主題7:生物體的生殖

單元壹:細胞的分裂方式

 

一、生物為什麼需要進行生殖

所有的生物均會表現出各種的生命現象,包括:生殖、代謝、感應、運動等,其中生物要延續自己的種族,就必須要透過生殖作用來產生下一代,如此一代一代的傳遞,種族便可延續。

例如1:你的父母親透過生殖作用而生下你,那麼你家族的香火便可延續下去。

例如2:公雞與母雞透過生殖作用而產出小雞,如此一來雞的種族就可以延續下去。

例如3:芒果樹透過生殖作用而產生新的芒果種子,種子萌芽後即可在長出新的芒果樹,而能夠延續芒果的種族。

 

二、生物的生殖方式可區分為有性生殖與無性生殖兩種

生物所採用的生殖方式,大致上可依據是否需要產生配子及受精,而將生殖方式區分為有性生殖與無性生殖兩種。

1.有性生殖:生物體需要產生雌配子(卵)及雄配子(精子),並透過受精作用使得精子與卵結合成受精卵,並發育成新個體的生殖方式。例如:人類的生殖過程中,男性會產生精子、女性會產生卵,並透過受精作用使得精卵結合成受精卵,受精卵最後會發育成胎兒。(詳細內容請見有性生殖單元)

2.無性生殖:生物體不需要產生精子與卵,也不需要經由受精作用,就能產生新個體的生殖方式。(詳細內容請見無性生殖單元)
例如:將蕃薯的根部種進土壤裡,即可讓根部發芽長出新的蕃薯個體。

 

三、細胞分裂的時機、目的與過程

1.細胞分裂的時機:

生物進行生殖來產生新個體時,不管是採用有性生殖或是無性生殖,新個體的細胞數目都會增加,均需要透過細胞分裂的方式來產生新個體的細胞。

2.細胞分裂的目的:

1)對單細胞生物而言,如:變形蟲、細菌等,可藉由細胞分裂的方式進行無性生殖,來產生新個體。

2)對多細胞生物而言,如:人類的受精卵可以藉由細胞分裂產生胎兒的各式各樣的細胞,形成胎兒身體的器官,並使胎兒具有健全的功能。胎兒產出後,身體上的細胞亦會進行細胞分裂產生新的細胞,使個體成長、更新衰老的細胞或修補受傷的部位。

3.細胞分裂的過程:

細胞分裂的過程如下圖所示:

圖片來源:國立編譯館

細胞分裂的步驟:

1)細胞核內出現成對的染色體,並進行一次染色體的複製。

2)染色體排列於細胞的中央,複製的染色體分離至細胞兩端。

3)細胞分隔漸漸產生,形成兩個子細胞。子細胞內染色體數目和原來細胞中的數目相同。

 

四、減數分裂的時機、目的與過程

1.減數分裂的時機

利用有性生殖來繁衍下一代的生物,在產生下一代的過程中需先產生雌配子(卵)與雄配子(精子),而配子的製造就必須透過減數分裂的方式來產生。

2.減數分裂的目的

有性生殖的生物,可以藉由減數分裂來產生配子。

性成熟的雄性個體,其睪丸細胞可進行減數分裂,產生雄配子(精子),而性成熟的雌性個體,其卵巢細胞可進行減數分裂,產生雌配子(卵)。配子形成後,再藉由受精作用使精卵結合成受精卵,並發育成胎兒。

3.減數分裂的過程

減數分裂的過程如下圖所示:

圖片來源:國立編譯館

減數分裂的步驟:

1)細胞核內出現成對的染色體,並進行一次染色體的複製。

2)成對染色體排列於細胞的中央,進行第一次分裂,使得成對的染色體分離此過程為減數分裂的重要特徵,需特別注意

3)細胞分隔漸漸產生,形成兩個子細胞。

4)兩個子細胞接著進行第二次分裂,染色體排列於細胞中央,複製的染色體分離。

5)細胞分隔漸漸產生,形成四個子細胞,子細胞內染色體數目減半,而且染色體均不成對。
因為此過程導致染色體數目減半,所以才稱之為減數分裂喔!

五、單套及雙套染色體的定義

1.雙套染色體(以2n表示)

1)細胞核中的染色體,如果都兩兩成對,我們就稱此細胞為具有雙套染色體的細胞。

2)進行有性生殖的生物,其細胞核內兩兩成對的染色體,一條來自於父親,另一條來自於母親,而且形狀大小都一樣,我們稱此兩兩成對的染色體為同源染色體。

3)人體中具有細胞核的體細胞中,均具有雙套的染色體,例如:肌肉細胞、皮膚細胞、白血球細胞;而尚未進行減數分裂的生殖細胞,如:睪丸細胞與卵巢細胞也都是具有雙套染色體喔!

2.單套染色體(以n表示)

有性生殖的生物,會透過減數分裂的方式來產生精子與卵,精子與卵內的染色體只具有成對染色體中的其中一條,染色體均不成對,我們稱此細胞具有單套染色體。

例如:睪丸細胞(2n)-減數分裂->精子(n
卵巢細胞(2n)-減數分裂->卵子(n

3.果蠅體細胞與配子細胞(精子或卵子)的染色體套數如下圖所示:

圖片來源:國立編譯館

 

六、細胞分裂與減數分裂的比較

細胞分裂方式

發生位置

染色體複製次數

細胞分裂

次數

子細胞數目

子細胞染色體數目

細胞分裂

體細胞

1

1

2

和原來細胞數目相同

減數分裂

生殖細胞

1

2

4

染色體數目減半

 

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