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
（2）進行有性生殖的生物，其細胞核內
（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次 |
1次 |
2個 |
和原來細胞數目相同 |
|
減數分裂 |
生殖細胞 |
1次 |
2次 |
4個 |
染色體數目減半 |