生物學生物學 BiologyBiology

生命的特徵生命的特徵The characteristics of lifeThe characteristics of life1. 1. 生命是架構化的生命是架構化的 Living things are organizedLiving things are organized

細胞

組織

器官系統

族群

原子分子

群落

生態系

生物圈

2. 生物需要物質與能量 Living things acquire materials

and energy

Metabolism 代謝 : 細胞內所有化學與能量轉換的過程Photosynthesis 光合作用Homeostasis 恆定作用 :

3. 生物是有感應的 Living things respond to stimuli

趨光性趨化性槭樹種子兀鷹普雷克西普斑蝶

生物行為 behavior

4. 生物是會生殖及發育 Living things reproduce and develop

無性生殖 & 有性生殖

Random binary fission

Longitudinal binary fission

Transverse binary fission

5. 生物會演化適應Living things have evolution and adaptations

突變 mutation : 細胞自我複製傳遞 DNA 過程中 出現錯誤造成的改變演化 evolution : 隨時間改變生物特性的過程適應 adaptation : 形態、功能或行為上提升物種存續性的特質滅絕 extinction

Natural selection

Trematomus bernacchii is well-adapted to the extremelylow and stable temperatures of seawater where has a nearly constant mean annual temperature of -1.86℃.

T. bernacchii and some other cold-adapted Antarctic fish die of heat at approximately 6℃. This freezing resistance is accomplished with special antifreeze glycopeptides in its body fluids, that bind to emerging ice crystals and prevent their growth; these antifreeze compounds are being commercially marketed for product development

Unity 一致性Biodiversity 生物多樣性

生物的分類 Taxonomy林奈氏的二名法 : 屬名 + 種名

Angiostrongylus cantonensisParagonimus westermani

構造很簡單代謝很複雜

缺氧、太鹹、高溫過酸等原始狀態的環境

域脊索動物門

生物相 Biomes 地理、氣候一、陸地生物相凍原：近南北極區，終年寒凍，最溫暖月均溫僅 10℃

Figure 19.33

些微降雨成雪，只有地表幾公分土壤可融化供植物生長，下層土則為永凍層。植物很難攝取水分，夏天也不能深入底層。溶解或來自高地的水被永凍層阻隔，形成沼澤或小水塘。夏天短且冷，僅持續約 6 到 10 週，在短暫的夏季中，由於日照時間較長，因此類似蘚苔、地衣與草類等低矮的一年生植物，會因為陽光較充足而得以快速生長，為凍原上的動物提供了更豐富的食物來源。 無樹的平原 南極凍原除了眾多的海生哺乳類與海鳥，並無任何其它哺乳類；此區的動植物，都受南極公約 (Antarctic Treaty) 所保護。

寒帶林 (北方針葉林，三千公尺以上冷杉林 )堅硬如針的葉子，土壤結凍時能保存水分，且留在莖上不掉落，ㄧ回溫，即可行光合作用。果實不易凍傷。

Figure 19.34g

溫帶森林：溫帶闊葉林、溫帶針葉林、闊葉常綠林落葉形成深且肥沃的腐植層，保存水及養分

沙漠：年雨量低於 250公厘植物多ㄧ年生，葉多如針草原帶：降雨零散或集中於某季節，無法維持林區成長植物根系散佈廣闊，可固著土壤，從暴風雨中捕捉水分迅速成長，而乾旱季節冬眠，地上部份死亡，僅地下莖存活世界上最有能力將陽光及無機養分變成活組織之植物之ㄧ

Figure 19.34c

Figure 19.34e

Figure 19.34b

Figure 19.34d

熱帶雨林：南北迴歸線內，年雨量 2500公厘以上且分布均勻面積雖只佔全球陸地 6%，卻孕育了一半以上的生物二、水生生物相淡水生態系開放水域：貧營養湖 (oligotrophic) - 浮游植物少，清澈 富營養湖 (eutrophic)沼澤 ：苔蘚植物茂密，使水域酸化，其他植物難獲取養分 食肉植物

Figure 19.34a

河口：含鹽度不一，退潮的泥濘沼地在夏天乾硬，冬天凍僵 淡水都含氮、矽質，缺乏磷，海水相反，河口則互補，刺激植物快速茂密的生長，多種魚、貝及蝦蟹利用河口產卵但現面臨都市興起的汙染鹽水沼澤 – 紅樹林潮間帶：岩岸上的生物 蝦蟹、海星、貽貝、海膽等昆布林：每天可生長 50 公分高，達 20-40 公尺 龍蝦、蟹珊瑚礁大洋區

The Scientific Method

現象 實驗 觀察假說 結論

理論

瘧疾 喝髒水喝清水髒水

吊蚊帳瘧蚊

居住在髒水區易得但是和飲水無關

實驗室中實驗 : 1. 甜味劑 S 與膀胱癌 實驗動物 : inbred mice 每組 10隻 對照組 : 飼料不加甜味劑 S 實驗組 : 分 10 小組

飼料中各添加 5 、 10 、 15 …50 % 甜味劑 S

環境等其他影響因子之控制

某劑量下為安全？

1. 實驗組全無出現膀胱癌？2. 時間點3. 統計學上的意義3. 其它因子4. 人體實驗

Can colors protect a snake? Warning colorationCan colors protect a snake? Warning coloration2. Mimicry

– Biologists developed a hypothesis regarding mimicBiologists developed a hypothesis regarding mimicry in snakes.ry in snakes.

They tested the hypothesis by making artificial snakes and They tested the hypothesis by making artificial snakes and observing how often they were attacked by predators.observing how often they were attacked by predators.

利用數百隻假蛇，等量兩種蛇，放置多處利用數百隻假蛇，等量兩種蛇，放置多處 44 周。周。

Markings and behavior不以結網捕捉食物

30 fly spider pairs

20 separate trials

Both the wing markings and the wing-waving behavior contribute to the survival of mimics.

Field Study - 演化理論 (David P. Barash) 觀察、假說 : mountain bluebird 的攻擊行為隨 生殖週期改變 預測 : 隨築巢、產卵及孵育而攻擊行為改變

知更鳥

Stage 1. 築巢區不易覓得， 且確保自己是傳續基因的當然配偶。Stage 2 & 3. 後代已出現，不需再消耗精力對付競爭者。

* 除了解剖學及生理學，也以動物的 行為來解釋進化的理論