一、病毒的特色

病毒比細菌微小,必須用電子顯微鏡才能觀察得到。它的構造非常簡單,包括蛋白質的外殼和中心的核酸(遺傳物質)兩部分。因為病毒必須寄生在生物體內,才能表現出生長、繁殖等生命現象,一旦離開寄主,便毫無生命現象。因此生物學家認為它是介於生物和無生物之間的物體,不屬於上述五界中的任何界。

 

二、原核生物界的特色

原核生物是地球上最早、最原始的生物,包括細菌和藍綠藻(或稱藍綠菌)。原核生物的細胞除了細胞膜外,細胞內沒有其他由膜圍住的特殊構造,所以細胞內的遺傳物質沒有被核膜包圍,散佈於細胞質中,此特色是原核生物與其他生物最大的差異所在。

1.細菌

細菌雖然很微小,但經過特殊染色後,可在複式顯微鏡高倍率下觀察到。細菌由外形可以區分為球菌、桿菌和螺旋菌三類(如下圖所示)。其主要影響如下:

(1)細菌是我們環境中重要的分解者,會將生物遺體及排泄物分解,地球上若沒有細菌,則我們的垃圾將堆積如山,物質將不能循環利用。

(2)有些細菌會引起人類生病,例如:引起肺結核之結核桿菌、造成霍亂的霍亂弧菌。有些細菌會分泌毒素,汙染食物,人們誤食時會引起中毒,例如:大腸桿菌、金黃葡萄球菌等。也有些細菌對人類有益,例如:乳酸菌可改善人體腸道內環境,維持人體健康。

(3)有些細菌會分佈在牛、白蟻體內,能分泌物質幫助消化纖維素。

(4)有些細菌會與豆科植物共生,例如:根瘤菌,可幫助植物根部吸收土壤中之含氮化合物。

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圖片來源:國立編譯館

2.綠藻(綠菌)

藍綠藻的細胞內除了含有葉綠素外,尚有藻藍素和藻紅素,多呈藍綠色,可行光合作用。是現今發現的化石中,最早出現的生物化石,但若與細菌相比,其構造比細菌複雜,所以科學家推論細菌才是最早出現於地球上的生物。

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圖片來源:國立編譯館

 

三、原生生物界的特色

除了原核生物外,其餘四界的生物,其細胞內的遺傳物質都有核膜包圍即皆含有其正的細胞核,因此又合稱為真核生物。原生生物是由原核生物演化來的,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。

科學家依據原生生物界生物獲得營養的方式不同,可分為以下三類:

(1)類似植物的藻類:最大特色為含有葉綠體,可行光合作用,自行製造養分。

(2)類似菌類的原生菌類:可分泌酵素至細胞外,將外界的食物分解為小分子而後吸收。

(3)類似動物的原生動物類:會主動從外界攝取食物,進行體內消化,以獲得養分。

另外有些原生生物的營養方式兼具有植物和動物的特性,如眼蟲,在有光的環境下可行光合作用而自製養分,但在黑暗中則攝取環境中的養分,是一種混合式的營養方式。

以下將針對三類原生生物的特色進行介紹:

1.藻類
藻類的分布非常廣泛,例如在海洋、湖泊、河川、潮溼的土壤上、牆上、樹幹上,都有它的蹤跡。不同的藻類,均具有葉綠素,除此之外尚各有其他特殊的色素,使藻類的外表看起來有不同的顏色,這些不同的色素也是藻類分類的依據,可大致分類如下:

(1)綠藻類:含有大量的葉綠素,而呈綠色,科學家推論其可能是演化成植物的祖先。
例如:小球藻單胞藻、水綿與石等。

(2)褐藻類:除葉綠素外尚含有藻褐素而呈褐色,多為大型海藻,
例如我們日常食用的昆布(海帶)、馬尾藻等。

(3)矽藻類:除葉綠素外尚有多種葉黃素,大部分為單細,因細胞壁含有矽質,故稱矽藻,是水中常見的浮游生物。

(4)紅藻類:除葉綠素外尚含有藻紅素藻藍素,但以藻紅素居多,故多呈紅色,例如:紫菜、石花菜等。

藻類的應用層面相當廣泛,有些可以食用,有些亦可作為飼料、健康食品和藥用。

例如:從某些紅藻中可提煉瓊脂(洋菜),從褐藻中可提煉工業用的材料。

另外藻類由於細胞較小且大多數又生活於水中,最能偵測水中環境的變化,科學家可利用藻類作為水域中良好的生物指標,研究水庫、湖泊和河川中藻類的種類和數量,即可得知水質的好壞。

2.原生菌類

原生菌類包括菌和水黴菌等生物。菌通常長在樹皮或枯葉上,可分解落葉來得到養分。而水黴菌則生長於淡水中,如魚、魚缸或水溝,有些種類會使魚類生病死亡。整體而言原生菌類可以消化環境中的有機物作為營養來源,亦是環境中重要的分解者。

3.原生動物類

原生動物可能是多細胞動物的原始祖先。具有掠食或寄生的習性,如變形蟲、瘧原蟲、草履蟲和鐘形蟲等。

四、菌物界生物的特色

菌物界的生物也可稱作真菌,其細胞具有細胞壁,但卻沒有葉綠體,因此不能行光合作用,必須從外界獲得養分。真菌類依營養方式分為腐生菌和寄生二類。

1.腐生菌可分解動、植物屍體和碎屑,使元素很快回歸自然,再被植物重新利用;其與細菌和原生菌類同為自然界中重要的分解者。

2.寄生菌會使動、植物和人類生病或死亡,人類的香港腳即是由真菌類感染所引起。

 

五、菌物界生物的分類

菌物界生物可依據細胞數量的多寡,分為以下幾類:

1.單細胞的酵母菌:
單細胞的酵母菌(如下圖所示)可行出芽生殖來繁殖下一代。若將酵母菌置於糖水溶液中,在有氧的情況下進行呼吸作用,可將糖類分解,產生水和二氧化碳;但在缺氧時,酵母菌會進行酒精發酵作用,此時將可以分解糖類而產生酒精和二氧化碳,我們所飲用的葡萄酒、米酒、啤酒等,便是將果汁、稻米或麥粒等,經酵母菌的發酵作用產生酒精釀造而成。而發酵作用所產生的二氧化碳也可運用於麵包烘焙上,可以使製的麵包、糕餅鬆軟,酒精則在焙製時逸出

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圖片來源:國立編譯館

2.多細胞具有菌絲的黴菌
臺灣地處亞熱帶和熱帶,氣候溼熱,因此黴菌種類繁多,而且容易生長繁殖(如下圖所示)。黴菌由絨毛狀的菌絲所構成,行腐生或寄生生活,黴菌利用菌絲可侵入寄主或附著物內,分泌酵素使食物分解為小分子後,再行吸收。且菌絲頂端可產生孢子,藉由孢子的飄散以繁殖下一代。例如:常生長於麵包上的黑黴菌、生長於水果上的青黴菌,其所分泌的青黴素可以抑制細菌生長,是一種有效的抗生素。

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圖片來源:國立編譯館

3.多細胞具有菌絲的蕈類
類身體結構亦是由絨毛狀的菌絲所構成,行腐生性的蕈類利用菌絲侵入附著物內,分泌酵素使食物分解為小分子後,再行吸收。且菌絲頂端亦可產生孢子,藉由孢子的飄散以繁殖下一代。例如:生長於枯木、腐枝或地面上的木耳、白木耳、草菇、洋菇、香菇、金針菇和竹蓀等,有些是可以食用的;而靈芝因具有抗癌功能可當藥材使用;但是有些蕈類,如紅托鵝膏則具有劇毒,誤食嚴重者會導致死亡。

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圖片來源:國立編譯館

六、延伸學習

有毒的蕈類

食用有毒蕈類會導致中毒或可能致命。可使人類中毒的蕈類約有70~80種,誤食後會有噁心、嘔吐、呼吸困難、瞳孔散大、精神錯亂、燥動不安等症狀。

毒性較大的毒蕈,其毒素對全身各種類型的細胞都有損傷作用,可能傷害肝、腎和中樞神經系統,進而發生昏迷。並不是所有的毒蕈都是顏色鮮,有的也十分樸素,最好預防方法就是避免食用一切野生蘑菇。

 

七、植物界生物的特色

植物界的成員是一群多細胞的真核生物,具有細胞壁。大多數都含有葉綠體,可行光合作用,自行製造養分。植物界的生物是由綠藻類演化而來的,依演化的先後,可分為蘚苔植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物。其中蘚苔植物不具維管束,因此沒有真正的根、莖和葉等構造,屬於無維管束植物。蕨類植物、裸子植物和被子植物則具有維管束,因此有真正的根、莖和葉等構造,屬於維管束植物。

維管束植物體內的維管束組織貫穿根、莖和葉等器官,使植物體內的水分和養分的輸送加快,並且可支持植物體,使其直立,也因此這類植物長得比蘚苔植物高大。現生的蕨類植物不產生種子,但是會產生孢子而散播。裸子植物和被子植物則靠種子繁殖,因此合稱為種子植物。以下整理了植物界生物的分類檢索表,以下各單元將陸續介紹各植物的特色。

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八、蘚苔植物的特色

蘚苔植物大約於4億年前出現,是最先出現在陸地的植物。它們的外表演化出角質層,可以保護植物,以防止水分的過度散失,所以可以登陸地面而生活;但由於植株尚未演化出維管束的構造,所以水分和養分的運輸速度很慢,因此個體都很矮小。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。常見的蘚苔類有地錢與土馬騌(如下圖)。

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圖片來源:國立編譯館

 

九、蕨類植物的特色

蕨類植物是由蘚苔植物演化而來,已演化出具有維管束的構造,所以在植物個體上已不再像蘚苔植物如此矮小。蕨類植物又常被稱為低等維管束植物,因為它有別於種子植物,不產生種子,而是靠產生孢子來繁殖下一代。蕨類植物多生長在陰暗潮溼的地方,植物的莖常埋於地下,稱為地下莖,但有些種類的蕨類,如:筆筒樹,則具有直立且高大的莖。

蕨類的葉多呈羽狀複葉,幼葉通常成捲曲狀,成熟後的蕨葉背面常有孢子囊聚集成堆,孢子囊內的孢子很微小,需要用顯微鏡觀察,成熟後會由孢子囊散出,隨風飄散並繁殖下一代。

今曰我們燃燒的煤炭,大都是古代高大的蕨類植物深埋於地層中,經過長久的時間而形成的。

 

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圖片來源:國立編譯館

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圖片來源:國立編譯館

 

十、裸子植物的特色

裸子植物是由蕨類植物演化而來,與蕨類植物最大的區別就在於其利用種子繁殖而非孢子繁殖。而後裸子植物再演化形成被子植物,此兩種植物相同點為皆產生種子而繁殖,合稱為種子植物。

植物於演化上趨向於利用種子來繁殖,原因在於乾燥的種子不但可以長期保存,抵抗乾燥,而且種子內儲藏的養分可以供給其內的胚發育所需,因而增加了種子植物繁殖和擴張生長範圍的能力,使得種子植物成為現今地球上的優勢種類。

而裸子植物與被子植物最大的差異在於其繁殖構造上的不同,裸子植物利用毬果繁殖,因不具有子房構造所以種子形成後並沒有被果實包覆而裸露在外,故稱為裸子植物。而被子植物利用花來繁殖,因花中具有子房構造,所以於受精完成後會發育成果實將種子包覆起來,故稱被子植物。

的胚珠即發育為裸露的種子。許多裸子植物的種子具有翅,可以隨風散播到遠處。

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圖片來源:國立編譯館

裸子植物主要分布於溫帶地區,或熱帶、亞熱帶海拔較高的山區。常見的有松、杉、柏等,它們的樹幹高大挺直,葉子多呈針狀,故又被稱為針葉樹。台灣中高海拔地區的神木,大多是紅,樹齡已達數千年,它的樹幹挺直,木材紋理細緻美觀,質地堅實,且含有精油可防蟲,為建築、製造家具的最佳木材。而松樹的種子,可提供食用和提煉松子油。蘇鐵亦屬裸子植物,是常見的庭園植物。

大部分的裸子植物會產生果,毯果皆由許多鱗片組成,有雌、雄之分。雄果成熟時,鱗片下側產生的花粉粒,由風傳播至雌果上。雌果的各鱗片內側有裸露的胚珠,胚珠內含有卵,受精後

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圖片來源:國立編譯館

 

十一、被子植物的特色

被子植物的繁殖器官為花,所以亦被稱為開花植物。被子植物的種子被包於果實內,以獲得保護或可藉此來幫助種子傳播。

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。大部分單子葉植物的葉具平行脈,花瓣為三或三的倍數,如百合、稻、麥、甘蔗、玉米、竹、蔥和蒜等。大部分雙子葉植物的葉具網狀脈,花瓣為四、五或其倍數,常見的如杜鵑、榕樹、菊、芹菜和草莓。詳細的比較如下表所示:

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被子植物的種類很多,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。

 

十二、動物界生物的特色

動物界中種類繁多,均為多細胞生物,其細胞不具有細胞壁,也沒有葉綠體,以主動攝食其他生物來獲取養分,這是動物界最大的特徵。動物界的生物在演化的過程中呈現相當大的多樣性,在身體構造上相當多變,於是科學家就根據動物個體結構特徵如消化道、對稱性、分節、體腔等特徵,而將動物分門別類。
動物界中的生物,依據身體結構上最大的特徵差異,主要可分成不具有脊椎骨的無脊椎動物,與具有脊椎骨的脊椎動物。下表呈現動物界主要生物的分類,以下內容將陸續介紹各動物的特色。

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十三、刺絲動物的特色

常見的刺絲動物如水螅、海葵、水母和石珊瑚等,此刺絲動物最大的特徵就是觸手上的細胞均具有刺絲,可利用此刺絲麻痺獵物再將獵物捕食,或是利用此刺絲作為防禦之用。而刺絲動物消化道構造簡單,只有一個開口,其進食與排除食物殘渣均用此開口來完成。

此類生物中石珊瑚體內具有藻類共生,藻類行光合作用,製造出的養分,部分為石珊瑚所用,而石珊瑚則提供了藻類成長需要的棲所,而為互利共生。當環境不良時,共生的藻類會離開石珊瑚,而使得石珊瑚呈現白化現象。

 

十四、軟體動物的特色

軟體動物最大的特徵為身體柔軟,大多數種類具有外殼。常見的軟體動物如蝸牛、和烏賊等,常見的分類特徵如下:

1.具有斧狀的肉足與二片外殼的軟體動物,主要以濾食為生,例如:文蛤、仔。

2.具有厚實的腹足與一片外殼的軟體動物,例如:蝸牛、鮑魚與九孔。

3.外殼退化隱藏於體內或消失,視覺發達、頭部具有許多腕狀構造並具有吸盤,用以幫助捕捉獵物,例如:烏賊、章魚等。

 

十五、環節動物的特色

環節動物最大的特徵為身體柔軟,身體細長且具有許多功能相似的環節,常見的環節動物有蚯蚓、沙蠶及水蛭等。其中蚯蚓及沙蠶身上大部分的環節在外型與功能都很相似,且身上具有剛毛,可幫助其蠕動爬行。

 

十六、節肢動物的特色

節肢動物是動物界中種類最多的一門,不管在陸地、水中及空中都有節肢動物的分佈。其外型上最大的特徵為身體分節且具有分節的附肢(),除此之外,身體外均具有外骨骼的結構,用以保護其柔軟的身體,但因外骨骼會限制身體的生長,因此節肢動物在幼體發育過程中必須將舊的外骨骼脫掉,待身體長大後再形成新的外骨骼。常見的節肢動物依其身體結構特徵,可分為以下幾類:

1.昆蟲類:

昆蟲為具有六隻腳的節肢動物,也是世界上分佈最廣泛、種類最多的節肢動物。昆蟲身體可分為頭、胸、腹三部分,六隻腳均著生於腹部,且大部分昆蟲亦會從胸部長出二對翅膀(如:蝴蝶、蜜蜂、蝗蟲等),少數的昆蟲僅具有一對翅膀(如:蚊子、蒼蠅等),有些昆蟲翅膀則消失而改用跳的(如:頭蝨、跳蚤等)
昆蟲的生活史,會經過卵、幼蟲到成蟲等階段,在由幼蟲成長為成蟲的過程中,昆蟲在構造型態上會產生變化,這種變化的過程就稱為「變態」。
而昆蟲的「變態」過程,可依據生活史中是否經過「蛹期」,而將之分為「完全變態」與「不完全變態」此二種過程,以下將針對此二種變態過程介紹如下:

(1)不完全變態:
蝗蟲與蟋蟀的生活史中,經過卵、幼蟲到成蟲階段,生活史中並沒有蛹期,其幼蟲與成蟲相仿,只是個體較小,而且沒有翅膀,經多次脫皮後即會漸漸變為成蟲。這種過程稱為「不完全變態」。

(2)完全變態:
蜜蜂、蝴蝶、蛾類等昆蟲其生活史經過卵、幼蟲、蛹期到成蟲階段,其幼蟲時期外型與構造上與成蟲相差甚多,主要的原因為幼蟲會化蛹,且在蛹期藉由身體激素的作用,使得身體上的構造產生劇烈變化,這種過程稱為「完全變態」。

2.蛛形類
蜘蛛與蠍子是具有八隻腳的節肢動物,其身體分為頭胸部與腹部二部分,與昆蟲不同。有些蜘蛛會結網,用以捕食昆蟲為食。蠍子尾部末端具有毒針,可作為防禦天敵與攻擊獵物之用。

3.甲殼類:
蝦子、螃蟹是水中常見的節肢動物,具有十隻腳,其中第一對腳特化成螯足,可幫助其捕食獵物與防禦天敵,其餘四對腳則稱為步足,主要的功能為幫助行走。

 

十七、棘皮動物的特色
棘皮動物表面具有狀構造,所有種類均生活於海中,身體具有柔軟的管足,移動時可伸出以協助運動。常見的棘皮動物有:海星、海膽及海參。海星身體為星形,大部分種類具有五個腕,可用於捕食獵物。海膽身體多為球形,具有堅硬的外殼與細長的刺。海參身體柔軟,有些種類可提供食用

 

十八、脊索動物門-魚類的特色

魚類具有脊椎骨,是最早出現於地球上的脊椎動物。魚類最大的特徵為具有鰓的構造,魚鰓可幫助魚類使用溶解於水中的氧氣,是魚類能夠適應水中生活的最重要構造。另外,魚類身體表面具有鱗片,可保護自己,身體上的魚鰭,可幫助其游動。
魚類多屬於體外受精、卵生的生殖方式,少部分魚類(如:孔雀魚、大肚魚及部分鯊魚)則採用體內受精、卵胎生的生殖方式;所有魚類均為變溫動物
魚類可依據骨骼的不同,分為軟骨魚及硬骨魚二類,其特徵敘述如下:

1.軟骨魚:鯊魚、
身體骨骼均為軟骨,在魚鰓外不具鰓蓋構造,而是具有鰓裂。

2.硬骨魚:鯉魚、鱒魚、秋刀魚等大多數魚類
身體骨骼為硬骨質,魚鰓外具有鰓蓋構造,而內臟中具有魚鰾,可幫助魚類增減浮力而達到快速上升下潛的能力。因種類繁多,故體型差異很大。

 

十九、脊索動物門-兩生類的特色

兩生類動物是由魚類演化而來,其四隻腳是由魚類的胸鰭與腹鰭慢慢演化而形成的。具有四隻腳的兩生類,是最早登陸的脊椎動物,但因兩生類的皮膚尚未發展出防止水分散失的角質層,故其皮膚需要常常保持潮濕,以防止因水分快速蒸散而脫水死亡,所以兩生類的動物終其一生均不能遠離水而生活,需在陸地與水域環境中生活,故得其為兩生類(或稱兩棲類)
常見的兩生類有青蛙、蟾蜍、山魚和蠑螈,大部分的兩生類其幼體生活於水中用呼吸,而長成體後則以肺部呼吸。
兩生類採用體外受精、卵生(無卵殼)的生殖策略,且均為變溫動物

 

二十、脊索動物門-爬蟲類的特色

爬蟲類是由兩生類演化而來,爬蟲類動物體表具有鱗片或骨板,皮膚外具有角質層,均能防止水分的散失,使得爬蟲類成為真正成功的登陸者。爬蟲類主要成員有:蛇類、烏龜、鱷魚及蜥蜴四個類群。大多數爬蟲類採用體內受精、卵生(有卵殼)的生殖策略;少部分之毒蛇類則為體內受精、卵胎生。所有爬蟲類均用肺部呼吸且屬於變溫動物。

 

二十一、脊索動物門-鳥類的特色

鳥類是由爬蟲類演化而來,其嘴喙角質化不具有牙齒構造,前肢特化為翅膀,身體表面密羽毛,能協助飛行與保持體溫。
鳥類為了減輕重量來適應飛行,其骨骼中空堅硬而輕,肺部延伸出許多氣囊,有助於減輕重量。另外,眼睛外具有透明的瞬膜,可於飛行時閉上以保護眼睛,而且鳥類視力是所有動物中最好的,可幫助其獵食
大部分的鳥類,如:小白鷺、麻雀、白頭翁等均具有優良的飛行能力,但有些鳥類於演化過程中喪失其飛行能力,而具有其他的超級能力。如:企鵝成為游泳高手、鴕鳥成為跑步高手。
鳥類均採用體內受精、卵生(有卵殼)的生殖方式,且多數鳥類具有孵蛋育雛的天性,對後代具有良好的照顧。且所有鳥類均屬於恆溫動物。

 

二十二、脊索動物門-哺乳類的特色

哺乳類也是由爬蟲類演化而來,其最大的特徵為具有毛髮可保持體溫(恆溫動物)且母體會分泌乳汁來哺育下一代,具有完善的育幼行為。
哺乳類依其生殖方式的不同可分為以下三類:

1.卵生哺乳類:鴨嘴獸及針鼴
母體體內受精後會產卵,待後代孵化後,再由母體分泌乳汁哺。

2.有袋類哺乳類:袋鼠、無尾熊
母體為體內受精、胎生的生殖方式,但因母體內胎盤不完整,胎兒發育尚未成熟前即被產出,幼體需爬行至母體育兒袋內,繼續吸取乳汁再發育成熟。

3.胎盤類哺乳類:海豚、鯨魚、獅子、牛、羊等多數哺乳類動物
母體為體內受精、胎生,因胎盤完整所以胎兒能在子宮中發育成熟後再產出,幼兒會吸取乳汁來獲取成長的養分。

※脊椎動物的比較表 ※紅色部分為少數例外之種類
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