第1章 生殖 1-1細胞的分裂 1-2無性生殖 1-3有性生殖
生殖是生物重要的生命現象,為了延續物種,生物會不停繁殖出新的個體。因此,雖然個體的生命有限,族群依然能夠生生不息。 探究提問
生殖出下一代的方法有很多種,例如:人類都是由父母親結合所誕生的。你能從圖中分辨出哪些生物產生新個體的方式需要有父母,哪些不需要嗎?
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1-1細胞的分裂
補充資料
不同細胞的分裂能力 多細胞生物在不同部位的生長、發育與維持各不相同,因此細胞分裂的頻率也會不同,例如:人類的皮膚細胞在一生當中會頻繁的進行分裂;肝臟細胞則保留分裂能力,以利需要時修補受傷組織。而某些已特化的細胞,如神經和肌肉細胞,在人體發育成熟後便不會再進行分裂了。
生物體是由細胞所構成,當身體發育成長、組織更新修補,或是新個體產生時,細胞都必須進行分裂以產生新細胞。同時,細胞內的遺傳物質在分裂的過程中,外觀也會發生明顯的變化。 1染色體
染色體位於細胞中,控制生物體內的遺傳特徵,平時呈細絲狀,但在細胞要進行分裂前,會濃縮成為短棒狀(圖1-1)。染色體是由DNA(去氧核醣核酸)與蛋白質所組成,其中DNA攜帶遺傳訊息,蛋白質則可讓長長的DNA有規則的纏繞起來(圖1-2)。
▲ 圖1-1 洋蔥根尖細胞的生長與發育現象
▲ 圖1-2 染色體的構造示意圖
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同種生物細胞內的染色體數目通常是固定的,例如:人類的體細胞有46條染色體,果蠅的體細胞有8條染色體,豌豆的體細胞有14條染色體(表1-1)。體細胞中的染色體通常兩兩成對,其中一條來自父親、另一條來自母親,這些成對的染色體具有相似的大小及形狀,稱為同源染色體。
■ 表1-1各種生物的染色體 生物 染色體數 染色體對數 人 果蠅 大猩猩 雞 豌豆 蘿蔔 甘藍 探究提問
下圖為人體細胞的其中四對染色體,請將屬於同源染色體者連起來。
46條 8條 48條 78條 14條 18條 18條 23對 4對 24對 39對 7對 9對 9對
(請參考課本46頁)
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2細胞分裂與減數分裂
細胞分裂是一種細胞進行分裂後,產生兩個相同細胞的過程,其中進行分裂的細胞稱為母細胞,完成分裂後會產生兩個子細胞。
在細胞分裂之前,染色體會先完成複製(圖1-3a)。當開始進行分裂時,複製的染色體會分離(圖1-3b),分別往母細胞的兩端移動,最後分裂為兩個子細胞(圖1-3c)。由於染色體先經過複製後再分離,所以產生的兩個子細胞與原來的母細胞含有相同數目的染色體。
同源染色體
一個母細胞 同源染色體
具4條(2對)染色體
a染色體複製
b複製的染色體分離
c形成2個子細胞 子細胞中的染色體,有4條(2對),與母細胞相同。
▲ 圖1-3 細胞分裂過程示意圖
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減數分裂是一種可讓染色體數目減半的分裂方式,進行減數分裂之前,母細胞的染色體先複製一次(圖1-4a),接著第一次分裂使同源染色體分離(圖1-4b),第二次分裂則使複製的染色體分離(圖1-4c),最後形成四個子細胞(圖1-4d),每個子細胞中的染色體數目為母細胞的一半,且只有每對同源染色體的其中一條。
生物進行減數分裂多與有性生殖有關,生物產生精子與卵前,需先經過減數分裂,使精子與卵的染色體數目減半,於是當精卵結合後,新個體的細胞內染色體數目便會與親代相同。
同源染色體
一個母細胞 同源染色體
具4條(2對)染色體
a染色體複製
b同源染色體分離
c複製的染色體分離
d形成4個子細胞 子細胞中的染色體,只有每對同源染色體中的其中一條,且數目為母細胞的一半。
▲ 圖1-4 減數分裂過程示意圖
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