑氏囊 數度彎曲 2 亨利氏環 深入髓質 細直而只有一度彎曲 3 遠曲小管 回到皮質 數度彎曲 與集尿管相接 4. 集尿管 許多遠曲小管匯集的管子 由髓質進入皮質直達腎盂 醫科舵手 29

31 尿液的形成 腎元的功能 1. 濾過作用 血液自腎動脈進入腎臟 流經腎小球時 除血球及血漿蛋白外 其餘的小分子物質 如水分 鹽類 葡萄糖及尿素等 均可因腎小球的濾過作用而濾入鮑氏囊內 (1) 位置 腎小球微血管和鮑氏囊壁交接處發生 (2) 因出球小動脈的管徑小於入球小動脈 於是腎小球內的壓力高 致使液體穿越微血管膜濾出到鮑氏囊 2. 再吸收作用 由腎小球濾入鮑氏囊的濾液 尚有許多對身體有用的物質 可被腎小管的管壁細胞 主要是近曲小管 經再吸收作用而重新吸收 隨後再轉送到其周圍微血管網的血液中 藉再吸收作用而收回的物質 主要是葡萄糖 胺基酸 脂肪酸 甘油 鹽類及大部分的水 3. 分泌作用 腎小管細胞不僅有再吸收作用 而且有分泌作用 這時可藉主動運輸方式將血液中某些廢物例如藥物 色素等排泄於濾液中 尿液成分經過過濾 再吸收及分泌等作用過程 在腎小管末端的濾液 由於有用物質和大量水分被再吸收 而僅含尿素 尿酸及過多的水分和無機鹽類 此時的濾液即已成為尿液 這些尿液最後經集尿管 再進入腎盂 醫科舵手 30

32 防禦作用 定義 人體的皮膚和黏膜 具有抵制病原體或其他異物入侵的 能力 此外 體內的若干生理作用 也能摧毀入侵者 凡此皆可維護個體的健康 是謂防禦作用 防禦作用 (a) 皮膜屏障 非專一性 (b) 吞噬作用 (c) 發炎反應 (d) 保護性蛋白 (a) 細胞免疫專一性 (b) 抗體免疫 在抵制入侵者侵入或將之摧毀時 無特定的對象 指身體可針對某種入侵者 利用某一類型的淋巴球來與之對抗 即入侵者之間具有專一性 神經與運動 神經元 神經系統之基本構造單位 1. 構造 一般所指的 神經 是由一束神經纖維集合而成 神經元是指神經細胞而言 (1) 細胞體 細胞質 細胞核 一個 (2) 突起 (a) 樹突 將刺激的訊息傳入細胞體者 (b) 軸突 將訊息自細胞體傳出者 2. 髓鞘 有些神經元的神經纖維外面具有髓鞘圍繞 髓鞘是由細胞所構造 富有脂質 具絕緣及保護作用 相鄰髓鞘之間並不相連 中斷處稱為蘭氏結 這種構造可加速傳導神經訊息 醫科舵手 31

33 中樞神經系統與周圍神經系統 大腦腦中最大的部位 分為左 右兩個大腦半球 兩者之間由胼胝體連接 在外觀上看起來猶如一組排線似的 大腦半球的表面由 2 5mm 厚度 顏色較深的灰質組成 是神經元細胞體集中的區域 稱為大腦皮質 大腦皮質上有許多皺褶 能夠增加大腦的表面積 大腦內層主要是神經纖維通過的部位 因顏色較淺故名白質或稱髓質 間腦位於兩個大腦半球之間 包括視丘和下視丘兩部分 視丘是訊息傳入大腦皮質的接力站 許多神經訊息傳遞至此 必須更換神經元 才能再傳遞下去 下視丘為身體體溫調節 食慾 口渴 性及情緒行為等調節中樞 並可分泌多種激素 小腦位於大腦背側下方 亦分為左 右兩個小腦半球 主要的功能是協調意識支配的動作與維持身體的姿勢 故有 平衡中樞 之稱 小腦受損時 不但身體不容易平衡 走路像醉漢 而且動作容易失調 無法精準執行任務 腦幹腦幹位於間腦的下方 小腦的腹側 包括中腦 橋腦和延腦等部分 中腦為聽覺 視覺的反射中樞 橋腦恰好在小腦的前方 可將神經衝動自大腦傳至小腦半球 延腦是呼吸 心搏 血壓等反射中樞 與生命機能的維持密切相關 故又稱 生命中樞 脊髓脊髓外有脊柱的保護 可分為內 外兩區 灰質位於內部 含有許多神經元的細胞體 白質位於外部 含有許多向上到腦或下行到身體各部的神經纖維 若從橫切面來看 灰質呈蝶型 來自外界的刺激可從背側傳入脊髓 而來自中樞神經的命令則可自腹側傳出 醫科舵手 32

34 2. 周圍神經系統 (1) 腦神經 共有 12 對 是由腦部發出的神經東 每一神經束由許多神經纖維 組成 主要傳導由頭部及各器官輸入的感覺訊息 (2) 脊神經 共有 31 對 是由脊髓發出的神經束 主要傳導由軀幹部和四肢的 受器 3. 周圍神經系統中的部分腦神經和脊神經構成獨立的神經網路 專門調控內臟器 官的活動及腺體的分泌 以維持體內的生理平衡 這些神經的活動幾乎不受大 腦意識的管制 因此稱為自律神經系 自律神經為周圍神經系統的一部分 又 分為交感神經和副交感神經 組織或器官 心臟 支氣管 消化道 消化腺 膀胱 瞳孔 交感神經 加速心搏 擴張 抑制蠕動 抑制分泌 舒張 放大 副交感神經 減慢心搏 收縮 促進蠕動 促進分泌 收縮 縮小 激素與協調 激素 內分泌腺所分泌的物質稱之激素 或荷爾蒙 Hormone 1. 作用 由體內某特定細胞分泌的化學物質 對分泌之細胞或器官本身並無直接影響 由血液運送 只對目標器官發生作用 2. 成分 蛋白質 胺基酸及其衍生物 肽類 固醇類等四大類 3. 特性 (1) 體內特定細胞分泌之一種有機物質 (2) 藉循環系統輸送 (3) 有特定作用與目標器官 (4) 微量即可發生作用 過量或不足皆會引致異常 4. 依分泌激素種類而言 (1) 僅分泌一種激素的內分泌腺 如副甲狀腺 (2) 分泌兩種或兩種以上激素的內分泌腺 如腦下腺 腎上腺 胰島 生殖腺 醫科舵手 33

35 腦垂腺 1. 位於顱骨底部 下視丘下方 似豌豆大小 分為前葉與後葉 2. 激素之分泌 (1) 前葉 (a) 生長激素 GH (b) 促內分泌激素 促甲狀腺素 (TSH) 促腎上腺皮質素(ACTH) (c) 促生殖腺激素 促濾泡成長激素 FSH 黃體成長激素 LH (d) 催乳激素 PRL 刺激乳腺的發育與乳汁的分泌 (2) 後葉 貯存和釋放來自下視丘 間腦 的激素 (a) 催產素 (b) 血管加壓素 抗利尿激素 ADH 3. 功能 (1) 前葉 (a) 生長激素 GH 影響醣類 脂質及蛋白質的代謝 促進醣類 脂質的分解 以及蛋白質的合成 促進生長 特別是骨骼的發育 分泌 巨人症 末端肥大症 分必 侏儒 (b) 促內分泌的激素 TSH ACTH 1 促甲狀腺素 又稱甲狀腺刺激素 可刺激甲狀腺分泌甲狀腺素 但是血液中若有過量的甲狀腺素時 便會抑制促甲狀腺素的分泌 當血液中甲狀腺素的濃度降低時 又會促使腦垂腺前葉分泌促甲狀腺素 藉此種回饋控制 可以維持血液中甲狀腺素的濃度的恆定 促腎上腺皮質激素 簡稱 ACTH 可促使腎上腺皮質分泌腎上腺皮質素 亦發生回饋控制作用 (c) 有關生殖激素 FSH LH 有關生殖激素 根據對雌性動物的作用而命名 1 促濾泡成長激素 FSH 刺激卵巢濾泡及精巢精細管的生長 黃體成長激素 LH 刺激卵巢排卵及黃體的生成 (2) 後葉 (a) 催產激素 促進內臟肌肉 子宮肌肉 收縮 (b) 血管加壓素 抗利尿激素 促進小動脈管壁收縮而使血壓上升 促使腎小管對水的再吸收增加 醫科舵手 34

36 胰島 1. 胰臟中除了分泌胰液的細胞外 尚有一些細胞集團會分泌激素 稱為胰島或蘭氏小島 2. 飯後含醣類的食物經過消化作用 產生的葡萄糖被小腸吸收後 經絨毛的微血管網匯入血流中 此時血糖濃度會遽增 胰臟中的胰島對血糖濃度的變化十分敏感 血糖濃度升高時 會引起胰島的 β 細胞分泌大量的胰島素 也會刺激下視丘的飽覺中樞興奮 引起食慾降低的反應 胰島素能夠促使細胞吸收葡萄糖 並加強葡萄糖的氧化 對於肌肉及肝臟細胞則會促使其將葡萄糖轉變為肝糖貯存 使血糖降低以回到正常值 3. 當運動後 細胞消耗葡萄糖 使血糖濃度低於正常值 會刺激下視丘的餓覺中樞興奮 引起飢餓的感覺 升高食慾的反應 同時也會刺激胰島的 α 細胞分泌昇糖素 昇糖素可促進肝臟細胞快速的反應 將肝糖分解成葡萄糖 使血糖濃度上升以恢復到正常值 人體通常都是經由胰島素和昇糖素兩者互相拮抗 共同維持血糖濃度 4. 若胰島素過多 將導致血糖過低 腦細胞將因缺乏葡萄糖引起身體抽搐或昏迷 如果胰島素的分泌量不足或體細胞不能正常地運用胰島素 使血液中多餘的葡萄糖不能轉為肝糖儲存或細胞無法有效吸收 利用 則葡萄糖濃度會居高不下 當每 100ml 的血液中超過 120mg 葡萄糖時 即為高血糖症 如果超過太多時 則葡萄糖濃度就超過腎小管再吸收葡萄糖能力的極限 部分的葡萄糖會隨著尿液排出 稱為糖尿病 腎上腺位於腎臟上方 可分為皮質和髓質兩部分 腎上腺皮質可分泌葡萄糖皮質素 礦物性皮質素及少量雄性激素 而腎上腺髓質可分泌腎上腺素 1. 葡萄糖皮質素 會促進脂肪分解成甘油與脂肪酸 蛋白質分解胺基酸 再使甘油 脂肪酸與胺基酸轉變為葡萄糖 此稱之為糖質新生 可提高血糖濃度 能補充升糖素作用之不足 2. 腎上腺素在緊急狀況時 腎上腺素會促進心跳及呼吸 同時也使肝臟和肌肉細胞中的肝糖快速被分解為葡萄糖 以供細胞利用 提高動物應付緊急狀況的能力 醫科舵手 35

37 月經週期 (Menstrual cycle)-( 卵巢週期與子宮週期 ) 女性自青春期後至停經期前 由於激素的影響 使子宮內膜呈現週期性的增生和剝落現象 剝落的子宮內膜碎片和血液經由陰道排出體外 稱為月經 其週期約為一個月 (28 天左右 ) 稱為月經週期 (menstrual cycle 簡稱 MC) 由此可知月經週期主要是指生殖期婦女子宮內的一系列變化 所以又可稱為子宮週期 事實上 子宮內膜的週期性變化是由下視丘 腦垂腺和卵巢所分泌的激素共同來調控的 所以與月經週期同時平行發生的還有卵巢的週期性變化 特稱為卵巢週期 (ovariancycle) 卵巢週期在下視丘和腦垂腺分泌的激素影響下 卵巢中的卵母細胞發育為成熟的卵 而後排卵 形成黃體等過程 可分為濾泡期 排卵期和黃體期三個階段 1. 濾泡期 從月經結束到排卵之前 大約有 天左右 此期時間長短變動較大 故一般人的月經週期通常不是 28 天 此期間卵巢受腦垂腺前葉分泌的濾泡成長刺激素 FSH 和黃體成長刺激素 LH 共同刺激 使其內的濾泡開始生長發育 通常會有一個濾泡達到成熟階段並分泌動情素 使體內動情素的濃度上升 對應於子宮週期的增生期 2. 排卵期 排卵日通常在行經開始後的第 14 天 卵巢受 FSH 和 LH 濃度急速上升的刺激 引發成熟的濾泡破裂 將卵 ( 次級卵母細胞 ) 及周圍的部分濾泡細胞和液體等一起從卵巢釋出 進入腹腔 稱為排卵 (ovulation) 卵隨即被吸入輸卵管中 3. 黃體期 排出卵後的濾泡轉變成黃體 (corpusluteum) 黃體能夠繼續分泌動情素和大量的黃體素 使子宮內膜繼續增厚 對應於子宮週期的分泌期 此期和的濃度都高 會抑制腦垂腺分泌 FSH 和 LH 因此血中的 FSH 和 LH 的濃度都很低 而不會有新的濾泡發育成熟 醫科舵手 36

38 子宮週期隨著體內動情素和黃體素濃度的變化 子宮內膜也隨之變化 子宮內膜的變化通常可分為行經期 增生期和分泌期三個階段 1. 行經期 月經期 自月經來潮到結束為止是為行經期間 約 4 5 天 產生月經的主要原因是排出的卵沒有受精 沒有胎盤的形成 而且排卵後的黃體退化 使體內動情素和黃體素 ( 助孕素 ) 的濃度快速下降 此兩種激素的濃度過低 導致子宮內膜剝落與血液混在一起 從陰道流出 2. 增生期 自月經結束至卵巢排卵前的一段時間 約 10 天左右 此時期由於動情素的作用 使子宮內膜開始增生 加厚 準備進入分泌期 3. 分泌期 自卵巢排卵後至月經再次來潮前的時期 此時子宮進入分泌期 基礎體溫微微上升 進入高溫期 卵巢中形成的黃體會分泌大量的黃體素和動情素 促使子宮內膜進一步的增生 變厚 而且充滿著小血管及腺體 作為受精卵著床及胚胎發育的準備 如果排出的卵沒有受精 黃體便會開始退化 使動情素和黃體素的分泌大為減少 而引起下次月經的開始 醫科舵手 37

39 雌性的生殖與激素 1. 腦垂腺分泌的兩種促生殖腺激素 可以促使卵巢分泌激素 (1) 第一種為濾泡成熟刺激素 簡稱 FSH (a) 刺激原始濾泡成長發育與成熟 (b) 刺激濾泡分泌動情素 (2) 第二種為黃體成長刺激素 簡稱 LH (a) 可促使濾泡繼續生長 (b) 與 FSH 共同作用 刺激濾泡分泌動情素 (c) 促使濾泡成熟破裂 並排出卵 (d) 卵排出後 LH 又可促進黃體的成長 使黃體分泌動情素與黃體素 2. 卵巢的激素 (1) 動情素 (a) 促進女性第二性徵的表現 包括 女性附屬生殖器官的發育 乳房增大 皮下脂肪增厚 臀部變寬 開始有月經 (b) 子宮內膜的增厚 (2) 黃體激素 助孕素 安胎針即是注射黃體激素 (a) 刺激子宮內膜繼續增厚 (b) 促進乳腺的發育 雄性的生殖與激素 1. 下視丘分泌之 釋放激素 與女性相同 能分別引起腦垂腺分泌 FSH 及 LH 2. 腦垂腺分泌之促生殖腺激素 其功能如下刺激睪丸和細精管的生長 (1) 促濾泡成熟激素 FSH 影響精子形成的早期過程 (2) 黃體成長激素 LH 間質細胞刺激素 ICSH 刺激間質細胞發育及分泌睪固酮等雄性激素 3. 雄性激素 (1) 分泌部位 睪丸內部各細精管間的細胞 促進精子的形成 (2) 功能 促進男性生殖器官的發育 促進男性次要性徵的表現 醫科舵手 38

40 胚外膜的形成 1. 絨毛膜 (1) 絨毛 絨毛膜位於表面 與母體子宮內膜相接 相椄處形成許多指狀突起 這些突起稱為絨毛 (2) 子宮內膜與其周圍的絨毛膜形成胎盤 (3) 胎盤密布許多血管 胚胎可經胎盤自母體血液中獲得氧氣與養分 亦可將代謝廢物滲入母體血液 再轉經母體的肺臟和腎臟排出 (4) 在正常的情況下 母子雙方的血管並非直接相通 胎兒係藉主動運輸及擴散作用 透過微血管壁以獲得養分 氧氣並排出廢物 2. 羊膜 羊膜包裹於胚胎的周圍 羊膜腔內充滿羊水 可以保護胚胎 免受機械性的傷害 卵黃囊與尿囊受羊膜的包裹和擠壓並成為臍帶的部分構造 臍帶連繫 胚胎 與 胎盤 其內有非常重要血管 兩條臍動脈 缺氧血 和一條臍靜脈 充氧血 胎盤的養分 氧氣由臍靜脈輸入胚胎 胚胎產生的廢物由臍動脈運送至胎盤 3. 卵黃囊 人類的卵黃囊 因不含卵黃 故不能供給胚胎發育所需的養分 4. 尿囊 人類的尿囊也較卵生動物退化 醫科舵手 39

41 族群與群集 族群密度 1. 定義 族群在特定的時間和空間內個體的數目 稱為族群密度 個體數 ( N) 2. 表示法 族群密度 (D)= 單位空間 ( S) 3. 族群密度調查 (1) 族群個體數的計算 (a) 計數法 直接計數 適用於小範圍且易觀察之族群 (b) 部分估算法 先均分為幾部分 再估算其中幾部分之族群 最後依比例算出全部族群個體數 適用於族群較平均分佈的區域 (c) 捉放法 先取出族群中某些個體標記 再放回原族群 經過一段時間後取出族群中某數目的個體 依其中標記之比例估算出全族群之個體數 (2) 族群密度變化率 (a) 族群密度需要彼此比較才有意義 若僅一個密度數字 看不出任何問題 故族群密度的調查是發現問題與解決問題的重要線索 D( 族群密度差數 ) (b) 族群密度變化率 R= T ( 時間差數 ) 族群的成長曲線 1. 以時間為橫坐標 生物的數目或對數為縱坐標而繪製的曲線 稱為族群生長曲線 2. 此類曲線表示族群的特徵 而非單一種類別特徵 自細菌至人類的所有生物之族群生長曲線 幾乎一致 3. 典型的族群生長曲線呈 S 型 (1) 加速期 少數的生物初進入一個未棲居的區域時 最初生長緩慢 稱為加速期 (2) 對數期 生物生長加快 指數呈急遽增加 稱為對數期 (3) 減速期 由於環境阻力的增加 族群生長緩慢而呈減速期 (4) 平衡期 族群數量達飽和 稱為平衡期 4. 理想的族群生長曲線呈 J 型 族群的大小以近似指數模式成長 族群個體數越多 成長速度越快 醫科舵手 40

42 年齡結構 1. 定義 族群內各種不同的年齡結構在族群中所占的比例狀況 2. 通常將族群中的個體 分為生殖年齡前期 生殖年齡期和生殖年齡後期三階段來分析 則可分為以下三種類型 (1) 成長型族群 此族群結構中 以生殖年齡前期個體所占比例最高 生殖年齡期和生殖年齡後期的個體則較少 其年齡結構圖 通常呈金字塔型 此種族群由於未來進入生殖年齡期的個體會比目前多 因此 未來透過生殖作用所產生的新個體數也會比目前多 所以 未來會使族群的密度增加而促進族群成長 (2) 穩定型族群 此族群結構中 以生殖年齡前期個體數在族群中所占的比例與生殖年齡期者大約相同 其年齡結構圖 通常呈砲彈型 此表示未來進入生殖年齡期的個體會與目前差不多 因此 所產生的新個體數也會與目前相似 所以 族群的大小會保持與目前相似 亦即會保持穩定 (c) 衰退型族群 此族群結構中 生殖年齡前期的個體數在族群中所占的比例小於生殖年齡期 其年齡結構圖 通常呈棍棒型 因此 未來此族群的新生個體數將會減少 所以 會使族群密度下降 生存曲線 1. 定義 若是將某一動物族群分為幾個年齡階段 分別求出每個年齡階段的死亡率或存活率 再依據年齡百分比畫成曲線 便得該動物的生存曲線 2. 類型 通常可以分為突出型 對角線型及下凹型等三種類型 (1) 突出型 此種族群的幼年個體存活率高 但在超過 50 年齡後 死亡率就逐漸升高 以致存活個體數減少 使生存曲線向下滑落而呈突出型 常見於對卵 胚胎或幼體的保護較為周密的生物 例如 大型動物或人類 (2) 對角線型 此種族群的在不同年齡階段的存活率大體相似 所以 會使生存曲線呈對角線型 此種生存曲線常出現在中小型哺乳類或鳥類 例如 海鷗 老鼠 (3) 下凹型 此種族群在幼年時期的死亡率很高 致使其生存曲線急遽下滑 但在過了幼年期後 因族群個體數較少 彼此間的競爭較不激烈 多數個體都能存活至中老年 所以 其生存曲線會呈下凹型 常見於產卵數較多 對胚胎或幼體保護較少的生物 如 昆蟲 牡蠣等無脊椎動物 醫科舵手 41

43 群集 掠食 或稱捕食 以他種生物 活的 為食的行為 1. 為構成複雜食物網的必要條件 是世界生命中能量流轉和元素循環的途徑 2. 掠食大部分發生於動物 如 獅子捕食羚羊 蛇捕食青蛙 少部分植物也會有此現象 如 豬籠草 毛氈苔 捕蠅草捕食昆蟲 上述植物在缺氮下才會捕蟲 就捕蟲而言為消費者 但其能行光合作用 一般稱為生產者 3. 掠食的現象 對掠食者或被掠食者的族群都非常重要 (1) 對掠食者有益 獲得能量和養分 (2) 對被掠食者本身有害 但對被掠食者族群有益 防止被掠食者族群密度過大而自我毀滅 協助淘汰老弱殘缺的個體 留下較能適應的個體 寄生 一種生物居住在他種生物體內外 並吸取其所需物質的相互關係 其中一方有利 一方受害 1. 受利的一方稱為寄生物 藉以獲得食物或保護 受害的一方稱為寄主或宿主 2. 寄生的種類包括 (1) 動物寄生於動物 如蛔蟲 絛蟲寄生於人體 寄生蜂在蝴蝶幼蟲體內 (2) 植物寄生於植物 如菟絲子寄生在馬鞍藤上 菟絲子為消費者 (3) 病毒 細菌 真菌寄生於動 植物 如噬菌體寄生於細菌 黑穗病菌寄生於稻麥 冬蟲夏草即為真菌寄生於昆蟲幼蟲或蛹中 互利共生 兩種生物生活在一起 互相依賴對方 且彼此均獲得利益的現象 1. 地衣是藻類和真菌的共生體 養分藻類 真菌 水分 無機鹽 2. 豆科植物的根瘤 養分 棲所豆科植物 固氮 (NH ) 3 根瘤菌 3. 松 柏及多種農作物等植物的菌根 養分 棲所松 柏 真菌 擴大植物吸收表面積 醫科舵手 42

44 片利共生 兩種生物生活在一起 其中一方獲得利益 另一方未獲利但也未受害的關係 1. 鮣魚吸附在鯊魚或玳瑁的腹面 撿拾牠們所吃剩的食物並隨之到處自由活動 2. 附生植物 蘭科或蕨類等附著在高大喬木上以爭取較多的陽光 但不影響大樹本身的生長 3. 藤壺附生在鯨或螺貝身上 不吸取動物的血或肉 僅附在其身上而到處游動 競爭 生活在一起的生物 為了生存空間 食物 配偶 水源和陽光而彼此爭奪的行為關係 競爭的結果 往往對雙方或一方不利 1. 同種生物競爭 種內競爭 彼此的食物來源 棲所環境等 資源需求完全相同 競爭較為激烈 (1) 食物 空間不足 競爭 失敗者多數死亡 或失去繁殖機會 留下少數較能適應的個體 (2) 在有限的環境內 維持種族綿延不絕的方法 (3) 以長遠的發展來看 對該種生物反而較為有利 2. 種與種的競爭 種間競爭 資源需求愈相近的物種間 競爭愈為激烈 競爭的結果對於參與競爭的雙方都會耗損 能力較強的一方可能取得較多生存所需的資源 有利於族群的生長與繁殖 而能力較弱的一方 則因爭取不到生存資源 使得族群數量隨之減少 甚至可能遭受淘汰的命運 醫科舵手 43

45 生態系生物因子 扮演的角色 可分為 生產者 消費者 分解者和清除者 1. 生產者 主要指綠色植物和少數微生物 如光合細菌 化合細菌 藍綠藻 (1) 利用光能 或化學能 將無機物合成有機物 主要為醣類 的生物 12H 2 O+6CO 2 C 6 H 12 O 6 +6O 2 +6H 2 O (2) 綠色植物行光合作用 除了製造醣類外 還可釋出氧氣補充空氣中的含氧量 (3) 扮演生命世界與無生命世界間的橋樑 無機物 有機物 2. 消費者 動物和寄生性的細菌 真菌 植物 (1) 直接或間接以生產者為食物的生物 (2) 種類可分為 (a) 草食性動物 初級消費者 例如昆蟲 野兔 牛 羊 (b) 肉食性動物 次級消費者 三級消費者或更高級消費者 例如吃蚊蟲的蛙 捕食鹿的獅子 (c) 雜食性動物 同時可以植物或動物為食的消費者 如 老鼠 豬 人類 3. 分解者 細菌 真菌 (1) 將動 植物的遺體和排泄物分解 以獲得能量和物質 (2) 遺體和排泄物中有機物分解為無機物返回環境中 供生產者再吸收利用 (3) 扮演生命世界與無生命世界間的橋樑 有機物 無機物 4. 清除者 禿鷹 馬陸 等 (1) 以動物屍體或枯枝殘葉為食物獲取養分 並有利分解者作用 (2) 清除者與分解者之不同在於 清除者無法使元素回歸大自然 分解者則可 醫科舵手 44

46 能量的流轉 能量的形式與流轉 1. 能量的流轉 光合作用 (1) 生產者 太陽輻射能 化學能 ( 存於葡萄糖等有機物 ) 呼吸作用 (2) 消費者 葡萄糖等有機物 化學能 存於 ATP 分子中 2. 能量流轉之特性 (1) 在自然的生態系中 能量的根本來源是太陽輻射能 (2) 在能量轉移過程中 保存在生物體內的能量便愈來愈少 (3) 能量的流動循單方向進行 不能循環利用 (4) 能量以 ATP 的形式直接提供生物體使用 3. 能量在各生物間的轉換效率並不高 一般約 10 十分之一定律 大約僅取 得能量的 10 可以傳遞給另一階層的生物 換言之 能量流失率高達 90 元素循環 氮循環 1. 來源 (1) 空氣中氮氣含量高達 79 但一般生物無法直接利用 (2) 組成生物體的蛋白質和核酸均含有氮元素 脫氮菌之脫氮作用 (3) 土壤中的硝酸鹽 氮氣重回大氣 2. 氮循環的途徑 固氮作用溶解於水 (1) 空氣中氮 氨 (NH 固氮菌 3 ) 亞硝化作用 (2) 部分銨鹽 亞硝化菌 產者吸收 銨鹽 NH + 4 亞硝酸鹽 (NO ) 硝化作用 2 少量 生產者吸收 硝酸鹽 NO 大量 硝化菌 3 生 同化攝食 (3) 生產者吸收銨鹽或硝酸鹽 胺基酸或蛋白質 動物 腐 ( 氨 ) 化作用硝化 (4) 動 植物遺體或排泄物中胺基酸或蛋白質 氨 硝酸鹽腐生菌 生產者利用 脫氮作用 (5) 硝酸鹽 氮氣 只在缺氧環境下進行 脫氮菌 醫科舵手 45

47 黃樹林裡分岔兩條路 只可惜我不能都踏行 我 單獨的旅人 佇立良久 極目眺望一條路的盡頭 看它隱沒在林叢深處 於是我選擇了另一條路 一樣平直 也許更值得 因為青草茵茵 還未被踩過 若有過往人蹤 路的狀況會相差無幾 那天早晨 兩條路都覆蓋在枯葉下 沒有踐踏的汙痕 啊 原先那條路留給另一天吧 明知一條路會引出另一條路 我懷疑我是否會回到原處 在許多許多年以後 在某處 我會輕輕嘆息說 黃樹林裡分岔兩條路 而我 我選擇了較少人跡的一條 使得一切多麼的不同 美 佛洛斯特 醫科舵手 46

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