Transcript 減數分裂
生殖概念綱要 重點大綱 一、細胞分裂 1.染色體扮演的角色 2.有絲分裂與減數分裂比較 二、無性生殖 1.無性生殖的特性 2.不同的無性生殖 三、有性生殖 1.有性生殖與無性生殖的異同 2.動物的有性生殖：卵生、卵胎生與胎生 3.植物的有性生殖：被子植物、裸子植物、蕨類與蘚苔植物的有性 生殖 一、細胞分裂 目前最熟悉的細胞分裂方式有二： 1. 有絲分裂：是生物最簡單的生殖模式，透 過細胞分裂，單細胞生物可以增加個數。 2. 減數分裂：與受精過程配合，確保有性生 殖過程，親子間染色體數目一致。 • 從分裂的過程可以發現，染色體是細胞進 行分裂時的主角。 細胞週期 細胞週期指的是一個細胞的生活史中，可 能包括細胞成長期和細胞分裂期。 1. 細胞生長期：較長。通常進行生長時所需的 生理反應；在準備進入分裂前，會複製染色 體。 2. 細胞分裂期：較短，不一定發生。 1.染色體 真核生物的染色體位於細胞核內，由蛋白質 和去氧核醣核酸(DNA)組成；其中的DNA 為遺傳物質。 DNA：控制生物性狀與生理活動的基因位於 DNA上，為了確保生物在生殖過程前後的個 體為同種生物並具有相同的性狀與特徵，因 此必須確保DNA在生殖過程前後的一致性， 故稱DNA為遺傳物質。 染色體扮演的角色 染色體作為DNA的載體，因此成為細胞分裂與生 殖過程中最重要的角色： 1. 同種生物染色體數目必一致。 2. 在生物一般體細胞染色體往往兩兩成對，其形狀、 大小和攜帶的基因大致相同，稱之為同源染色體。 體細胞因為有成對的染色體，故稱為雙套染色體 (2N)。 3. 在形成配子細胞時，同源染色體會分離到不同細 胞，所以配子細胞只會擁有同源染色體中的一個， 故為單套染色體(1N)。 有絲分裂 有絲分裂可以確保分裂前後，母細胞和子細 胞的遺傳物質完全相同。 過程：染色體複製→染色體規則排列於細胞 中央→複製染色體分離平均分配至兩側→細 胞膜凹陷逐漸形成兩個子細胞 有絲分裂過程圖 A1 A2 A 細胞內 有成對的 染色體 A1 A2 A1 A2 B 每條染 色體複製 一次 A1 A2 A1 A2 C 複製後 的染色體 分離至細 胞兩端 A1 A2 A1 A2 D 細胞中 央分裂為 二 A1 A2 A1 A2 E 形成兩個 子細胞，細 胞內的染色 體數目和原 來細胞相同 減數分裂 減數分裂的子細胞只擁有母細胞染色體的一 半，染色體數由2N變成1N，通常是為了與 有性生殖的受精作用配合，以確保有性生殖 過程的親子間染色體數目一致。 染色體複製→同源染色體分離→形成兩個子 細胞→複製染色體規則排列於細胞中央→複 製染色體分離平均分配至兩側→細胞膜凹陷 逐漸形成四個子細胞 減數分裂過程圖 A1A1 A1 A1A1 A1 A1 A2 A1 A2 A1A2 A1 A1 A2 A2 A2A2 A2 A2A2 A 細胞內 B 每條染 C 複製後 有成對的 色體複製 的同源染 色體分離 染色體 一次 至細胞兩 端 D 細胞中 央分裂為 二，形成 兩個子細 胞 A2 E 子細胞內 複製後的染 色體分離， 移向細胞兩 端 F 共產生四 個子細胞， 子細胞內染 色體數目減 半 2.有絲分裂和減數分裂的比較 分裂 複 方式 製 分 裂 子細胞 染色體 子細胞 數目 細胞 種類 細胞 分裂 一 一 次 次 不 變 雙 套 二 個 體 細 胞 減數 分裂 一 二 次 次 減 半 單 套 四 個 生殖 細胞 二、無性生殖 無性生殖是指個體數目增加的過程中，沒有 經過配子形成或受精階段；因此以細胞分裂 (有絲分裂)為基礎，故新個體和原來的個體 遺傳物質完全相同。 由於新個體和原來個體的遺傳物質一樣，故 有利於培養同一種優良特性的個體。 目前能行無性生殖的多細胞生物，通常也能 型有性生殖；但型有性生殖的生物未必可以 進行無性生殖。 2.無性生殖的類型 類型 常見生物 說明 分裂生殖 單細胞生物，如變形蟲 單細胞生物以細胞分裂方式增 加個體數目 斷裂生殖 水棉、渦蟲等 個體受外力斷裂時，片段各自 發育為新個體 出芽生殖 水螅、酵母菌 個體產生芽體，發育成熟後脫 落為新個體 孢子繁殖 黴菌、蕈類、蘚苔、蕨類 個體產生細小的孢子，隨風飄 至適合的環境發育為新個體 營養器官 繁殖 維管束植物 維管束植物利用根、莖或葉等 營養器官，產生更多個體 三、有性生殖 有性生殖的過程會有雌雄個體的配子細胞結合(受 精)的過程；為確保親子間染色體數目一致，必須 先有減數分裂，將染色體從生殖母細胞的2N變成 配子的1N。 有性生殖藉由減數分裂與受精過程，確保親子之間 染色體數目一致。對子代而言，任一對染色體中， 必有一個來自父方，另一個則來自母方。 子代的遺傳物質是雙親的組合，透過基因重組，使 個體具有多樣性；就整個族群來說，則增加對環境 的適應力。此即為演化的原動力。 有性生殖模式圖 雄配子（精子） 1N 2N 受 減數分裂 2N 2N 精 2N 1N 雌配子（卵） 受精卵細胞分裂、細胞分化； 發育為新個體 1.無性生殖與有性生殖的比較 生殖方式 無性生殖 有性生殖 參與個體 雌雄個體 受精過程 單一個體，無性 別差異 無 細胞分裂方式 有絲分裂 減數分裂、細胞分裂 親子間性狀比較 完全相同 影響 個體間無差異， 可快速培養具優 良性狀的農作物 有 部分相同 個體間有差異性，有 利於適應環境 2.動物的有性生殖 依照精細胞和卵細胞的結合地點，動物的有 性生殖可分為體外受精和體內受精。 依照受精卵的發育地點和養分來源，動物的 有性生殖又可分為卵生、卵胎生和胎生。 動物的有性生殖 受精地點 體外受精 體內受精 受精機率 小 大 產卵數 多 少 發育方式 卵生 卵生 卵胎生 胎生 發育地點 母體外 母體外 母體輸卵管 母體子宮 養分來源 受精卵本身 卵形 大 例如 多數魚類、 兩生類、珊 瑚等 受精卵本身 受精卵本身 母體血液(透過 臍帶和胎盤) 大 大 昆蟲、爬蟲 大肚魚、孔 類、鳥類 雀魚、鯊魚 和部分爬蟲 類 小 除了針鼴和鴨 嘴獸之外的哺 乳類動物 3.植物的有性生殖 植物分為蘚苔類、蕨類、裸子植物和被子植 物，皆可行有性生殖；然而前二者較不易觀 察，裸子植物則以毬果為生殖器官，只有被 子植物才會以花為生殖器官並產生果實。 裸子植物雖沒有花，但有花粉和胚珠，可形 成種子，故和被子植物合稱為種子植物。 被子植物有性生殖步驟：開花→傳粉→花粉 管萌發→受精→結果→傳播。 花的型態 完全花的構造由內而外有雌蕊、雄蕊、花瓣 和花萼；若缺少部分構造則稱為不完全花。 雌蕊：分為柱頭、花柱和子房；子房內有胚 珠，胚珠內有卵細胞。 雄蕊：分為花葯和花絲；花葯上有花粉，花 粉內有精細胞。 花瓣和花萼：作為保護與吸引。 傳粉策略與花形 依照傳粉作用力，可將植物分為蟲媒花、風媒花、 或是水媒花等 風媒花 蟲媒花 花形顏色 較小、顏色不顯眼 較大、顏色鮮艷 香氣蜜腺 少有香氣和花蜜 香且多蜜 花粉數量 多 較少 花粉重量 輕 重且有黏性 開 花 植 物 有 性 生 殖 過 程 圖 種子與果實 花粉管：將精細胞送入胚珠與卵結合，種子 植物因為花粉管的出現，不需水作為受精媒 介，故能適應陸地生活。 受精後，胚珠變成種子，子房變成果實；一 個果實的種子數量應等於或少於胚珠數。 種子聯想：有種子的植物，就有花粉和胚珠， 卻不一定有花和果實。