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國中自然
第二冊
部編版 學習手冊
主題：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 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
主題：生物體的生殖
單元貳：生物的無性生殖
一、 無性生殖的特徵
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。也就是說只需要單獨的生物個體，即可繁殖出下一代的方式。
以下將針對常見之無性生殖方式作簡單的介紹。
二、 常見之無性生殖方式
1.分裂生殖
部分單細胞生物，如：細菌、變形蟲、草履蟲等，只需要進行一次細胞分
裂，即可產生兩個新的個體，這種只需要分裂即可產生下一代的方式，稱
之為分裂生殖。
2.出芽生殖
水螅及酵母菌會在其生長過程中，從身體側邊長出新的芽體，此芽體在母
體的養分供應之下，會逐漸地長大並成熟，最後會脫離母體而形成一個獨
立的新個體，此種經由芽體而產生下一代的方式，就稱之為出芽生殖。
3.斷裂生殖
渦蟲、水綿、海星等生物受外力作用而斷裂成兩個或多個片段，這些斷裂
的片段會再繼續發育成新的個體，這種透過斷裂的過程來產生新個體的方
式，即稱之為斷裂生殖。
4.孢子繁殖
黴菌、香菇等生物會在其生長過程中製造出大量的孢子，這些孢子通常都
很輕盈可以隨風飄散，若飄散至適當的環境即可萌發長成新的個體。此種
生產孢子來繁殖下一代的過程，稱為孢子繁殖。
5.營養器官繁殖
植物除了可以開花產生種子來繁殖下一代之外，也可以利用其營養器官
（根、莖、葉）的某一部份，來繁殖產生新的植物體，如：蕃薯可以利用
其膨大的塊根來產生新的蕃薯、馬鈴薯膨大的塊莖可以發芽長成新的馬鈴
薯植株、落地生根以及石蓮可利用肥厚的葉片來行成新的個體。
6.植物組織培養
在實驗室中，取出植物體生長旺盛的組織，放入富含營養物質及生長所需
激素的容器中，透過細胞體的全能性，細胞會進行多次的細胞分裂，最後
發育形成新的個體。如：園藝上常利用此種方法來培養蘭花的幼苗。
三、 無性生殖對於物種生存、發展的優缺點
1.無性生殖的優點：
（1）生物行無性生殖時，不需經過配子的結合，產生的新個體幾乎和親
代一樣，因此對於品種的保存十分重要。
（2）當環境沒有變動時，無性生殖產生與親代相同的新個體，使新個體
能夠適應環境而生存。
（3）無性生殖的生物並不需要配子結合的過程，只需單獨的生物體即可
進行繁殖，其繁殖產生新個體的速度較快。
2. 無性生殖的缺點：
無性生殖的優點其實也是缺點，當無性生殖的生物遭遇環境改變，而環境
變化劇烈而不利於生存時，這些利用無性生殖所產生的個體，其彼此之間
因缺乏差異性，而容易被環境所淘汰。
四、 延伸學習
人工繁殖人工繁殖人工繁殖人工繁殖
人工繁殖主要利用植物營養器官繁殖的方式來進行大量且快速的繁殖，
主要應用於農業及園藝上。所繁殖的新植株不必從種子開始培育，只需
根、莖、葉的構造即可繁殖，在繁殖的數量及速度上均勝於一般開花結
果的方式。
扦插扦插扦插扦插
把植物的一段莖切下來種到土中，有些植物在種到土中之前，需要先浸
在水中一段時間，刺激植物長出新根，最後再植入土中長成一棵新植株。
嫁接嫁接嫁接嫁接
從某植物上切下一段枝條，轉植到其他植物上，即可稱為嫁接。其中被
切下來的枝條部分稱為接穗，而接受接穗的植株稱為母株。嫁接的方式
有許多種，若是將切下的枝條接到同株植物的不同部位，稱為自體嫁接；
如果將枝條接於另一株同種植物上，稱為同體嫁接；而如果是接於不同
種類植物上，稱為異體嫁接。
主題：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
比較項目 卵生 卵胎生 胎生
受精卵
發育場所 母體外 母體內
母體內
（子宮）
養分來源 卵本身
提供
卵本身
提供 母體提供
卵大小 較大 次之 較小
存活率 較低 次之 較高
產卵數 較多 次之 較少
舉例
昆蟲、大部分魚類
兩生類、鳥類
大部分爬蟲類
鴨嘴獸、針鼴
孔雀魚、大肚魚
部分鯊魚
青竹絲、雨傘節
哺乳類
特例特例特例特例
鴨嘴獸鴨嘴獸鴨嘴獸鴨嘴獸、、、、
針鼴針鼴針鼴針鼴::::卵生卵生卵生卵生
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
異花授粉異花授粉異花授粉異花授粉
花粉從一朵花傳粉到另一株同種植物上的過程，傳粉時通常需要藉助風
力、昆蟲或鳥類的幫忙才能完成。若花粉掉落在不同種植物的花朵上，
就不會進一步發育。
自花授粉自花授粉自花授粉自花授粉
花朵所產生的花粉能夠掉落於同朵花的柱頭上，並完成傳粉及受精的過
程，如：豌豆、蕃茄、甜椒等植物，這類植物可以不需要藉由風力、昆
蟲或鳥類的幫忙，即可自行完成授粉的工作，可種植於網室中亦可結果。
風媒花與蟲媒花風媒花與蟲媒花風媒花與蟲媒花風媒花與蟲媒花
風媒花：藉由自然風力來傳粉的花，如：玉米、水稻、車前草等。風媒
花花朵通常較小、花瓣小而平淡無味、花粉量多而輕、開花期較短。
蟲媒花：藉由昆蟲來傳粉的花，如：杜鵑、茶花、百合花等。蟲媒花花
朵通常較大、花瓣鮮豔具有香味、花粉量少而重、開花期較長。
主題：生物體的生殖
單元肆：人類的生殖行為
一、 男性生殖系統的組成及其功能
男性個體進入青春期後，由於睪丸分泌的雄性激素增加，促進生殖系統的
發育，使得睪丸可以開始產生精子，並出現男性第二性徵，如：長鬍子、
聲音低沈、長出喉結等。
二、 女性生殖系統的組成及其功能
女性個體進入青春期後，由於卵巢分泌的雌性激素增加，促進生殖系統的
發育，使得卵巢可以開始產生卵子，並出現女性第二性徵，如：胸部變大、
聲音尖銳等。
名稱 功能
睪 丸 分泌雄性激素、產生精子。
輸 精 管 運送精子。
陰 莖 交配器官，將精子送入女性體內。
攝 護 腺 分泌液體，利於精子活動。
名稱 功能
卵 巢 分泌雌性激素、產生卵。
輸卵管 運送卵，精卵受精的場所。
子 宮 胎兒發育的場所。
陰 道 接受陰莖進入，胎兒產出的產道。
三、 懷孕和分娩的過程（請見下圖及說明）
1.受精：
（1）兩性發生性行為，男性的陰莖進入女性陰道內，達到高潮後將精液
射出，使精子進入女性體內。
（2）精液中的精子開始游動，穿越子宮頸到達子宮，並進入輸卵管中與
卵子結合形成受精卵。
2.著床：
受精卵一邊進行著多次的細胞分裂，並同時往子宮移動，到達子宮後受精
卵埋入增厚的子宮內膜，繼續發育成胎兒。
3.胎兒的發育：
（1）胎兒在子宮內發育，藉由胎盤和臍帶從母體中獲得養分與氧氣，並
將胎兒產生的代謝廢物送入母體代為排出。
（2）胎兒被羊膜包圍，羊膜內充滿羊水，可以減低碰撞的衝擊，以保護
胎兒。
（3）胎兒整個發育的過程，約需要 38~40 個星期的時間。
4.分娩：
（1）陣痛：胎兒長到一定大小時，會刺激子宮壁產生強力收縮而引起週
期性的陣痛，陣痛是分娩的前兆，發生時應盡快前往醫院待產。
（2）胎兒娩出：子宮持續收縮產生強大壓力，此時子宮頸慢慢張開，胎
兒順勢由陰道產出。
（3）胎盤及臍帶娩出：胎兒娩出後，醫生會剪斷胎兒的臍帶，使胎兒順
利離開母體，隨後子宮內的胎盤及臍帶亦被娩出，完成整個分娩的
過程。
四、 延伸學習
青春期青春期青春期青春期
青春期也就是生殖器官成熟的時期，女性青春期大約發生於 11~15 歲之
間，男性則發生於 13~15 歲之間，通常女性青春期比男性早。而進入青
春期的男性與女性，由於受到性激素（雄性激素與雌性激素）的刺激，
在身體結構上會發生一系列的變化，所產生的所有結果統稱為第二性
徵。例如：男性第二性徵會長出鬍子、聲音變低沈並長出喉結等；而女
性第二性徵會造成胸部變大、聲音變尖銳、臀部變大等特徵。而此時男
性與女性並會開始製造精子與卵子，已經具有生育的能力。
主題：生物體的遺傳
單元壹：基因與遺傳的關聯
一、 基因與遺傳的關係
在生殖的主題中，我們知道生物會藉由有性生殖或無性生殖的過程來產生
下一代，同學們請仔細思考在整個生殖過程中，究竟下一代從親代獲得了
什麼東西呢？為什麼下一代的生物體會長得像親代的個體呢？
原來在整個生殖過程中，親代將身上的遺傳物質傳遞給了下一代，而此遺
傳物質將會影響後代的生長與發育，並控制後代形態及特徵的表現。
例如：人類雙眼皮及單眼皮的特徵、能捲舌或不能捲舌的特徵、膚色的深
淺、豌豆植物莖的高矮及種子的顏色等特徵，均是由親代所傳遞下
來的遺傳物質所控制的，這種親代將特徵傳遞給下一代的過程，我
們就稱之為「遺傳」。而生物所展現出來的種種特徵，我們也以「性
狀」一詞作為統一的稱呼。
1.遺傳物質的介紹：
以人類為例，人類細胞核內具有的遺傳物質就是染色體，若將染色體解開
來觀察，就能發現其實染色體是由許多細絲狀的物質纏繞所形成的，而這
些絲狀物質就是由我們所熟知的 DNA（去氧核醣核酸的簡稱）及蛋白質所
組成。而在細長的 DNA 上具有許多可以控制不同性狀表現的片段，稱之為
「基因」，例如：雙眼皮的基因會控制人體表現出雙眼皮的性狀，豌豆的
高莖基因會控制豌豆表現出高莖的性狀。
2.基因的特色：
（1）每一條染色體上具有許多不同的基因，分別控制不同性狀的表現。
（2）控制某一種性狀的基因是成對存在的，而成對的基因位於同源染色
體的相對位置上，如下圖所示。
圖片來源：國立編譯館
二、 基因如何透過生殖作用傳遞給下一代
1. 進行有性生殖的生物，在生殖的過程中，細胞會進行減數分裂產生雌雄
配子，此時成對的同源染色體互相分離，而位於同源染色體上的各對基
因，也隨染色體分離到配子中，此時每個配子中只具有成對基因的某一
個基因而已。而後當精子與卵子結合形成受精卵，此時基因又組合在一
起而成對存在於受精卵中。所以我們身上都攜帶著由父親及母親所提供
的一半基因，來共同影響我們性狀的表現。
2. 進行無性生殖的生物，在生殖的過程中，細胞會直接進行細胞分裂，來
產生下一代個體的細胞，所以下一代細胞中的染色體與基因會完全與親
代相同，所產生的下一代其性狀也會與親代相同。
主題：生物體的遺傳
單元貳：孟德爾的遺傳法則
一、生物遺傳的基本原則
19 世紀末期奧地利的孟德爾神父，在教堂花圃中從事豌豆的雜交試驗，並
詳細記錄豌豆繁殖結果，再利用推論及運用數學分析的方法，歸納出豌豆
遺傳的法則，而被尊稱為遺傳學之父。整個實驗中，孟德爾發現生物的遺
傳遵循下列幾個基本的原則。
1.影響豌豆種子顏色的基因具有兩種形式，一種為可讓豌豆種子呈現黃色
的基因，另一種為讓種子呈現綠色的基因。當此兩種基因成對存在時，
孟德爾發現只有控制黃色種子性狀的基因會表現出來，而蓋過了綠色基
因的表現，因此，孟德爾認為控制性狀表現的基因，具有顯性與隱性之
分，以豌豆種子性狀為例：控制種子呈現黃色的基因即為顯性基因，可
用大寫字母（Y）表示；而控制種子呈現綠色的基因即為隱性基因，可
用小寫英文字母（y）代表。
2.以豌豆種子性狀為例，兩個親代豌豆組合後的基因可能有 YY、Yy 以及
yy 三種，稱之為「基因型」，而豌豆種子所表現出來黃色或綠色性狀，
稱之為「表現型」，如下表所示。
基因型 表現型
YY 黃色種子
Yy 黃色種子
yy 綠色種子
3.再以豌豆高矮莖的遺傳為例，控制豌豆表現出高莖的基因為顯性基因，
常用大寫字母（T）表示，而控制豌豆表現出矮莖的基因為隱性基因，
常用小寫字母（t）表示。而豌豆高矮莖遺傳的過程中，可能會出現 TT、
Tt 和 tt 此三種基因型式的組合，分別會控制豌豆表現出高莖（TT）、高
莖（Tt）及矮莖（tt）的性狀。
二、孟德爾的遺傳實驗
孟德爾共研究了豌豆的七種性狀，用以歸納出遺傳的法則，現在就以豌豆
高矮莖的遺傳實驗為例，讓我們一起來探討孟德爾進行遺傳實驗的過程。
詳細過程請見下圖所示。
1. 親代純種性狀個體的篩選
孟德爾在進行豌豆高矮莖遺傳實驗之前，會先針對高莖及矮莖的豌豆進
行篩選，利用高莖豌豆多次的自花授粉，來篩選出純品係的高莖豌豆
（TT），而矮莖豌豆亦利用此方法，篩選出純品係的矮莖豌豆（tt）。
2. 親代雜交並產生第一子代
將所篩選出來的純品系高莖豌豆（TT）及矮莖豌豆（tt）進行雜交，透
過人工授粉的方式將矮莖豌豆的花粉傳遞至高莖豌豆的柱頭上，以便完
成受精作用，來產生第一子代的豌豆種子。
在整個受精過程中，矮莖豌豆（tt）透過減數分裂的過程來產生雄配子，
減數分裂的過程中，成對的 tt 基因將會自由且獨立地分配至不同的配
子中，得到帶有 t基因的雄配子。而高莖豌豆（TT）亦透過減數分裂的
過程來產生雌配子，減數分裂的過程中，成對的 TT 基因將會自由且獨
立地分配至不同的配子中，得到帶有 T基因的雌配子。
透過人工授粉的方法，將矮莖豌豆所產生的雄配子（t）與高莖豌豆所
產生的雌配子（T）結合，產生具有 Tt 基因的第一子代，由於所有第一
子代均帶有 Tt 基因，所以均表現出高莖的性狀。
3. 第一子代雜交並產生第二子代
將帶有 Tt 基因的第一子代高莖豌豆進行雜交，此時每個第一子代經減
數分裂後，均可能產生具有 T基因及 t基因的配子，再經過人工授粉的
過程後，就可產生具有 TT、Tt 及 tt 三種基因組合的第二子代，而表現
出具有高莖及矮莖的性狀。
孟德爾詳細記錄第二子代的實驗結果，經統計後發現第二子代基因型的
比例為 TT：Tt：tt 約為 1：2：1，而第二子代表現型為高莖：矮莖接
近 3：1。
圖片來源：國立編譯館
由以上的描述我們可以清楚地知道孟德爾進行豌豆遺傳實驗的過程，此過
程看似簡單，但對於當時處於遺傳知識尚未發達年代的孟德爾來說，此過
程是必須要不斷嘗試之後才能確定下來的，而經過孟德爾的細心觀察與推
論，找出了控制生物性狀遺傳的法則，是科學界中相當重要的發現。
三、棋盤方格法的應用
利用棋盤方格可以清楚地呈現出雌雄配子分配與組合的情形，就以豌豆高
矮莖遺傳實驗中第一子代雜交後所產生第二子代的結果來探討，將第一子
代均為高莖且基因為 Tt 之豌豆進行交配，將可能產生的精細胞基因（T
或 t）及卵細胞基因（T或 t）填入棋盤方格中，利用棋盤方格將精細胞與
卵細胞的基因進行組合，即可顯示出第二子代可能出現的基因組合，如下
表所示。
第一子代高莖豌豆（Tt）
精細胞
卵細胞 T t
T TT
高莖
Tt
高莖 第
一子
代高
莖豌
豆（
Tt）
t Tt
高莖
tt
矮莖
由上表可知，組合後的第二子代基因型有三種：TT：Tt：tt 比例為 1：2：
1，而表現型高莖：矮莖比例為 3：1，與孟德爾所記錄之比例相似，所以
運用此法可方便計算子代所產生之基因組合與表現型之比例與發生之機
率。
主題：生物體的遺傳
單元參：人類性狀的遺傳
一、 單對基因遺傳與多對基因遺傳
人類所表現出來的性狀都是由染色體上的基因所控制，大多數的性狀是由
同源色體上一對基因所控制，稱為單對基因遺傳，例如：單眼皮雙眼皮的
遺傳、捲舌不捲舌的遺傳、耳垂分離與緊貼的遺傳、有無美人尖與有無酒
窩等性狀的遺傳。
而另外一種遺傳方式是由多對基因共同控制一種性狀的表現，稱之為多對
基因遺傳，此種遺傳之性狀表現非常多樣化，可表現出多種組合的性狀特
徵，例如：人體身高、智商及體重等的遺傳均屬於此類。
二、 ABO 血型的遺傳
目前已知人類至少有 210 種血型，分屬於 23 個血型系統，目前最常被採
用者為 ABO 血型系統，現在就讓我們來瞭解人類的血型是如何遺傳的。
1. 控制血型的基因
人類的 ABO 血型是由 IA、IB和 i這三個基因所控制，其中 IA和 IB為顯
性基因，i為隱性基因，其基因型與表現型的控制如下表所示：
基因型 表現型（血型）
IAIA或 I
Ai A
IBIB或 I
Bi B
IAIB AB
ii O
2. 血型遺傳的棋盤方格表示法
精細胞
卵細胞 I
A I
B i
IA I
AIA（A 型） I
AIB（AB 型） I
Ai（A 型）
IB I
AIB（AB 型） I
BIB（B 型） I
Bi（B 型）
i IAi（A 型） I
Bi（B 型） ii（O 型）
例如：一對夫婦，爸爸血型為 A型（基因型為 IAi）、媽媽血型為 B型（IBi），其所生下之子女可能之基因型與表現型如下面棋盤方格表所示：
精細胞
卵細胞 I
A i
IB I
AIB（AB 型） I
Bi（B 型）
i IAi（A 型） ii（O 型）
基因型 IAIB：IAi：IBi：ii 比例為 1：1：1：1，而表現型 AB：A：B：O 比
例亦為 1：1：1：1。也就是說此對夫婦有可能生下此四種血型的下一代，
且每一種血型遺傳之機率均為 1/4。
三、性別的遺傳
人類的染色體共有 46 條（23 對），其中第 23 對染色體和控制性別有關，
我們稱之為「性染色體」，此對性染色體在男女生體內並不相同，男生擁
有的性染色體一條較長，另一條較短，常以 XY 符號表示；而女生則擁有
二條長的性染色體，常以 XX 符號表示。另外人體其他 22 對染色體，因與
控制人體其他性狀有關，稱之為「體染色體」。
性別的遺傳方式可用棋盤方格表示如下：
爸爸的性染色體（XY）
精細胞
卵細胞 X Y
X XX（女生） XY（男生）
媽媽
的性
染色
體（
XX）
X XX（女生） XY（男生）
爸爸的性染色體為 XY，經減數分裂後會產生具有 X染色體的精子與具有 Y
染色體的精子共二種，而媽媽的性染色體為 XX，經減數分裂後只會產生一
種具有 X染色體的卵。當人類進行交配將精子送入母體內後，帶有 X染色
體與 Y染色體的精子便開始展開追逐卵的比賽，若帶有 X染色體的精子先
進入帶有 X染色體的卵中，則胎兒的性別就已經決定為女生（XX），反之
若帶有 Y染色體的精子先進入帶有 X染色體的卵中，則胎兒的性別就決定
為男生（XY）了。藉由上面的棋盤方格可知一對夫婦生下男生與生下女生
的機會均等，均為 1/2。
主題：生物體的遺傳
單元肆：生物體的突變
一、 生物體的突變
生物體的突變是指遺傳物質發生改變，任何基因的改變或染色體的改變均
屬於突變。每一個細胞內的染色體或基因都有可能會發生突變，如果此突
變發生於生殖細胞中，就有機會遺傳給下一代；若突變發生於體細胞時，
則只會於個體表現出突變後的性狀，並不會遺傳給下一代。
基因突變可能為顯性或隱性，經過調查發現大多數的基因突變屬於隱性的
突變，若子代個體只由親代遺傳到一個隱性突變基因，則此子代並不會表
現突變的性狀；但若子代同時由親代雙方遺傳到二個隱性突變基因，則子
代就會表現出突變的性狀。
例如：白化症為隱性的遺傳性疾病，會讓生物體無法製造體內的黑色素，
因而形成白色的個體。假設控制正常膚色基因為 A，而造成白化症
之基因為 a，若一對夫婦其膚色均為正常，爸爸基因為 Aa，媽媽基
因也為 Aa，則生下子女之基因型與表現型如下面棋盤方格表所示：
爸爸的基因（Aa）
精細胞
卵細胞 A a
A AA（正常） Aa（正常）
媽媽
的基
因（
Aa）
a Aa（正常） aa（白化症）
由表中可知此對夫婦生下正常膚色小孩的機率為 3/4，而生下白化症小孩
的機率則為 1/4。
二、造成基因突變的原因
1. 自然突變
在自然情況下，細胞本身於複製染色體時所造成基因複製上的錯誤，此
種錯誤乃自然發生，其發生機率極低，但亦有可能發生。
2. 人為誘變
（1）物理因子所造成之突變：
基因若接觸到紫外線、放射線和 X光等物理因子，會造成基因突變
機率增加。
（2）化學因子所造成之突變：
基因若接觸到亞硝酸鹽、某些會致癌的防腐劑及染劑等化學因子，
亦會造成基因突變機率增加。
三、人類常見的遺傳性疾病與預防
1.人類常見的遺傳性疾病有白化症、血友病、紅綠色盲、地中海型貧血症、
蠶豆症等疾病，這些疾病均屬於基因突變所造成之遺傳性疾病。另外若
染色體數目異常，也會造成遺傳性疾病，如唐氏症即為第 21 對染色體
多出一條所造成之疾病，根據統計，孕婦的年齡越高，產下唐氏症嬰兒
的比例也越高，詳細發生機率請見下表：
孕婦年齡孕婦年齡孕婦年齡孕婦年齡 生出唐氏症小孩的機率生出唐氏症小孩的機率生出唐氏症小孩的機率生出唐氏症小孩的機率
20202020 1/12221/12221/12221/1222
25252525 1/10801/10801/10801/1080
30303030 1/7271/7271/7271/727
34343434 1/3791/3791/3791/379
40404040 1/901/901/901/90
45454545 1/221/221/221/22
2.遺傳性疾病的預防
（1）法律上禁止近親通婚：
具有血緣關係的親戚，因屬於同一個家族的分支，所以染色體上所攜帶
的基因較為相似，亦可能帶有隱性的遺傳疾病基因，若近親通婚常會造
成家族中隱性基因結合成對的機率增加，而促使隱性遺傳性疾病的發
生。為避免生出遺傳性疾病小孩，造成社會成本之負擔，故於法律上規
定禁止近親通婚。
（2）遺傳諮詢：
具有遺傳性疾病家族史的人，在結婚或生育前可至醫院遺傳諮詢門診接
受諮詢，藉由醫生之分析而能夠瞭解，生出帶有遺傳疾病嬰兒的機率有
多少，以作為未來生育時的參考。
（3）優生保健：
懷孕中的婦女應定期接受產前健康檢查，透過超音波檢查胎兒身體之發
育是否健全，另外亦可透過新生兒篩檢，分析新生兒之染色體及基因來
檢查新生兒是否具有先天性遺傳疾病，期能早期發現而儘早應變處置，
使疾病造成之傷害減至最低。
主題：生物體的遺傳
單元伍：生物科技的應用
一、 基因轉殖技術的運用
「基因轉殖」是指將不同生物的來源基因殖入另一生物體內，使其表現出
來源基因的性狀的方法。此種基因轉殖技術的運用，可以由以下幾個方向
來探討：
1.醫療方面：
過去糖尿病病人所需要的胰島素，是直接從豬、牛等動物的胰臟萃取而
得，所得胰島素純度較低且因為產量少而價格昂貴。現在透過基因轉殖技
術的幫忙，科學家將人類製造胰島素的基因片段轉殖入細菌的 DNA 中，透
過細菌表現人體胰島素基因的功能，幫助人類製造胰島素，且因細菌複製
快速且構造簡單，可提升胰島素之產量與純度，造福許多糖尿病人。
往後其他人體可以製造的激素與蛋白質產物，只要科學家找出其基因片
段，未來均有可能再透過細菌幫助人類製造，未來之應用層面將相當廣泛。
2.農業生產方面：
可將許多從野生品種植物中所篩選出來的抗蟲基因殖入農作物細胞內，使
植物可以表現抗蟲基因的功能，來對抗蟲害以減少農藥的噴灑，可以減低
生產成本又能降低農藥污染。
另一方面，也可以對農作物細胞中所攜帶的優良基因加以篩選，再轉殖入
其他農作物上，作為農作物品種改良的好方法。
3.畜牧業與養殖方面：
將牛、羊體內生長快速、提高乳汁品質及產量的優良基因，利用基因轉殖
的技術將優良的基因轉殖到其他牛、羊身上，促使其表現優良性狀的特徵。
從以上幾個面向來探討，基因轉殖技術的運用確實能夠帶來相當大的助
益，但是基因的轉殖必須審慎評估，避免帶有轉殖基因的生物危害到自然
界中的其他生物，而使野外的生物滅絕。而且經過基因轉殖的生物必須妥
善管理，以避免基因外流而改變野外的其他生物基因，因而破壞自然生
態，造成難以預料的生態浩劫。
二、 複製生物的探討
所謂的複製生物即是透過無性生殖的方式來產生下一代的個體，在第 7章
生殖單元的介紹中，已知許多的生物會透過無性生殖的方式來產生下一
代，例如：細菌的分裂生殖、水螅的出芽生殖、渦蟲的斷裂生殖、黴菌的
孢子繁殖與植物的營養器官繁殖等方式，但是此種生殖方式在高等的哺乳
類動物卻不曾發現，直到 1996 年第一隻經由無性生殖方式所複製的桃莉
羊誕生了，才打破以往認為高等哺乳類動物無法進行無性生殖的觀點，此
複製羊的成功，讓科學家相當興奮，而後陸續成功複製出豬、牛與猴子等
生物，更有甚者，科學界開始討論是否可以「複製人」，此觀點因牽涉到
人類倫理、宗教創世觀點及技術層面的考量，是否可行尚未有所定論。但
是否能夠只複製出人類器官供等待器官捐贈者使用，這個面向應較能被大
眾所接受，也是造福人類社會的好方法。
1.桃莉羊的複製過程：
（1）研究人員從一隻白面母羊體內分離出乳腺細胞，並取出細胞核待用。
(白面母羊提供遺傳物質)
（2）再從另一隻黑面母羊體內取出卵細胞，將卵細胞去除細胞核，留下
其他細胞部分待用。 (黑面母羊提供細胞質)
（3）將去核的卵細胞與乳腺細胞的細胞核融合後植入另一隻黑面母羊的
子宮內發育成長。(此黑面母羊為代理孕母)
（4）約經過 150 天的發育，複製羊桃莉就誕生了。而且桃莉羊為白面母
羊，可說明其遺傳物質來自於第一隻白面母羊其乳房細胞的染色
體，此生殖過程無須透過精子與卵子的有性生殖過程，單只利用體
細胞的染色體就能夠產生下一代了。
2.複製生物所帶來的優點與衝擊：
（1）優點：複製的生物個體，能表現出原有生物的特性，有助於維持生
物的優良特性，來保存優良的生物品種。
（2）缺點：複製生物的技術尚未成熟，還有許多技術有待科學家們改良
與克服，在應用上也必須謹慎評估，避免對原有生物造成影響。
三、延伸學習
基因改造生物與基因改造食品基因改造生物與基因改造食品基因改造生物與基因改造食品基因改造生物與基因改造食品
基因改造生物（Genetically Modified Organism；GMO）是指經過基因
轉殖而表現出外來遺傳性狀的生物。而利用此基因改造生物所製造出來
的食品，就稱為基因改造食品。例如：將抗輪狀病毒基因轉殖到木瓜樹
中，使木瓜樹具有抗病毒能力，則此木瓜樹稱為基因改良生物，而利用
其生產出來的木瓜所製造出來的相關產品，則稱為基因改造食品。
主題：生物體的演化
單元壹：演化的學說
一、物種的演變過程
藉由科學家所挖掘出來的同種化石來進行比較，可以發現在不同年代出現
的同種生物間具有外型特徵上的不同，我們將此改變稱為「變異」，而生
物經長時間而不斷發生變異的過程，稱之為生物的演化。
若以鯨魚的化石來探討鯨魚演化的過程，可以發現在 4900 萬年前鯨魚的
祖先具有蹼狀的四肢，生活於河口沼澤區中，而後至 1500 萬年前的鯨魚
祖先，其後肢退化消失，前肢變化成槳狀，身體呈現流線型，生活於海洋
的環境中，與現在的鯨魚相似，由此鯨魚化石的演變過程可以證明生物確
實不斷地在進行演化。
而科學家對生物演化的看法與解釋，主要有拉馬克所提出的「用進廢退說」
與達爾文所提出的「天擇說」。以下將針對此二種說法進行介紹。
二、 拉馬克的「用進廢退說」
法國博物學家拉馬克提出「用進廢退說」來解釋生物的演化過程，此說法
主要論點如下：
（1）生物個體會隨著生存環境的變化而改變。
（2）生物體經常使用的器官會越來越發達，反之不用的器官則漸漸退化，
且這些後天的改變將會一代一代地遺傳給下一代，造成生物的演化。
此說法剛提出時被認為很適合用來解釋生物的演化，但是後來隨著生物遺
傳知識的發展，認為「發生於體細胞的改變是不會遺傳給下一代的，只有
發生於生殖細胞的基因改變，才會遺傳下去」，所以拉馬克的「用進廢退
說」就逐漸被淘汰了。
三、 達爾文的「天擇說」
英國博物學家達爾文於 1831 年搭乘軍艦「小獵犬號」進行為期五年的環
球航海，並進行全球性的物種資料收集，其中於加拉巴哥群島上發現的鷽
鳥變異，引發了達爾文對於生物演化的看法，經整理並歸納各類型鷽鳥的
鳥喙與食性上的差異後，提出「天擇說」的觀點來解釋生物發生演化的原
因。主要的觀點如下：
（1）個體差異：
任何物種，其性狀在個體間有時會有差異，而由於此性狀的不同，使得每
一個體適應環境的能力也不相同。
（2）過度繁殖：
相同物種若其族群的個體數過多時，其生活所需的食物、水或空間便感到
不足。
（3）生存競爭：
此時個體為了求生存，彼此間會產生競爭，來獲得足夠維持生活的資源。
（4）適者生存、不適者淘汰：
而競爭的結果，使得較能適應環境的個體生存下來，並有較高的機會產生
後代。傳承若干代後，物種就因為經歷這個不同的選擇而發生改變。
圖片來源：國立編譯館
現今地球上的多數物種都是經過大自然的選擇而適應下來，大自然對物種
中不同適應能力的個體進行選擇，反應在物種上，就造成了物種的改變。
而這種經由大自然的選擇作用即稱為「天擇」。此觀點成為廣泛被接受的
生物演化觀點，此後達爾文被稱為「生物演化學之父」。
四、 「人擇」與「性擇」的演化
大多數的生物遵循著「天擇說」的過程不間斷地進行演化的歷程，造就現
今各式各樣的生物百態。但是其中有少數生物利用不同的方式來進行演
化，以下將針對此「人擇」與「性擇」的不同觀點來解釋演化的發生。
1. 「人擇」的演化過程
人類依據自身的喜好，刻意篩選生物的特徵，並將此特徵保留下來，而造
成生物性狀上的變化，讓生物依循人類的選擇來進行演化，這種方式稱為
「人擇」。
例如：現今觀賞用的金魚，即是從鯽魚逐代產生變異的特徵中篩選並透過
育種的方式，逐代改良而成為今日漂亮的金魚。
2. 「性擇」的演化過程
生物體通常需要經過求偶的過程，來讓異性選擇以求得交配的機會，此時
求偶的一方所展現的特徵即會依據異性的喜好而被選擇，具有符合異性喜
好特徵的生物，就會因為可獲得交配機會，而有較大的機會將此特徵遺傳
至下一代，經逐代不斷的遺傳而造成生物的演化。
例如：公孔雀長著色彩鮮豔的長尾羽，此特徵若以天擇說的觀點來檢驗，
羽色過於鮮豔，會讓公孔雀暴露於天敵的攻擊之下，而且羽毛過長
造成飛行不便，更使得公孔雀難逃天敵的攻擊，此長尾羽的特徵應
該是被自然界選擇淘汰的，但是此特徵卻因為母孔雀的偏愛，而經
由性擇的過程而被保留下來。
五、 延伸學習
個體如何產生性狀的變異個體如何產生性狀的變異個體如何產生性狀的變異個體如何產生性狀的變異
達爾文說明了物種的既存性狀會經天擇的過程而被保留在後代族群中。
至於既存性狀如何產生則沒有說明。達爾文往後近百年的遺傳學研究
中，才發現原來基因的突變和重組、染色體的互換是造成遺傳性狀產生
變異的主要原因。
基因的突變使得後代性狀的變異增大，導致物種對變動的環境之適應能
力增強。染色體的互換和基因的重組是指生物體進行有性生殖時，親代
兩者的遺傳物質傳遞到子代，形成新的組合；它可使後代的性狀組合增
多，在適應多變的環境上更為有利。
而這些基因上的突變、重組與染色體交換，在任何細胞內都可能發生，
但只有發生在生殖細胞（配子）內時，改變後的基因與染色體才會遺傳
給下一代。
「「「「有利有利有利有利性狀性狀性狀性狀」」」」與與與與「「「「有害有害有害有害性狀性狀性狀性狀」」」」
基因突變後所產生的性狀變異，對生物體究竟是有利或有害，通常又與
環境的變動與否有關；有時原來是有害的或中性的基因，在環境發生變
化後，卻可能成為適應新環境的有利基因，例如英國的胡椒蛾原本的體
色為淺色，經突變後產生深色型的蛾類個體，此深色蛾在原本淺色的樹
幹環境中較易被鳥類捕食，以致於在數量上遠低於淺色蛾。但是經過工
業革命之後，工廠林立並排放出許多黑煙污染了樹幹，使樹幹環境由淺
色變為深色，而使得原本不利生存的深色蛾獲得環境的保護，在數量超
越淺色蛾，而成為優勢的種類。由此可知，性狀是否有利與有害，須視
環境而決定，能夠適應環境的性狀就是有利的性狀。
主題：生物體的演化
單元貳：演化的證據
一、化石形成的過程
能說明生物演化的現象並不少，其中最直接的證據就是埋藏在地層中的化
石。化石的形成相當不容易，古代生物的遺體或遺跡，在被掩埋前大部分
會腐敗、分解或被破壞，少數未被破壞而埋藏於地層中，經漫長的過程才
能形成化石。而且在形成化石之後又有可能遭受環境的影響或破壞，例如
火山爆發、地震、洪水和生物的破壞等，最後留存下來並經挖掘而得到的
化石數量比起當時生物之數量是少之又少，而現今之科學家即是根據這些
出土的化石，來還原地球的歷史，並推論從前生物的生活狀態。
生物體的堅硬部分，如骨骼、牙齒、細胞壁等較容易形成化石，目前科學
家所發現的化石大多數是由這些構造所形成的。而化石形成的過程除了需
要具有堅硬的構造之外，還需要以下幾個條件的配合，才有機會形成化石。
（1）生物死亡的地點必須為沈積的泥質或砂質環境。
（2）生物死亡後必須經過快速之掩埋，降低被分解與破壞的機會。
（3）生物體的堅硬部分經過漫長的時間與複雜的作用後，遺骸才能形成
化石。
二、 化石的種類
依據目前所挖掘出來的化石進行歸類，化石的種類可包括以下幾類：
1.空模化石（鑄模化石）
由下圖貝殼化石形成的過程來說明，若貝殼經掩埋後其貝殼部分被溶解而
形成一空模，若此時即被挖掘出來，就形成空模化石，此化石只是貝殼的
模子而已。
圖片來源：國立編譯館
2.鑄型化石
以上圖貝殼為例，若貝殼之空模被岩層中之物質填滿或取代（此過程稱為
石化作用），而形成類似石頭的化石，稱之為鑄型化石。
例如：恐龍蛋化石、三葉蟲化石等。
3.生物遺骸化石
古代生物死亡後，身體構造未經過石化作用而形成的化石種類。
例如：琥珀中的昆蟲化石、雪地中的長毛象化石。
4.生物痕跡化石
古代生物活動時留下的腳印、爬痕等痕跡也可稱為化石。
例如：恐龍腳印化石。
5.活化石
演化上非常原始的生物種類，直至今日仍然可以發現的原始生物即稱為活
化石。
例如：腔棘魚、中國鱟、鸚鵡螺、銀杏等現存之原始生物。
三、 化石的功能
科學家依據化石的證據，可以用來推論地球曾經發生過的歷史，其主要之
功能有以下幾點：
1.依據化石出現年代之不同，可以推知生物出現的早晚順序，用以決定物
種演化的順序。
例如：脊椎動物的演化過程由魚類－兩棲類－爬蟲類＜鳥類及哺乳類
2.依據化石出現的年代不同，可以得知哪些年代中出現過哪些生物，並由
此推知生物起源的時間、滅絕時間以及存在於地球的時間。
3.依據各年代所出現化石數量及物種多寡的統計，可以推知古代生物大繁
衍與大滅絕的時間，並依據生物大滅絕之時間，將地球 46 億年之歷史
劃分出許多不同的地質時代。
例如：古生代、中生代及新生代
4.依據化石對環境依存的特性，可以推知古環境的改變過程。
例如：可由珊瑚化石推知生物當時生活環境為乾淨溫暖之淺海。
由古代樹木年輪化石可以推測當時環境與氣候之變化。
5.藉由化石的分布位置，可以作為地質學上板塊移動的證據。
例如：由南美洲東緣與非洲西緣的化石群相對照，可以推知此二個大陸
板塊相互分離之時間。
6.有些生物化石因特徵明顯且數量龐大，並廣泛分佈於某一時代的岩層
中，形成該岩層的代表化石，稱之為標準化石。如：古生代的三葉蟲化
石、中生代的菊石及恐龍化石、新生代的鳥類及哺乳類化石。而科學家
依據各地質時代中的標準化石，即可判斷出岩層所相對的年代。
7.透過相同種類化石的比較，可以得知某種生物演化的過程及其生活環境
的改變等。
例如：科學家在北美洲已經挖掘出一系列馬的化石，根據此化石之比較
後發現，馬的體型由小逐漸變大、馬前後肢的腳趾由四趾變成單趾（如
下圖所示）且其牙齒之咀嚼面越來越大，科學家根據這些差異及配合相
關之證據推論出馬的演化過程中，由生活於叢林中吃嫩葉的類型，演化
至今日生活於草原中吃草的類型。
圖片來源：國立編譯館
主題：生物體的演化
單元參：生物的演化過程
一、 生物的演化過程
科學家根據不同時代化石所提供的訊息發現，地球曾經歷了數次的大變
動，每一次的變動都造成生物的群集大量的改變。當地球上的環境穩定
時，生物開始大量繁衍出各式各樣的生物種類，而後因環境劇烈變動，生
物種類大量滅絕消失，大滅絕之後存活下來的生物種類，又因環境恢復穩
定而重新適應新的環境並開始下一階段的大繁衍，如此週而復始，形成了
今日地球上的生物風貌。
目前發現的化石中，最早出現的生物是大約生活於 35 億年前的藍綠藻，
藍綠藻生活於海洋中，構造簡單，細胞型態與今日之細菌類似，均屬於原
核生物界的生物。但科學家根據化石的證據得知，絕大部分的化石，都出
現在 5.45 億年前之後，而主要的生物演化現象也大多發生在此之後，於
是科學家將此後的地球歷史時期分為古生代、中生代和新生代三個地質時
代，而於 5.45 億年前之時代劃分為原生代、太古代與冥王代。
科學家依據化石所提供之證據，推論生物演化大致依循著以下幾個方向：
1.由構造簡單的生物演化到構造複雜的生物。
2.由低等生物演化到高等的生物。
3.由單細胞生物演化到多細胞生物。
4.從水生演化到陸生（大多數生物依循此方向演化）。
5.脊椎動物的演化方向
魚類 －＞ 兩生類 －＞ 爬蟲類 －＞ 鳥類及哺乳類
6.植物的演化方向
蘚苔植物 －＞ 蕨類植物 －＞ 裸子植物 －＞ 被子植物
二、地球地質時代的劃分
科學家依據化石的證據發現，主要的生物演化現象發生於 5.45 億年前之
後，於是科學家將此後的地球歷史時期分為古生代、中生代和新生代三個
地質時代，以下將針對此三個時代之生物特色與環境進行介紹。
1.古生代（5.45 億年前~2.45 億年前）
※古生代初期
（1）海洋中出現各種藻類、無脊椎動物（如三葉蟲、海百合、水母等）
及原始魚類。
（2）藻類演化成蘚苔植物而首先登陸生活。
（3）植物登陸後，大型昆蟲與兩生類相繼出現於陸地上。
補充：根據化石推測，兩生類的四肢是由魚類的胸鰭與腹鰭演變而來。
※古生代末期
（1）蘚苔植物演化出具有維管束構造的蕨類植物，而後蕨類植物再演化
成裸子植物。
（2）兩生類演化成早期的爬蟲類。
圖片來源：國立編譯館
2.中生代（2.45 億年前~0.65 億年前）
（1）海洋中出現各種的菊石，為海洋中的優勢種類。
（2）陸地上出現許多蕨類植物與裸子植物，是陸地上的優勢植物。
同時裸子植物亦演化形成被子植物，但其數量並不多。
（3）陸地上是大型爬蟲類（恐龍）的天下，此時爬蟲類也演化成鳥類與
哺乳類，但因恐龍興盛佔據了食物資源，其數量與種類並不多。
（4）中生代末期，因地球環境發生巨變，使恐龍無法適應而滅絕。
圖片來源：國立編譯館
3.新生代（0.65 億年前~現在）
（1）恐龍滅絕後，鳥類與哺乳類得以利用環境的資源而開始大量繁衍，
成為新生代的代表生物。
（2）會開花的被子植物因更能適應陸地的生活，而大量出現各式各樣的
種類，是新生代的優勢植物。
（3）人類的始祖約出現在 200萬年前，而現代人類約在數萬年前出現。
現代人類因具有發達的大腦及靈活的雙手，使之興盛於地球上。
圖片來源：國立編譯館
主題：地球上的生物
單元壹：生物的命名與分類
一、 生物的命名
生物圈內的生物種類繁多，科學家根據生物的形態、構造、生理、遺傳及
生態等特徵，將生物分門別類。而進行分類的第一步驟即是幫生物進行命
名，來確認生物的真正身份。
自古以來，各地區的人會給予各種生物適當的稱呼，例如蟋蟀（台語：肚
伯仔或英文：cricket）、章魚、鱷魚等，如此在各地區交談或討論時就方
便很多，這種因地區不同甚至是語言不同而給予生物的通俗名稱就叫做俗
名。
而由於地區或語言的不同，同一種生物可能有不同的俗名（例如：蟋蟀、
肚伯仔或 cricket），或不同生物有同一俗名（例如：許多植物都叫做七里
香），這兩種情形都會造成國際溝通上的不便與困擾。而且俗名有時也會
讓人發生誤解，例如章魚、鱷魚，會使人誤以為牠們屬於魚類，但事實卻
不然。因此，生物學家為求生物名稱的統一，便制定命名法規來為各階層
的生物命一個國際通用的名字，這種生物的名稱就稱為學名。
1.學名的命名
在十八世紀時，瑞典科學家林奈創制了生物命名的二名法，利用拉丁文字
為物種命名，此即為物種的學名。學名的命名有以下幾點原則：
（1）物種的學名由二個字所組成，第一個字為屬名，屬名為名詞，第一
個字母必須大寫，代表生物的分類階層。第二個字為種小名，種小
名為形容詞，常以生物的重要特徵或產地來加以命名。
例如：臺灣獼猴的學名是 Macaca cyclopis ，其中 Macaca 為屬名，其意
為猴子，而 cyclopis 則是圓臉的意思，用來形容這種猴子。又如現
代人的學名為 Homo sapiens，其中 Homo 為屬名，意指人，sapiens
是形容有智慧的意思。
（2）種類相近的生物常常屬名相同，但第二個字形容詞就不一樣。例如
犬、狼是種類相近的動物，牠們的學名，第一個字相同，都是 Canis
（犬屬），第二個字就不一樣，以作為區隔。梅、桃和李的學名，第
一個字相同，都是 Prunus（櫻桃屬），第二個字就不一樣，以作為區
隔。
二、 生物的分類
現今生物學家所使用的分類系統，共有七個階層，最高的階層為界，其下
依次為門、綱、目、科、屬、種，種為分類上最低的階層，即為該生物的
學名。
1.此七個分類階層具有以下的特色：
（1）階層愈高，包含的生物種類愈多，但生物間的相似度較低，而較低
的階層包含的生物種類較少，但彼此的構造特徵卻愈相似。
（2）由此七個分類階層的關係，即可判斷生物間親緣關係的遠近。
例如：犬與狼為同一屬，犬、狼與狐同一科，犬、狼、狐與獅、虎、
豹為同一目。由此可知，犬與狼、狐的親緣關係較為接近，而犬與
獅、虎、豹的親緣關係則較遠。
（3）若已知兩種生物屬於同一屬，而此二種生物必為同科、同目、同綱、
同門與同一界。
2.「種」的定義
生物分類的最低階層是種，同種的生物即是代表相同的生物。在科學上對
於「種」的認定通常依循著以下幾點原則：
（1）生物間具有多項相似的特徵。
（2）生物彼此能在自然情況下交配繁殖。
（3）交配後能產下具有生殖能力的後代。
若能符合上述三項原則，則代表是「同種」的生物。
例如：常見的犬雖然有牧羊犬、狼犬、狐狸犬等外形上的重大差異，但牠
們彼此仍能交配而產生具有生殖能力的後代，所以是同一種，只是品種不
同而已。而其他的家畜（豬、牛、羊）、家禽（雞、鴨）及農作物（玉米、
水稻），也常有這種情形。
三、近代的生物分類
十九世紀的生物學家已將當時所知的生物分為植物和動物兩界，後來再將
介於動物與植物之間的生物獨立出來，而增分為植物、原生生物和動物三
界。近代由於電子顯微鏡的發明和各領域知識的增進，生物學家又發現許
多可供分類參考的特徵，因此重新再做分類，將生物分為原核生物界、原
生生物界、菌物界、植物界和動物界五界。
以下幾個學習單元將依序介紹此五界生物的特色。
主題：地球上的生物
單元貳：病毒、原核生物與原生生物
一、 病毒的特色
病毒比細菌微小，必須用電子顯微鏡才能觀察得到。它的構造非常簡單，
包括蛋白質的外殼和中心的核酸（遺傳物質）兩部分。因為病毒必須寄生
在生物體內，才能表現出生長、繁殖等生命現象，一旦離開寄主，便毫無
生命現象。因此生物學家認為它是介於生物和無生物之間的物體，不屬於
上述五界中的任何一界。
二、 原核生物界的特色
原核生物是地球上最早、最原始的生物，包括細菌和藍綠藻（或稱藍綠
菌）。原核生物的細胞除了細胞膜外，細胞內沒有其他由膜圍住的特殊構
造，所以細胞內的遺傳物質沒有被核膜包圍，散佈於細胞質中，此特色是
原核生物與其他生物最大的差異所在。
1.細菌
細菌雖然很微小，但經過特殊染色後，可在複式顯微鏡高倍率下觀察到。
細菌由外形可以區分為球菌、桿菌和螺旋菌三類(如下圖所示)。其主要影
響如下：
（1）細菌是我們環境中重要的分解者，會將生物遺體及排泄物分解，地
球上若沒有細菌，則我們的垃圾將堆積如山，物質將不能循環利用。
（2）有些細菌會引起人類生病，例如：引起肺結核之結核桿菌、造成霍
亂的霍亂弧菌。有些細菌會分泌毒素，汙染食物，人們誤食時會引
起中毒，例如：大腸桿菌、金黃葡萄球菌等。也有些細菌對人類有
益，例如：乳酸菌可改善人體腸道內環境，維持人體健康。
（3）有些細菌會分佈在牛、白蟻體內，能分泌物質幫助消化纖維素。
（4）有些細菌會與豆科植物共生，例如：根瘤菌，可幫助植物根部吸收
土壤中之含氮化合物。
圖片來源：國立編譯館
2. 藍綠藻（藍綠菌）
藍綠藻的細胞內除了含有葉綠素外，尚有藻藍素和藻紅素，多呈藍綠色，
可行光合作用。是現今發現的化石中，最早出現的生物化石，但若與細菌
相比，其構造比細菌複雜，所以科學家推論細菌才是最早出現於地球上的
生物。
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三、 原生生物界的特色
除了原核生物外，其餘四個界的生物，其細胞內的遺傳物質都有核膜包
圍，即皆含有其正的細胞核，因此又合稱為真核生物。原生生物是由原核
生物演化來的，是真核生物中最原始的一群，大部分為單細胞，少數為多
細胞。
科學家依據原生生物界生物獲得營養的方式不同，可分為以下三類：
(1)類似植物的藻類：最大特色為含有葉綠體，可行光合作用，自行製造
養分。
(2)類似菌類的原生菌類：可分泌酵素至細胞外，將外界的食物分解為小
分子而後吸收。
(3)類似動物的原生動物類：會主動從外界攝取食物，進行體內消化，以
獲得養分。
另外有些原生生物的營養方式兼具有植物和動物的特性，如眼蟲，在有光
的環境下可行光合作用而自製養分，但在黑暗中則攝取環境中的養分，是
一種混合式的營養方式。
以下將針對三類原生生物的特色進行介紹：
1.藻類
藻類的分布非常廣泛，例如在海洋、湖泊、河川、潮溼的土壤上、牆上、
樹幹上，都有它的蹤跡。不同的藻類，均具有葉綠素，除此之外尚各有其
他特殊的色素，使藻類的外表看起來有不同的顏色，這些不同的色素也是
藻類分類的依據，可大致分類如下：
（1）綠藻類：含有大量的葉綠素，而呈綠色，科學家推論其可能是演化
成植物的祖先。例如：小球藻、單胞藻、水綿與石蓴等。
（2）褐藻類：除葉綠素外尚含有藻褐素而呈褐色，多為大型海藻，例如
我們日常食用的昆布(海帶)、馬尾藻等。
（3）矽藻類：除葉綠素外尚有多種葉黃素，大部分為單細砲，因細胞壁
含有矽質，故稱矽藻，是水中常見的浮游生物。
（4）紅藻類：除葉綠素外尚含有藻紅素和藻藍素，但以藻紅素居多，故
多呈紅色，例如：紫菜、石花菜等。
藻類的應用層面相當廣泛，有些可以食用，有些亦可作為飼料、健康食品
和藥用。例如：從某些紅藻中可提煉瓊脂(洋菜)，從褐藻中可提煉工業用
的材料。另外藻類由於細胞較小且大多數又生活於水中，最能偵測水中環
境的變化，科學家可利用藻類作為水域中良好的生物指標，研究水庫、湖
泊和河川中藻類的種類和數量，即可得知水質的好壞。
2.原生菌類
原生菌類包括黏菌和水黴菌等生物。黏菌通常長在樹皮或枯葉上，可分解
落葉來得到養分。而水黴菌則生長於淡水中，如魚塭、魚缸或水溝，有些
種類會使魚類生病死亡。整體而言原生菌類可以消化環境中的有機物作為
營養來源，亦是環境中重要的分解者。
3.原生動物類
原生動物可能是多細胞動物的原始祖先。具有掠食或寄生的習性，如變形
蟲、瘧原蟲、草履蟲和鐘形蟲等。
主題：地球上的生物
單元參：菌物界
一、 菌物界生物的特色
菌物界的生物也可稱作真菌，其細胞具有細胞壁，但卻沒有葉綠體，因此
不能行光合作用，必須從外界獲得養分。真菌類依營養方式分為腐生菌和
寄生菌二類。
1.腐生菌可分解動、植物屍體和碎屑，使元素很快回歸自然，再被植物重
新利用；其與細菌和原生菌類同為自然界中重要的分解者。
2.寄生菌會使動、植物和人類生病或死亡，人類的香港腳即是由真菌類感
染所引起。
二、菌物界生物的分類
菌物界生物可依據細胞數量的多寡，分為以下幾類：
1.單細胞的酵母菌：
單細胞的酵母菌(如下圖所示)可行出芽生殖來繁殖下一代。若將酵母菌置
於糖水溶液中，在有氧的情況下進行呼吸作用，可將糖類分解，產生水和
二氧化碳；但在缺氧時，酵母菌會進行酒精發酵作用，此時將可以分解糖
類而產生酒精和二氧化碳，我們所飲用的葡萄酒、米酒、啤酒等，便是將
果汁、稻米或麥粒等，經酵母菌的發酵作用產生酒精釀造而成。而發酵作
用所產生的二氧化碳也可運用於麵包烘焙上，可以使焙製的麵包、糕餅鬆
軟，酒精則在焙製時逸出。
圖片來源：國立編譯館
2.多細胞具有菌絲的黴菌
臺灣地處亞熱帶和熱帶，氣候溼熱，因此黴菌種類繁多，而且容易生長繁
殖（如下圖所示）。黴菌由絨毛狀的菌絲所構成，行腐生或寄生生活，黴菌
利用菌絲可侵入寄主或附著物內，分泌酵素使食物分解為小分子後，再行
吸收。且菌絲頂端可產生孢子，藉由孢子的飄散以繁殖下一代。例如：常
生長於麵包上的黑黴菌、生長於水果上的青黴菌，其所分泌的青黴素可以
抑制細菌生長，是一種有效的抗生素。
圖片來源：國立編譯館
3.多細胞具有菌絲的蕈類
蕈類身體結構亦是由絨毛狀的菌絲所構成，行腐生性的蕈類利用菌絲侵入
附著物內，分泌酵素使食物分解為小分子後，再行吸收。且菌絲頂端亦可
產生孢子，藉由孢子的飄散以繁殖下一代。例如：生長於枯木、腐枝或地
面上的木耳、白木耳、草菇、洋菇、香菇、金針菇和竹蓀等，有些是可以
食用的；而靈芝因具有抗癌功能可當藥材使用；但是有些蕈類，如紅托鵝
膏則具有劇毒，誤食嚴重者會導致死亡。
圖片來源：國立編譯館
三、 延伸學習
有毒的蕈類有毒的蕈類有毒的蕈類有毒的蕈類
食用有毒蕈類會導致中毒或可能致命。可使人類中毒的蕈類約有 70~80
種，誤食後會有噁心、嘔吐、呼吸困難、瞳孔散大、精神錯亂、燥動不
安等症狀。
毒性較大的毒蕈，其毒素對全身各種類型的細胞都有損傷作用，可能傷
害肝、腎和中樞神經系統，進而發生昏迷。並不是所有的毒蕈都是顏色
鮮艷，有的也十分樸素，最好預防方法就是避免食用一切野生蘑菇。
主題：地球上的生物
單元肆：植物界
一、 植物界生物的特色
植物界的成員是一群多細胞的真核生物，具有細胞壁。大多數都含有葉綠
體，可行光合作用，自行製造養分。植物界的生物是由綠藻類演化而來的，
依演化的先後，可分為蘚苔植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物。其中
蘚苔植物不具維管束，因此沒有真正的根、莖和葉等構造，屬於無維管束
植物。蕨類植物、裸子植物和被子植物則具有維管束，因此有真正的根、
莖和葉等構造，屬於維管束植物。
維管束植物體內的維管束組織貫穿根、莖和葉等器官，使植物體內的水分
和養分的輸送加快，並且可支持植物體，使其直立，也因此這類植物長得
比蘚苔植物高大。現生的蕨類植物不產生種子，但是會產生孢子而散播。
裸子植物和被子植物則靠種子繁殖，因此合稱為種子植物。以下整理了植
物界生物的分類檢索表，以下各單元將陸續介紹各植物的特色。
二、 蘚苔植物的特色
蘚苔植物大約於 4億年前出現，是最先出現在陸地的植物。它們的外表演
化出角質層，可以保護植物，以防止水分的過度散失，所以可以登陸地面
而生活；但由於植株尚未演化出維管束的構造，所以水分和養分的運輸速
度很慢，因此個體都很矮小。在潮溼的地面、牆壁或樹幹上，常常可以發
現這一群綠色矮小的植物。常見的蘚苔類有地錢與土馬騌（如下圖）。
圖片來源：國立編譯館
三、 蕨類植物的特色
蕨類植物是由蘚苔植物演化而來，已演化出具有維管束的構造，所以在植
物個體上已不再像蘚苔植物如此矮小。蕨類植物又常被稱為低等維管束植
物，因為它有別於種子植物，不產生種子，而是靠產生孢子來繁殖下一代。
蕨類植物多生長在陰暗潮溼的地方，植物的莖常埋於地下，稱為地下莖，
但有些種類的蕨類，如：筆筒樹，則具有直立且高大的莖。
蕨類的葉多呈羽狀複葉，幼葉通常成捲曲狀，成熟後的蕨葉背面常有孢子
囊聚集成堆，孢子囊內的孢子很微小，需要用顯微鏡觀察，成熟後會由孢
子囊散出，隨風飄散並繁殖下一代。
今曰我們燃燒的煤炭，大都是古代高大的蕨類植物深埋於地層中，經過長
久的時間而形成的。
圖片來源：國立編譯館
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四、 裸子植物的特色
裸子植物是由蕨類植物演化而來，與蕨類植物最大的區別就在於其利用種
子繁殖而非孢子繁殖。而後裸子植物再演化形成被子植物，此兩種植物相
同點為皆產生種子而繁殖，合稱為種子植物。
植物於演化上趨向於利用種子來繁殖，原因在於乾燥的種子不但可以長期
保存，抵抗乾燥，而且種子內儲藏的養分可以供給其內的胚發育所需，因
而增加了種子植物繁殖和擴張生長範圍的能力，使得種子植物成為現今地
球上的優勢種類。
而裸子植物與被子植物最大的差異在於其繁殖構造上的不同，裸子植物利
用毬果繁殖，因不具有子房構造所以種子形成後並沒有被果實包覆而裸露
在外，故稱為裸子植物。而被子植物利用花來繁殖，因花中具有子房構造，
所以於受精完成後會發育成果實將種子包覆起來，故稱被子植物。
大部分的裸子植物會產生毯果，毯果皆由許多鱗片組成，有雌、雄之分。
雄毯果成熟時，鱗片下側產生的花粉粒，由風傳播至雌毯果上。雌毯果的
各鱗片內側有裸露的胚珠，胚珠內含有卵，受精後的胚珠即發育為裸露的
種子。許多裸子植物的種子具有翅，可以隨風散播到遠處。
圖片來源：國立編譯館
裸子植物主要分布於溫帶地區，或熱帶、亞熱帶海拔較高的山區。常見的
有松、杉、柏等，它們的樹幹高大挺直，葉子多呈針狀，故又被稱為針葉
樹。台灣中高海拔地區的神木，大多是紅檜，樹齡已達數千年，它的樹幹
挺直，木材紋理細緻美觀，質地堅實，且含有精油可防蟲，為建築、製造
家具的最佳木材。而松樹的種子，可提供食用和提煉松子油。蘇鐵亦屬裸
子植物，是常見的庭園植物。
圖片來源：國立編譯館
五、 被子植物的特色
被子植物的繁殖器官為花，所以亦被稱為開花植物。被子植物的種子被包
於果實內，以獲得保護或可藉此來幫助種子傳播。
被子植物依種子內子葉的數目分為單子葉植物和雙子葉植物。大部分單子
葉植物的葉具平行脈，花瓣為三或三的倍數，如百合、稻、麥、甘蔗、玉
米、竹、蔥和蒜等。大部分雙子葉植物的葉具網狀脈，花瓣為四、五或其
倍數，常見的如杜鵑、榕樹、菊、芹菜和草莓。詳細的比較如下表所示：
被子植物的種類很多，如我們日常所見的樹木、花草和蔬菜等，它們可供
食用、藥用或觀賞，與人類的關係十分密切。
主題：地球上的生物
單元伍：動物界
一、 動物界生物的特色
動物界中種類繁多，均為多細胞生物，其細胞不具有細胞壁，也沒有葉綠
體，以主動攝食其他生物來獲取養分，這是動物界最大的特徵。動物界的
生物在演化的過程中呈現相當大的多樣性，在身體構造上相當多變，於是
科學家就根據動物個體結構特徵如消化道、對稱性、分節、體腔等特徵，
而將動物分門別類。
動物界中的生物，依據身體結構上最大的特徵差異，主要可分成不具有脊
椎骨的無脊椎動物，與具有脊椎骨的脊椎動物。下表呈現動物界主要生物
的分類，以下內容將陸續介紹各動物的特色。
二、 刺絲胞動物的特色
常見的刺絲胞動物如水螅、海葵、水母和石珊瑚等，此刺絲胞動物最大的
特徵就是觸手上的細胞均具有刺絲，可利用此刺絲麻痺獵物再將獵物捕
食，或是利用此刺絲作為防禦之用。而刺絲胞動物消化道構造簡單，只有
一個開口，其進食與排除食物殘渣均用此開口來完成。
此類生物中石珊瑚體內具有藻類共生，藻類行光合作用，製造出的養分，
部分為石珊瑚所用，而石珊瑚則提供了藻類成長需要的棲所，而為互利共
生。當環境不良時，共生的藻類會離開石珊瑚，而使得石珊瑚呈現白化現
象。
三、 軟體動物的特色
軟體動物最大的特徵為身體柔軟，大多數種類具有外殼。常見的軟體動物
如蝸牛、蛤和烏賊等，常見的分類特徵如下：
1.具有斧狀的肉足與二片外殼的軟體動物，主要以濾食為生，例如：
文蛤、蜆仔。
2.具有厚實的腹足與一片外殼的軟體動物，例如：蝸牛、鮑魚與九孔。
3.外殼退化隱藏於體內或消失，視覺發達、頭部具有許多腕狀構造並具有
吸盤，用以幫助捕捉獵物，例如：烏賊、章魚等。
四、 環節動物的特色
環節動物最大的特徵為身體柔軟，身體細長且具有許多功能相似的環節，
常見的環節動物有蚯蚓、沙蠶及水蛭等。其中蚯蚓及沙蠶身上大部分的環
節在外型與功能都很相似，且身上具有剛毛，可幫助其蠕動爬行。
五、 節肢動物的特色
節肢動物是動物界中種類最多的一門，不管在陸地、水中及空中都有節肢
動物的分佈。其外型上最大的特徵為身體分節且具有分節的附肢（腳），
除此之外，身體外均具有外骨骼的結構，用以保護其柔軟的身體，但因外
骨骼會限制身體的生長，因此節肢動物在幼體發育過程中必須將舊的外骨
骼脫掉，待身體長大後再形成新的外骨骼。常見的節肢動物依其身體結構
特徵，可分為以下幾類：
1.昆蟲類：
昆蟲為具有六隻腳的節肢動物，也是世界上分佈最廣泛、種類最多的節肢
動物。昆蟲身體可分為頭、胸、腹三部分，六隻腳均著生於腹部，且大部
分昆蟲亦會從胸部長出二對翅膀（如：蝴蝶、蜜蜂、蝗蟲等），少數的昆
蟲僅具有一對翅膀（如：蚊子、蒼蠅等），有些昆蟲翅膀則消失而改用跳
的（如：頭蝨、跳蚤等）。
昆蟲的生活史，會經過卵、幼蟲到成蟲等階段，在由幼蟲成長為成蟲的過
程中，昆蟲在構造型態上會產生變化，這種變化的過程就稱為「變態」。
而昆蟲的「變態」過程，可依據生活史中是否經過「蛹期」，而將之分為
「完全變態」與「不完全變態」此二種過程，以下將針對此二種變態過程
介紹如下：
（1）不完全變態：
蝗蟲與蟋蟀的生活史中，經過卵、幼蟲到成蟲階段，生活史中並沒有蛹期，
其幼蟲與成蟲相仿，只是個體較小，而且沒有翅膀，經多次脫皮後即會漸
漸變為成蟲。這種過程稱為「不完全變態」。
（2）完全變態：
蜜蜂、蝴蝶、蛾類等昆蟲其生活史經過卵、幼蟲、蛹期到成蟲階段，其幼
蟲時期外型與構造上與成蟲相差甚多，主要的原因為幼蟲會化蛹，且在蛹
期藉由身體激素的作用，使得身體上的構造產生劇烈變化，這種過程稱為
「完全變態」。
2.蛛形類：
蜘蛛與蠍子是具有八隻腳的節肢動物，其身體分為頭胸部與腹部二部分，
與昆蟲不同。有些蜘蛛會結網，用以捕食昆蟲為食。蠍子尾部末端具有毒
針，可作為防禦天敵與攻擊獵物之用。
3.甲殼類：
蝦子、螃蟹是水中常見的節肢動物，具有十隻腳，其中第一對腳特化成螯
足，可幫助其捕食獵物與防禦天敵，其餘四對腳則稱為步足，主要的功能
為幫助行走。
六、 棘皮動物的特色
棘皮動物表面具有棘狀構造，所有種類均生活於海中，身體具有柔軟的管
足，移動時可伸出以協助運動。常見的棘皮動物有：海星、海膽及海參。
海星身體為星形，大部分種類具有五個腕，可用於捕食獵物。海膽身體多
為球形，具有堅硬的外殼與細長的棘刺。海參身體柔軟，有些種類可提供
食用。
七、 脊索動物門-魚類的特色
魚類具有脊椎骨，是最早出現於地球上的脊椎動物。魚類最大的特徵為具
有鰓的構造，魚鰓可幫助魚類使用溶解於水中的氧氣，是魚類能夠適應水
中生活的最重要構造。另外，魚類身體表面具有鱗片，可保護自己，身體
上的魚鰭，可幫助其游動。
魚類多屬於體外受精、卵生的生殖方式，少部分魚類（如：孔雀魚、大肚
魚及部分鯊魚）則採用體內受精、卵胎生的生殖方式；所有魚類均為變溫
動物。
魚類可依據骨骼的不同，分為軟骨魚及硬骨魚二類，其特徵敘述如下：
1.軟骨魚：鯊魚、魟魚
身體骨骼均為軟骨，在魚鰓外不具鰓蓋構造，而是具有鰓裂。
2.硬骨魚：鯉魚、鱒魚、秋刀魚等大多數魚類
身體骨骼為硬骨質，魚鰓外具有鰓蓋構造，而內臟中具有魚鰾，可幫助魚
類增減浮力而達到快速上升下潛的能力。因種類繁多，故體型差異很大。
八、 脊索動物門-兩生類的特色
兩生類動物是由魚類演化而來，其四隻腳是由魚類的胸鰭與腹鰭慢慢演化
而形成的。具有四隻腳的兩生類，是最早登陸的脊椎動物，但因兩生類的
皮膚尚未發展出防止水分散失的角質層，故其皮膚需要常常保持潮濕，以
防止因水分快速蒸散而脫水死亡，所以兩生類的動物終其一生均不能遠離
水而生活，需在陸地與水域環境中生活，故得其名為兩生類（或稱兩棲類）。
常見的兩生類有青蛙、蟾蜍、山椒魚和蠑螈，大部分的兩生類其幼體生活
於水中用鰓呼吸，而長成成體後則以肺部呼吸。
兩生類採用體外受精、卵生（無卵殼）的生殖策略，且均為變溫動物。
九、 脊索動物門-爬蟲類的特色
爬蟲類是由兩生類演化而來，爬蟲類動物體表具有鱗片或骨板，皮膚外具
有角質層，均能防止水分的散失，使得爬蟲類成為真正成功的登陸者。爬
蟲類主要成員有：蛇類、烏龜、鱷魚及蜥蜴四個類群。大多數爬蟲類採用
體內受精、卵生（有卵殼）的生殖策略；少部分之毒蛇類則為體內受精、
卵胎生。所有爬蟲類均用肺部呼吸且屬於變溫動物。
十、脊索動物門-鳥類的特色
鳥類是由爬蟲類演化而來，其嘴喙角質化不具有牙齒構造，前肢特化為翅
膀，身體表面密佈羽毛，能協助飛行與保持體溫。
鳥類為了減輕重量來適應飛行，其骨骼中空堅硬而輕，肺部延伸出許多氣
囊，有助於減輕重量。另外，眼睛外具有透明的瞬膜，可於飛行時閉上以
保護眼睛，而且鳥類視力是所有動物中最好的，可幫助其獵食。
大部分的鳥類，如：小白鷺、麻雀、白頭翁等均具有優良的飛行能力，但
有些鳥類於演化過程中喪失其飛行能力，而具有其他的超級能力。如：企
鵝成為游泳高手、鴕鳥成為跑步高手。
鳥類均採用體內受精、卵生（有卵殼）的生殖方式，且多數鳥類具有孵蛋
育雛的天性，對後代具有良好的照顧。且所有鳥類均屬於恆溫動物。
十一、脊索動物門-哺乳類的特色
哺乳類也是由爬蟲類演化而來，其最大的特徵為具有毛髮可保持體溫（恆
溫動物）且母體會分泌乳汁來哺育下一代，具有完善的育幼行為。
哺乳類依其生殖方式的不同可分為以下三類：
1.卵生哺乳類：鴨嘴獸及針鼴
母體體內受精後會產卵，待後代孵化後，再由母體分泌乳汁餵哺。
2.有袋類哺乳類：袋鼠、無尾熊
母體為體內受精、胎生的生殖方式，但因母體內胎盤不完整，胎兒發育尚
未成熟前即被產出，幼體需爬行至母體育兒袋內，繼續吸取乳汁再發育成
熟。
3.胎盤類哺乳類：海豚、鯨魚、獅子、牛、羊等多數哺乳類動物
母體為體內受精、胎生，因胎盤完整所以胎兒能在子宮中發育成熟後再產
出，幼兒會吸取乳汁來獲取成長的養分。
※脊椎動物的比較表 ※紅色部分為少數例外之種類
主題：生態系
單元壹：生態系的介紹
一、 生態系的組成層次
生態系中具有複雜的環境與豐富的生命，由小至大的層次依序為：
個體 －＞ 族群 －＞ 群集（群落）－＞ 生態系
個體：是最基本的組成單位，由一隻生物即可稱之。
如：一隻弧邊招潮蟹、一隻小白鷺、一棵水筆仔。
族群：在相同環境、相同時間，由同一種生物所組合形成的集合，就可稱
為族群。
如：小白鷺族群、弧邊招潮蟹族群、一群水筆仔所形成的族群。
群集（群落）：在相同環境、相同時間，所有生物族群的集合，稱為群集。
如：所有招潮蟹種類組合形成群集、多種紅樹林植物形成群集、所
有水鳥組合成群集。
生態系：在生物棲息的環境中，包括生物群集與環境因子的組合，共同組
成了生態系。如：紅樹林的環境加上紅樹林生物的群集就組合成
紅樹林生態系、海洋的環境加上海洋的生物群集組合成海洋生態
系。
二、 生態系中生物所扮演的角色
生態系中的每種生物，均扮演著生態上的重要角色，依其獲得養分的方式
不同，主要可以區分為：生產者、消費者與分解者這三個角色。
生產者：所有能進行光合作用而自行製造養分的生物，都扮演生產者的角
色。如：綠色植物、藻類、藍綠菌等。
消費者：必須主動攝取食物才能獲得養分的生物，均屬於消費者。如：小
白鷺、招潮蟹、獅子、山羊等。
分解者：能分解生物排泄物與屍體來獲得養分的生物，屬於分解者。如：
細菌和真菌類生物。
在整個生態系中，若要能維持生態系的運作，一定需要生產者與分解者的
存在，生產者可將太陽能轉化成生物可利用的能量，提供生命世界養分的
來源；而分解者則將屍體分解，促使物質產生循環而能生生不息的使用。
三、 影響族群大小的因素
1.環境負荷量：
一個生態系中所能供應生物的養分有限，所以整個生態系中所能養活的生
物數量就會有所限制，而此環境所能供養生物的最大數量，即稱為環境負
荷量。例如：一個池塘中的食物有限，最多只能養活 1000 條魚（環境負
荷量），但今天從溪流中抓了 2000 條魚放入此池塘中，因魚群數目已超過
環境所能負荷的數量，故 2000 條魚一定會因食物不足而造成競爭，使得
魚群數量下降。若魚群數量下降至 1000 條以下，則因食物充足而使得魚
群不會發生競爭，維持穩定數量。
2.影響族群數量增減的因素有：出生、死亡、遷入及遷出，其中出生及遷
入會使得族群數量增加，而死亡及遷出則造成族群數量降低。
例如：當某地區生物其（出生＋遷入）＞（死亡＋遷出）時，族群增大。
當某地區生物其（出生＋遷入）＜（死亡＋遷出）時，族群減少。
當某地區生物其（出生＋遷入）＝（死亡＋遷出）時，族群維持平衡。
四、 水域生態系介紹
水域生態系中，包括了海洋生態系、河口生態系與淡水生態系。
1.海洋生態系：
海洋生態系依據海水深度的不同，可以區分為深度不及二百公尺的近海區
及水深超過兩百公尺的遠洋區，近海區又可區分為潮間帶及大陸棚生態
區；而遠洋區則由於透光程度的不同，分為透光區及深海區兩類型。海洋
生態系中主要的生產者為浮游性藻類及大型海藻，主要的消費者有刺絲胞
動物（海葵）、魚類、貝類、節肢動物（螃蟹、蝦）及鯨豚等海洋生物。
2.河口生態系：
河口生態系為淡鹹水交會處，河流從上游將礦物質、有機物質及污染物帶
至河口，所以河口環境中養分極高，可供應大量生物生存所需養分來源，
但相對來說也較容易受到污染。河口環境因受到潮汐影響，鹽度變化大，
只有能夠適應的生物種類才能生存其間。主要的生產者為水生植物（香
蒲、紅樹林）其落葉需經過微生物分解後才能提供消費者利用，主要的消
費者有彈塗魚、招潮蟹、貝類及水鳥等。
3.淡水生態系：
淡水生態系由於水團特性的不同，可以區分為池塘、湖泊及溪流生態系三
種。池塘及湖泊水流速度較慢，主要生產者以浮游植物及水生植物為主。
而溪流生態系水流速度快，水質好壞與兩岸陸地使用情形息息相關。主要
的生產者為岸邊的植物，其落葉可提供水中生物利用。而淡水生態系中主
要的消費者為水生昆蟲、淡水魚類、蝦子、螺類及水鳥等生物。
五、 陸域生態系介紹
陸域生態系中，依據年雨量的多寡，主要可區分為沙漠生態系、草原生態
系與森林生態系三種。
1.沙漠生態系：
沙漠生態系為年雨量低於 250 公釐的陸域生態系，氣候乾燥，日夜溫差大，
生物種類較少。在此環境中生存的生物都必須要有抗旱及儲水的構造，且
大都只在清晨或黃昏的時間出來活動。主要的生產者為仙人掌類等耐旱植
物，而主要的消費者包括能適應乾旱環境的昆蟲、爬蟲類和哺乳類等動物。
2.草原生態系：
草原生態系為年雨量介於 250～1000 公釐之間的陸域生態系，主要為平坦
的地形，主要的生產者有草本植物及低矮的灌木。而消費者主要包括各種
草食性及肉食性的動物，如：斑馬及獅子等。草食性的動物為躲避肉食性
動物的攻擊，常成群結隊活動或發展出守望行為，而有些動物因地面缺乏
高大樹木棲息，則往地底下發展形成穴居動物。而除了雨量因素之外，有
些地區也會因為火災及強風的影響而形成草原生態系喔。
3.森林生態系：
森林生態系為年雨量高於 1000 公釐以上的陸域生態系，主要的生產者包
括大型樹木、林下蘚苔植物與蕨類植物。而主要的消費者包括昆蟲、兩生
爬蟲類、鳥類及哺乳動物。而森林生態系又可依據氣候上的差異，再細分
為熱帶雨林、闊葉林及針葉林等生態系。
主題：生態系
單元貳：生物間的交互作用
一、 生物間的交互作用
生活於相同生態系的生物，生物與生物彼此之間具有交互作用，而互相影
響，其中最為常見的四種交互作用為：食性關係、競爭關係、共生關係與
寄生關係。
1.食性關係：
生物之間攝食與被攝食的關係（吃與被吃的關係），例如：羊吃草、老虎
吃羊，若此食性關係存在，對攝食者有利，族群數量會增加，而對被攝食
者有害，族群數量會降低。
在生態系中，將生物之間藉由食性關係串連起來，即可形成「食物鏈」及
「食物網」的關係。例如：草－＞羊－＞老虎（食物鏈），而多條食物鏈
串連起來就會形成食物網。
2.競爭關係：
生物與生物間因所棲息的空間相似、所吃之食物種類相似，就會產生競爭
關係，例如：白頭翁與麻雀均會競爭相同食物、牛與羊會競爭草類等。
若此競爭關係存在，則對雙方生物均具有害處，彼此數量會降低。
3.共生關係：
生物與生物間彼此生活在一起，且互相幫助，對彼此都有利者，稱為「互
利共生」；若只對一方有利，但另一方無害者，稱為「片利共生」。
（1）互利共生：
※ 蚜蟲分泌甜液給螞蟻食用，而螞蟻幫助蚜蟲抵禦瓢蟲的攻擊。
※ 海葵保護小丑魚，而小丑魚幫海葵清潔身體。
※ 珊瑚提供居住空間給共生藻，而共生藻行光合作用提供珊瑚養分。
（2）片利共生：
※ 蕨類附生於樹木上，蕨類獲得棲息空間，但並不會對樹木造成傷害。
4.寄生關係：
有些生物需要從其寄主上獲得養分來源，則此生物間之關係即為寄生。
例如：跳蚤、頭蝨寄生於彌猴身上吸取血液來獲得養分。寄生蜂將卵產於
蝴蝶幼蟲上，待卵孵化成幼體後將蝴蝶幼蟲吃掉以獲得生長的養分。
若此寄生關係存在，對寄生生物有利，族群數量會增加，而對被寄生者（寄
主）有害，其族群數量會降低。
二、 生物防治技術的運用
在農業上，常會出現一些農作物的害蟲（如：東方果實蠅）來危害農作物
的生產，造成減產或品質下降的隱憂。而透過生物防治的方法，來繁殖害
蟲的天敵（如：東方果實蠅的天敵為寄生蜂），達到自然克制害蟲的作法。
此生物防治的方法若運用得當，在不必噴灑農藥的情況下，害蟲之數量會
自然獲得抑制，而能提高農作物之品質，同時降低農藥污染的風險。
主題：生態系
單元參：能量的流動
一、 食物鏈與食物網
依據生物間彼此的食性關係，將生物與生物串連起來，就會形成一條「食
物鏈」。而將同一生態系中多條的食物鏈串連起來，就形成複雜的「食物
網」，如下圖所示：
圖片來源：國立編譯館
在此食物網中同時具有生產者、消費者及分解者，各種生物均具有其重要
的角色，若某種生物消失，一定會對此食物網中其他生物造成影響。
若生態系中的生物種類越多，食物網就越複雜，以上圖為例，若松鼠消失，
對狐、梟和雲豹而言減少了一個食物來源，但這些生物族群並不會滅絕，
因為狐、梟和雲豹還有替代的食物可吃。所以當食物網越複雜的時候，環
境的變動造成生物間的影響幅度將會縮小，使生態系具有較高的彈性與恢
復力，使得生態系較為穩定。
二、 能量的流動與能量金字塔
具有生命的生物體若要維持其身體細胞的運作，就必須要獲得養分來產生
能量供細胞使用，以維持生命現象的運作。
以整個地球而言，最初始的能量來源就是太陽光，太陽光中所具有的能
量，必需透過具有葉綠素的生物進行光合作用，才能將太陽能轉變成葡萄
糖等養分中的化學能，如此一來能量就能進入生命世界，供生物利用了。
光合作用的反應式如下所示：
當綠色植物行光合作用後，會製造出葡萄糖等養分，而藉由食物網的傳
遞，可將養分傳遞給其他消費者與分解者。
在生物體中，只有少部分的養分（約 10% ）是用來製造構成生物體的物質，
而絕大多數的養分（約 90% ）則會經由生物的呼吸作用而將養分分解釋放
能量，供給細胞維持生命現象所需的能量來源，這些能量讓細胞消耗之後
會轉變成熱能而散失，因此真正留在生物體內的能量，可以再傳遞給上層
消費者的能量並不多（大約只有 10% 左右）。
而將能量透過食物鏈傳遞後，可以發現生產者所具有的總能量最多，依序
遞減傳遞給上層消費者，只有約 10% 左右的能量會向上傳遞，其餘 90% 的
能量則形成熱能散失，所以將生物依照總能量的多寡排列，會形成一個塔
形，稱為能量金字塔。
不論食物網如何複雜，能量流動的方向都是單方向，由底層的生產者向高
階的消費者流動，而每一階層的能量都只有一小部分向上傳遞。
主題：生態系
單元肆：物質的循環
一、 碳的循環過程
碳元素是構成生物體的主要物質，舉凡醣類、蛋白質與脂質均需要碳元素
才能形成，由此可見碳元素的重要性。而碳元素主要以二氧化碳的型式存
在於大氣中，生物體要如何獲得大氣中碳的來源呢？以下將作詳細的探討
1. 碳元素的固定（固碳作用）
（1）具有葉綠素可行光合作用的生物（綠色植物、藻類與藍綠菌），藉
由光合作用的過程將二氧化碳轉變成醣類或其他養分儲存於體內。
而這些醣類等其他養分，再經過消費者的攝食，進入動物體內。
（2）大氣中的二氧化碳也會自然地溶解於水中。
（3）古代生物的遺體經長時間高溫高壓作用下，慢慢形成化石燃料（植
物遺體形成煤炭、動物遺體形成石油）
2. 碳元素的釋放（脫碳作用）
（1）只要是生物，無論是生產者、消費者及分解者，都必須進行呼吸作
用，將養分分解產生能量供細胞使用，並同時釋放出二氧化碳。
（2）燃燒化石燃料，產生熱能，並釋放出二氧化碳。
（3）分解者對生物遺體進行分解作用，同時也會釋放出二氧化碳。
而大氣中的碳元素即是藉由固碳作用與脫碳作用，不斷地在自然界
與生物界中循環利用。
3. 溫室效應
由於人類大量使用煤和石油，造成大氣中二氧化碳濃度越來越高，使得
地球溫室效應更加惡化。最直接的影響是南北極冰層融化，造成海平面
上升，導致生物與人類的棲息地遭到海水淹沒，除此之外，氣候會更加
異常，颱風的強度更強，可能造成更多危害。
二、 氮的循環過程
氮元素是組成蛋白質及 DNA 的重要元素，由此可見氮元素的重要性。而氮
元素主要以氮氣的型式存在於大氣中，約佔大氣含量的 78% ，這些氮氣非
常穩定，動物及植物均沒辦法直接利用氮氣，那麼生物體要如何獲得大氣
中氮的來源呢？以下將作詳細的探討。
1.氮元素的固定（固氮作用）
（1）閃電作用使得大氣中的氮氣與氧氣結合形成氮化物。
（2）土壤中的「固氮細菌」將氮氣或氮化物轉化成植物可以直接利用的
含氮物質。
（3）土壤中的含氮物質被植物吸收後，經由食物鏈傳遞到消費者身上。
（4）生物的遺體及排泄物，經過微生物分解，再度形成土壤中的含氮物
質，重新被利用。
2.氮元素的釋放（脫氮作用）
（1）生物的遺體及排泄物，被微生物直接分解形成氮氣排出。
（2）土壤中的含氮物質被「脫氮細菌」分解，形成氮氣釋放到大氣中。
主題：人類與環境
單元壹：生命的多樣性
一、 生物多樣性的重要性
生活在同一區域的所有生物，在種類及生活棲地等方面所存在的所有差
異，稱為生物多樣性。例如：以草原和熱愛雨林環境相比，熱帶雨林生物
種類多且棲息環境變化大，所以與草原相比具有高度的生物多樣性。
生物多樣性的三個層次可使得生態系保持高度適應力與穩定度，以下將針
對此三種層次加以探討：
（1）基因多樣性：
有性生殖及突變會造成基因的重新組合與改變，而造成同種生物之間具有
基因上的差異，基因組合的不同會影響生物體表現出不同的特徵差異，而
提高物種對變動環境的適應能力，此為基因多樣性的重要影響。
（2）物種多樣性：
生態系中所存在的生物種類越多，所組合而形成的食物網就越複雜，而生
態系就越穩定，不容易被破壞。
（3）生態系多樣性：
環境及棲息空間越多樣化，就能提供各種生物棲息，形成各式各樣不同的
生態系。
維持高度的生物多樣性，除了可以保持生物的適應力與生態系的穩定之
外，多樣化的生物可以提供人類在食物及醫療各方面的資源，而維持生物
多樣性就能夠為後代子孫保留這些重要的生物資產。
二、 生物多樣性面臨的危機
1.棲地的減少與破壞：
（1）生態系遭受火災、氣候變遷和人類開發等破壞時，使生態環境發生
劇烈變動，而影響棲息在其中的生物，甚至造成生物滅絕。
例如：台灣野外的烏來杜鵑，即是因為翡翠水庫的興建，使得烏來
杜鵑已從野外消失。而生長於雪霸國家公園內的櫻花鉤吻鮭，則因
溪流環境遭受破壞，使得其族群數量下降。
（2）當這些棲地的破壞發生於物種越多的區域時，物種減損的情形也越
嚴重，例如：許多熱帶國家對熱帶雨林的砍伐，已造成許多物種滅
絕。
（3）防治方法：劃定保護區來保護生物重要的棲息地。
2.外來生物的引入：
（1）當生態系中有生物從外地遷入並大量繁殖時，就可能影響生物間的
交互關係，使得生態系失去平衡，而影響生物的生存。
例如：從國外引進臺灣的福壽螺、螯蝦、紅耳龜、牛蛙、吳郭魚，
在不當的野放後，由於在台灣沒有天敵而大量繁殖，嚴重威脅其他
生活在水田、池塘和河溝中生物的生存。
（2）防治方法：教導民眾外來種的危害，不要隨意放生及引進外來物種。
另外，海關的檢疫制度，要嚴格把關，防止外來物種藉由進口的貨
物而入侵台灣。
3.野生動植物的過度捕獵：
（1）生物被大量捕捉，導致生物族群數量下降而瀕臨滅絕。例如：象牙
及犀牛角的需求，導致野生大象及犀牛瀕臨滅絕。過度捕撈魚類，
導致海洋中魚類生物數量下降，而面臨滅絕危機。
（2）防治方法：制訂對自然環境有效的管理辦法，永續經營生物，並維
持生物的多樣性。
主題：人類與環境
單元貳：生態環境的破壞
一、 人口成長的衝擊
圖片來源：國立編譯館
由上圖可知從西元 1800 年至今，人口的成長相當快速，至 2007 年世界總
人口數已經突破 65 億人，人口的快速增加，已經衍生許多環境上的問題。
每個人對食衣住行育樂的需求越來越多，所消耗的地球資源也就越多，對
糧食、居住空間、能源的需求越來越大，而製造出來的垃圾及污染也越來
越多，這些種種的問題都可能造成人類生存的危機，值得人類仔細思考。
二、 環境污染問題
1.生物累積作用：
許多污染物質並無法被生物的代謝作用所排除，而能持續堆積於生物體
內，透過食物鏈的傳遞，最高階的消費者體內會累積最多的污染物質，而
對生物生存造成重大的影響。而這種污染物質累積的現象就稱為「生物累
積作用」。請見下圖說明：
圖片來源：國立編譯館
以上圖的食物鏈為例，如果水質遭受污染，會透過食物鏈而傳遞到藻類、
小魚、大魚，最後至人類身上，而污染物質則透過生物累積作用，累積於
人類身上的污染物質最多。
2.有毒物質分類：
（1）重金屬污染，如汞（水銀）、鎘、銅、鉛等，累積於生物體內時，可
能會造成慢性中毒，造成生命的威脅。
（2）戴奧辛與多氯聯苯，會影響人類新生兒腦部及中樞神經系統的發展，
並可能導致生殖系統的疾病。
（3）殺蟲劑與農藥會堆積於內臟或脂肪中，造成內臟敗壞甚至死亡。
3.臭氧層的破壞
由於氟氯碳化物（CFCs）的排放，使得臭氧層被分解而造成破壞，臭氧層
稀薄的結果會導致侵入地球的紫外線增加，對野外生物的生存造成相當的
影響。例如：科學家發現過多的紫外線可能讓有些生長在人煙罕至、環境
乾淨高山中的蛙類逐漸消失。
4.溫室效應全球暖化
過量的二氧化碳排放，造成溫室效應加劇，全球溫度的上升使得動、植物
所分布的緯度增高、且高度增加，有些原本分布在寒冷地區的生物因此消
失。甚至因為冰層融化導致海平面上升，淹沒了許多生物的棲息環境。
主題：人類與環境
單元參：生態環境的保育
一、 保育觀念的改變
以往的保育觀念著重於單一物種的保育工作，但長期實施的結果發現，受
到保育的生物受到良好保護，族群尚可維持，但野外其他生物族群依舊面
臨棲地破壞的威脅，而一旦棲地被破壞，將使所有的生物受到傷害。所以
現在保育的重點在於強調棲息環境的保育，也唯有如此，生物才有良好的
棲息空間，而不至於遭受到迫害。
二、 維護生物多樣性的方法
1.制訂保育公約
目前世界各國針對全球生物的保育，共同制訂國際公約，來保護全球的生
物多樣性。
（1）生物多樣性公約：
熱帶地區具有熱帶雨林的國家，其國家內之生物多樣性極為豐富，為避免
這些國家因發展經濟而砍伐雨林，造成全球生物多樣性下降，於是世界各
國簽訂生物多樣性公約，使各國在學術知識與政治經濟上可以互相支援，
避免熱帶國家因發展經濟而犧牲了生物的多樣性。
（2）拉姆薩公約：
候鳥的遷徙是無國界的，所以各國的溼地必須共同保育，才能發揮保育候
鳥的成效，此即為拉姆薩公約最主要的目的。
2.保育生物的棲息環境，教導民眾具有保育的觀念。
三、 台灣的保育現況
1.設立國家公園、自然保護區與保留區，來達到棲地保育的目的。
2.政府制訂文化資產保存法與野生動物保育法，並公告保育類動物及珍貴
稀有植物名錄，來保護這些瀕臨滅絕的生物及其棲息環境。
目前台灣已規劃的國家公園、自然保護區與保留區如下圖所示：
圖片來源：國立編譯館
四、 生態保育與經濟發展的平衡
1.生態保育與經濟開發之間存在著許多的衝突，一個地區的開發，必須要
審慎的評估，找到生態保育與經濟發展的平衡點，若需要開發則必須使生
物的衝擊與破壞降至最低，例如：可進行物種的移地保育、規劃生物通行
的廊道等具體作法。
2.每一個現代的公民，都必須具備環境保護與生態保育的觀念，盡可能地
節省能源的使用，可用資源的回收再利用，並減少垃圾的產生。
3.積極開發綠色能源，如：太陽能發電、風力發電等，降低對化石燃料的
依賴及核能發電的依賴，鼓勵企業轉型為低污染的工業，並控制二氧化碳
的排放。
4.推廣生態觀光產業取代工業的開發，讓民眾能享受保育生物多樣性所帶
來的優質環境。
