國一生物 第3章 生物體與營養

上一篇「國一生物 第2章 生物體的組成」解釋了細胞的構造、功能以及生物體的層次。在細胞內有提到粒線體的部分，被稱為細胞的發電廠。

究竟發電廠是發什麼電呢？為什麼要提到細胞膜控制葡萄糖跟蛋白質呢？原因都是因為他們是我們重要的營養來源，提供粒線體發電的原料。

如果還沒看過上一篇，或不知道粒腺體是什麼話，可以參考「國一生物 第2章 生物體的組成」。

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3-1 食物中的養分與能量

我們人體平常需要吃跟喝的東西，其實從小就有被教育過了。包含：五穀根莖類、蔬菜類、蛋豆魚肉類、奶類、水果類以及油脂類。除此之外，也被教育要平時多喝水，多去戶外走走曬曬太陽。

原因都是因為這些吃的喝的東西、甚至行為能夠讓細胞更好的運作，也就能讓由細胞組成的器官、系統以及個體能夠健康。

五穀根莖類

比較常見的就是米飯、麵、或者外國人吃的馬鈴薯、玉米等等。

因為他們主要成分都是澱粉(澱粉=很多葡萄糖)，經過消化之後可以產生葡萄糖給粒腺體轉換成能量做代謝反應。

• 一克的醣類可以產生4大卡的能量

蛋豆魚肉與奶類

事實上他們是同一類，成分都是蛋白質為主，所以平常要吃肉、喝豆漿、牛奶等等，就是為了要提供粒線體能量並且讓生物體成長。

• 一克的蛋白質可以產生4大卡的能量

油脂類

在前面有提到細胞可以分成細胞膜、細胞質跟細胞核。其中所有的膜大部分都是由脂質(也就是油脂)所組成。所以為了要讓細胞能夠成長，並且可以正常運作，細胞膜的原料是必不可少的成分。

• 一克的油脂可以產生9大卡的能量

水果類

要吃水果的原因，主要是因為有很多的維生素跟礦物質。可以協助細胞生長、轉換能量等等。

水

為什麼要多喝水呢？其實在人體內，水佔了70%，也是最好的溶劑，可以調整體內的不利狀況，並且讓物質可以更方便輸送。

礦物質

那為什麼要時常戶外走走曬曬太陽呢？因為曬太陽有助人體產生維生素Ｄ，他可以協助鈣質吸收預防骨質疏鬆症。

除此之外，還有很多其他的礦物質跟維生素都是人體沒有辦法自己合成的，需要透過食物獲取，所以才會希望大家飲食要均衡。

蔬菜類

那蔬菜吃了的好處是什麼呢？聽起來好像沒有太大的用處。

其實蔬菜最多的就是纖維素，也就是細胞壁的成分，因為他有支撐、粗糙的特質，經過腸胃的時候會刺激腸胃蠕動，有助於消化跟排泄。

不知道有沒有發現，同樣重量都是一克的物質，油脂(脂質)竟然可以產生9大卡的能量，醣類跟蛋白質只能產生4大卡的能量！這就是為什麼吃太多油的東西會容易胖。因為身體不需要這麼多能量的時候，就會變成肥胖儲存在身體裡，等需要的時候再使用它。

3-2 酵素

酵素可以加速反應，將特定物質轉變成其他物質。有主要以下重點：

• 主要成分是蛋白質
• 協助小物質組成大物質，稱為合成作用
• 協助大物質變成小分子，稱為分解作用
• 具有專一性，只能與特定受質(被酵素作用的物質)結合
• 酵素活性受到溫度、酸鹼度影響

補充

1. 代謝作用包含合成作用與代謝作用
2. 酵素在適當溫度範圍內，會隨著溫度上升而活性增加，但超過範圍，就會降低最後永久失去活性。而低於溫度範圍也會降低活性，但在溫度回升之後活性可以回復。
3. 酵素在適當的酸鹼度下會有最好的活性，過酸過鹼也會降低酵素的活性，甚至永久失去活性。

3-3 植物如何製造養分

動物能夠透過攝食(吃)來獲得能量，植物則透過葉子照太陽光，轉換自己需要的能量。

葉的構造

• 表皮細胞：緊密的連接連一起，防止細菌、病原體進入植物體內
• 角質層：在表皮細胞外防止水分散失
• 保衛細胞：在表皮細胞間兩兩成對，控制氣孔大小來控制水份跟氣體進出植物體的速度
• 上、下表皮細胞間有輸導組織和葉肉組織
• 葉肉組織：細胞都具有葉綠體，是進行光合作用的主要場所
• 輸導組織：負責運輸水分與養分

光合作用

我們都知道，種植物需要澆水，透過根部吸收，再透過照太陽讓植物生存，這個吸收水分，接受太陽能的過程就是光合作用，可以分成光反應與碳反應兩部分。

光反應

在葉綠體內有很多葉綠素(酵素的一種)，可以吸收太陽能，分解水變成氧氣並釋放到大氣中。

碳反應(暗反應)

葉綠體中有多種酵素，會把光反應得到的能量，將二氧化碳轉換成水跟葡萄糖。

總反應式：

水＋二氧化碳->氧氣＋葡萄糖＋水

6H2O + 6CO2 -> 3O2(到空氣中)+C6H12O6+6H2O

光反應只有有太陽光的時候可以進行，但碳反應可以持續不斷進行

3-4 動物如何製造養分

前面有提到動物透過攝食的方式獲得養分，但是不同動物有不同獲取養分的攝食方式。

攝食構造的多樣性

• 變色龍：舌頭捕食
• 蝴蝶：管狀口器吸食花蜜
• 水螅：用觸手捕食
• 肉食性動物：用犬齒攻擊與撕裂獵物
• 草食性動物：有發達臼齒可以磨碎食物
• 雜食性動物：門齒、犬齒、臼齒均衡發展

消化構造的多樣性

• 水螅與海葵：囊狀消化腔(有口無肛門)
• 一般多細胞生物：管狀消化系統(口進肛門出)

消化作用

指的是動物攝取食物後，由大分子變成小分子的過程，多是由消化系統負責，人體消化系統包含消化管與消化腺。

• 澱粉->葡萄糖
• 蛋白質->胺基酸
• 脂質->脂肪酸＋甘油

食物動線(消化管)

口腔(唾腺)->咽->食道->胃(胃液)->小腸(腸液、胰液、膽汁)->大腸->肛門

具有肌肉，可以協助蠕動協助推送食物與消化

口腔

• 食物進到口腔，會被牙齒咬碎
• 唾腺分泌唾液初步分解澱粉
• 舌頭可以攪拌幫助食物與唾液結合。

咽與食道

• 負責決定食物進入食道，邊吃邊講話就是咽的失誤才會嗆到
• 食道壁會自發性地蠕動推送食物進到胃

胃

• 像一個袋子
• 暫時儲存食物
• 胃壁會分泌胃液(鹽酸＋胃蛋白酶)
• 胃蛋白酶可以初步分解蛋白質。
• 鹽酸的功能是殺菌，並且提供胃蛋白酶比較適當的酵素活性酸鹼環境。

小腸

• 小腸很長，折疊盤曲在腹腔
• 最主要吸收養分的部位
• 會刺激肝臟分泌膽汁(乳化脂質)後儲存在膽囊
• 會刺激胰臟分泌胰液(分解蛋白質、脂質、醣類)
• 膽汁與胰液經由導管進入小腸
• 會分泌腸液(分解醣類、蛋白質)
• 小腸內必有很多皺摺，稱為絨毛，增加吸收表面積
• 大部分水分與養分經由小腸絨毛細胞吸收，再透過循環系統將養分帶到全身給細胞利用

大腸

• 吸收食物殘渣剩餘養分與水分
• 比小腸粗短
• 腸道菌＋食物殘渣＋剩餘水分＝糞便

肛門

• 將糞便排出體外，稱為排遺
• 排泄是尿尿，排遺才是大便喔！

Take Home

這部分有許多這個章節的重點所集結成的問題，希望能做到每個問題在腦裡都有相對應的答案。如此一來才算真正了解這個章節的內容。

後記

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