91 在宇宙中的這一顆藍色星球上, 居住著難以數計的生物, 自從三十幾億年前第一個生命出現以來, 便逐漸演化出今天這樣多采多姿的生物 由於目前人類所知有生命的世界只有地球, 希望藉由本章的內容你能好好認識身邊的每一個生命, 珍惜生存環境, 並尊重各種生命的存在

CHAPTER 4 生物的命名與分類 形形色色的生物 4-1 4-2 4-3 4-4 4-5 4-6 活動 4-1 外星人來訪 原核生物界原生生物界菌物界植物界 活動 4-2 蕨類的觀察 動物界

91 在宇宙中的這一顆藍色星球上, 居住著難以數計的生物, 自從三十幾億年前第一個生命出現以來, 便逐漸演化出今天這樣多采多姿的生物 由於目前人類所知有生命的世界只有地球, 希望藉由本章的內容你能好好認識身邊的每一個生命, 珍惜生存環境, 並尊重各種生命的存在

92 國中自然與生活科技 ( 二 ) 4 1 生物的命名與分類 Warm Up 小豪跟著媽媽到了市場的魚攤時, 看到了琳瑯滿目各式各樣的食材, 有章魚 魷魚及虱目魚等, 另外還有幾種不認識的魚 小豪回家翻查圖鑑, 想要了解這些生物的特徵和習性, 書中卻跑出了銀白色小蟲, 媽媽說 那是衣魚啦! 想一想, 這些生物真的都是魚嗎 ( 圖 4-1)? 章魚 鱷魚 衣魚 1 俗名 自古以來人們給予各種生物適當的稱呼, 例如臺灣獼猴 玉山箭竹及七星瓢蟲等, 這些名稱稱為俗名 由於地區或語言的不同, 同一種生物可能有不同的俗名, 或不同生物有同一俗名, 會使得使用不同語言習慣的人彼此之間溝通困難或造成誤解 ( 圖 4-2) 例如章魚 魷魚及衣魚, 會使人誤以為牠們屬於魚類 而杜鵑到底是鳥還是花, 更是讓人混淆, 這些都是俗名的缺點 5 山椒魚 甲魚 中文 韓文 英文俄文葡萄牙文斯洛伐克文日文 印度文 圖 4-1 數種不是魚的 魚 ( 未按照實際比例 ) 圖 4-2 七星瓢蟲的各種俗名

93 第 章 4 十八世紀時 瑞典科學家林奈 Carolus Linnaeus, 1707 1778 圖 4-3 創制了生物命名的二名法 用拉丁化的文字為物種命名 也就是物種的學名 學 5 名為專有名詞 由屬名和種小名組成 屬名為名詞 1 學名斜體 學名斜體是因為其為拉 丁文 相對於英文為外 來語 在英語印刷時 如果英文使用正體字 外來語則會用斜體字 第一個字母必須大寫 代表某一類生物的名稱 而 相同屬名的生物演化關係也較接近 種小名則是形 容詞 全部小寫 用來形容這種生物的特徵 發現 1 者或產地等 學名以斜體 或是加底線的方式表示 表 4-1 例如 現代人 的學名為 Homo sapiens 或 是 Homo sapiens Homo 為屬名 拉丁文的意思是 人 sapiens 為種小名 是拉丁文形容 有智慧 的 意思 表 4-1 生物學名對照表 中文俗名 學名 屬名 種小名 臺灣獼猴 Macaca 猴子 cyclopis 圓的 呂氏攀蜥 Japalura 攀木蜥蜴 luei 表彰呂光洋教授 烏頭翁 Pycnonotus 鵯 taivanus 產於臺灣的 臺灣長耳蝠 Plecotus 長耳蝠 taivanus 產於臺灣的 七星瓢蟲 Coccinella 瓢蟲 septempunctata 七個黑點的 圖 4-3 瑞典幣 0 克朗 上的林奈肖像 形形色色的生物 2 學名

94 國中自然與生活科技 ( 二 ) 3 生物的分類原則 地球上的生物種類繁多, 為了方便查詢 溝通和研究, 生物學家便根據生物的多種特徵將其歸類, 並製作檢索表 目前所用的分類系統, 共有七個階層, 最高的階層為界, 其下依次為門 綱 目 科 屬 種 ( 圖 4-4) 分類階層愈高, 包含的生物種類愈多, 例如 : 動物界 則包含所有動物; 愈低的階層包含的種類就愈少, 但彼此的構造特徵愈相似 5 圖 4-4 分類階層的關係示意圖 File:\\ 原核生物界 File:\\ 動物界 原生生物界 環節動物門 File:\\ 動物界 \ 脊索動物門 爬蟲綱 File:\\ 動物界 \ 哺乳綱 軟體動物門 菌物界 鳥綱 節肢動物門 兩生綱 偶蹄目 硬骨魚綱 植物界 軟骨魚綱 動物界 脊索動物門 哺乳綱 分類階層高物種數多 相似度低 親緣關係疏遠

95 的生物第4 章生物學家以物種演化的親緣遠近關係來歸類, 例如 : 人與黑猩猩的關係比人與臺灣獼猴親近, 所以人與黑猩猩同屬於人科, 人 黑猩猩與臺灣獼猴則同屬於靈長目 分類的基本單位是種 同種的生物通常特徵相近, 且可以在自然的情況下 5 繁殖, 並產生具有生殖能力的後代 舉例來說, 常見的貓, 雖然有折耳貓 暹 邏貓及波斯貓等不同形態, 但牠們彼此仍能交配而產生具有生殖能力的後代, 所以歸類為同種生物 有時兩種生物可能外表相近, 實際上彼此的親緣關係卻很疏遠 例如 : 鯨 魚的外觀很像魚, 但研究其構造, 發現鯨魚為內溫動物 用肺呼吸 體內受精 及胎生等特徵, 皆與一般陸生哺乳動物相似, 所以屬於哺乳類, 並非魚類 ; 只 是因為鯨魚為水棲動物, 為了適應水中生活, 在外形上長得和魚相似 形形色色脊索動物門 \ 囓齒目 File:\\ 動物界 \ 脊索動物門 \ 哺乳綱 \ 靈長目 長臂猿科 File:\\ 動物界 \ 脊索動物門 \ 哺乳綱 \ 靈長目 \ 人科 File:\\ 動物界 \ 脊索動物門 \ 哺乳綱 \ 靈長目 \ 人科 \ 人屬 黑猩猩屬 直立人 食肉目 獼猴科 智慧人 靈長目人科人屬 分類階層低物種數少 相似度高 親緣關係較近

96 國中自然與生活科技 ( 二 ) 活動 4 1 目的 說明 外星人來訪 器材 利用各種生物的特徵 製作 出快速方便的搜尋檢索表 活動紀錄簿附件的外星人圖片 西元 3500 年 人類已和外星人有密切的交流往來 為了能更了解不同星球上的外 星人 達成互助合作 和平外交的目的 科學家打算利用幾個明確的特徵將這些 外星人分類 並製成檢索表 以利研究 步驟 1 甲 A B C D E F 任選 6 種外星人圖片 以上圖 6 種為例 仔細觀察特徵 2 是 AB 是否 圓臉 否 CD EF 眼睛 形態 是否有 條紋 圓眼 B 棒眼 A 有 DEF 無 眼睛 形態 棒眼 DE 圓眼 F 臉 形 三角臉 E 方臉 D C 利用自己對外星人特徵的觀察 每次以一種特徵將外星人分成兩群 直到每一群外星人都確實 分開到只剩下單一種類為止 便可製成二分叉的檢索表 兩群外星人的數量不一定要相等 3 用他人的檢索表將自己選出的外星人進行檢索 看看能否全部檢索出來 問題與討論 1. 自己製作的檢索表和同組的其他同學所製作出來的檢索表一樣嗎 若不一樣 那是什麼原因 2. 某一天 科學家在野外發現了一個迷路的外星寶寶 想要將它送回 溫暖的故鄉和家人團聚 請利用你所製作的檢索表 找一找 誰最 可能是它的同伴呢

97 的生物5 林奈將生物分成兩大類 動物和植物兩界, 後 代科學家再將有別於動物與植物的生物獨立出來, 而 增分為動物 原生生物和植物三界 近代由於電子顯 微鏡的發明和各領域知識的增進, 又將生物分為原核 生物界 原生生物界 菌物界 植物界和動物界, 成 為最被廣為採用的五界分類系統 ( 圖 4-5) 另外, 生活中常造成生物疾病的 病毒, 其構造簡單, 且 不完全符合生物體的定義, 因此不歸類在五界中的任 2 何一界 除了原核生物外, 其餘四界的生物, 細胞內的遺 傳物質都有核膜包圍, 皆含有真正的細胞核, 因此又 合稱為真核生物 酵母菌 第4 章2 病病比細菌微小, 必須用電子顯微鏡才能觀察得到, 其構造非常簡單, 包括外殼的蛋白質和中心的遺傳物質兩部分 病必須寄生在生物細胞內, 一旦離開寄主, 便毫無生命現象 近幾年社會所熟知的禽流感和新流感便是由病引起的疾病 蛋白質外殼遺傳物質黴菌香菇 形形色色大腸桿菌 黏菌 變形蟲 水母 甲蟲 獼猴 藍綠菌 新月藻 蘚苔樹蕨圓柏朱槿 圖 4-5 五界分類系統

98 國中自然與生活科技 ( 二 ) 4 2 原核生物界 1µm A 葡萄球菌 ( 球形 ) 2.5µm B 大腸桿菌 ( 桿形 ) 12µm 目前所知地球上最古老的生物是原核生物, 原核生物包括所有的細菌 細菌的分布廣泛, 在高空 海洋 沙漠及溫泉都可發現其蹤跡 其基本構造為細胞質 細胞膜和細胞壁, 沒有其他由膜圍住的特殊構造 ( 如葉綠體 粒線體及液胞 ), 細胞內的遺傳物質也沒有核膜包圍 細菌的外形多變, 常見的有球形 桿形和螺旋形 ( 圖 4-6) 細菌雖然很微小, 但經過特殊染色後, 可在高倍率複式顯微鏡下或利用電子顯微鏡觀察到 ( 圖 4-7) 許多細菌能分解生物體的遺骸和排泄物, 將其內所含的養分釋回自然環境中 有些細菌對人類有益, 例如 : 住在人體腸道中的大腸桿菌, 可以分泌維生素供人體利用 ; 乳酸桿菌在人體的黏膜生存時, 能維持黏膜的酸性環境, 使其他可能對人體造成傷害 5 C 齒垢螺旋菌 ( 螺旋形 ) 圖 4-6 三種不同外形的細菌 5µm 圖 4-7 縫衣針針尖上的細菌

99 第 會引起中毒 另有一類稱為藍綠菌的細菌 它們的細胞內含有 5 葉綠素和其他色素 多呈藍綠色 可行光合作用自行 製造養分並釋放氧氣 在生態系中扮演生產者的角色 圖 4-8 藍綠菌的細胞外往往有膠質層包覆 膠 質層能保護藍綠菌 而能使藍綠菌生長在不良的環境 中 因此有些藍綠菌適應環境的能力很強 可在乾 燥 高溫 缺氧 甚至是被汙染的環境中生存 5µm A 由４個細胞組成的藍球藻群體 170µm B 在水中會顫動的顫藻 6µm 2µm C 被厚膠質層包覆的藍鼓藻 D 外型像一串念珠的念珠藻 圖 4-8 各種不同的藍綠菌 課後活動 查查看 細菌在人類日常生活中有什麼益處 形形色色的生物 生病 例如 當人們誤食被沙門氏桿菌汙染的食物時 4 章 的細菌不容易入侵 有些細菌會分泌毒素 導致人類

0 國中自然與生活科技 ( 二 ) 4 3 原生生物界 Warm Up 近年來臺灣流行起了 寒天 風, 市面上出現了許多的寒天食品, 經常宣稱有各種良效, 到底寒天是從何而來? 是否真有廣告所宣稱的各種良效呢? 原生生物是由原核生物演化而來, 是真核生物中最原始的一群, 大部分為單細胞, 少數為多細胞 原生生物界的成員依營養獲得的方式可分為三類 : 藻類 原生動物類及原生菌類 1 藻類 5 藻類具有葉綠體及細胞壁, 可行光合作用, 自行 製造養分, 為地球重要的生產者 分布範圍非常廣, 例如在海洋 湖泊 河川 潮溼的土壤上 牆上及花 A 石花菜 B 紫菜 C 矽藻 寒天飲料由石花菜製成 壽司上的海苔由紫菜製成 矽藻可做矽晶圓 的材料來源

1 的生物5 15 盆外部, 都有它的蹤跡 其種類由單細胞個體到長達數十公尺的多細胞大型藻類都有 所有的藻類都具有葉綠素, 有些藻類因含有其他的色素, 而會呈現不同的顏色 綠藻類含有大量的葉綠素而呈綠色, 例如 : 石蓴蓴 ; 紅藻類多呈紅色, 例如 : 紫菜 石花菜 ; 矽藻類為單細胞個體, 呈現金黃色, 細胞壁含有矽質, 可在較不受汙染的水域中生存 ; 褐藻類呈褐色, 多為大型海藻, 例如 : 海帶 ( 昆布 ) 有些藻類可供食用, 有些可作為飼料或健康食 第4 章3 洋菜洋菜又稱為 寒天, 是由石花菜提煉而來, 可用來製作布丁, 或製作培養細菌的培養基 品, 例如 : 石花菜可以提煉洋菜 3 ( 又稱 寒天 ); 紫菜可以製成海苔 ( 圖 4-9) 當環境中過多的營養物質流入水庫 湖泊或河川時, 藻類會大量繁殖, 破壞水中的生態平衡 因此, 研究水域環境中的藻類種類和數量, 可以幫助人類了解水域環境的好壞 E 石蓴 D 褐藻 8µm 海帶是一種褐藻石蓴豆腐湯圖 4-9 各種不同的藻類 形形色色

2 國中自然與生活科技 ( 二 ) 4 眼蟲眼蟲同時兼具了藻類和原生動物的營養方式 : 其細胞內具有葉綠體, 在有光的環境下可行光合作用製造養分, 而在黑暗中可以攝食其他生物, 是很特殊的原生生物 2 原生動物類 原生動物為單細胞生物, 不具有細胞壁, 生長於 水中或潮溼的環境中, 有些種類可利用偽足 鞭毛或纖 4 毛移動 原生動物可藉由捕食獲得養分, 例如 : 外形 像草鞋的草履蟲, 以及形狀不固定的變形蟲等 有些 原生動物會寄生在其他生物體內, 例如 : 錐體蟲會造 成非洲睡眠病, 使患者昏睡不醒, 甚至死亡 ( 圖 4-) 5 眼點 65µm 0µm 偽足 A 變形蟲 B 草履蟲 8µm 鞭毛 纖毛 C 錐體蟲 圖 4- 各種原生動物 3 原生菌類 常見的原生菌類, 例如 : 黏菌和水黴菌等 黏菌 通常扮演分解者的角色, 以樹皮或枯葉上的有機物維 生 ; 水黴菌則生長於淡水中, 如魚塭 魚缸或水溝, 有些會使魚類生病 ( 圖 4-11) 圖 4-11 各種原生菌類 A 黏菌 B 被水黴菌感染的魚

3 第 章 4 菌物界 Warm Up 珊迪在出國前忘記清洗用餐後的碗盤 一個月後回國發現碗盤上出現藍 色 綠色和黑色各種毛茸茸的物體 你覺得這些物體是什麼呢 菌物界的生物體通稱為真菌 包括黴菌 蕈類和 5 酵母菌 細胞皆具有細胞壁 但卻沒有葉綠體 因 5 細胞壁 此不能行光合作用 必須從外界獲得養分 真菌依營 的分解者 寄生真菌會使動 植物生病或死亡 例如 有些生物細胞膜外側有 細胞壁 但不同物種的 細胞壁成分不同 植物 界為纖維素 菌物界為 幾丁質 原核生物界則 為 聚糖 人類的香港腳 6 抗生素 養方式分為腐生和寄生 腐生真菌會分解動 植物屍 5 體和碎屑 因此和有些細菌 原生菌類都是自然界中 真菌大多為多細胞生物 個體由菌絲構成 菌絲 可侵入寄主或附著物內 分泌酵素將大分子養分分解 為小分子後 再行吸收 真菌可產生孢子 藉由孢子 的飄散以繁殖 許多抗生素能抑制細菌 生長 故能有效治療細 菌引起的疾病 由青黴 菌提煉出的青黴素 又 稱盤尼西林 是人類最 早發現的抗生素 1 黴菌 有些黴菌對人類有益 例如 青黴菌 圖 4-12 A 它所分泌的青黴素可以抑制細菌生長 是最早發現的 15 6 抗生素 而有些黴菌則會讓食物 皮革 衣物及材 料發霉而腐壞 例如 黑黴菌 圖 4-12 B B 黑黴菌 A 青黴菌 580µm 50µm 圖 4-12 黴菌 形形色色的生物 4 4

4 國中自然與生活科技 ( 二 ) 2 蕈類 蕈類由菌絲構成, 外型呈傘狀, 傘的底部有孢子, 生長在枯木 腐枝或地面上 有些蕈類是可以食用的, 例如 : 木耳 香菇 金針菇和竹蓀等 ; 有些可當藥材, 例如 : 靈芝 ; 有些則有劇毒, 誤食會導致死亡 ( 圖 4-13) 5 A 毒蕈 鱗柄白鵝膏 3 酵母菌 酵母菌為單細胞真菌, 不具菌絲 在有氧的情況下, 酵母菌可將糖分解, 產生水和二氧化碳, 並快速行出芽生殖 ; 缺氧時, 酵母菌則可以分解糖而產生酒精和二氧化碳, 此過程稱為酒精發酵 人們所飲用的葡萄酒及啤酒等, 便是將果汁或麥粒等, 經酵母菌的發酵產生酒精釀造而成 發酵所產生的二氧化碳可以使烘焙的麵包及糕餅鬆軟, 酒精則在烘焙時逸出 B 毒蕈 紅托鵝膏 C 靈芝 D 竹蓀 E 常見的可食用蕈類 圖 4-13 各種蕈類

5 的生物5 15 4 5 植物界 第4 章海龜產卵植物界的成員是一群具有細胞壁的多細胞生物, 大多數種類都有葉綠體, 可行光合作用 這一群生物 7 地錢名字的由來地錢的形狀與戰國時代是由綠藻類演化而來的, 依演化出現時間的先後, 可趙國的錢幣相似 ( 如下分為蘚苔植物 蕨類植物 裸子植物和被子植物 其圖 ), 就像平鋪在地上的錢幣, 因此取名為地中蘚苔植物屬於無維管束植物 ; 蕨類植物 裸子植物錢 現在我國中央銀行和被子植物則具有維管束, 因此有真正的根 莖和葉的標誌亦是採用相同的圖形 等構造, 屬於維管束植物 1 蘚苔植物蘚苔植物是最先出現在陸地的植物 它們的外表具有角質層, 可以防止水分的過度散失 ; 但由於植株尚未出現維管束, 所以水分和養分的運輸速度很慢, 因此個體較為矮小 在潮溼的地面 牆壁或樹幹上, 常常可以發現這一群綠色矮小的植物 ( 圖 4-14) 7 常見的蘚類植物, 如地錢, 其綠色的植物體平鋪於地面上, 腹面的假根則固著在土壤內 常見的苔類植物, 如土馬騌宗, 具有直立的假莖, 其上有假葉生長, 並有假根固著在土壤內 ( 圖 4-15) 8 mm 2 cm 圖 4-14 潮溼環境中容易見到蘚苔 A 地錢 B 土馬馬宗 圖 4-15 蘚苔植物 形形色色

6 孢子孢子囊顯微圖 70µm 孢子囊堆放大圖 ( 二 ) 2 蕨類植物蕨類植物是一種維管束植物 維管束植物體內的維管束貫穿根 莖和葉等器官, 使植物體內水分和養分的輸送加快, 並可支持植物體, 使其直立, 因此維管束植物長得比蘚苔植物高大 蕨類植物多生長在陰溼的地方, 莖常埋於地下, 稱為地下莖 ; 有些種類的莖則直立且高大, 如筆筒樹 臺灣桫欏 蕨類的成熟葉片多呈羽狀複葉, 幼葉則呈捲旋狀 蕨類植物不產生種子, 而是藉由產生孢子繁殖 成熟蕨葉的背面常有孢子囊聚集成堆, 稱為孢子囊堆 孢子囊內的孢子很微小, 需要用複式顯微鏡觀察, 成熟後會由孢子囊散出, 隨風飄散 ( 圖 4-16) 葉國中自然與生活科技 捲旋狀的幼葉羽狀複5 葉背的孢子囊堆 地下莖 葉柄 圖 4-16 典型蕨類的形態構造 根

7 的生物5 一般蕨類植物因為葉型優美, 常用來插花或美化環境, 如鐵線蕨 ; 有些可供食用, 如過溝菜蕨 ( 過貓 ) 鳥巢蕨( 山蘇 ) 而臺灣特有的蕨類 臺灣水韭, 生長在陽明山國家公園的夢幻湖 ( 圖 4-17) 今日我們燃燒的煤炭, 部分是由古生代高大的蕨類植物深埋於地層中, 經過長時間的高溫 高壓作用而形成的 孢子囊堆 捲旋狀的幼葉第4 章形形色色A 鐵線蕨 孢子囊堆 B 山蘇 D 筆筒樹 C 臺灣水韭 圖 4-17 各種不同的蕨類

8 國中自然與生活科技 ( 二 ) 3 裸子植物 裸子植物和被子植物皆能產生種子繁殖下一代, 因此稱為種子植物 裸子植物的種子裸露, 而被子植物的種子則包藏在果實中 乾燥的種子不但可以長期保存 抵抗乾燥, 而且在適宜環境下萌芽時, 種子內儲藏的養分可以供給其內的胚發育, 增加種子植物繁殖和擴張生長範圍的能力, 因此種子植物是現今陸地上分布最廣的植物 大部分的裸子植物會產生毬果, 毬果有雌 雄之分, 由許多鱗片組成 雄毬果較小, 鱗片外側會產生許多花粉粒 ; 雌毬果較大, 鱗片內側則有裸露的胚珠, 胚珠內含有卵 當雄毬果的花粉粒藉由風傳播到雌毬果後, 花粉粒會伸出花粉管, 帶領精細胞到達胚珠和卵結合 受精後, 胚珠會發育成種子, 種子通常有翅, 可以隨風散播到遠處 ( 圖 4-18) 5 15 雌毬果 授粉 受精後, 種子在雌毬果的鱗片內側發育 種子離開雌毬果 松樹的葉子 雄毬果 因乾燥而鱗片張開的雌毬果 種子 翅 種子散播適合地點 有翅的種子 圖 4-18 裸子植物的生殖過程 ( 以松樹為例 ) 發芽

9 5 裸子植物包含松 杉 柏 紅檜 蘇鐵 銀杏等, 它們通常分布於溫帶, 或熱帶 亞熱帶海拔較高的山區 大多數的裸子植物葉子呈針狀, 因此又被稱為針葉樹 ; 其樹幹往往高大挺直, 是建築和製作家具的良好木材 松子是松樹的種子, 可以食用或提煉松子油 ; 琥珀是松樹的樹脂經過地層長久的作用後所形成 紅檜的樹齡可達數千年, 它的木材紋理細緻美觀 質地堅實, 且含有精油可以防蟲 蘇鐵則是庭園中常見的裸子植物 ( 圖 4-19) D 紅檜 紅檜的葉子 A 臺灣杉 B 龍柏 C 蘇鐵 臺灣杉的葉子 龍柏的葉子 圖 4-19 常見的裸子植物

1 國中自然與生活科技 ( 二 ) 4 被子植物被子植物具有花, 所以亦被稱為開花植物 它們的種子包被於果實內, 以獲得保護 如我們日常所見的樹木 花草和蔬菜等, 它們可供食用 藥用或觀 賞, 與人類的關係十分密切 5 被子植物依種子內子葉的數目分為單子葉植物和雙子葉植物 ( 表 4-2) 大部分單子葉植物的葉具平行脈, 花瓣為三或三的倍數, 如蔥 麥 稻 檳榔 竹子 百合 玉米 孤挺花和水仙等 ( 圖 4-20) 大部分雙子葉植物的葉具網狀脈, 花瓣為四 五 或其倍數, 常見的如榕樹 菊 芹菜 紫花酢漿草 朱槿 杜鵑和日日春等 ( 圖 4-21) 表 4-2 單子葉植物和雙子葉植物的比較 ( 主要是依據子葉數目, 其他特徵則作為輔助 ) 特徵種類 子葉數目花瓣數葉脈 莖內維管束的排列方式 根系 單子葉植物 維管束 1 片子葉 通常為 3 的倍數通常為平行脈散狀排列鬚根系 雙子葉植物 維管束 2 片子葉 通常為 4 或 5 的倍數 通常為網狀脈 環狀排列 軸根系

圖 4-20 單子葉植物 圖 4-21 雙子葉植物 111 A 玉米 A 朱槿 B 孤挺花 B 杜鵑 孤挺花葉的平行脈 杜鵑葉的網狀脈 C 水仙 水仙葉的平行脈 C 日日春 日日春葉的網狀脈

112 國中自然與生活科技 ( 二 ) 活動 4 2 目的 蕨類的觀察 了解蕨類植物的形態構造 器 材 以組為單位 以及生殖的方式等 蕨類植物數株 載玻片 1 片 解剖顯微鏡 1 臺 滴管 1 支 鑷子 1 支 蓋玻片 1 片 複式顯微鏡 1 臺 步驟 1 2 1. 用解剖顯微鏡觀察成熟葉下表面的孢子囊 堆 2. 繪出葉子及孢子囊堆的排列方式 觀察蕨類的外形並寫出各部位的名稱 可用檯燈照射孢子囊堆 3 4 先於載玻片上加一滴水 再用鑷子夾取孢子 囊堆置於載玻片上 蓋上蓋玻片後完成標本 以低倍鏡觀察孢子囊和孢子 然後將其形狀繪 在紀錄簿上 製作 問題與討論 1. 比較不同的蕨類植物 其孢子囊堆的排列情形如何 2. 當孢子囊堆被燈光照射一段時間後 會發生什麼現象 推測這個現象是什麼原因 呢

113 第 章 6 動物界 Warm Up 丁丁和小波到公園散步時 看到公園的水池中有烏龜和魚 水面上也停駐 著幾隻昆蟲 丁丁告訴小波 水池中可能還有草履蟲這種肉眼看不見的動物 喔 你覺得丁丁的說法是正確的嗎 動物界的生物體均為多細胞的生命形式 不具細 胞壁及葉綠體 所需養分大多由外界獲得 以下是幾 個常見的動物門 P124 1 刺絲胞動物門 5 刺絲胞動物 如海葵 水螅 珊瑚蟲和水母等 圖 4-22 牠們都是水生 身體呈囊狀 具有一 個消化腔 對外僅有一個開口 開口周圍有觸手 觸 8 刺絲胞 由此射 刺絲胞是一種 出毒液 特殊細胞 受 到刺激後會將 內部的刺絲射 出 刺入獵物 體內以注射毒 液 細胞核 發射前 8 手上有刺絲胞 可用於捕食或防禦 有些珊瑚蟲體 內有藻類共生 使珊瑚呈現五彩繽紛的顏色 當環境 不良時 共生的藻類會離開 而使得珊瑚呈現白色 俗稱 珊瑚白化 B 水螅 D 水母 A 海葵 C 珊瑚蟲 圖 4-22 各種刺絲胞動物 刺絲 發射後 形形色色的生物 4 4

114 國中自然與生活科技 ( 二 ) 9 水蛭的代罪羔羊 蛞蝓 有些水蛭仰賴吸血維生, 因此許多人看到水蛭時, 便拚命撒上鹽巴, 想讓它脫水而死 可是你知道嗎? 受害者常常是蛞蝓 蛞蝓和水蛭很容易區分, 蛞蝓常被稱為無殼蝸牛, 其前端有類似蝸牛的觸角且行動緩慢, 水蛭前端較窄, 後端肥胖且行動迅速 其實所有生物都是大自然的一分子, 在沒有真的威脅到你之前, 可別 先下手為強 哦 2 扁形動物門扁形動物, 如渦蟲 吸蟲和絛絛蟲等 ( 圖 4-23) 牠們的身體扁平, 有利於體內的細胞和周圍的環境進行物質交換 渦蟲可以攝食水中的小型生物或腐敗的屍體, 而吸蟲和絛蟲都是寄生蟲, 可能引發疾病 A 渦蟲 1mm B 吸蟲 0.5mm C 絛絛蟲 mm 圖 4-23 各種扁形動物 5 3 軟體動物門 軟體動物, 如蝸牛 鸚鵡螺 扇貝 文蛤 9 蛞蛞蝓 烏賊和章魚等( 圖 4-24) 牠們的身體柔軟 而不分節, 通常具有堅硬的外殼保護身體, 但因硬殼 會妨礙運動, 所以牠們的運動緩慢, 如文蛤 蝸牛 烏賊的殼很小, 藏在背面的皮膚下 ; 章魚的殼完全退 化, 因此可以快速運動 A 蝸牛 B 扇貝 C 烏賊 圖 4-24 各種軟體動物

115 的生物5 4 環節動物門環節動物, 如水蛭 沙蠶和蚯蚓等 ( 圖 4-25), 牠們的身體柔軟 細長且分節, 每節的外形都很相似 蚯蚓與水蛭皆分布於淡水及陸地, 而蚯蚓體表的剛毛可協助蠕動爬行 ; 沙蠶則分布於海洋及河口 第4 章 軟殼蟹蟹是節肢動物, 在成長過程中必須蛻去舊的外骨骼, 身體才能長大 而這些剛蛻去舊的外骨骼 新的外骨骼尚未堅硬前的蟹, 就是我們所稱的軟殼蟹了! A 水蛭 B 沙蠶 C 蚯蚓 圖 4-25 各種環節動物 形形色色 5 節肢動物門 節肢動物是動物界中種類和數量最多的一門, 分 布於水中 陸地及空中 牠們的身體分節且各節具有 不同形態, 並有分節的附肢及堅硬的外骨骼 外骨骼會 保護身體, 但會影響其生長, 因此在發育過程中必須 將舊的外骨骼脫落, 身體才能長大 ( 圖 4-26) 圖 4-26 節肢動物蛻去外骨骼

116 國中自然與生活科技 ( 二 ) 腹 昆蟲是陸地上最常見的節肢動物, 身體分為頭 胸 腹三部, 胸 是唯一能飛翔的無脊椎動物 ( 圖 4-27), 通常具有三對步足以及兩 翅 步足 頭 對翅, 如蜻蜓 鍬形蟲 有些昆蟲僅有一對翅, 如蚊子 蒼蠅等 ; 也有不具翅的昆蟲, 如跳蚤 5 圖 4-27 昆蟲的形態 蝨子和衣魚等 ( 圖 4-28) 兩對翅 一對翅 沒有翅 A 鍬形蟲 B 蒼蠅 C 跳蚤 圖 4-28 昆蟲的翅 昆蟲的一生通常由卵孵化為幼蟲, 再變為成體, 這個過程稱為變態 蒼蠅 蜜蜂及蝴蝶的幼蟲在成長過程中會經歷蛹期, 蛹期蟲體通常不吃不動, 許多構造都要改變後才羽化為成蟲, 稱為完全變態 ( 圖 4-29) 幼蟲 蛹 卵 圖 4-29 完全變態 : 大白斑蝶 成蟲

117 的生物第4 章幼蟲幼蟲卵鞘內含有成蟲許多卵圖 4-30 不完全變態 : 臺灣大刀螳蝗蟲 螳螂和蟑螂的幼蟲, 外型與成蟲相似, 只是體型較小, 漸漸成長後就可以變為成蟲, 不須要經過蛹期, 稱為不完全變態 ( 圖 4-30) 蜘蛛 蟎蠻也是常見的節肢動物, 具有四對步足 5 蜘蛛會製造絲, 有些會結網, 用以捕捉獵物 ; 蟎的體型微小, 肉眼無法辨識, 常常生存於住家中的寢具 地毯 窗簾中, 其屍體和排泄物容易造成人類過敏 蝦 蟹是水中常見的節肢動物, 具有五對步足, 第一對步足常特化成為螯足, 用以捕食和禦敵 蜈蚣 馬 陸為具有許多步足的節肢動物 蜈蚣為肉食性, 常以 昆蟲為食 ; 馬陸則以腐敗的植物為食 ( 圖 4-31) 形形色色200 mm A 蜈蚣 B 馬陸 C 圖 4-31 各種節肢動物

118 國中自然與生活科技 ( 二 ) 6 棘皮動物門 棘皮動物, 如海參 海膽和海星等 ( 圖 4-32) 牠們都生活在海洋中, 其身體表面通常有棘, 體內具有獨特的管狀構造, 這些管狀構造伸出體外形成管足, 可用以移動 攝食和呼吸 海參呈長條狀, 有些種類可供食用 ; 海膽呈球狀, 有堅硬的外殼, 表面有很長的棘 ; 海星則呈星形, 通常具有五個腕, 喜食文蛤 牡蠣 5 A 海參 B 海膽 管足 棘 管足 C 海星 圖 4-32 各種棘皮動物

119 的生物5 7 脊索動物門脊索動物大多數都是脊椎動物 常見的脊椎動物有五大類, 分別為魚類 兩生類 爬蟲類 鳥類及哺乳類 魚類魚類有鰭, 用鰓呼吸, 體表大多有鱗片保護 魚類根據骨骼的質地, 可分為軟骨魚及硬骨魚兩大類 軟骨魚的骨骼為軟骨, 具有鰓裂, 不具鰓蓋, 主 要生活於海洋中, 如鯊魚 魟魟魚等 硬骨魚具有堅硬的骨骼, 且鰓的外側有鰓蓋保護 硬骨魚的種類繁多, 雖然大小 形狀有很大的差異, 但身體一般都呈流線型, 如吳郭魚 小丑魚及虱目魚等 ; 而海馬及彈塗魚則是具有特殊形態的硬骨魚 ( 圖 4-33) P124 E 大彈塗魚第4 章形形色色A 鯊魚 鰓裂 B 魟魚 C 小丑魚 圖 4-33 各種魚類 D 海馬

120 國中自然與生活科技 ( 二 ) A 翡翠樹蛙 成蛙 兩生類一般兩生類的幼體 ( 如蝌蚪 ) 生活在水中, 用鰓呼吸, 經過形態改變而轉變為成體 ( 圖 4-34 A), 成體則可於陸地生活, 用肺呼吸 兩生類的成體雖然可以生活在陸地上, 但牠們的皮膚薄而溼潤, 無法有效防止水分散失, 且生殖時行體外受精, 因此必須生活在潮溼的地方 蛙 蟾蜍 山椒魚和蠑螈都屬於兩生類 ( 圖 4-34) 蠑螈 山椒魚有尾, 蛙 蟾蜍無尾 蛙的後肢善於跳躍, 而蟾蜍的皮膚有疣狀突起, 內有毒腺可分泌毒液, 用以禦敵 5 B 黑眶蟾蜍 疣狀突起 幼蛙 C 臺灣山椒魚 蝌蚪 卵 D 蠑螈 圖 4-34 各種兩生類

121 的生物5 爬蟲類 爬蟲類用肺呼吸, 體表具有鱗片或骨板, 可以 第4 章11 原住民的圖騰臺灣原住民中有布農 排灣和魯凱三族是以百步蛇作為精神圖騰 尤其排灣族 魯凱族視百步蛇為祖靈或有靈性的東西, 不得隨意侵犯 A 陸龜 防止體內水分散失, 適應乾燥的陸地環境 此外, 爬蟲類皆行體內受精, 卵生爬蟲類的卵通常具有 蛋殼保護, 內含豐富的養分以供受精卵發育之用 爬蟲類為外溫動物, 大多分布於溫暖的地方 常 11 見的爬蟲類, 如龜 鱷 蜥蜴和蛇等 ( 圖 4-35) 形形色色B 尼羅鱷 E 赤尾青竹絲 C 鬣蜥 D 百步蛇 圖 4-35 各種爬蟲類

122 國中自然與生活科技 ( 二 ) 瞬膜 A 貓頭鷹 鳥類鳥類的前肢特化為翼, 可用來飛行, 體表具有羽毛, 能夠協助飛行和維持體溫, 屬於內溫動物 鳥類的骨骼中空 堅實質輕, 可以減輕體重, 肺延伸出許多氣囊, 也有助於飛行 鳥類的眼睛具有透明的瞬膜, 當瞬膜閉起時, 眼睛仍能看到東西, 故飛翔時可保護眼睛, 其銳利的視力也是其他動物比不上的 常見的野生鳥類有麻雀 鴿子 白頭翁 綠繡眼等 帝雉 臺灣藍鵲為臺灣的特有鳥類 企鵝 鴕鳥則是形態特殊, 不會飛行的鳥類 ( 圖 4-36) 5 C 企鵝 B 雞 G 臺灣藍鵲 E 綠繡眼 D 白頭翁 F 帝雉 圖 4-36 各種鳥類

123 的生物5 哺乳類哺乳類的母體會分泌乳汁餵哺幼兒, 體表大多具有毛髮, 屬於內溫動物 大多數的哺乳類為胎生, 少數為卵生 針鼴鼴 鴨嘴獸是卵生哺乳類, 卵產出後再孵化出幼兒, 然後由母體分泌乳汁餵哺幼兒 胎生的哺乳類中, 無尾熊 袋鼠的胎盤不發達, 因此胎兒在母體內尚未發育完全即產出, 然後在母體的育兒袋中吸食乳汁漸漸長大 人類 獅 牛 海豚 鯨魚及蝙蝠等多數哺乳動物的胎兒, 則在母體內發育完全後再產出 哺乳類的分布廣泛, 陸地或海洋都可以見到其蹤跡 ( 圖 4-37) E 蝙蝠第4 章形形色色A 針鼴 D 海豚 F 獅子 C 袋鼠 B 鴨嘴獸 育兒袋 圖 4-37 各種哺乳類

知識廣角 海綿, 動物? 植物? 課本 P113 海綿是動物, 但因為看不出有明顯的運動, 因此很常被誤認為是植物 海綿全身千 窗 百孔, 每一個小孔都像是牠的嘴, 稱為入水孔, 海水從這些小孔流入, 給海綿帶來了充分的食物和氧氣, 最後則從頂端的出水孔流出 ( 如圖 A) 在海綿體內的水流管道內側, 襯著一種具鞭毛的細胞, 可以擺動形成水流, 水由入水孔進入, 懸浮的食物顆粒便可能附著於細胞表面, 再吞入細胞內而成為海綿的養分 其實不是每一種海綿都可以拿來吸水和搓洗物體, 只有體內不具骨針的才可以 ( 如圖 B), 不然你拿著含有骨針的海綿洗澡, 可會換成你千瘡百孔! A 海綿 B 浴用海綿 桌上的珍饈美食一一吃掉海洋的未來 課本 P119 長久以來, 鯊魚在海裡急速游著, 張著血盆大口裡的牙齒, 給我們的印象都是恐怖又血腥, 其實大部分的鯊魚對人類並沒有危險 鯊魚在海洋中居於高階掠食者地位, 對於整個生態系的維持有相當的重要性, 若鯊魚的數量持續減少, 將連帶破壞整個海洋生態的平衡 俗稱魚翅的食材, 其實是鯊魚的魚鰭 ( 如圖 C), 在華人重要的慶祝場合, 幾乎被當作必備食材 為了魚翅, 漁民割下鯊魚魚鰭後, 便把鯊魚丟回海中任其死亡 雖然臺灣已於 2008 年立法保護 鯨鯊, 但民間仍不斷私自捕獵, 鯨鯊因肉質白而細嫩如豆腐, 俗稱 豆腐 C 鯊魚的魚鰭 鯊 鯨鯊對人類並無攻擊性, 目前對牠所知仍然有限, 倘若鯨鯊消失, 對自然界的影響恐怕不是目前所能預知的 為了我們的美麗海洋生態, 從今天起, 我們就應該拒吃鯊魚, 還給海洋一個多采多姿的生命世界

重點整理 125 4-1 生物的命名與分類 1. 生物的命名方式有俗名與學名 2. 學名由林奈所創, 稱為二名法 學名由屬名與種小名組成 屬名為名詞, 第一個字母大寫 ; 種小名為形容詞, 全部小寫 3. 目前採用的生物分類層次主要有七個階層 : 优由大至小分為界 門 綱 目 科 屬 種 悠階層愈高, 物種數愈多 ; 階層愈低, 特徵愈相似 4. 分類的基本單位是種 同種生物的雌雄個體在自然狀況下可互相交配, 並能產生具有生殖能力的後代 5. 目前科學家大多採用五界分類系統, 將生物分為原核生物界 原生生物界 菌物界 植物界和動物界 原核生物界缺乏細胞核, 其餘四界具有細胞核, 合稱為真核生物 6. 病構造簡單, 不歸類在五界中 4-2 原核生物界 1. 原核生物不具細胞核及膜狀內部構造, 包括全部的細菌 2. 有的細菌會致病, 有些則擔任分解者 3. 藍綠菌可行光合作用, 擔任生產者 4-3 原生生物界 1. 原生生物可能由原核生物演化而來, 多數為單細胞個體, 常見的有藻類 原生動物類與原生菌類 2. 藻類具有葉綠體及細胞壁, 可行光合作用, 多種藻類對人類有所助益 3. 原生動物為單細胞, 無細胞壁 4. 原生菌多為生態系中的分解者 4-4 菌物界 1. 真菌具細胞壁, 但缺乏葉綠體, 無法進行光合作用 ; 個體多由菌絲構成 常見的有黴菌 蕈類與酵母菌 2. 黴菌由菌絲構成, 用孢子繁殖, 有些種類可以產生抗生素 3. 蕈類外形如傘狀, 傘的底部可產生孢子, 有些種類有毒 4. 酵母菌無菌絲, 為單細胞真菌, 利用出芽方式生殖, 在缺氧的情況下可以進行發酵作用, 產生二氧化碳和酒精 4-5 植物界 1. 植物為多細胞個體, 具細胞壁, 通常具有葉綠體可進行光合作用 可分為無維管束植物 ( 蘚苔類 ) 與維管束植物 ( 蕨類 種子植物 ) 2. 蘚苔類的物質運輸緩慢, 因此個體小而多半生活於潮溼環境 3. 蕨類具有維管束, 莖常埋於地下, 幼葉呈捲旋狀, 成熟的葉背面具有孢子囊堆, 孢子囊破裂可釋出孢子 4. 裸子植物不會開花, 其種子裸露, 生殖器官為毬果 常見的有松 杉 柏 紅檜, 可作為良好的家具和建材

重點整理 5. 被子植物會開花, 種子包在果實內, 依種 子的子葉數目可分為單子葉植物與雙子葉 植物 : 種類特徵 單子葉植物 雙子葉植物 子葉數目 1 片子葉 2 片子葉 花瓣數 3 的倍數 4 或 5 的倍數 葉 脈 平行脈 網狀脈 維管束排列方式 散狀排列 環狀排列 根 鬚根 軸根 6. 植物界生物的比較 :( 代表有此構造, X 代表無此構造 ) 蘚苔植物 蕨類植物 裸子植物 被子植物 角質層 維管束 X 種子 X 有孢子 X 有孢子 花 X X X 有毬果 果實 X X X 4-6 動物界 1. 動物界皆為多細胞, 不具細胞壁及葉綠體, 所需養分大多由外界獲得 2. 刺絲胞動物具有刺絲胞以麻醉獵物, 個體呈囊狀, 身體對外只有一個開口, 例如 : 海葵 水螅 珊瑚蟲與水母 3. 扁形動物的身體扁平, 有利於體內的細胞和周圍的環境進行物質交換, 例如 : 渦蟲 吸蟲和絛蟲 4. 軟體動物的身體柔軟而不分節, 多數具有殼 常見種類有 : 文蛤 蝸牛 烏賊 5. 環節動物的身體細長而分節, 有些種類體表具有剛毛以協助運動, 例如 : 蚯蚓 其他種類尚有水蛭和沙蠶 6. 節肢動物的身體有不同形狀與功能的分節情形, 具有附肢與堅硬的外骨骼 昆蟲是陸地上最常見的節肢動物, 特徵為具有三對步足 昆蟲身體的發育過程有不完全變態與完全變態 优不完全變態的幼蟲和成蟲外形相似, 但成蟲通常有翅 悠完全變態的幼蟲要經過蛹期, 形態發生改變後羽化為成蟲 7. 棘皮動物的體表有棘, 體內有管狀構造 管足是運動 呼吸與攝食的構造 常見的有 : 海星 海膽與海參 8. 魚類具有鰭, 以鰓呼吸, 體表多有鱗片保護 依骨骼質地可分為軟骨魚與硬骨魚 9. 兩生類可能由魚類演化而來, 其幼體 ( 如蝌蚪 ) 生活於水中, 用鰓呼吸 ; 成體則生活於陸地, 用肺呼吸, 但體表無防止水分散失的構造 常見的有 : 蛙與蟾蜍. 爬蟲類由兩生類演化而來, 體表具有防止水分散失的鱗片或骨板, 皆行體內受精, 卵有蛋殼保護 常見的有 : 龜 鱷 蜥蜴和蛇 11. 鳥類由爬蟲類演化而來, 全為卵生, 前肢特化為翼, 全身披有羽毛, 故能飛翔, 並有保溫的功能 常見的有 : 麻雀和鴿子 12. 哺乳類由爬蟲類演化而來, 體表有毛, 多為胎生, 具有乳腺能分泌乳汁餵哺幼兒 代表性動物有 : 鴨嘴獸 袋鼠 人 獅 海豚等

小試身手 127 大家來找碴 ( 找出錯在哪裡 ) 1. 學名是由屬名和種名所組成的 (P.93) 2. 猴子是俗名, 臺灣獼猴是學名 (P.93) 3. 細菌在自然界中分布廣泛, 例如 : 大腸桿菌 黏菌和酵母菌 (P.98 99) 4. 原生生物界為地球上最古老的原核生物 (P.0) 5. 蕨類植物的葉背用肉眼可看到的構造是孢 菌物界 3. 在實驗室中利用培養皿培育出三種菌落, 當甲菌落增殖擴大時, 另外兩種菌落逐漸縮小, 最後中央僅剩甲菌落, 則甲菌落可能為何? (P.3) 訟桿菌訠酵母菌訡青黴菌訢螺旋菌植物界 4. 如下圖, 將植物依其特徵分成甲 乙 丙 丁四個家族 若有一植物具有維管束, 且會產生裸露的種子, 則此植物屬於下列哪一家族? (P.8 9) 子囊, 破裂後可散出孢子 (P.6) 6. 動物可以分為脊椎動物門和無脊椎動物 門 (P.113 ~ 123) 7. 山椒魚和甲魚的骨骼皆為硬骨質, 所以屬於硬骨魚類 (P.119 ~ 121) 腦內大革命 ( 寫出正確答案 ) 訟甲訠乙訡丙訢丁昆蟲 5. 下圖為瘧蚊成長過程中的四個時期, 請問其先後順序為何? (P.116) 訜甲訜乙訜丙訜丁 學名 1. 下列關於非洲象的學名 Loxodonta africana 之敘述, 何者正確?(Africa 是非洲的意思 )(P.93) 訟 Loxodonta 是形容詞訠 africana 可能是指非洲的訡 africana 是名詞訢 Loxodonta 是非洲象的意思 生物的分類原則 2. 有甲 乙 丙 丁 戊五種生物, 已知甲 戊同科不同屬 ; 乙 丁同綱不同目 ; 甲 丙 丁同目不同科, 則下列敘述何者正確? (P.94 ~ 95) 訟甲 丁同綱訠甲 乙同目訡甲 丙同種訢甲 戊血緣關係最遠 訟甲乙丙丁訠丁乙丙甲訡乙丁甲丙訢甲丙丁乙 脊椎動物 6. 脊椎動物包含 : 訜甲魚類 ; 訜乙兩生類 ; 訜丙爬蟲類 ; 訜丁鳥類 ; 訜戊哺乳類 請以代號回答下列問題 :(P.119 ~ 123) 优 皆進行體內受精 悠 和卵生哺乳類的卵都具 有蛋殼 忧 的成體 用肺呼吸 尤 為外溫動物