主題7：生物體的生殖

單元參：生物的有性生殖

 

一、有性生殖的特徵

進行有性生殖的生物，其生殖細胞會進行減數分裂產生雌配子（卵）及雄配子（精子），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。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。

 

二、受精作用的過程及其對生物體的意義

1.雌配子（卵）及雄配子（精子）的結合過程稱為受精作用，是有性生殖的重要過程。

2.受精作用使得受精卵能夠擁有來自於卵（單套染色體）及精子（單套染色體）的染色體，而形成一具有雙套染色體的細胞，以維持子代個體染色體數目與親代相同。人體精卵結合過程中染色體套數變化如下圖所示。

圖片來源：國立編譯館

3.受精卵中的染色體是由精子與卵的染色體所共同組成，所以受精卵中的每一對染色體，均是由精子提供一條而卵子提供另一條所組成，造成染色體重新配對重組，使得子代與親代間具有個體上的差異。

 

三、依受精作用發生場所的不同，可區分為體外受精及體內受精

1.體外受精：
雌配子（卵）及雄配子（精子）的結合地點發生於母體外，稱之為體外受精，如：珊瑚、大多數魚類、兩生類等，此過程因發生於母體外，所以受精成功率較低，於是雌、雄生物體常會同時釋放大量的卵及精子於水中，使受精的成功機率增加。

2.體內受精：
雌配子（卵）及雄配子（精子）的結合地點發生於母體內，雄性個體需藉由交配行為將精子送入雌性個體內和卵結合，精卵受精的過程較不易被干擾和破壞，所以受精成功機率較高，雌性個體所產生的卵通常比體外受精的動物少。如：昆蟲、爬蟲類、鳥類、哺乳類。

 

四、動物胚胎的發育方式可區分為卵生、卵胎生及胎生

受精成功後的受精卵會開始進行多次的細胞分裂，最後發育成胚胎。動物依胚胎發育所需養分來源和發育場所的不同，可區分為卵生、胎生和卵胎生動物

1.卵生動物：
昆蟲、大多數魚類、兩生類、大多數的爬蟲類、鳥類和少數的哺乳類都是卵生動物。卵生動物的胚胎在母體外發育，發育所需的養分完全由卵提供，因此卵黃含量最多。卵生動物因將卵產出於母體外，胚胎發育風險較高，存活率通常較低。

2.胎生動物：
許多哺乳類以胎生的方式繁衍後代。胎生動物的胚胎留在母體的子宮內發育，母體的養分經由胎盤和臍帶提供給胎兒利用，直到胎兒發育成熟由母體產出。胎生動物的胚胎發育所需的養分由母體提供，因此卵黃含量最少。胎生動物的胚胎在母體內發育，風險相對較低，後代存活率通常較高。

3.卵胎生動物
大肚魚、孔雀魚、部分鯊魚、部分毒蛇（赤尾青竹絲和雨傘節）等均為卵胎生動物，卵胎生動物的胚胎在母體內發育，具有胎生動物之特色，而且胚胎所需的養分由卵供應，具有卵生動物之特色，胚胎直到發育成幼體時才離開母體，這種發育方式，兼採卵生與胎生的特色，所以稱之為卵胎生。

4.卵生、卵胎生及胎生動物之特色比較

 

五、動物的繁殖行為及其目的

1.動物繁殖行為的目的
行有性生殖的動物，常會表現出求偶、交配、護卵和育幼等各種繁殖行為，其最主要的目的在於確保物種的延續。

2.動物的繁殖行為

（1）求偶行為：
不同的動物會利用氣味、顏色、聲音或舞蹈等方式來吸引異性的注意，用以獲得交配權。

※利用氣味求偶之動物：雌蛾及哺乳類會散發特殊氣味，吸引異性注意。

※利用顏色求偶之動物：大多數鳥類於求偶期間，羽色會變得鮮豔，來吸引異性注意，如：小白鷺、水雉、孔雀等。

※利用聲音求偶之動物：雄蛙於繁殖期間，會鼓起鳴囊發出宏亮的聲音來吸引雌蛙注意，以便於獲得交配權。

※利用舞蹈求偶之動物：大多數鳥類會配合鮮豔的羽毛，再配合抖動身體的舞蹈，來吸引異性的注意，如：丹頂鶴、金雞等

（2）護卵行為：
海龜於交配後會在沙灘上挖洞產卵，離去前會將沙覆蓋壓平，藉此來保護卵；另外母企鵝產卵後，將會由公企鵝及母企鵝輪流孵蛋，以確保卵的發育。其實大部分鳥類均有孵蛋護卵的行為，來確保後代能順利孵化。

（3）育幼行為：
大多數的鳥類會於雛鳥孵出後，會抓取食物來餵養雛鳥，而哺乳類生物亦會分泌乳汁來哺育下一代。這種育幼行為常出現於高等的動物身上，用以提高後代的存活率。

 

六、花的構造及功能

花是植物的生殖器官，一朵典型的花包括：萼片、花瓣、雄蕊及雌蕊四個部分，共同著生於花托上，以下將介紹各部位的功能：

1.萼片：一般為綠色，可用以保護花瓣和花蕊。

2.花瓣：色彩鮮豔或其氣味能吸引動物來進行傳粉。

3.雄蕊：由花絲及花藥組成，花藥內含有大量花粉，花粉內則具有精細胞。

4.雌蕊：由柱頭及子房所組成，子房內具有胚珠構造，胚珠內則具有卵細胞。

 

七、開花植物的生殖過程（請見下圖及說明）

1.授粉：花粉藉由風力、昆蟲或鳥類的幫忙，由雄蕊花藥上傳播至雌蕊柱頭上的過程。

2.受精作用：授粉後，花粉會萌發長出花粉管，延伸進入子房中與胚珠連結，花粉內之精細胞經由花粉管進入胚珠中，與卵細胞結合成受精卵，完成受精作用。

3.發育成新個體：受精後，子房會膨大發育成果實，而胚珠將發育成種子，當種子傳播至適當的地方，即可萌芽長出新個體。

 

八、有性生殖對於物種生存、發展的優缺點

1.有性生殖的優點
有性生殖的過程，需要經過精子與卵子結合的受精過程，才能產生新的子代，子代中的染色體經過重新配對與組合，造成子代與親代間的差異，這樣的差異能夠提高子代對變異環境的適應力。

2.有性生殖的缺點
有性生殖所產生的子代與親代之間會有差異存在，所以具有優良特徵的親代，經由有性生殖所產下的子代，不一定能夠保留親代的優良特徵，對於優良品種的保存較為不易。

 

九、延伸學習