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Published by羸哲 明 Modified 8年之前
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生殖概念綱要
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重點大綱 一、細胞分裂 1. 染色體扮演的角色 2. 有絲分裂與減數分裂比較 二、無性生殖 1. 無性生殖的特性 2. 不同的無性生殖 三、有性生殖 1. 有性生殖與無性生殖的異同 2. 動物的有性生殖:卵生、卵胎生與胎生 3. 植物的有性生殖:被子植物、裸子植物、蕨類與蘚苔植物的有性 生殖
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一、細胞分裂 目前最熟悉的細胞分裂方式有二: 1. 有絲分裂:是生物最簡單的生殖模式,透 過細胞分裂,單細胞生物可以增加個數。 2. 減數分裂:與受精過程配合,確保有性生 殖過程,親子間染色體數目一致。 從分裂的過程可以發現,染色體是細胞進 行分裂時的主角。
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細胞週期 細胞週期 指的是一個細胞的生活史中,可 能包括細胞成長期和細胞分裂期。 1. 細胞生長期:較長。通常進行生長時所需的 生理反應;在準備進入分裂前,會複製染色 體。 2. 細胞分裂期:較短,不一定發生。
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1. 染色體 真核生物的染色體位於細胞核內,由蛋白質 和去氧核醣核酸 (DNA) 組成;其中的 DNA 為遺傳物質。 DNA :控制生物性狀與生理活動的基因位於 DNA 上,為了確保生物在生殖過程前後的個 體為同種生物並具有相同的性狀與特徵,因 此必須確保 DNA 在生殖過程前後的一致性, 故稱 DNA 為遺傳物質。
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染色體扮演的角色 染色體作為 DNA 的載體,因此成為細胞分裂與生 殖過程中最重要的角色: 1. 同種生物染色體數目必一致。 2. 在生物一般體細胞染色體往往兩兩成對,其形狀、 大小和攜帶的基因大致相同,稱之為 同源染色體 。 體細胞因為有成對的染色體,故稱為雙套染色體 (2N) 。 3. 在形成配子細胞時,同源染色體會分離到不同細 胞,所以配子細胞只會擁有同源染色體中的一個, 故為單套染色體 (1N) 。
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有絲分裂 有絲分裂可以確保分裂前後,母細胞和子細 胞的遺傳物質完全相同。 過程:染色體複製 → 染色體規則排列於細胞 中央 → 複製染色體分離平均分配至兩側 → 細 胞膜凹陷逐漸形成兩個子細胞
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有絲分裂過程圖 A 細胞內 有成對的 染色體 B 每條染 色體複製 一次 C 複製後 的染色體 分離至細 胞兩端 D 細胞中 央分裂為 二 E 形成兩個 子細胞,細 胞內的染色 體數目和原 來細胞相同 A1 A2 A1 A2 A1 A2 A1 A2 A1 A2 A1 A2 A1 A2 A1A2 A1A2
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減數分裂 減數分裂的子細胞只擁有母細胞染色體的一 半,染色體數由 2N 變成 1N ,通常是為了與 有性生殖的受精作用配合,以確保有性生殖 過程的親子間染色體數目一致。 染色體複製 → 同源染色體分離 → 形成兩個子 細胞 → 複製染色體規則排列於細胞中央 → 複 製染色體分離平均分配至兩側 → 細胞膜凹陷 逐漸形成四個子細胞
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減數分裂過程圖 A 細胞內 有成對的 染色體 B 每條染 色體複製 一次 C 複製後 的同源染 色體分離 至細胞兩 端 D 細胞中 央分裂為 二,形成 兩個子細 胞 E 子細胞內 複製後的染 色體分離, 移向細胞兩 端 F 共產生四 個子細胞, 子細胞內染 色體數目減 半 A1 A2 A1A2 A1A2 A1A1 A2A2 A1A1 A2A2 A1 A2 A1 A2
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一次一次 一次一次 一次一次 二次二次 不變不變 減半減半 二個二個 四個四個 體細胞體細胞 生殖細胞生殖細胞 單套單套 雙套雙套 分裂 方式 複 製 分 裂 子細胞 染色體 子細胞 數目 細胞 種類 分裂 細胞 減數 2. 有絲分裂和減數分裂的比較
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二、無性生殖 無性生殖是指個體數目增加的過程中,沒有 經過配子形成或受精階段;因此以細胞分裂 ( 有絲分裂 ) 為基礎,故新個體和原來的個體 遺傳物質完全相同。 由於新個體和原來個體的遺傳物質一樣,故 有利於培養同一種優良特性的個體。 目前能行無性生殖的多細胞生物,通常也能 型有性生殖;但型有性生殖的生物未必可以 進行無性生殖。
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2. 無性生殖的類型 類型常見生物說明 分裂生殖單細胞生物,如變形蟲單細胞生物以細胞分裂方式增 加個體數目 斷裂生殖水棉、渦蟲等個體受外力斷裂時,片段各自 發育為新個體 出芽生殖水螅、酵母菌個體產生芽體,發育成熟後脫 落為新個體 孢子繁殖黴菌、蕈類、蘚苔、蕨類個體產生細小的孢子,隨風飄 至適合的環境發育為新個體 營養器官 繁殖 維管束植物維管束植物利用根、莖或葉等 營養器官,產生更多個體
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三、有性生殖 有性生殖的過程會有雌雄個體的配子細胞結合 ( 受 精 ) 的過程;為確保親子間染色體數目一致,必須 先有減數分裂,將染色體從生殖母細胞的 2N 變成 配子的 1N 。 有性生殖藉由減數分裂與受精過程,確保親子之間 染色體數目一致。對子代而言,任一對染色體中, 必有一個來自父方,另一個則來自母方。 子代的遺傳物質是雙親的組合,透過基因重組,使 個體具有多樣性;就整個族群來說,則增加對環境 的適應力。此即為演化的原動力。
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有性生殖模式圖 2N 1N 受 精 受精卵細胞分裂、細胞分化; 發育為新個體 2N 減數分裂 雄配子(精子) 雌配子(卵)
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1. 無性生殖與有性生殖的比較 生殖方式無性生殖有性生殖 參與個體單一個體,無性 別差異 雌雄個體 受精過程無有 細胞分裂方式有絲分裂減數分裂、細胞分裂 親子間性狀比較完全相同部分相同 影響個體間無差異, 可快速培養具優 良性狀的農作物 個體間有差異性,有 利於適應環境
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2. 動物的有性生殖 依照精細胞和卵細胞的結合地點,動物的有 性生殖可分為體外受精和體內受精。 依照受精卵的發育地點和養分來源,動物的 有性生殖又可分為卵生、卵胎生和胎生。
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動物的有性生殖 受精地點體外受精體內受精 受精機率小大 產卵數多少 發育方式卵生 卵胎生胎生 發育地點母體外 母體輸卵管母體子宮 養分來源受精卵本身 母體血液 ( 透過 臍帶和胎盤 ) 卵形大大大小 例如多數魚類、 兩生類、珊 瑚等 昆蟲、爬蟲 類、鳥類 大肚魚、孔 雀魚、鯊魚 和部分爬蟲 類 除了針鼴和鴨 嘴獸之外的哺 乳類動物
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3. 植物的有性生殖 植物分為蘚苔類、蕨類、裸子植物和被子植 物,皆可行有性生殖;然而前二者較不易觀 察,裸子植物則以毬果為生殖器官,只有被 子植物才會以花為生殖器官並產生果實。 裸子植物雖沒有花,但有花粉和胚珠,可形 成種子,故和被子植物合稱為種子植物。 被子植物有性生殖步驟:開花 → 傳粉 → 花粉 管萌發 → 受精 → 結果 → 傳播。
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花的型態 完全花的構造由內而外有雌蕊、雄蕊、花瓣 和花萼;若缺少部分構造則稱為不完全花。 雌蕊:分為柱頭、花柱和子房;子房內有胚 珠,胚珠內有卵細胞。 雄蕊:分為花葯和花絲;花葯上有花粉,花 粉內有精細胞。 花瓣和花萼:作為保護與吸引。
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傳粉策略與花形 依照傳粉作用力,可將植物分為蟲媒花、風媒花、 或是水媒花等 風媒花蟲媒花 花形顏色較小、顏色不顯眼較大、顏色鮮艷 香氣蜜腺少有香氣和花蜜香且多蜜 花粉數量多較少 花粉重量輕重且有黏性
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開花植物有性生殖過程圖開花植物有性生殖過程圖
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種子與果實 花粉管:將精細胞送入胚珠與卵結合,種子 植物因為花粉管的出現,不需水作為受精媒 介,故能適應陸地生活。 受精後,胚珠變成種子,子房變成果實;一 個果實的種子數量應等於或少於胚珠數。 種子聯想:有種子的植物,就有花粉和胚珠, 卻不一定有花和果實。
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