一、遺傳
- 染色體與基因:
- 概念:染色體存在於細胞核中,上面帶有許多基因,基因決定生物的性狀。同源染色體是成對的,形狀大小相同。
- 舉例:人類有23對染色體,其中一對是性染色體(決定性別),其他22對是體染色體。決定眼睛顏色的基因就在某條染色體上。
- 遺傳法則:
- 概念:孟德爾的遺傳法則,包含顯性與隱性性狀、基因分離和自由組合。
- 舉例:白化症是隱性遺傳疾病,如果父母都是帶因者(Aa),他們的孩子就有25%的機率患有白化症(aa)。
- 性別遺傳:
- 概念:人類的性別由性染色體決定,女生是XX,男生是XY。
- 舉例:血友病和紅綠色盲是X染色體上的隱性遺傳疾病,因此男生罹患的機率比女生高。
- 遺傳疾病:
- 概念:因基因或染色體異常引起的疾病。
- 舉例:唐氏症是第21對染色體多了一條;軟骨發育不全症是基因突變造成。
二、生物技術
- 基因轉殖:
- 概念:將特定基因從一個生物體轉移到另一個生物體,使其表現出新的性狀。
- 舉例:將人類胰島素基因轉殖到細菌中,讓細菌大量生產胰島素,造福糖尿病患者。
- 複製:
- 概念:利用細胞核移植技術,產生與供核生物基因完全相同的個體,屬於無性生殖。
- 舉例:複製羊桃莉就是將一隻羊的乳腺細胞核,移植到另一隻去核的卵細胞中,再植入代理孕母子宮發育而成。
- 育種:
- 概念:透過人為選拔、雜交等方式,改良生物品種,產生新的性狀。
- 舉例:從野生甘藍菜培育出花椰菜、高麗菜等不同品種。
三、生物演化與化石
- 化石的形成與意義:
- 概念:生物遺體或活動痕跡被埋藏在沉積岩層中,經過長時間的變化形成。化石是研究生物演化的重要證據。
- 舉例:恐龍骨骼化石可以讓我們了解恐龍的體型和生活方式;岩層中的珊瑚化石可以推測該地層曾經是溫暖淺海。
- 活化石:
- 概念:指現存的生物,其形態構造與數百萬年前的化石幾乎沒有改變。
- 舉例:銀杏、鱟、腔棘魚、鸚鵡螺都是著名的活化石。
- 演化證據:
- 概念:除了化石,比較解剖學、胚胎學、分子生物學等都能提供演化證據。
- 舉例:馬的化石序列顯示牠的體型、腳趾數量和牙齒形態隨時間的變化,證明了馬的演化歷程。
四、生物分類
生物分類是將地球上多樣的生物,依據其形態、構造、生理、遺傳等特徵,有系統地分成不同類群的科學。
分類階層:
- 概念:生物分類有七個主要階層,由大到小依序是:界、門、綱、目、科、屬、種。
- 舉例:
- 人類的分類:
- 界:動物界
- 門:脊索動物門
- 綱:哺乳綱
- 目:靈長目
- 科:人科
- 屬:人屬 (Homo)
- 種:智人種 (sapiens)
- 臺灣二葉松的分類:
- 界:植物界
- 門:裸子植物門
- 綱:松綱
- 目:松目
- 科:松科
- 屬:松屬 (Pinus)
- 種:臺灣二葉松 (taiwanensis)
- 人類的分類:
五界說:
- 概念:這是目前最廣泛採用的生物分類系統,將所有生物分為五大界,每個界別有其獨特的特徵。
- 五大界別及舉例:
- 原核生物界:
- 特徵:細胞內沒有核膜包圍的細胞核,也沒有其他膜狀胞器。通常是單細胞生物。
- 舉例:細菌(如大腸桿菌、肺炎鏈球菌)、藍綠菌(如顫藻、新月藻)。
- 原生生物界:
- 特徵:細胞內有核膜包圍的細胞核和膜狀胞器,但構造相對簡單,大多是單細胞或簡單的多細胞生物。
- 舉例:原生動物(如草履蟲、變形蟲)、藻類(如矽藻、海帶、紫菜)、原生菌類(如黏菌)。
- 真菌界(菌物界):
- 特徵:細胞內有核膜包圍的細胞核和膜狀胞器。細胞有細胞壁但沒有葉綠體,無法行光合作用,主要以分解者或寄生方式獲得養分。個體由菌絲構成或為單細胞。
- 舉例:酵母菌、黴菌(如黑黴菌、青黴菌)、菇類(如香菇、靈芝)、竹蓀。
- 植物界:
- 特徵:通常是多細胞生物,細胞有細胞壁和葉綠體,能行光合作用製造養分。有根、莖、葉等構造分化。
- 舉例:蘚苔植物(如地錢)、蕨類植物(如筆筒樹、山蘇)、裸子植物(如銀杏、松樹)、被子植物(如玫瑰花、玉米、榕樹)。
- 動物界:
- 特徵:多細胞生物,細胞沒有細胞壁和葉綠體,無法行光合作用,必須攝食獲取養分。具有運動能力,細胞有核膜包圍的細胞核和膜狀胞器。
- 舉例:刺絲胞動物(如水母、海葵)、軟體動物(如蝸牛、章魚)、節肢動物(如昆蟲、蜘蛛)、脊索動物(如魚類、兩生類、爬蟲類、鳥類、哺乳類)。
- 原核生物界:
二名法:
- 概念:由瑞典科學家林奈所創立,為每種生物制定一個全球通用的學名。學名由兩個拉丁文組成:第一個字是屬名(第一個字母大寫),第二個字是種小名(全部小寫)。學名必須以斜體字書寫,或在下方畫線,以示區別。
- 意義:學名能精確指出生物的種類,避免俗名因地區差異而造成混淆,有助於全世界的科學家進行溝通和研究。
- 舉例:
- 人類的學名是 Homo sapiens。
- 臺灣獼猴的學名是 Macaca cyclopis。
- 家貓的學名是 Felis catus。
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