肆有性生殖一有性生殖定義 : 相對於無性生殖, 需要受精過程的生殖方式就稱為有性生殖從受精的必要性, 或許我們應對受精前和受精後有些聯想 1. 受精前 : 受精代表兩個細胞結合, 也代表遺傳物質相加, 換句話說, 染色體數目會倍增為了維持後代染色體數目和親代一致, 精卵形成過程勢必要

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牟蓟
5 years ago
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生殖下 ( 無性與有性生殖 ) 叁無性生殖一定義 : 生物增加個數的方式中, 只要沒有受精過程的就稱為無性生殖

因為只要細胞分裂就可以增加個體數目, 每一個新個體的染色體 ( 或遺傳物質 ) 都和原生物相同,

單細胞生物, 如草履蟲變形蟲斷裂生殖生物體因外力或特別原因斷裂, 個個裂片逐漸長成新個體無脊椎動物如海葵渦蟲

逐漸發展成新個體之後便獨立生存個體以細胞分裂產生孢子, 隨風傳播到適合的地方, 發育成新個體水螅酵母菌黴菌等部分真菌

人類將植物的特定組織取出, 並在適當的環境下培養, 發育出新個體蘭花金線蓮等經濟作物註 : 孢子

1 生殖下 ( 無性與有性生殖 ) 叁無性生殖一定義 : 生物增加個數的方式中, 只要沒有受精過程的就稱為無性生殖在這樣的條件下, 生物可能因為分裂或斷裂也可能因為個體形成特有構造 ( 如芽體或孢子 ), 而發育出新個體因為只要細胞分裂就可以增加個體數目, 每一個新個體的染色體 ( 或遺傳物質 ) 都和原生物相同, 因此每個個體的特徵應完全相同二常見的無性生殖方式說明適用生物圖例分裂生殖只需一次細胞分裂就增加個體數單細胞生物, 如草履蟲變形蟲斷裂生殖生物體因外力或特別原因斷裂, 個個裂片逐漸長成新個體無脊椎動物如海葵渦蟲蚯蚓海星等和大型藍綠藻中的顫藻出芽生殖孢子繁殖個體在體側長出小芽體, 逐漸發展成新個體之後便獨立生存個體以細胞分裂產生孢子, 隨風傳播到適合的地方, 發育成新個體水螅酵母菌黴菌等部分真菌營養器官植物體以根莖葉就根甘藷繁殖可以在發育成更多新個體莖馬鈴薯葉石蓮花組織培養 ( 人工 ) 人類將植物的特定組織取出, 並在適當的環境下培養, 發育出新個體蘭花金線蓮等經濟作物註 : 孢子這個詞普遍使用在動物界以外的生物, 孢子繁殖也出現在黴菌蕈類等真菌還有蘚苔類和蕨類等生物真菌的孢子繁殖可能是無性的或有性的, 可是在蘚苔類和蕨類則較為複雜, 因為孢子的形成也有可能來自減數分裂過程, 同學們在高中以後會有較深入的認識

2 肆有性生殖一有性生殖定義 : 相對於無性生殖, 需要受精過程的生殖方式就稱為有性生殖從受精的必要性, 或許我們應對受精前和受精後有些聯想 1. 受精前 : 受精代表兩個細胞結合, 也代表遺傳物質相加, 換句話說, 染色體數目會倍增為了維持後代染色體數目和親代一致, 精卵形成過程勢必要將染色體數目減半, 而這任務即透過減數分裂得以完成 2. 受精後 : 受精卵既然接受來自親細胞和卵細胞的遺傳物質, 而減數分裂和受精過程中遺傳物質會重新組合, 這過程導致父親和母親的遺傳物質在子代中會出現許多不同組合的可能性, 因此子代和親代之間的性狀當然有點像又不會完全一樣囉二動物的有性生殖教室情境模擬 : 我們已經知道所有生物在有性生殖過程必須先製造精卵細胞, 那麼如果有人問大象和小雞誰的卵細胞比較大? 你會該怎麼回答? 當然是小雞啦! 小奇搶先回答, 並且接著說 : 我們天天吃的蛋不就是小雞的卵細胞嘛, 有誰聽過吃大象蛋的嗎? 嗯, 這答案雖然算對, 但是不夠完整此話怎講? 如果蛋是一個卵細胞, 那麼蛋黃蛋白和蛋殼是細胞的哪一部分? 不就是細胞核細胞質和細胞壁嗎? 如果這細胞有細胞壁, 那麼這隻雞不就是植物雞! 同學們異口同聲的說沒錯, 雞蛋中只有蛋黃算是卵細胞, 所以蛋黃外的那一層膜, 就是細胞膜囉, 而蛋白和蛋殼都是卵細胞在排出體外時, 從輸卵管分泌的物質喔在學習動物生殖前, 同學們可以先比較大象小雞和青蛙的卵細胞, 是否有些差異呢? 我見過小雞的卵被蛋白和蛋殼包住青蛙卵像是小果凍球泡在水裡, 可是大象的卵卻沒見過呢? 小寶慢條斯理的回答是啊, 不過這三種生物都會進行有性生殖呢, 只不過從卵細胞的情況大約可以想像彼此之間會有些不同了吧! 我們雖沒見過大象的蛋, 不過卻都知道小象都是從母象身上直接產出的 ; 小雞則是從雞蛋孵出來 ; 而青蛙的幼體蝌蚪, 也是直接從蛙卵孵化而成從前面的敘述我們可以思考兩個問題 : 第一這些生物的受精過程會在哪裡進行? 第二新個體發育所需要的養分又該是怎麼獲得? A. 動物的有性生殖的模式有兩種討論方向 : 1. 體外與體內受精 :( 第一個問題的解答 ) 依照受精過程的發生處, 動物的有性生殖被分成體外受精和體內受精前者精細胞和卵細胞會排出體外, 並在體外受精 ; 後者則是透過交配過程, 雄性將精細胞送入雌性體內, 並在雌性體內受精 ( 通常在輸卵管中 ) 在上面的例子中, 大象小雞和青蛙分別是體內受精體內受精和體外受精

3 ㄟ, 老師, 小雞是體內受精嗎? 阿呆不解地問當然啦, 否則你認為精細胞是怎麼穿越蛋殼的?! 可是雞蛋不是都排到體外嗎? 是啊, 不過在排出體外之前就必須先受精囉, 如果沒受精就排出來的蛋, 也就是我們平常吃的未受精蛋啦體外受精和體內受精的差異中, 最值得討論的就是受精機率和產卵數的關係體外受精因為精卵細胞排到體外, 因此受精機率較低, 相對的為了增加後代的數目, 就必須提高產卵數目 ; 而體內受精因為機率較高, 所以產卵數就不用多啦比較受精地點受精機率產卵數生存環境例子體外受精母體外低多水生青蛙魚類珊瑚體內受精母體內高少陸生或水生哺乳類鳥類昆蟲 2. 卵生與胎生 :( 第二個問題的解答 ) 根據新個體發育時養分的來源, 我們將動物分為卵生或胎生所謂卵生就是養分全由卵裡面的養分提供 ; 而胎生則是指大部分養分都必須來自母體血液提供的方式從上述的例子中, 我們知道大象小雞和青蛙分別是胎生卵生卵生是不是新個體直接從母體產出的都是胎生啊? 一般而言, 胎生動物都會直接從母體排出, 不過部分卵生動物的卵會留在母體內發育, 直到新個體發育完全才離開母體過程中養分還是由卵細胞自行提供, 不過母體可以提供受精卵保護註 : 過去有卵胎生的說法, 不過目前有趨勢放棄這個說法, 直接以胚胎發育的養分來源將動物二分法, 也就是卵生和胎生兩種那是不是所有哺乳類都是胎生呢? 好問題哺乳類是只會分泌乳汁提供幼兒營養的生物, 極大部分都是胎生的不過在澳洲還有兩種卵生的哺乳類鴨嘴獸和針鼴 ; 另外, 有袋類也有特殊的發育模式比較養分來源卵型大小保護程度例子卵生卵本身提供大較差所有體外受精的動物鳥類胎生來自母體血液 ( 通常具小好人類猩猩鯨豚類等有胎盤和臍帶 ) 註 : 哺乳動物中, 除了卵生的針鼴鴨嘴獸和像袋鼠無尾熊等有袋目之外, 其他生物都有發達的胎盤和臍帶, 是標準的胎生動物 ( 有肚臍的喔 ) 3. 雞蛋的觀察 : 我們提到雞蛋是以卵細胞的蛋黃和由輸卵管分泌的蛋白為主, 右側為雞蛋的構造示意圖, 奇在蛋黃中有一處被稱為小白點, 就是細胞核的位置 B. 動物的生殖行為好吧, 該討論老是讓同學們和受精搞混的交配了先把話說清楚, 生殖的目的可是神聖的很呢產生新生命並使物種得以延續, 就像中國人說的香火不斷其實交配只是個體傳遞生殖細胞的方式, 也就是在精卵結合之前, 雄雌個體讓精卵細胞有機會接觸的步驟但可不是所有的生物都有明顯的交配行為喔, 而且動物的生殖行為也不是只有交配過程, 我們或許可以將動物常見的生殖行為稱為生殖三部曲

1. 求偶 : 包括人類在內, 大多數動物都有特定的吸引對象的策略和手段 ; 而這些策略不外乎透過視覺聽覺或嗅覺來獲得異性的青睞有些比較文雅的, 例如雄孔雀開屏雄蛙鳴叫等 ; 有些則比較殘酷, 必須透過決鬥才能贏得美人歸不過吸引異性並非一定由雄性開始, 有時候雌性個體也會主動的,

交配 : 當成功吸引異性之後, 接著就要嘗試讓精細胞和卵細胞有機會相遇不過在策略上, 不同的生物有不同的模式, 常見的下列有三大類模式雌雄個體的接觸精卵結合處生物例子無交配無接觸精卵直接排出體外母體外 ( 體外受精 ) 多數魚類珊瑚 ( 刺絲胞動物 ) 假交配身體接觸

孵卵懷孕和育幼 : 交配之後可不是拍拍屁股走人喔, 許多生物會對受精卵甚至幼體提供保護 ; 保護行為在體外受精或體內受精的生物體都有許多例子, 像鳥類孵蛋胎生動物懷孕等有些例子相當犀利, 像雄海馬有特製的育兒袋 ( 下圖左 ) 雌吳郭魚會把受精卵吸入口內, 藉此確定受精卵和幼苗的安全 ( 下圖右 )

4 1. 求偶 : 包括人類在內, 大多數動物都有特定的吸引對象的策略和手段 ; 而這些策略不外乎透過視覺聽覺或嗅覺來獲得異性的青睞有些比較文雅的, 例如雄孔雀開屏雄蛙鳴叫等 ; 有些則比較殘酷, 必須透過決鬥才能贏得美人歸不過吸引異性並非一定由雄性開始, 有時候雌性個體也會主動的, 像是雌蛾釋放費洛蒙, 就是告知同類的雄蛾說快來追求我吧! 策略取向常見例子視覺系螢火蟲發光孔雀開屏雄鬥魚鮮豔體色雄織布鳥編織鳥巢聽覺系蟬鳴蛙鳴螽斯等嗅覺系哺乳類如人類和狗等飛蛾 2. 交配 : 當成功吸引異性之後, 接著就要嘗試讓精細胞和卵細胞有機會相遇不過在策略上, 不同的生物有不同的模式, 常見的下列有三大類模式雌雄個體的接觸精卵結合處生物例子無交配無接觸精卵直接排出體外母體外 ( 體外受精 ) 多數魚類珊瑚 ( 刺絲胞動物 ) 假交配身體接觸精卵直接排出體外母體外 ( 體外受精 ) 兩生類 ( 真 ) 交配性器官接觸母體內 ( 體內受精 ) 陸生動物鳥類等 3. 孵卵懷孕和育幼 : 交配之後可不是拍拍屁股走人喔, 許多生物會對受精卵甚至幼體提供保護 ; 保護行為在體外受精或體內受精的生物體都有許多例子, 像鳥類孵蛋胎生動物懷孕等有些例子相當犀利, 像雄海馬有特製的育兒袋 ( 下圖左 ) 雌吳郭魚會把受精卵吸入口內, 藉此確定受精卵和幼苗的安全 ( 下圖右 ) 雌負子蟾更是誇張, 本身已經其貌不揚了, 受精卵還埋入雌負子蟾的背部組織, 當一隻隻小負子蟾冒出來的那一幕出現在眼前時, 那真是太感人了! ( 圖片來源 : 網路 ) 三植物的有性生殖我們在生活中最容易在路上看到的有性生殖情況是發生在甚麼生物? 是狗嗎? 貓嗎? 蝴蝶或蜻蜓嗎? 都不是, 答案是植物老早學過啦, 被子植物的器官有六種, 概分為兩大類營養器官 ( 根莖葉 ) 和生殖器官 ( 花果實種子 ), 聽懂了嗎! 所以當我們將鼻子湊近花朵聞香的時候所以不要老是注意路邊的狗狗在做啥, 到處可見花朵都是學習有性生殖的材料呢! 被子植物說明植物的有性生殖, 包括下列六個過程 :

通常我們對花的概念, 應該就是著生在一條綠色枝條上的那團色彩繽紛的構造嘛, 難道不是嗎?

例如向日葵和菊花, 其實是許百朵以上的小花所組成的特殊花序, 最近 ( 約 2 月到 5

而是稱為佛焰苞的變形葉, 包裹著中間的肉穗花序至於每年聖誕節總是不可或缺的聖誕紅,

5 1. 開花 : 一般花的構造包含四個部分, 由內而外依序為雌蕊雄蕊花瓣和花萼, 如右圖當我們觀察花朵時, 如果上述四種構造都可以找到的花, 就稱為完全花 ; 如果缺有其中一或兩項的花, 就稱為不完全花那麼在花朵裡的這些構造有甚麼功用呢? 花既然稱為生殖器官, 當然和有性生殖有關, 其中最直接關連的應該是雌蕊和雄蕊雌蕊又分為柱頭花柱和子房, 柱頭可以接受花粉子房內的胚珠中則有重要的卵細胞雄蕊又包括花絲和花藥, 花藥會產生許多花粉, 在花粉裡就有精細胞補充 : 花的觀察花種花形子房與胚珠 ( 縱切 ) 花粉杜鵑百合花的樣式 : 當我們觀賞一朵花時, 是否真的就是一朵花呢? 聽起來很矛盾吧! 通常我們對花的概念, 應該就是著生在一條綠色枝條上的那團色彩繽紛的構造嘛, 難道不是嗎?! 然而, 有許多生活中以為的一朵花, 在生物學的角度卻不見得是只單一的花朵, 例如向日葵和菊花, 其實是許百朵以上的小花所組成的特殊花序, 最近 ( 約 2 月到 5 月 ) 陽明山的一種觀賞植物海芋的花, 那一片白色的構造也不是花瓣, 而是稱為佛焰苞的變形葉, 包裹著中間的肉穗花序至於每年聖誕節總是不可或缺的聖誕紅, 顯眼的紅色來自葉片, 花朵則是低調的不得了呢 2. 傳粉 : 同學們從花的構造已經看得出來, 精細胞和卵細胞位於不同的構造中, 因此要使精卵結合就必須先讓雄蕊的花粉移動到雌蕊的柱頭上, 這個過程就稱為傳粉植物的傳粉常藉由外力幫助, 例如風力昆蟲水力等 ; 也可能透過花的特殊構造而藉由自力傳粉利用風力的風媒花和利用昆蟲或動物的蟲媒花, 兩者因為策略不同, 兩者在形態上也有些不同

類型傳粉媒介花瓣花粉例子風媒花風力通常較單調甚至缺少花瓣較輕小玉米五節芒蟲媒花昆蟲通常較鮮艷明顯常有香氣和花蜜較大百合蓮霧 3. 花粉管萌發 : 花粉到達柱頭還不能保證精卵結合, 畢竟從柱頭到子房內的胚珠, 還有漫長的路要走呢喔, 不, 根本無路可走嘛! 那麼精細胞該如何到達胚珠呢? 該花粉管出場了!

6 類型傳粉媒介花瓣花粉例子風媒花風力通常較單調甚至缺少花瓣較輕小玉米五節芒蟲媒花昆蟲通常較鮮艷明顯常有香氣和花蜜較大百合蓮霧 3. 花粉管萌發 : 花粉到達柱頭還不能保證精卵結合, 畢竟從柱頭到子房內的胚珠, 還有漫長的路要走呢喔, 不, 根本無路可走嘛! 那麼精細胞該如何到達胚珠呢? 該花粉管出場了! 花粉到達正確的雌蕊柱頭上之後, 花粉粒就會冒出細長的花粉管, 越來越長穿越花柱之後, 終於到達胚珠 ; 然後穿入, 總算可以將精細胞和卵細胞送作堆了 Ps 花粉管試種子植物稱霸地球的重要因素, 全靠它所以植物才不需要以水作為受精媒介呢 4. 受精 : 當然就是精卵結合兩個單套的生殖細胞變成雙套的受精卵, 接著這個雙套的細胞會逐漸發育為胚 5. 結果 : 在受精卵發育為胚的過程中, 胚珠會轉為種子, 而子房則會發育為果實註 : a. 果實一定可以吃嗎? 答 : 不一定, 很多植物的果實可以食用, 可是也有許多植物的果實功能只是保護種子, 像花生的莢果就不會有人吃囉此外, 可以吃的構造也不一定是由子房變成的, 像鮮紅的草莓嬌豔欲滴, 可是我們吃的那一大團可是由花托發育而來的呢, 至於果實, 其實是草莓上一顆顆的小點點 b. 果實中的種子數量都一樣嗎? 答 : 每一個果實都是由子房發育的, 而種子則是由胚珠發育而成換句話說, 種子的數目一定等於或小於胚珠的數量 ; 像桃子只有一個種子, 表示子房中只有一個胚珠芭樂花生有多個種子, 就表示一個子房內有多個胚珠 6. 傳播 : 不同於傳粉是指花粉的傳遞, 植物為了能將後代送到其他地方在發展為新的個體, 先決條件就是將種子或果實送到更遠的地方果實和種子傳播的方式可能透過下列幾種方式來完成 : 方式果實或種子特性例子風力傳播輕有絨毛或翅蒲公英木棉花青楓水力傳播可漂浮椰子穗花棋盤腳昆蟲或動物傳播可食用有刺或黏性蒺藜鬼針草各種水果自力傳播彈力或機械力鳳仙花酢醬草註 : 以花為有性生殖構造的統稱為開花植物, 在分類上又稱為被子植物, 因為種子被果實包住了除此以外, 植物還包括以球果為生殖構造的裸子植物和較低等的蘚苔類和蕨類植物 ; 後兩者的有性生殖不會在國中課程討論

7 四人類的生殖人類在分類上屬於哺乳類, 當然是體內受精胎生動物啦 1. 受精 : 正常的情況下, 成熟的男女在交配後, 精細胞會通過陰道和子宮, 進入女性的輸卵管並且和卵細胞結合 2. 受精卵開始分裂並往子宮移動 3. 在子宮著床, 逐漸形成胚胎 4. 胚胎發育 : 我們在胎兒時期, 一直待在充滿羊水的羊膜內, 透過臍帶和胎盤, 以擴散作用方式從母體的血液或得需要的養分和氧氣, 同時將廢物擴散到母體血液中 ( 記住, 胎兒和母體血液並未直接接觸 ) 5. 分娩 : 人類的懷孕過程大約 40 週 (280 天 ), 這段時間內, 母親時時刻刻得帶著腹中的寶寶, 直到胎兒出生為止這段胎兒離開母體的過程稱為分娩, 以子宮的陣痛作為序幕, 當羊水破裂後, 胎兒自陰道產出, 胎盤隨之排出, 剪斷臍帶後, 這孩子就成為獨立的個體了 ( 摸摸自己的肚臍, 想像一下當時你從陰道口探出頭時, 母親因為劇烈疼痛而滿頭大汗的模樣 ) 註 : 雙胞胎 a. 同卵雙生 : 正常的受精過程由一個卵細胞和一個精細胞結合成一個受精卵, 接著開始進行多次細胞分裂, 從一個受精卵變成胚胎, 再發育為完整的個體在少見的情況下, 受精卵發育為胚胎時出現錯誤, 分裂成兩個胚胎, 就成為同卵雙生的雙胞胎了這兩個個體因為來自同一個受精卵, 所以不但性別一定一樣, 連樣子都幾乎像是同一個模子印出來的 b. 異卵雙生 : 女性每次週期都會排出一個卵, 以便和精子結合 ; 不過卵巢可是左右兩個呢, 偶而也會出現兩個不同的卵細胞如果精子大軍夠強的話, 這兩個卵子就能各別和不同的精子結合, 因此形成兩個受精卵, 再各自發育成新個體這兩個個體的卵細胞和精細胞都不相同, 所以遺傳物質可能有異, 不但長像會有較大的差異, 連性別都可以不一樣,, 也就是俗稱的龍鳳胎囉重點整理 : 無性生殖和有性生殖的比較參與個體受精分裂過程親子性狀比較影響無性生殖單一個體無僅細胞分裂完全相同有助於保留優良性狀有性生殖雌雄個體有減數分裂與細胞分裂部分相同有助於族群適應環境與演化

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0 0 = 1 0 = 0 1 = = 1 1 = 0 0 = 1 0 0 = 1 0 = 0 1 = 0 1 1 = 1 1 = 0 0 = 1 : = {0, 1} : 3 (,, ) = + (,, ) = + + (, ) = + (,,, ) = ( + )( + ) + ( + )( + ) + = + = = + + = + = ( + ) + = + ( + ) () = () ( + ) = + + = ( + )( + ) + = = + 0