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第一節細胞分裂與染色體第二節無性生殖活動7-1植物的營養器官繁殖第三節有性生殖活動7-2蛋的觀察活動7-3花的構造第四節生殖行為第五節討論•無性生殖與有性生殖都需進行細胞分裂，將染色體適當地分配到子細胞中。•染色體住於細胞核內，它是一種承載遺傳物質DNA的構造，呈細絲狀，但在細胞分裂時，會聚縮成較粗短且易觀察的形狀(圖7-1)。染色體是由雙螺旋的DNA分子纏繞而成的...，一筆細胞遺傳資料就是一個基因，而基因是指控制某一性狀的DNA片段，所以也可以說細胞遺傳資料就是DNA。DNA平時是散亂分佈在細胞核中，但當細胞要準備分裂時，DNA便會與組織蛋白(Histon)合，然後纏繞起來，成為巨大清楚的染色體，尤其當染色體複製完，尚未分開時，若我們將染色體染色，透過顯微鏡，便可看見清楚連在一起的姐妹染色體。將一個人類細胞中的DNA連接起來，其長度可達兩公尺，這DNA平時被摺疊在小小的細胞核中。人有22對體染色體及１對性染色體，(女性有2條X染色體，男性有1條X染色體及1條Y染色體)，共23對染色體。在細胞分裂期間，染色體呈細絲狀，在顯微鏡下看不到。細胞分裂時，染色體凝縮，在顯微鏡下可觀察到。加倍了的染色體在細胞分裂時平均分配到兩個子細胞，因此所有的體細胞都具有和受精卵相同的成套染色體。染色體位在細胞核內，其內含有遺傳物質(DNA)。每一條染色體上有許多不同的基因，分別控制不同性狀。細胞中負責遺傳的主要結構是染色體，染色體位於細胞核內，呈細絲狀，但在細胞分裂時會聚縮成較粗短且易觀察的形狀。控制生物遺傳的基本物質是DNA。每一條染色體上有許多不同的基因(圖中的線條代表基因)。基因仔細分析染色體，會發現各種形式的染色體都有兩條，這兩條成對且同形狀的染色體稱為同源染色體。我們也發現染色體攜帶著遺傳因子----基因。DNA基因位於染色體上，每一條染色體上有許多不同的基因。基因是什麼？它是控制某一性狀的DNA片段。什麼是DNA呢？它是細胞核中的一種遺傳物質，是控制生物遺傳的基本物質，爸爸、媽媽的遺傳資料都是靠著它傳到我們身上的。基因控制遺傳基因是控制某一性狀遺傳物質的小單位。它們分別控制不同的性狀，控制一種性狀的基因通常是成對的，分別位於一對同源染色體的相對位置上，例如控制豌豆的種子顏色、人的耳垂位置等的基因皆分別位於成對的染色體上。所以，生物的遺傳都是靠著基因完成的。基因的遺傳基因藉著什麼管道遺傳給子代呢？當親代的生殖母細胞進行減數分裂形成配子（雄配子是精子或精細胞，雌配子是卵），成對的同源染色體分離，各對基因也隨著染色體而分離，因此精子或卵中僅具有各對基因中的一個。當精子與卵結合，親代的基因便經由精子與卵的染色體而遺傳給子代。•每一種生物的體細胞都有一定的染色體數，例如人類的體細胞有46條染色體，果蠅則有8條染色體。•仔細分析這些染色體，會發現各種形式的染色體都有兩條(圖7-2.1)，這兩條成對且同形狀的染色體稱為同源染色體，所以體細胞具有雙套染色體。•在配子中各種形狀的染色體都只有一條(圖7-2.2)，所以配子的染色體數僅為體細胞的一半，•例如人類卵和精子各有23條染色體，果蠅則為4條染色體；也就是說，配子具有單套染色體。一旦雌雄配子結合後，細胞又恢復雙套染色體(圖7-3)。•細胞通常是生長與分裂交替進行，因而形成細胞週期(圖7-4)。在細胞週期中，細胞生長期占大部分時間。當細胞長到一定大小時，便會進行細胞分裂產生兩個子細胞。•細胞通常是生長與分裂交替進行，因而形成細胞週期(圖7-4)。在細胞週期中，細胞生長期占大部分時間。當細胞長到一定大小時，便會進行細胞分裂產生兩個子細胞。•由於每一條染色體在細胞分裂前會先複製成兩條，所以在細胞分裂後所產生的兩個子細胞，各含有與原來細胞中數目相同的染色體(圖7-5)。複製的染色體分離子細胞與原來母細胞有完全相同的染色體母細胞2N4N2N•生物在產生配子時，染色體也會先複製一次，但卻經過兩次分裂產生四個子細胞，因此配子中所含的染色體套數僅為一般體細胞的一半，所以產生配子時的細胞分裂特稱為減數分裂(圖7-6)。生殖母細胞二、複製的染色體分離一、成對的染色體分離四個子細胞染色體數目不成對且僅為母細胞的一半2N4N2N1N•生物可以利用無性生殖與有性生殖來增殖。•無性生殖有下列幾種常見的方式：•分裂生殖：草履蟲。•出芽生殖：酵母菌、水螅。•斷裂生殖：顫藻、渦蟲和海葵•孢子繁殖：黴菌、蘚苔和蕨類•營養器官繁殖•分裂生殖由一個親代分裂為兩個大小相近的子代，而使個體數增加的生殖方式，例如草履蟲(圖7-7A.1)就是以這種分裂方法來繁殖後代。•出芽生殖•單細胞生物如酵母菌在適當環境下，其細胞會凸出形成一個球形芽體，由母體供應養分使之成長；芽體成長後，會在與母體相接處形成細胞壁，於是與母體分離成為獨立的新個體，此現象稱為出芽生殖(圖7-7A.2)。•某些多細胞動物也能像酵母菌一樣行出芽生殖；如水熄可由它的體壁某處向外凸出芽體，並持續成長(圖7-7B.3)；當芽體長大，頂端形成新口和觸手，並能自行捕食時，新個體便脫離母體行獨立生活(圖7-7B.4)。•出芽生殖•單細胞生物如酵母菌在適當環境下，其細胞會凸出形成一個球形芽體，由母體供應養分使之成長；芽體成長後，會在與母體相接處形成細胞壁，於是與母體分離成為獨立的新個體，此現象稱為出芽生殖(圖7-7A.2)。•某些多細胞動物也能像酵母菌一樣行出芽生殖；如水熄可由它的體壁某處向外凸出芽體，並持續成長(圖7-7B.3)；當芽體長大，頂端形成新口和觸手，並能自行捕食時，新個體便脫離母體行獨立生活(圖7-7B.4)。•斷裂生殖一些較低等的生物，例如顫藻、渦蟲和海葵等，可行斷裂生殖，即個體會斷裂成許多片段，再由這些片段發育成許多小個體。•以渦蟲為例，將渦蟲橫切成兩段，其具有頭部的前段可向後新生出尾部，而具有尾部的後段可向前新生出頭部(圖7-8)。•孢子繁殖•黴菌、蘚苔和蕨類等生物能產生大量的孢子。•孢子散播到適當的環境中即能萌發成新個體，•例如柑橘類果皮上的青黴。青黴的菌絲可侵入果實中吸收營養，另一些菌絲伸出果皮外露在空氣中，其頂端有數根分支並產生成串孢子，當孢子脫離後，掉落在果皮上，又能萌芽發育成新的菌絲(圖7-9)。•營養器官繁殖高等植物的根、莖、葉是營養器官，利用這些器官繁殖後代的方法，叫做營養器官繁殖(活動7-1)。•例如由甘藉的塊根、馬鈴薯的塊莖上都可長出新芽，發育成為新的植株。•草莓、蛇莓的匐匐莖都有節，當觸及地面時，即可長出新植株。•洋蔥的鱗莖或落地生根的肥厚葉片經種植後，可長成新的植株(圖7-10)。•又如玫瑰、榕樹、萬年青等許多植物也可以切下一段枝條，插入土中繁殖。農民和從事園藝的人，常利用這些方法繁殖農作物、花卉或盆景。•植物除了在自然環境中可由特定營養器官行無性生殖外，也可藉新的生物技術如植物組織培養法，在實驗室中產生新個體。•例如由胡蘿蔔的組織塊可在培養基中生長繁殖成新植株，•而蘭花等具經濟價值的花卉，亦可取其生長點用組織培養法來大量分生繁殖蘭花苗(圖7-11)。•目的：植物的營養器官雖然與植物的維生有關，但亦可用以繁殖。•本活動利用數種植物之營養器官進行試驗，以了解營養器官繁殖的意義和結果。•器材：•1.棉花少許2.容器(燒杯或透明空罐)1個3.培養皿2個4.牙籤3支5.甘藷1個6.萬年青1段(含數個節)7.蒜頭或紅蔥頭1個8.落地生根或石蓮的葉1片•步驟：•一、塊根的繁殖•將甘藷塊根的一端朝下，放入容器內，塊根底部不可接觸容器，必要時使用牙籤將甘藷架起(圖7-26)。•容器內加入適量的水使塊根底部(約2公分)浸在水中，每天加水保持一定水量，並將甘藷塊根置於室內•每四天觀察萌芽及長根的情形，記錄發芽的位置、芽數、芽的長度及顏色，同時記錄根的生長位置及長度。連續觀察2~4星期，將每次結果記錄在紀錄簿上。•二、莖的繁殖•將蒜頭或紅蔥頭種在土壤或放在培養皿的棉花上，每天澆水保持溼潤；或將萬年青的一段莖插在有水的容器內，並定時加水，以保持水量一定。•每兩天觀察芽或根的生長情形，並記錄生長位置及長度。連續觀察兩星期，將結果記錄在紀錄簿上。•三、葉的繁殖•將一片落地生根或石蓮的葉片放置在土壤或培養皿的棉花上，每天澆水保持溼潤。•每兩天觀察芽及根的生長情形，記錄芽的生長位置、數目及長度，並記錄根的生長位置及長度。連續觀察兩星期，將結果記錄在紀錄簿上。•問題：1.甘藷塊根之嫩芽及根各由何處長出?答：甘藷塊根，根上沒有節，發芽位置靠上方不定芽；發根位置為泡水或下方處不定根。根與芽不在同一位置。2.蒜頭、紅蔥頭或萬年青分別從何處長出新芽及新根?並說明其生長方向。答：蒜頭、紅蔥頭為鱗莖，新芽由尖端長出，新根由鈍端長出。用萬年青的莖來扦插，新芽由上方的節上長出；新根由泡水或下方的節上長出。根與芽不在同一位置。3.落地生根或石蓮分別從葉片何處長出新芽及新根?每片葉片可長出多少小植物?答：落地生根的葉，可由葉緣切刻處，同一位置，先長出根，再長出葉；每片葉片可長出許多小植物。石蓮由肥厚葉基部切口處，長出芽及根，每一切口僅長一株。•大多數的高等動物是雌雄異體，雌性個體產生卵，而雄性個體則產生精子。•卵細胞的體積較精子大，例如雞蛋的卵黃部分，就是卵細胞的本體。為肉眼可看到的單細胞。•精子通常都很微小，且多具鞭毛狀的尾部以利運動而游向卵，一個卵只有一個精子與之結合。卵和精子的結合稱為受精。•由於精子需要液體作為媒介才能游向卵，所以陸生動物只能以體內受精的方式，亦即雄性藉由交配將精子送入雌性體內，以進行受精作用(圖7-12)。•至於水生及兩生動物，則大多以體外受精的方式達到受精的目的(圖7-13)。•觀察蛋的各部分構造•器材：注：•小白點內含細胞核。卵黃和小白點是由雞的卵巢產生的，當卵黃和小白點通過輸卵管時，輸卵管先產生繫帶以固定卵黃的位置，使它位於蛋的中間。然後輸卵管再依序分泌蛋白、殼膜、蛋殼加在卵黃外，最後一個完整的雞蛋由輸卵管末端的開口排出。問題：•1.剪刀1把2.鑷子1把3.培養皿14.雞蛋1個•步驟：•用剪刀柄在雞蛋的鈍端輕輕敲出裂紋，用鑷子將碎裂的殼除去，注意不要弄破底下的膜(圖7-27)。當殼去掉的範圍夠大時，將可看到鈍端下方的氣室。•剪掉氣室上方的殼膜，看看氣室的範圍。•剪破氣室下方的殼膜，把殼膜內的東西倒到培養皿內觀察。•比照圖7-28，觀察蛋的各部分，包括蛋白、卵黃、繫帶，以及卵黃上的小白點。•注：•小白點內含細胞核。卵黃和小白點是由雞的卵巢產生的，當卵黃和小白點通過輸卵管時，輸卵管先產生繫帶以固定卵黃的位置，使它位於蛋的中間。然後輸卵管再依序分泌蛋白、殼膜、蛋殼加在卵黃外，最後一個完整的雞蛋由輸卵管末端的開口排出。•問題：1.試推測已受精的雞蛋中，哪一部位可以發育成小雞?答：2.蛋白和卵黃對已受精的雞蛋有什麼功用?答：2.蛋殼有什麼功用?答：2.蛋氣室的大小是否與新鮮度有關，為什麼?答：•水生及兩生動物，則大多以體外受精的方式達到受精的目的(圖7-13)。•動物受精卵的發育有三種型式：卵生、卵胎生和胎生等。•鳥類、鱷魚及有些蛇類等為卵生動物(圖7-14)。鳥類將卵產出後，即藉由孵卵的行為使受精卵在適當的溫度下，發育成胚胎，之後孵出雛鳥(圖7-15)。蛇常利用陽光使體溫上升，然後再將身體盤繞在卵上，使卵在適當的溫度下孵化。•卵胎生動物如孔雀魚、大肚魚和某些蛇類等，其受精卵則停留在母體內，藉卵本身的卵黃供給營養並發育成幼體，一待成熟，母體即將幼體連同卵膜產出體外。••而胎生動物如人、牛、羊及駱駝(圖7-16)的受精卵一般都很微小，卵黃含量少。•卵在母體的輸卵管上端完成受精作用，發育成早期胚胎後即下降到子宮，埋入母體的子宮壁內，藉臍帶與胎盤由母體獲得養分，直待胎兒成熟，即自母體產出，形成一個獨立的新生命(圖7-17)。•胎生動物的胎兒因受到母體適當的保護，所以存活率比卵生者高。•植物的花是生殖器官(活動7-3)，一朵典型的花具有雄蕊、雌蕊、花瓣和萼片四個部分，下面有膨大的花托托住，如百合與朱槿。•有些植物的花只具有雄蕊或雌蕊，如玉米與絲瓜的雄花與雌花(圖