細胞的構造與功能
重點導引
A
細胞的構造
細胞
細胞的種類
組成細胞的分子
真核、原核細胞
真核細胞的構造
細胞的形態與功能
細胞學說的建立
顯微鏡的進展
生命現象、顯微鏡的發展
真核細胞
的構造
核膜
單層膜構造
雙層膜構造
不具膜構造
核質
核仁
雙層膜具核孔
具染色質
RNA ＋蛋白質組成
內質網、高基氏體、液泡、溶體
磷脂、蛋白質、膽固醇（存在於動物細胞）、寡醣
流體鑲嵌模型
粒線體、葉綠體
中心粒、核糖體
細胞核
細胞質
成分
模型
細胞膜
細胞壁
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B
細胞及能量
C
細胞週期與細胞分裂
同化與異化
ATP
細胞中能量的
獲得與轉換
有氧呼吸
發酵作用
光反應
固碳反應
光合作用
呼吸作用
異化代謝
同化代謝
能量
例如：葡萄糖合成
肝醣
例如：呼吸作用、
肝醣分解
能量
AD P + Pi
ATP
ATP
（化學能）
光合作用
動物細胞
植物細胞
植物細胞
醣類+O
2
（化學能）
H
2
O+CO
2
葉綠體
呼吸作用
粒線體
太陽光
（光能）
有絲分裂
細胞質分裂
細胞週期與
有絲分裂
染色體與染色質
減數分裂
配子的形成與分化
受精卵的發育
有絲分裂
減數分裂
分裂
2n
2n
2n
2n
2n
n
n
n
n
n
n
2n
減數分裂I
減數分裂II
1
A
細胞的構造╱
B
細胞及能量╱
C
細胞週期與細胞分裂
先前學過的內容
生物
(全)範圍
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2
1-1.1
細胞學說的建立
一
生命現象
定義
1. 生物：可以表現「生命現象」的完整個體。
2. 生命現象：生長、生殖（繁殖）、感應、代謝。
𥺼
1
代謝
：生物體內所有化學反應的總稱。
彍 合成反應（同化代謝）：小分子→大分子，吸收能量以產生細胞所需物質的過程，
如光合作用。
鈫 分解反應（異化代謝）：大分子→小分子，釋出能量以提供細胞所需能量的過程，
如呼吸作用。
𥺦
2
生長
：生物體的細胞體積增大或數目增加，
或是細胞進行分化，而生長過程中常伴隨著發育。
彍
實例一：單細胞生物的細胞體積增加。
鈫
實例二：多細胞生物的細胞體積增加、數量增
加及細胞分化使之形成不同類型的細胞。
糍
3
感應
：生物能接受刺激而產生反應，反應常
是生理的變化或運動。
彍
實例一：單細胞生物往有食物的地方移動、獵
豹追逐獵物。
鈫
實例二：植物往有陽光處生長。
𤧹
4
繁殖
：生物體產生子代並將親代特徵傳遞給子代的現象。
二
細胞學說與顯微鏡
顯微鏡的重要性與進展
1. 重要性：細胞學說的建立與近代生物學的重要發現都與顯微鏡的發展密不可分。
2. 詹森的顯微鏡：於 1590 年發明了第一臺光學複式顯微鏡，其放大倍率僅 10 倍左右。
3. 虎克的顯微鏡：
𥺼
自製放大倍率較高（約 50 倍）的改良式複式顯微鏡。
𥺦
觀察樹皮的軟木切片，發現了蜂窩狀小格子，於是將此構造命名為細胞 (Cell)。
知識
病毒
病毒缺乏生長與感應運動能
力，且物質的合成、加工都得依
賴宿主細胞，處於「生物體」和
「非生物」之間的灰色地帶。
延伸補充
百科
細胞的構造
細胞的大小、異同、形態、構造與功能間有何相關？細胞是如何被發現，又該如何觀察？
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第
1 章 細胞的構造與功能
3
1
虎克的發現
虎克以改良的複式顯微鏡觀察微小物體，並將觀察結果描繪於《微物圖誌》一書中，成為第一位
出書並命名「細胞」一詞的科學家。雖虎克將所觀察到的蜂窩狀小格子命名為細胞，但實際上其所見
的細胞僅是植物木栓細胞的細胞壁。
延伸補充
4. 雷文霍克：
𥺼
改良鏡片研磨技術，將顯微鏡的放大倍率提高到
270 倍。
𥺦
觀察到更微小的原生生物及細菌。
5. 現代光學顯微鏡
𥺼
解剖顯微鏡：放大倍率約 100 倍，可用來觀察生物
表面立體構造，如蛙卵、昆蟲的外觀，以及葉片表
面的細毛等。
𥺦
複式顯微鏡：放大倍率至 1000 倍左右，多用來觀察
可透光的樣本，如葉片的表皮細胞與硬骨切片等。
6. 電子顯微鏡
𥺼
從 1930 年起更充分地應用在分子構造的研究中。
𥺦
放大倍率可高達數 10 萬倍以上。
糍
可分為兩種：
彍
掃描式：可以看到細胞表面的細微構造。
鈫
穿透式：可以看到細胞內的細微構造。
7. 細胞學說與顯微鏡的發展關係（圖 1-1）：
布朗
發現細胞核
虎克
發現細胞
細胞學說
發展歷程
顯微鏡
的進展
詹森的
複式顯微鏡
虎克的
複式顯微鏡
雷文霍克的
單式顯微鏡
解剖顯微鏡
複式顯微鏡
掃描式
電子顯微鏡
穿透式
電子顯微鏡
1665
早期
光學顯微鏡
10倍
50倍
270倍
∼100倍
～1000倍
10萬倍以上 100萬倍以上
放大倍率
現代
光學顯微鏡
電子顯微鏡
1676
1831
1838
1839
1855
年
現今
雷文霍克
發現細菌
許來登
植物皆由
細胞構成
許旺
動物皆由
細胞構成
魏修
細胞來自既存
的細胞分裂
細胞學說建立
▲
圖
1-1 顯微鏡與細胞學說的演進
百科
雷文霍克的觀察
雷文霍克藉由改良的顯微
鏡觀察池水中的微生物，描繪
出細菌，成為第一位發現細菌
的科學家。
布朗的觀察
布 朗 以 顯 微 鏡 觀 察 蘭 花
時，發現細胞有一不透光的區
域，稱其為「nucleus」，隨後
他證實了細胞核的普遍存在並
為其命名。
延伸補充
百科
百科
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4
𥕛
細胞學說的建立過程
許來登
1838年，觀察多種植物材料，提出細胞是構成植物體的基本單位
布朗
1831年，發現蘭花花瓣細胞內部的球狀構造，稱之細胞核
許旺
1839年，觀察多種動物組織，提出細胞是動物及植物構造的基本單位
魏修
1855年，根據其他學者的研究結果，提出細胞來自已存在的細胞
許多生物學家
不斷改進顯微鏡技術，歸納研究結果，有關細胞的論點逐漸形成完整的細胞學說
▲
圖
1-2 細胞學說的建立過程
𥐥
細胞學說的內容摘要
1. 生物體皆由細胞構成。
2. 細胞是生物體結構和功能的基本單位。
3. 細胞皆由已存在的細胞分裂所產生。
磮
細胞學說的重要性
1. 闡明生物體在構造上的一致性，並說明現存細胞都是由原有的細胞分裂而來。
2. 對於生物演化具有共同起源的想法，提供了有利的論點。
3. 為日後生物學的研究提供了重要的基礎，推動了生物學的後續發展。
基礎練習
C
1. 下列有關生命現象的描述，何者描述完全正確？
(A) 病毒能在細胞體內增殖，故為生物 (B) 代謝僅包含合成新物質 (C) 植物可進行
運動 (D) 生長現象僅含細胞體積的增大與數量的增加
D
2. 下列何者是合成反應？
(A) 澱粉轉變成葡萄糖 (B) 蛋白質轉變成胺基酸 (C) 葡萄糖轉變成二氧化碳和水
(D) 脂肪酸和甘油轉變成脂肪
B
3. 下列有關合成反應的敘述，何者錯誤？
(A) 將小分子合成大分子 (B) 多半伴隨能量的釋出 (C) 光合作用整體為同化代謝
(D) 多半伴隨物質間的連結
B
4. 關於細胞的發現與細胞學說的相關敘述，何者正確？
(A) 電子顯微鏡的發明對細胞的發現貢獻卓著 (B) 生物體的構造與功能單位即為細胞
(C) 新細胞是由舊細胞結晶產生 (D) 虎克觀察到細胞壁，並提出細胞學說
解
1. (A) 病毒因其絕對寄生的特性，故不屬於生物，亦不屬於非生物 (B) 代謝包含分解與合成物
質 (C) 植物可進行膨壓運動，如睡眠運動和觸發運動 (D) 生長現象包含細胞體積的增大、
數量的增加與細胞分化
解
2. 較小分子轉變成較大分子是合成反應
解
3. 同化代謝多半伴隨能量的吸收
解
4.(A) 應為光學顯微鏡的發明 (C) 新細胞是來自已存在的舊細胞 (D) 虎克觀察到細胞壁，並
提出細胞一詞，而非細胞學說
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第
1 章 細胞的構造與功能
5
1
1-1.2
細胞的形態與功能
一
細胞的多樣性
細胞的大小
1. 一般在 1 ～ 100 微米 (
μm) 之間，需要用顯微鏡才能觀察。
𥺼實例：大腸桿菌長約 2 微米、人類白血球直徑約 10 微米（圖 1-3）。
2. 少數細胞大到可以用肉眼直接觀察。
⑴實例：牛蛙卵直徑約 2 毫米 (mm)、鴕鳥卵黃直徑約 8 公分 (cm)（圖 1-3）。
▲
圖
1-3 不同細胞的大小
1 nm ＝ 10
-9
m，1 µm ＝ 10
-6
m，1 mm ＝ 10
-3
m，1 cm ＝ 10
-2
m
（此圖未依實際比例繪製）
電子顯微鏡
人眼
光學顯微鏡
葉綠體
人類的白血球
骨骼肌細胞
葉肉細胞
草履蟲
原子
0.1 nm
1 nm
10 nm
100 nm
1 µm
10 µm
100 µm
1 mm
1 cm
10 cm
1 m
胺基酸 蛋白質 核糖體 病毒
鴕鳥卵黃 神經細胞長度
牛蛙卵
1 µm
10 µm
100 µm
大腸桿菌
粒線體
人類的紅血球
𥕛
細胞的形態
1. 細胞的形態相當多樣且與其生理功能密切相關。
2. 實例（圖 1-4）：
𥺼
神經細胞具有許多突起，可增加與其他細胞的接觸，有利
於訊息的接收與傳遞。
𥺦
肌肉細胞呈纖維狀，有利於收縮而產生運動。
糍
植物維管束的木質部內有管狀的細胞，可運送體內的水分
及礦物質。
𤧹
植物的表皮細胞呈扁平狀且排列緊密，具有保護功能。
𡞰
兩兩成對的半月形保衛細胞圍成氣孔，與氣孔開閉有關。
(A)
肌肉細胞
50 µm
(B)
神經細胞
45 µm
▲
圖
1-4 細胞形態的多樣性
（圖片來源：
(A)www.pinterest.
com (B)Brooker, R. J. et. al.
(2008). Biology. Mcgraw-Hill, N.Y.,
p.63, Figure 4.2.）
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6
二
組成細胞的分子
細胞的組成
1. 細胞由無機物及有機物組成（圖 1-5）。
2. 無機物包括水及礦物質（如 Na
＋
、K
＋
、Ca
2 ＋
等），有機物包括醣類、蛋白質、脂質與核酸等。
▲
圖
1-5 細胞的組成
水
有機物
生物
細胞
細胞成分
礦物質
𥕛
水
1. 細胞中含量最多的化合物。
2. 生物體內，許多物質需溶解於水中才能進行化
學反應，對維持生物體的正常生理作用扮演了
極重要的角色。
𥐥
醣類
1. 又稱為碳水化合物。
2. 辨別：
𥺼
醣：統稱，如單醣、雙醣（圖 1-6）。
𥺦
糖：特定種類的醣類，如葡萄糖、蔗糖。
▲
圖
1-6 醣類
單醣
雙醣
多醣
細胞的含水量
一般細胞內含水量約占70％，所占
比例隨細胞的種類而不同，例如：種
子、花粉和骨骼細胞含水量較低，腦細
胞含水量較高。
構成醣類的元素
醣類由C、H、O組成，分子式多為
(CH
2
O)
n
。
延伸補充
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第
1 章 細胞的構造與功能
7
1
3. 功能：
𥺼
供應細胞能量。
𥺦
儲存能量的主要物質。
糍
組成細胞結構的重要成分。
4. 分類：
醣類
組成單位
常見種類
功能
單醣
一個單醣
五碳醣
核糖
構成RNA（核糖核酸）的成分
去氧核糖
構成DNA（去氧核糖核酸）的成分
六碳醣
葡萄糖
生物體主要的能量來源
雙醣
由兩個單醣所
組成
麥芽糖
大量存在於發芽的種子中
蔗糖
植物體內運輸養分的主要形式
乳糖
多存在於乳汁中
多醣
由數百到數千
個單醣所連結
而成
澱粉
植物體儲存的多醣
肝醣
動物體儲存的多醣
纖維素
構成植物細胞壁的主要成分
磮
蛋白質
1. 構造：由胺基酸串聯形成蛋白質（圖 1-7）。
𥺼
構造單位：
5
胺基酸
，組成蛋白質的胺基酸主要有 20 種。
𥺦
不同數目、不同種類和不同排列順序的胺基酸可組成不同種類的蛋白質，各具不同的功
能。
▲
圖
1-7 胺基酸與蛋白質
胺基酸
蛋白質
2. 功能：
𥺼
催化細胞內化學反應，例如：酵素（酶）。
𥺦
進行免疫作用，例如：抗體。
𣄃
脂質
1. 種類：包含中性脂肪和磷脂質。
𥺼
中性脂肪（包括脂肪和油）：
①存在於脂肪細胞。
②又稱三酸甘油酯
人體中存在最多的醣類
葡萄糖是人體內含量最多的單醣，可直
接供細胞進行化學反應以產生能量。
延伸補充
構成蛋白質的元素
蛋白質是生物體內含量最多之有機
物，由C、H、O、N、S組成。
蛋白質的其他功能
蛋白質還具有提供能量、構成毛
髮、運輸體內物質、幫助肌肉運動和平
衡體內酸鹼等功能。
延伸補充
構成脂質的元素
脂質由C、H、O構成，有些尚包含N和P。
脂肪與油的區分
1. 脂肪：固態，常見於動物性油脂。
2. 油：液態，常見於植物性油脂。
延伸補充
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8
③構成：1 分子甘油＋ 3 分子脂肪酸（圖 1-8A）。
④功能：生物能量的主要儲存形式、保溫等。
𥺦
磷脂質：
①功能：構成細胞膜的主要成分之一。
② 構成：1 分子甘油＋ 2 分子脂肪酸＋含磷的分子團分子（圖 1-8B）。
▲
圖
1-8 中性脂肪與磷脂質
(A)
中性脂肪
(B)
磷脂質
甘油
甘油+
含磷分子團
脂肪酸
脂肪酸
𡠪
核酸
1. 核酸構造：由核苷酸串聯形成核酸。
𥺼
構造單位：
6
核苷酸
，不同的核酸類型（如
DNA 和 RNA）由不同種類的核苷酸所組成。
𥺦
核苷酸構造：含氮鹼基、五碳醣及磷酸基。
2. 核酸種類（圖 1-10）：
核酸
中文全名
五碳醣
功能
結構
DNA
7
去氧核糖核酸
去氧核糖
攜帶遺傳訊息的遺傳物質
（基因為可影響性狀表現的DNA片段）
多為雙股
RNA
核糖核酸
核糖
與蛋白質合成有關
多為單股
▲
圖
1-10 核酸
RNA
DNA
磷酸基
五碳醣
含氮鹼基
核苷酸
其他種類的脂質
固醇類與中性脂肪和磷脂質不同，是由4個含
碳的環所組成的脂質
（圖1-9），不具脂
肪酸，是某些動物激
素的成分，例如：雄
性激素。
延伸補充
▲
圖
1-9 固醇類
重要的核苷酸
有些核苷酸在細胞內有重要
功能，例如：ATP可直接提供細
胞代謝活動所需的能量。
延伸補充
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第
1 章 細胞的構造與功能
9
1
基礎練習
B
1. 有關核酸的敘述，下列何者正確？
(A) 基因為特定片段的 DNA 或 RNA
(B) 組成的單位：核苷酸
(C) 核糖核酸簡稱為 DNA
(D)RNA 大都為雙股構造
C
2. 下列關於細胞內物質的敘述，何者正確？
(A) 醣類為細胞光合作用的主要原料
(B) 動、植物儲存的醣類皆以澱粉為主
(C) 澱粉和纖維素分別為植物的儲存性多醣與植物細胞壁的主成分
(D)DNA 為核糖核酸
B
3. 下列有關蛋白質構造與功能的敘述，何者正確？
(A) 人體代謝的主要能源來自胺基酸分解產生的能量
(B) 胺基酸排列順序會影響蛋白質的種類
(C) 組成蛋白質的核苷酸主要有 20 種
(D) 蛋白質在細胞內的含量僅次於核酸，具催化反應、免疫等多種功能
ABD
4. 狂犬病毒基本構造僅由 RNA 和蛋白質組成，其外再包覆一層脂質的套膜，請問下列哪
些物質可能包含在其成分中？（應選 3 項）
(A) 胺基酸 (B) 磷脂質
(C) 去氧核糖 (D) 核糖
(E) 纖維素
B
5. 人類肉眼的解像力約為 0.1 mm，若使用 1000 倍的光學顯微鏡觀察下列四種不同長度
的物體，何者在視野下看不見？
(A)10
-6
m (B)10
-5
mm
(C)10
-5
cm (D)10
4
nm
1-1.3
原核細胞與真核細胞
一
真核細胞
基本構造
1. 共同的基本構造：細胞膜、細胞質及細胞核。
2. 藻類、真菌和植物細胞：在細胞膜外有細胞壁包覆。
解
1.(A) 基因為特定片段的 DNA，並非 RNA (C) 核糖核酸簡稱為 RNA (D)RNA 大都為單股構造
解
2. (A) 醣類為細胞光合作用的主要產物 (B) 動物儲存的醣類以肝醣為主 (D)DNA 為去氧核糖
核酸
解
3. (A) 人體代謝的主要能源來自醣類分解產生的能量 (C) 組成蛋白質的單元為胺基酸 (D) 細
胞內含量最多的分子為水，蛋白質僅次於水
解
4.(A) 胺基酸為蛋白質的成分 (B) 磷脂質為套膜的成分 (D) 核糖為 RNA 的成分
解
5.10
-5
mm 經 1000 倍放大後為 0.01mm ，仍小於 0.1 mm，所以在視野下看不見
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10
3. 動、植物細胞基本構造比較（圖 1-11）：
▲
圖
1-11 真核細胞的構造
細胞核
粒線體
內質網
細胞膜
細胞質
溶體
液泡
高基氏體
核糖體
葉綠體
細胞壁
中心粒
𥕛
細胞膜
1. 位置：圍住細胞的一層膜。
2. 功能：隔開細胞內外的環境，並選擇性地控制
物質進出細胞，以維持正常生理作用。
3. 構造：以雙層
8
磷脂質
分子形成平面，蛋
白質、醣類鑲嵌其中（圖 1-12）。
𥺼
9
醣類
分子：
①附著在細胞膜外側。
② 細胞膜上的醣類可作為辨識標籤，以供其
他細胞或物質進行辨識。
𥺦
10
蛋白質
：
①鑲嵌於細胞膜外側或內側，或貫穿其中。
②種類繁多，有些可專一性地協助物質進出，有些可接收化學物質的刺激。
▲
圖
1-12 細胞膜的構造
醣類
雙層磷脂質分子
蛋白質
細胞內
細胞膜可控制物質進出
細胞膜
細胞外
細胞內
▼
細胞外
細胞膜上的其他脂質
膽固醇可鑲嵌於雙層磷脂質之間，具
有穩固細胞膜結構的功能。
細胞膜的流動性
科學家提出細胞膜上的物質具有可以
在膜上面移動的特性（流體鑲嵌模型），
並以此說明細胞膜是具有流動性的。
延伸補充
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第
1 章 細胞的構造與功能
11
1
𥐥
細胞核
1. 功能：容納遺傳物質。
2. 範圍：由核膜包圍住的區域，以此與細胞質分隔。
3. 組成（圖 1-13）：
𥺼
11
核膜
：由雙層膜組成，膜上有核孔，可以管控
物質進出細胞核。
𥺦
12
核質
：核內的膠狀物質，散布著細絲狀染色質。
①染色質（圖 1-14）＝ DNA+ 蛋白質。
②染色質中的 DNA 為攜帶遺傳訊息的物質。
糍
13
核仁
：
①數量：一個或數個。
②成分：RNA+ 蛋白質。
③功能：與核糖體的合成有關。
磮
細胞質
1. 位置：介於細胞膜和核膜之間的區域。
2. 功能：細胞進行代謝反應的主要場所。
3. 成分：膠狀物質 + 許多不同功能的構造。
𥺼
膠狀物質：又稱細胞質液。
𥺦
許多不同功能的構造：
① 不具膜的構造：核糖體與中心粒（出現在動物細胞中）。
② 膜狀構造：內質網、高基氏體、液泡、粒線體與葉綠體
等。
𣄃
細胞質內的構造
1. 核糖體：
𥺼
構造：不具膜，由蛋白質和 RNA 組成的顆粒狀
構造。
𥺦
功能：
14
合成蛋白質
。
糍
分布：
①分散在細胞質中。
②附著在內質網表面。
③存在葉綠體和粒線體內。
核糖體的組成
核糖體由大和小次單元組成（圖1-15），次單元由核仁製造，再到細
胞質組成完整的核糖體。
延伸補充
▲
圖
1-15 核糖體
小次單元
大次單元
核糖體
▲
圖
1-13 細胞核的構造
核孔
核膜
核孔
核膜
核仁
染色質
核質
▲
圖
1-14 染色質
染色質
蛋白質
DNA
膜狀胞器的優點
大多數的胞器具有膜，藉由膜
的分隔，可讓不同的化學反應能同
時在細胞內進行而互不干擾。
延伸補充
百科
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12
2. 中心粒與中心體（圖 1-16）：
𥺼
構造：
①中心粒：由蛋白質所組成的管狀構造。
② 中心體：由兩個互相垂直排列的中心粒與
其周圍的細胞質所組成。
𥺦
位置：細胞核附近。
糍
功能：動物準備細胞分裂時，中心粒會協助
染色體的分離。
𤧹
特點：植物細胞通常無中心粒。
3. 內質網（圖 1-17）：
𥺼
構造：由單層膜形成的扁囊狀或管狀構成的
網狀結構。
𥺦
位置：一端連接核膜，一端往細胞膜延伸。
糍
種類：
①
15
粗糙內質網
：呈扁囊狀，有核糖體附著，
這些位於表面核糖體所合成的蛋白質，會隨即
進入粗糙內質網內，在酵素的協助下，進行修
飾和運輸。
② 平滑內質網：呈管狀，無核糖體附著，與脂質
的合成和運輸有關。
4. 高基氏體（圖 1-18）：
𥺼
構造：由數個單層膜的扁囊排列組成，可產生許
多運輸囊泡。
𥺦
功能：細胞的
16
分泌中心
，在有分泌功能的
細胞中特別發達。
5. 液泡（圖 1-19）：
𥺼
構造：單層膜所構成的泡狀物。
𥺦
特點：
① 成熟的植物細胞常具有明顯的
17
中央液泡
。
②動物細胞的液泡通常較小。
糍
功能：
① 植物細胞的中央液泡可儲存水、色素、礦物
質及代謝廢物，並與維持細胞形狀有關。
② 動物細胞的液泡功能具多樣性，例如：白血
球吞噬細菌所形成的
18
吞噬體
，是細胞
內一種包裹著被吞噬物質的囊泡。
草履蟲的液泡
草履蟲具有伸縮泡，可用來
排除體內多餘水分。
延伸補充
伸縮泡
►圖1-20 伸縮泡
百科
▲
圖
1-16 中心粒
中心粒
▲
圖
1-17 內質網的構造
粗糙內質網
核糖體
平滑內質網
平滑內質網的其他功能
肝臟細胞中的平滑內質網，會
參與解毒作用；肌肉細胞的平滑內
質網，會參與鈣離子濃度的調節。
中心體的其他功能
中心體除了和細胞分裂有關，
也和鞭毛與纖毛的組成有關。
延伸補充
▲
圖
1-18 高基氏體的構造
囊泡
高基氏體
▲
圖
1-19 液泡的構造
植物細胞的
中央液泡
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第
1 章 細胞的構造與功能
13
1
6. 溶體：
𥺼
構造：單層膜所構成的囊狀胞器，內部含多種水解酶。
𥺦
功能：
① 分解細胞內的大分子，例如：醣類、蛋白質和脂質。
②分解細胞內衰老的胞器。
7. 粒線體（圖 1-21）：
𥺼
構造：
①呈粒狀、線狀，由雙層膜組成。
②外膜平滑，內膜向內腔凹陷，形成許多皺褶的隔膜。
𥺦
功能：
①內含呼吸作用的酵素，是進行有氧呼吸的主要場所。
② 可將有機物儲藏的能量轉移成生物可利用的能量形式，如腺苷三磷酸（ATP）（詳見 1-2
節）。
③有「細胞發電廠」之稱。
糍
是半自主胞器。
①含有 DNA 及核糖體。
②可自行合成小部分本身所需的蛋白質。
③可自行分裂增殖。
8. 葉綠體（圖 1-22）：
𥺼
功能：藻類和植物細胞進行光合作用的場所。
𥺦
構造：由雙層膜組成，內部由
19
類囊體
和基質所構成。
① 類囊體：扁平囊狀，可堆疊形成葉綠餅，是進行
光反應的場所。
② 基質：類囊體外的液體，是固碳反應的場所。
糍
是半自主胞器。
①含有 DNA 及核糖體。
②可自行合成小部分本身所需的蛋白質。
③可自行分裂增殖。
比較胞器數量的思考方式
考試考出「相對於其他細胞而言，以下細胞內，哪些胞器的數量會比較多？
𥺼
肌肉細胞：
。𥺦唾腺細胞：
。糍葉肉細胞：
。」，我沒有看過這
些細胞的構造，這題要如何作答？
面對這種題型可依照下面思考訣竅來解題：此一細胞具有何種特性→此一特性對應
何種胞器功能→此種胞器的數量會比較多，因此上述三題的思考結果如下。
𥺼
肌肉細胞收縮需要大量能量→粒線體可提供細胞所需能量→粒線體會比較多。
𥺦
唾腺細胞需要不斷進行唾液的分泌→高基氏體為細胞的分泌中心→高基氏體會比較發達。
糍
葉肉細胞可進行光合作用→葉綠體是植物細胞進行光合作用的場所→葉綠體會比較多。
解題技巧
百科
白血球與溶體
白血球會用溶體來
分解捕捉到的細菌。
細胞粒線體的多寡
絕大多數真核細胞
均含粒線體，代謝旺盛
的 細 胞 ， 含 粒 線 體 愈
多。
延伸補充
▲
圖
1-21 粒線體的構造
內膜
DNA
外膜
基質
核糖體
百科
▲
圖
1-22 葉綠體的構造
外膜
內膜
葉綠餅
類囊體
基質
DNA
核糖體
百科
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14
𡠪
細胞內構造的比較
構造
膜的有無
功能
核糖體
不具膜
合成蛋白質
中心粒
中心體
協助細胞分裂
內質網
單層
與胞內物質的初步修飾和運輸有關
高基氏體
負責暫時儲存、運輸和修飾細胞所要分泌的物質
液泡
儲存水、色素、礦物質及代謝廢物，並與維持細胞形狀有關
溶體
分解細胞內的大分子物質與衰老的胞器
粒線體
雙層
進行呼吸作用的主要場所
葉綠體
進行光合作用的場所
二
原核細胞與真核細胞
區別
1. 可依細胞核的有無來區分。
2. 可分為原核細胞與真核細胞。
3. 主要生物種類：
𥺼
原核生物：細菌，如大腸桿菌與藍綠菌。
𥺦
真核生物：動物、植物、菌物和原生生物。
𥕛
構造的差異
1. 真核細胞比原核細胞多了核膜所圍出的細胞核以及膜狀胞器（圖 1-23）。
2. 有細胞核與膜狀胞器的優點。
𥺼
細胞核與膜狀胞器如同房子內的隔間，隔出不同空間。
𥺦
細胞核圍住遺傳物質 DNA，讓遺傳物質的保護更加完備。
糍
膜內胞器形成一微環境讓細胞內的生理反應得以集中而提高效率。
▲
圖
1-23 原核與真核細胞的差異
細胞壁
遺傳物質(DNA)
核糖體
細胞膜
細胞質
1.不具細胞核
2.DNA位於細胞質
3.不含膜狀胞器
4.原核細胞大小：1～
10 μm
原核細胞（大腸桿菌）
真核細胞（葉肉細胞）
均有
1.具細胞核
2.DNA位於細胞核
3.含膜狀胞器
4.真核細胞大小：10～
100 μm
細胞壁
（動物細胞無）
細胞膜
細胞質
遺傳物質
(DNA)
核糖體
核糖體
細胞膜
膜狀胞器
（以粒線體舉例）
細胞核（內有DNA）
細胞壁
細胞質
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第
1 章 細胞的構造與功能
15
1
𥐥
原核與真核細胞構造的比較
分類
構造
原核細胞
真核細胞
基礎構造
（維持細胞
基本形態與
機能）
細胞膜（隔出膜內與膜外）
有
有
細胞質
（胞內化學反應進行的地方）
有
有
DNA（攜帶細胞的遺傳訊息）
有
有
核糖體（製造蛋白質的場所）
有
有
其他構造
細胞核
無
有
膜狀胞器
無
有
（如內質網等）
染色體
在細胞質中
（主要由DNA組成）
在細胞核中
（由DNA和蛋白質組成）
細胞壁
絕大多數有
動物細胞無
植物細胞有
（由纖維素組成）
三
動、植物細胞和原核細胞的構造及功能比較
構造
主要功能
特色說明
真核細胞
原核
細胞
植物
細胞
動物
細胞
細胞膜
控制物質進出細胞
圍住細胞的膜
細胞核
主宰細胞的活動
核膜以內的區域
細胞質
進行代謝作用的場所
細胞膜內核膜以外的區域
核糖體
蛋白質的合成
1.不具膜的構造
2.由蛋白質+RNA組成
內質網
1.粗糙：蛋白質的合成、
運輸和修飾
2.平滑：脂質合成與運輸
1.單層膜構造
2.扁囊狀和管狀構成的網狀結構
高基
氏體
細 胞 內 物 質 的 修 飾 、 分
類、包裝和運輸分泌物
1.單層膜構造
2.數個扁囊排列組成
液泡
1.植物細胞：儲存物質、
維持細胞形狀
2.動物細胞：功能多樣
1.單層膜構造，囊泡狀
2.中央液泡：內含水、礦物質、養
分、代謝廢物與花青素
3.吞噬體：白血球吞噬細菌所形成
大型
小型
粒線體
進行有氧呼吸
1.雙層膜構造
2.包含外膜、內膜與基質
葉綠體
進行光合作用
1.雙層膜構造
2.包含外膜、內膜、類囊體與基質
細胞壁
保護細胞，維持細胞形狀
包圍在細胞膜外的堅硬構造
溶體
進行胞內物質分解與更新
單層膜構造，囊泡狀
△
中心體
和細胞分裂有關
1.不具膜的構造
2.由兩個中心粒和與周圍細胞質組成
△
：大多數植物細胞不具此構造，植物細胞或是酵母菌內負責自噬作用的胞器為液泡。
百科
百科
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16
四
細胞內構造特點的綜合比較
構造特點
構造
必須在電子顯微鏡下才可見
核糖體、內質網
具有核酸（DNA或RNA）
細胞核、葉綠體、粒線體、核糖體
具有DNA
細胞核、葉綠體、粒線體
是半自主胞器
葉綠體、粒線體
植物有而動物沒有的構造
細胞壁、葉綠體
基礎練習
A
1. 細胞質內的何種胞器有合成蛋白質的功能？
(A) 核糖體 (B) 高基氏體 (C) 溶體 (D) 葉綠體
A
2. 下列何構造中不含核酸的成分？
(A) 核膜
(B) 核糖體
(C) 染色質
(D) 核仁
AC
3. 下列哪些構造與維持植物細胞形狀有關？（應選 2 項）
(A) 液泡
(B) 細胞膜
(C) 細胞壁
(D) 內質網
(E) 葉綠體
A
4. 下列有關細胞的敘述，何者正確？
(A) 粒線體是細胞內進行呼吸作用的場所，而葉綠體可將光能轉成化學能
(B) 內質網與細胞膜相連，為物質運輸的通道
(C) 核糖體位於細胞核內，為蛋白質合成的位置
(D) 細胞膜、粒線體和葉綠體都為兩層膜的構造
C
5. 下列有關原核細胞和真核細胞的比較，何者正確？
選項
原核細胞
真核細胞
(A)細胞核
有
有
(B)內質網
有
有
(C)核糖體
有
有
(D)細胞壁
有
無
百科
解
2.(A) 核膜並無 RNA 與 DNA
解
3.(A)(C) 液泡與細胞壁皆可維持植物細胞形狀
解
4.(B) 內質網與核膜相連 (C) 核糖體位於細胞質 (D) 細胞膜為單層膜的構造
解
5.(A) 原核細胞沒有細胞核 (B) 原核細胞沒有膜狀胞器 (D) 真核生物中的植物、藻類和真菌
具有細胞壁
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第
1 章 細胞的構造與功能
17
1
課後演練
一、單選題
C
1. 下列哪一個生理狀態不會發生在單細胞生物上？
(A) 細胞體積增大 (B) 合成作用多於分解作用 (C) 進行細胞分化 (D) 感應外界養分
來源
C
2. 下列何者大多數時候需要使用到電子顯微鏡才能清楚地進行觀察？
(A) 瘧原蟲 (B) 金黃色葡萄球菌 (C) 冠狀病毒 (D) 酵母菌
C
3. 下列醣類何者屬於雙醣？
(A) 澱粉 (B) 肝醣 (C) 麥芽糖 (D) 纖維素
D
4. 下列何種構造是動物細胞中可見，而多數植物細胞所沒有的構造？
(A) 細胞壁 (B) 葉綠體 (C) 細胞核 (D) 中心粒
D
5. 下列何種物質不可作為細胞能量來源的物質？
(A) 醣類 (B) 脂質 (C) 蛋白質 (D) 維生素
A
6. 下列有關蛋白質構造與功能的敘述，何者正確？
(A) 組成蛋白質的胺基酸至少有 20 種 (B) 蛋白質種類與功能繁多，例如催化反應進
行的抗體 (C) 相同種類與數量的胺基酸所組成的蛋白質皆相同 (D) 蛋白質為細胞內
含量最多的物質，具多種功能
D
7. Cellcraft 為一個探索細胞內胞器交互作用的益智遊戲，其中當細胞獲得哪一種胞器後
其能量獲得的效率得以大幅提升？
(A) 核糖體 (B) 內質網 (C) 中心體 (D) 粒線體
A
8. 下列何者可用來區分真核細胞與原核細胞？
(A) 有無核膜 (B) 有無細胞壁 (C) 有無細胞膜 (D) 有無核糖體
B
9. 植物細胞收集環境的能量並且利用該能量進一步合成出蛋白質，請問此過程與下列哪
一構造最沒有直接關聯？
(A) 葉綠體 (B) 中央液泡 (C) 核糖體 (D) 粒線體
C
10. 細胞的形態和內部構造常和其功能有極大關聯性，請問若某細胞內含眾多粒線體，
請問這一現象最合理的解釋為何？
(A) 該細胞內含有較多基因 (B) 該細胞對能量需求較低 (C) 該細胞內 ATP 的合成
與分解反應較為頻繁 (D) 該細胞具有較多的蛋白質
解
1. 細胞分化發生在多細胞生物個體內，不同細胞分化成不同形態與功能以共同組成一完整個體
解
2.(A) 瘧原蟲為原生生物可用光學顯微鏡觀察 (B) 金黃色葡萄球菌為細菌可用光學顯微鏡觀察
(D) 酵母菌為真菌可用光學顯微鏡觀察
解
3. 澱粉、肝醣和纖維素皆屬於多醣
解
4. (D) 多數植物細胞不具有中心粒
解
5. (D) 維生素不能像醣類、蛋白質及脂質可以產生能量，但可調節細胞的代謝而扮演重要角色
解
6. (B) 抗體的功能為免疫 (C) 不同的胺基酸排列順序亦會影響蛋白質的種類 (D) 細胞內含量
最多的分子為水，蛋白質僅次於水
解
7. (D) 粒線體是細胞進行呼吸作用的主要場所
解
8. 原核細胞無核膜
解
9. (A) 植物細胞以葉綠體收集環境的光能並合成醣類，(D) 以細胞質和粒線體將醣類氧化並釋出
ATP，(C) 再利用核糖體合成出蛋白質。其中最沒關聯的為 (B) 中央液泡
解
10. (C) 細胞內含眾多粒線體，代表該細胞對能量需求較高，因此胞內常有 ATP 的合成與分解
以提供能量讓生理反應順利進行
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18
D
11. 有關於原核細胞與真核細胞的比較，下列敘述何者正確？
(A) 兩者皆具有細胞壁
(B) 兩者的遺傳物質均是由核糖核酸構成
(C) 原核細胞與真核細胞的細胞質均具有中心粒
(D) 真核細胞的形狀及體積通常較原核細胞為大
二、多選題
ADE
1. 下列有關內質網與高基氏體的敘述，哪些正確？（應選 3 項）
(A) 皆為單層膜構造
(B) 部分高基氏體與脂質合成有關
(C) 兩者皆有核糖體附著
(D) 肝臟和胰臟需不斷製造與合成蛋白質，故細胞內具有發達的內質網與高基氏體
(E) 與細胞內物質運輸與修飾有關
ACE
2. 下列有關葉綠體的敘述，哪些正確？（應選 3 項）
(A) 為雙層膜構造，且內含由膜構成的類囊體
(B) 基質是進行光反應的主要場所
(C) 葉綠餅是由數個類囊體所組成
(D) 類囊體是合成葡萄糖的主要場所
(E) 基質含有多種光合作用所需的酵素
CDE
3. 下列有關細胞的敘述，哪些正確？（應選 3 項）
(A) 細胞膜主要成分為蛋白質、核酸和磷脂質
(B) 細胞膜上的醣類分子可用來辨識胞外物質
(C) 僅特定細胞具有細胞壁，且成分可能不同
(D) 細胞膜、粒線體和葉綠體皆由磷脂雙層所建構而成
(E) 粒線體和葉綠體皆和能量的轉換有關
BCD
4. 下列有關細胞膜與膜上物質的敘述，哪些正確？（應選 3 項）
(A) 細胞膜主要由蛋白質、醣類及少量磷脂質所構成
(B) 醣類主要出現在細胞膜的外側，作為辨識之用
(C) 膜上的蛋白質鑲嵌於膜上，可做為運輸之用
(D) 膜上的蛋白質鑲嵌於膜上，可做為接受外界環境訊息之用
(E) 具有極佳的通透性，多數物質都可直接通過細胞膜
解
11. (A) 原核細胞多半有細胞壁；真核細胞則部分有部分沒有 (B) 兩者的遺傳物質均是由去氧
核糖核酸構成 (C) 原核細胞不具有中心粒
解
1.(B) 部分內質網與脂質合成有關 (C) 僅部分內質網有核糖體附著
解
2.(B) 基質是進行固碳反應的主要場所 (D) 類囊體是吸收光能的主要場所
解
3. (A) 細胞膜主要成分為蛋白質和磷脂質，不包含核酸 (B) 細胞膜上的醣類分子是被外界所辨
識用，而非去辨識胞外物質
解
4. (A) 細胞膜主要是由磷脂質、蛋白質和少量醣類所構成 (E) 細胞膜對於物質進出細胞具有選
擇性
1-2.1
細胞中能量的獲得與轉換
一
細胞內的代謝作用
細胞及能量
細胞獲得能量後，才得以進行各種生理作用，但細胞中的能量是從何而來的呢？
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第
1 章 細胞的構造與功能
19
1
1-2.1
細胞中能量的獲得與轉換
一
細胞內的代謝作用
定義與分類
1. 定義：細胞中化學反應的進行，常伴隨著能量的轉換。
2. 分類：可分為同化代謝與異化代謝。
3. 代謝作用的比較：
種類
說明
能量
實例
1
同化代謝
細胞將較簡單分子合成為
較複雜分子（合成作用）
需加入能量
（需能反應）
葡萄糖＋果糖＋能量→蔗糖＋水
2
異化代謝
細胞將較複雜分子分解成
較簡單分子（分解作用）
有能量釋出
（釋能反應）
葡萄糖＋氧→二氧化碳＋水＋能量
4. 人體的醣類代謝：
𥺼
攝食含澱粉的食物→澱粉被消化成葡萄糖→葡萄糖經細胞吸收。
𥺦
細胞藉異化代謝將葡萄糖分解成較小分子的二氧化碳及水，並釋出能量。
糍
肝細胞及肌肉細胞可將葡萄糖經由同化代謝合成較大分子的肝醣，過程需要消耗能量（圖
1-24）。
▲
圖
1-24 細胞的代謝作用
血液中的葡萄糖
小分子
(H
2
O)
小分子
(CO
2
)
同化代謝
異化代謝
能量
細胞膜
細胞質
大分子
（肝醣）
細胞
細胞及能量
細胞獲得能量後，才得以進行各種生理作用，但細胞中的能量是從何而來的呢？
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20
𥕛
腺苷三磷酸（ATP）
1. 組成：核苷酸的一種，由腺嘌呤、核糖和三個磷酸基所組成
（圖 1-25）。
𥺼
若由腺嘌呤、核糖和兩個磷酸基所組成的核苷酸，稱為腺
苷二磷酸（ADP）。
𥺦 ATP 與 ADP 的轉換伴隨著能量的儲存或釋放，兩者之間
的轉換可協助細胞能量的使用。
▲
圖
1-25 ATP 與 ADP 的結構
核糖
腺嘌呤
P P
腺苷
ADP
核糖
腺嘌呤
P P P
腺苷
ATP
2. ATP 的合成與水解。
𥺼
細胞內的需能反應（合成）或釋能反應（分解），過程中有能量的投入或釋出，因此細胞
內 ATP 的分解與合成常伴隨其他物質的需能或釋能反應一起進行。
𥺦 ATP 的分解本身為釋能反應，可釋出能量，因此常伴隨胞內某物質的需能反應一起進行。
糍
相反的，ATP 的合成本身為需能反應，需要能量的提供才可進行，因此常伴隨胞內某物質
的釋能反應一起進行。
𤧹
反應比較：
項目
需能反應
釋能反應
ATP變化
ATP的分解
ATP＋H
2
O → ADP＋Pi＋能量
ATP的合成
ADP＋Pi＋能量→ATP＋H
2
O
ATP本身
能量變化
釋能反應
需能反應
ATP變化伴隨
的胞內反應
ATP的分解
↓
胞內其他物質合成
胞內其他物質分解
↓
ATP的合成
例子
葡萄糖的合成
葡萄糖的分解
過程
ATP分解釋出能量，供胞內其他物質合
成反應所需的能量
胞內其他物質釋能反應釋出能
量，提供ATP合成所需的能量
圖示
ATP
ADP+Pi
釋能反應
需能反應
+ H
2
O
CO
2
+
釋能反應
需能反應
ATP
ADP+Pi
H
2
O
CO
2
3. ATP 和 ADP 在細胞內可互相轉換使用（圖 1-27）。
▲
圖
1-27 細胞內 ATP 與 ADP 的轉換
CO
2
+H
2
O
葡萄糖
異化代謝
同化代謝
葡萄糖
能量
能量
ADP + Pi
ATP
澱粉、肝醣
AMP
核 糖 上 接 一 個 磷 酸
基 時 ， 稱 為 腺 苷 單 磷 酸
(AMP)（圖1-26）。
▲
圖
1-26
AMP 的結構
延伸補充
知識
促使
促使
ATP-ADP循環
1. 當細胞內ATP多而ADP少時，表示能量較充裕，
此時生物可進行運動或合成作用等需能反應。
2. 當細胞內ATP少而ADP多時，表示能量較缺乏，
此時生物體需加速進行呼吸作用等產能反應。
延伸補充
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第
1 章 細胞的構造與功能
21
1
𥐥 ATP 的重要性
1. 是細胞所需能量的直接來源，可作為細胞內通用的能量貨幣。
𥺼
細胞進行各種生理作用所需的能量，無法由葡萄糖分解直接提供。
𥺦
必須先將葡萄糖中的能量轉移至 ATP，再藉由 ATP 水解釋出能量，才能使用。
2. 提供同化代謝所需的能量。
3. 提供物質的主動運輸、肌肉收縮，以及鞭毛運動等生理作用能量（圖 1-28）。
▲
圖
1-28 ATP 提供細胞內多種生理功能所需的能量
細胞外
細胞內
ADP + Pi
ATP
物質運輸
肌肉收縮
鞭毛運動
基礎練習
D
1. 下列有關 ATP 的敘述，何者正確？
(A) 是一種核酸
(B) 有兩個磷酸根
(C) 以淨能量變化來說，ATP → ADP ＋ Pi 本身為需能反應
(D)ATP 所釋出的能量可使許多生理作用得以進行
B
2. 請問下列何種細胞生理反應的進行不需伴隨著 ATP 的分解？
(A) 胞內醣類的同化代謝
(B) 胞內醣類的異化代謝
(C) 肌肉收縮
(D) 胞內細胞質的流動
A
3. 下列哪一個化學反應可以和 ATP 的合成伴隨一起進行？
(A) 葡萄糖→二氧化碳＋水
(B) 甘油＋脂肪酸→脂質
(C) 胺基酸→蛋白質
(D) 葡萄糖→澱粉
解
1. (A) 是一種核苷酸 (B) 有三個磷酸根 (C) 以淨能量變化來說，ATP → ADP ＋ Pi 本身為釋
能反應
解
2.(B) 細胞內醣類的異化代謝本身為釋能反應，不需 ATP 提供能量才能進行
解
3. 物質分解的釋能反應，常和 ATP 的合成伴隨一起進行，而其他選項皆為合成反應
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22
1-2.2
光合作用與呼吸作用
一
能量的獲得與轉換
能量的獲得
1. 生命世界的能量大部分直接或間接來自光能。
2. 部分生物體（如植物與藻類）能進行光合作用，將光能轉換成化學能，儲存在醣類中以供本
身或其他生物使用。
𥕛
能量的轉換
1. 植物體內儲存的養分以醣類、脂質和蛋白質等大分子形式存在，當植物發育需要能量時，這
些大分子便先分解為葡萄糖等小分子，再進行呼吸作用將有機物分解以釋出能量。
2. 呼吸作用產生的能量，部分釋出的能量用來合成 ATP，部分以熱能散失，ATP 的化學能可轉
換成為光能、熱能、化學能等不同能量以提供生理作用所需（圖 1-29）。
▲
圖
1-29 光合作用與呼吸作用的能量轉換
植物細胞
動物細胞
呼吸作用
ATP
（化學能 ）
粒線體
植物細胞
光合作用
太陽光
（光能 ）
葉綠體
H
2
O+CO
2
O
2
醣類＋
（化學能）
提供生物生理作用所需能量
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第
1 章 細胞的構造與功能
23
1
二
光合作用
定義與簡介
1. 定義：生物體利用光能將二氧化碳和水合成醣類，並產生氧的過程稱為光合作用。
2. 代謝種類：同化代謝。
3. 會進行光合作用的生物：植物、藻類、藍綠菌（原核生物）。
4. 植物光合作用的簡式：水 + 二氧化碳
光能
葉綠體
醣類 + 氧 + 水
𥕛
反應過程與場所
1. 主要過程：可分為光反應及固碳反應兩階段（圖 1-30）。
𥺼
3
光反應
是吸收光能並將光能轉換成化學能，以提供給固碳反應的過程，伴隨著水的
分解。
𥺦
4
固碳反應
是固定將二氧化碳固定以合成醣類的反應，過程中以光反應產生的化學能
作為能量來源。
▲
圖
1-30 光合作用的過程
光能
NADP
+
NADPH
ADP+Pi
ATP
固碳反應
光能
基質
光反應
醣類
葉綠餅
類囊體
葉綠體
H
2
O
H
2
O
CO
2
O
2
醣類
氣孔
葉脈
H
2
O
O
2
CO
2
葉肉細胞
光合作用簡式：水＋二氧化碳
醣類＋氧＋水
2. 反應場所：
𥺼
葉綠體：是植物和藻類行光合作用的場所，內含多個由類囊體相疊而成的葉綠餅和基質。
𥺦
類囊體：膜上含有葉綠素等光合色素，可吸收光能，是進行光反應的場所。
糍
基質：葉綠餅以外到內膜之間的空間，富含酵素以固定二氧化碳合成醣類，是進行固碳反
應的場所。
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24
𥐥
光反應與固碳反應比較
項目
光反應
固碳反應
目的
將 光 能 轉 換 成 化 學 能 ， 儲 存 於 ATP及
NADPH中，以供固碳反應所需
以光反應產生的ATP、NADPH提供能
量，將CO
2
固定以合成醣類
反應條件
必須在光照下才能進行
依賴光反應提供之能量，且部分酶在光
刺激才有較佳活性，故主要於白天進行
反應位置
葉綠體的類囊體膜
葉綠體的基質
反應過程
葉綠素吸收光能後，使水分子分解產生產
生O
2
，並引發一連串的反應，過程中釋出
的能量可轉移到ATP和NADPH
利用光反應產生的ATP與NADPH提供的
能量，將CO
2
固定，以合成醣類
能量轉換
將太陽能轉換成化學能，儲存在ATP和
NADPH中
將ATP和NADPH中的化學能轉存在醣類
分子中
反應簡式
H
2
O＋ADP＋Pi＋NADP
＋
→O
2
＋ATP＋NADPH
CO
2
＋ATP＋NADPH
→醣類＋ADP＋Pi＋NADP
＋
光反應中的NADPH
光反應中產生的高能量分子NADPH，是核苷酸的一種，其低能量狀態時為NADP
+
，NADP
＋
可在
光反應時接收光反應產生的H
＋
和電子，轉變成高能量狀態的NADPH，進而提供固碳反應所需能量。
過程中，因為NADPH和NADP
＋
只是互相轉換，並沒有消耗，因此光合作用可持續的順利進行。
知識
延伸補充
磮
影響光合作用的因素
1. 光強度：在一定範圍內，光愈強光合作用的速率愈快；但若光照太強，則葉綠素會被破壞，
反而會減慢光合作用的速率。
2. 溫度：一定範圍內，溫度愈高光合作用速率愈快；若溫度太高，類囊體膜和酵素會被破壞。
3. 二氧化碳濃度：二氧化碳為反應物，一定範圍內，CO
2
濃度愈高，光合作用的速率愈快。
4. 水分的含量：水分為反應物，一定範圍內，水分愈充足，光合作用的速率愈快。
三
呼吸作用
定義與類型
1. 定義：呼吸作用是指細胞藉由一系列酵素的催化，將葡萄糖等有機化合物逐步分解，釋出能
量的過程。
2. 類型：
𥺼
需要氧：細胞利用氧進行的
5
有氧呼吸
。
①產生較多量的 ATP。
②多數細胞產生能量的第一選擇。
𥺦
無需氧：某些細胞在氧氣不足的環境中可進行不需氧的呼吸作用。
①產生少量 ATP，如
6
發酵
作用。
②少數細胞氧氣不足時可進行發酵以持續供應能量。
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第
1 章 細胞的構造與功能
25
1
𥕛
有氧呼吸
1. 代謝種類：異化代謝。
2. 特色：絕大多數生物體產生 ATP 的方式。
3. 產生的能量，一部分用來合成 ATP，一部分則以熱能的形式散失。
4. 有氧呼吸的簡式：葡萄糖 + 氧→水 + 二氧化碳 + 能量（多量 ATP）。
5. 過程（圖 1-31）：
𥺼
先在細胞質中進行糖解作用，將葡萄糖分解成丙酮酸，並釋出少量的能量。
①反應簡式：葡萄糖 丙酮酸＋ ATP（少量）。
𥺦
丙酮酸進入粒線體，經過一連串的反應，產生二氧化碳和水，並釋出多量的能量。
①反應簡式：丙酮酸 二氧化碳＋水＋ ATP（多量）。
▲
圖
1-31 有氧呼吸的過程
細胞質
（多量）
粒線體
ATP
（少量）
丙酮酸
氧 氣 充 足
葡萄糖
ATP
＋
O
2
H
2
O
＋ H
2
O
H
2
O + CO
2
ADP + Pi
ADP + Pi
𥐥
發酵作用
1. 定義：某些細胞在氧氣不足情況下仍可進行發酵作用，將醣類分解產生少量的 ATP，以暫時
維持細胞的生理功能。
2. 場所：細胞質。
3. 過程：
𥺼
在細胞質中進行糖解作用，將葡萄糖分解成丙酮酸，並釋出少量的 ATP。
𥺦
丙酮酸留在細胞質中再轉變成酒精（酒精發酵）或乳酸（乳酸發酵）。
糍
丙酮酸變為酒精或乳酸的過程不產生能量，因此發酵作用釋出的能量比有氧呼吸少得多。
4. 反應簡式（圖 1-32）：
𥺼
7
酒精
發酵：葡萄糖→酒精＋二氧化碳＋能量（少量 ATP）。
𥺦
8
乳酸
發酵：葡萄糖→乳酸＋能量（少量 ATP）。
▲
圖
1-32 發酵作用的過程
氧氣不足
乳酸菌或
人體的肌肉細胞
乳酸發酵
酒精發酵
酵母菌或
植物細胞
乳酸
酒精＋CO
2
細胞質
ATP
（少量）
丙酮酸
葡萄糖
＋ H
2
O
ADP + Pi
糖解作用
粒線體
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26
5. 過程比較：
步驟
名稱
發生部位
發生的細胞
主要反應
1
分解葡萄糖
細胞質
所有細胞
葡萄糖分解成丙酮酸，並
產生少量ATP
2
產生酒精
酵母菌與植物細胞
丙酮酸→酒精+二氧化碳
2
產生乳酸
人類肌肉細胞與乳酸菌
丙酮酸→乳酸
6. 影響呼吸作用的因素：
𥺼
內在因素：不同組織或器官的代謝及生長速率不同，呼吸作用速率不同，代謝旺盛的組織
或器官會有較高的呼吸作用速率，如肝細胞。
𥺦
外在因素：
①溫度：溫度過高，會破壞酵素活性與粒線體的膜，使得呼吸作用變慢或停止。
②氧氣：氧氣是有氧呼吸的原料之一，氧氣充足與否決定進行有氧呼吸或發酵作用。
磮
光合作用和呼吸作用的比較
種類
光合作用
呼吸作用
生物
植物、藻類和藍綠菌
所有活細胞皆會進行
場所
植物和藻類的葉綠體
細胞質和粒線體
時間
有光的時候
隨時進行
能量變化
光能轉換成化學能（醣類）
化學能（醣類）轉換成化學能(ATP)
代謝作用
同化代謝
異化代謝
反應物
二氧化碳、水
葡萄糖
產物
醣類、氧
有氧呼吸：大量ATP、二氧化碳和水
酒精發酵：少量ATP、二氧化碳和酒精
乳酸發酵：少量ATP和乳酸
基礎練習
A
1. 下列哪一物質與植物光合作用的固碳反應無直接相關？
(A) 氧 (B) 二氧化碳 (C) 酵素 (D)ATP
C
2. 光合作用包括下列步驟：( 甲 ) 產生 ATP；( 乙 ) 水分子被分解；( 丙 ) 葉綠素吸收光能；
(
丁 ) 合成醣類；( 戊 )ATP 和 NADPH 釋出能量。請問正確的步驟依序為何？
(A) 甲乙丙丁戊 (B) 丙乙甲丁戊 (C) 丙乙甲戊丁 (D) 乙甲丙戊丁
C
3. 下列對呼吸作用的敘述，何者不正確？
(A) 呼吸作用可釋出能量 (B) 有氧呼吸的主要場所在細胞質與粒線體內 (C) 呼吸作
用能將葡萄糖內的能量完全轉移至 ATP (D) 發酵作用亦是一種呼吸作用
解
1. 固碳反應是以二氧化碳為反應物，ATP 和 NADPH 為能量，透過酵素反應產生醣類和水
解
2. 光 合 作 用 正 確 的 步 驟 順 序 如 下：( 丙 ) 葉 綠 素 吸 收 光 能 → ( 乙 ) 水 分 子 被 分 解 → ( 甲 ) 產 生
ATP → ( 戊 )ATP 和 NADPH 釋出能量→ ( 丁 ) 合成醣類
解
3. 呼吸作用所釋出的能量，一部分轉移至 ATP，一部分變成熱量散失
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第
1 章 細胞的構造與功能
27
1
課後演練
一、單選題
B
1. 請問下列何選項並非光合作用進行時所需要參與的？
(A) 水 (B) 氧氣 (C) 二氧化碳 (D) 葉綠素
D
2. ATP 是細胞內的能量代幣，在細胞內扮演能量傳遞的角色，因此細胞內有多種反應都
可產生 ATP，但下列哪一項反應並不會產生 ATP 分子？
(A) 發酵作用 (B) 蛋白質的分解 (C) 粒線體內進行的呼吸作用 (D) 葉綠體內的固碳
反應
A
3. 下列哪個因素最有可能同時影響光合與呼吸作用的進行？
(A) 溫度 (B) 二氧化碳濃度 (C) 氧的濃度 (D) 光照
D
4. 下列有關植物細胞光合作用的敘述何者正確？
(A) 類囊體的酵素負責進行光能的收集
(B) 過程中不會有氧氣的產生
(C) 光反應產生的二氧化碳可做為固碳反應的原料
(D) 其主要產物為葡萄糖
A
5. 下列關於植物細胞的有氧呼吸和發酵作用的比較，何者正確？
(A) 產物均有二氧化碳
(B) 有氧呼吸均在粒線體進行；發酵作用均在細胞質進行
(C) 發酵作用能產生較多 ATP
(D) 有氧呼吸與發酵作用皆為同化作用
C
6. 下列有關酒精發酵和乳酸發酵的比較，何者正確？
(A) 兩者皆產生二氧化碳
(B) 兩者皆不產生二氧化碳
(C) 前者產生二氧化碳，後者則無
(D) 後者產生二氧化碳，前者則無
A
7. 下列何者為酒精發酵與乳酸發酵的共同特徵？
(A) 均以葡萄糖做為原料 (B) 均會產生二氧化碳 (C) 一個葡萄糖分子產生的 ATP 量
不同 (D) 一個屬於同化代謝，另一個屬於異化代謝
B
8. 附圖中，如果 I 代表水和二氧化碳，則下列敘述何者正確？
(A) 甲是呼吸作用，II 是醣類、氧和水，乙是光合作用
(B) 甲是光合作用，II 是醣類、氧和水，乙是呼吸作用
(C) 甲是呼吸作用，II 是二氧化碳和水，乙是光合作用
(D) 甲是光合作用，II 是二氧化碳和水，乙是呼吸作用
解
1. 氧氣為光合作用的產物之一
解
2. 葉綠體內的固碳反應為需能的合成反應，故不產生 ATP
解
3. 溫度會影響酵素活性，進一步影響光合作用與呼吸作用，二氧化碳濃度、光照主要影響光合
作用；氧的濃度主要影響呼吸作用
解
4. (A) 類囊體的光合色素負責進行光能的收集 (B) 過程中會有氧氣的產生 (C) 光反應產生的
ATP 與 NADPH 可做為固碳反應的能量來源
解
5. (B) 有氧呼吸在細胞質與粒線體進行；發酵作用均在細胞質進行 (C) 有氧呼吸能產生較多
ATP (D) 有氧呼吸與發酵作用皆為異化作用
解
6. 只有酒精發酵會產生二氧化碳
解
7. (B) 只有酒精發酵會產生二氧化碳 (C) 一個葡萄糖分子產生的 ATP 量相同 (D) 均屬於異化
代謝的過程
甲
乙
I
II
解
8. 甲是光合作用，Ⅱ是醣類、氧和水，乙是呼吸作用
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28
二、多選題
CD
1. 附圖為 ATP 循環，請問下列何種細胞生理機
制會促進甲反應的發生？（應選 2 項）
(A) 骨骼肌的有氧呼吸
(B) 骨骼肌的發酵作用
(C) 骨骼肌的收縮
(D) 葉綠體的固碳反應
(E) 葉綠體的光反應
CDE
2. 植物進行光合作用固碳反應的反應物和產物包括下列哪些？（應選 3 項）
(A) 氧 (B) 水 (C)ATP (D) 二氧化碳 (E) NADPH
ABC
3. 當細胞內 ADP
ATP 比值太低時，可能會促使細胞進行下列哪些反應？（應選 3 項）
(A) 葡萄糖的合成 (B) 肝醣的合成 (C) 醣類轉化成脂質 (D) 蛋白質分解成眾多胺基
酸 (E) 脂質的分解
BDE
4. 下列有關 ATP 的敘述，哪些正確？（應選 3 項）
(A) 是一種含有高能量的核酸 (B) 中文名稱為腺苷三磷酸 (C) 由去氧核糖、腺嘌呤
和三個磷酸所構成 (D) 可分解成 ADP 和一個磷酸 (E) 當細胞內 ATP 較多時，有利
於進行合成反應
ADE
5. 發酵作用和有氧呼吸的比較，哪些選項正確？（應選 3 項）
比較項目
發酵作用
有氧呼吸
(A)原料
葡萄糖
葡萄糖
(B)作用場所
細胞質
粒線體
(C)產物
二氧化碳、水
酒精、二氧化碳
(D)有無產生ATP
有
有
(E)ATP數量
少
多
BCD
6. 下列有關植物固碳反應的敘述哪些正確？（應選 3 項）
(A) 在黑暗中效率較高 (B) 在有光的情況下效率較高 (C) 可將二氧化碳合成為醣類
(D) 在葉綠體的基質中進行 (E) 需要 ATP 與 NADP
＋
的參與
ADE
7. 有關真核生物的光合作用和有氧呼吸的比較，下列哪些正確？（應選 3 項）
選項
光合作用
有氧呼吸
(A)化學反應
同化代謝
異化代謝
(B)進行生物
植物與藻類
只有動物
(C)進行時間
只在白天進行
只在夜間進行
(D)能量變化
光能→化學能
化學能→化學能
(E)進行場所
葉綠體
細胞質及粒線體
腺嘌呤
P P P
Pi
P P
ADP
ATP
+
能量
甲反應
乙反應
能量
腺嘌呤
解
1. 甲反應為釋能反應，故伴隨著需能反應的發生，其中
只有骨骼肌的收縮、葉綠體的固碳反應為需能反應
解
2. 固碳反應利用 ATP 與 NADPH 的能量將二氧化碳合成為醣類
解
3.ADP ／ ATP 比值太低代表 ATP 數量多，所以會傾向進行合成反應
解
4.(A)ATP 是一種核苷酸 (C)ATP 是由核糖、腺嘌呤和三個磷酸基所構成
解
5. (B) 作用場所：有氧呼吸在細胞質與粒線體進行 (C) 產物：發酵作用可產生酒精、二氧化碳
或乳酸，有氧呼吸則產生二氧化碳和水
解
6.(A)(E) 固碳反應需要光反應所提供的 ATP 與 NADPH 才能合成醣類
解
7. (B) 真核生物（包括植物、藻類等）多數皆可進行呼吸作用以產生 ATP (C) 光合作用只在有
光的情況下進行，呼吸作用則不論有光無光，細胞需要能量時皆會進行
1-3.1
染色體與染色質
一
染色體的發現
細胞週期與細胞分裂
細胞分裂進行時，染色體的變化最為關鍵，因為染色體必須平均分配給子細胞，才能確保
親代的遺傳訊息得以延續給子代。究竟，細胞分裂的過程中染色體有什麼變化呢？
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第
1 章 細胞的構造與功能
29
1
1-3.1
染色體與染色質
一
染色體的發現
1. 發現的科學家：弗萊明。
2. 1879 年，利用特殊染劑將動物胚胎細胞染色，發現細胞分裂時細胞內有絲狀物出現。
3. 這些絲狀物後來被稱為
1
染色體
（圖 1-33）。
▲
圖
1-33 染色體與染色質的構造示意圖
二
染色體
真核細胞的染色體
1. 位置：細胞核內。
2. 組成：DNA 和蛋白質。
3. 形態
𥺼
非細胞分裂期（間期）的時候會纏繞呈細絲狀，此時
稱為染色質。
𥺦
細胞分裂期時，染色質會更加緊密纏繞成粗絲狀，此
時稱為染色體。
細胞週期與細胞分裂
細胞分裂進行時，染色體的變化最為關鍵，因為染色體必須平均分配給子細胞，才能確保
親代的遺傳訊息得以延續給子代。究竟，細胞分裂的過程中染色體有什麼變化呢？
原核生物的細胞分裂
原核生物利用二分裂法進
行細胞分裂，過程中並不會出
現「絲狀」的染色體分裂。
延伸補充
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30
4. 染色體的變化過程（圖 1-34）：
▲
圖
1-34 染色質與染色體的形態
複製
纏繞
染色質（細胞分裂前）
紡錘絲
著絲點
二分體
中節
互為姊妹染色分體
染色體（細胞分裂時）
5. 構造：
𥺼
中節：染色體上較狹窄的區域，也是姊妹染色分體連接處。
𥺦
著絲點：中節上能與紡錘絲結合的特定蛋白質，以協助染色體分離。
糍
中節與著絲點均不一定在染色體正中央，故兩臂不一定等長。
6. 特性：
𥺼
每種生物各有其一定的染色體數目，例如：人類有 23 對、黑猩猩
有 24 對。
𥺦
真核生物體細胞的染色體大多為兩兩成對（圖 1-35）。
①成對且大小與形狀相同的染色體稱為
2
同源
染色體。
②同源染色體其中一條染色體來自父方，另一條來自母方。
糍
大多數動物體細胞內有成對的同源染色體，稱為二倍數染色體
(2n)。
𤧹
生殖細胞具有不成對的染色體，稱為單倍數染色體 (n)。
𡞰
人類細胞染色體比較：
細胞種類
染色體
染色體是否成對出現
染色體倍數
人類細胞
體細胞
46條
皆成對出現
2n
生殖細胞
23條
不成對出現
n
𥕛
染色體的相關名詞介紹
1. 同源與姊妹染色體比較：
名稱
同源染色體
姊妹染色分體
形態特性
1. 成對的染色體
2. 形狀及長度相似
3. 一條來自父方，一條來自母方
4. 相對位置有控制同性狀的等位基因
1. 複製後以中節連接的染色體，稱為
姊妹染色體
2. 其中左右兩個，彼此互為姊妹染色
分體
圖示
知識
▲
圖
1-35 同源染色
體與非同源染色體
同源染色體
非同源
染色體
中節
知識
知識
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第
1 章 細胞的構造與功能
31
1
2. 染色體倍數的比較：
名稱
二倍數（雙套）染色體(2n)
單倍數（單套）染色體(n)
形態特性
1. 細胞內同源染色體成對出現
2. 出現於體細胞
1. 細胞內同源染色體不成對出現
2. 出現於生殖細胞
圖示
......
......
3. 人類生殖母細胞與生殖細胞染色體的變化（圖 1-36）。
▲
圖
1-36 模式圖
生殖母細胞
(2n=46)
受精卵
(2n=46)
體細胞
(2n=46)
2n
子女
有絲分裂
2n
父親
減數分裂
精子(n=23)
卵細胞(n=23)
n
2n
n
減數分裂
2n
母親
生殖母細胞
(2n=46)
基礎練習
B
1. 下列何者為人類染色體的成分？
(A)DNA+RNA
(B)DNA+ 蛋白質
(C) 只有蛋白質
(D) 只有 DNA
C
2. 下列有關細胞內染色質與染色體的敘述，何者錯誤？
(A) 染色體為細胞在分裂時觀察到的絲狀物
(B) 體細胞內同源染色體皆為成對出現
(C) 細絲狀的染色質在細胞進行分裂時會緊密地纏繞，形成粗絲狀的染色質
(D) 染色體內的蛋白質可協助 DNA 的纏繞
C
3. 某生物有 4 條染色體（如附圖），分別以甲、乙、丙、丁表示，
下列哪一選項中的染色體可能互為同源染色體？
(A) 甲、乙
(B) 丙、丁
(C) 甲、丁
(D) 乙、丁
乙
甲
丙
丁
解
2. 應是緊密地纏繞形成粗絲狀的染色體
解
3. 同源染色體為成對且大小與形狀相同的染色體
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32
1-3.2
細胞週期與有絲分裂
一
細胞週期
定義與意義
1. 定義：是指具有分裂能力的細胞，其由母細胞分裂形成後，經生長到再分裂為兩個子細胞的
過程。
2. 意義：產生更多的細胞以進行生長。
𥕛
細胞週期的差異
1. 生物體只有部分細胞具有細胞週期，並可視需要而進行細胞分裂以產生新細胞。
2. 有些細胞可持續分裂，例如：植物根尖細胞或人體皮膚的幹細胞。
3. 有些細胞會依需求而分裂，例如：肝臟的幹細胞在受傷時才會進行分裂。
4. 有些細胞分化後就不再分裂，例如：人體的神經細胞。
𥐥
細胞週期的分期
1. 可分為間期和分裂期（圖 1-37）。
𥺼
3
間期
：
① 是細胞的生長期，此時期細胞會製造許多酵素與蛋白質以提供生長所需，接著進行染色
質複製、合成胞器等分裂前的準備工作。
②約占細胞週期的 90% 時間。
𥺦
4
分裂期
：
①包括細胞核分裂（有絲分裂）與細胞質分裂。
②約占細胞週期的 10% 時間。
▲
圖
1-37 真核細胞的細胞週期
細胞生長
細胞週期
準備進行
細胞分裂
細胞核分裂
（有絲分裂）
染色質複製
細胞質分裂
間
期
細胞分裂期
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第
1 章 細胞的構造與功能
33
1
磮
細胞核分裂
1. 種類比較（以動物細胞為例）：
種類
目的
染色體倍數變化
有絲分裂
進行體細胞增殖時
倍數不變
減數分裂
產生生殖細胞
倍數減半
二
有絲分裂與細胞質分裂
目的與意義
1. 目的：母細胞分裂為兩個與母細胞具相同染色體數目的子細胞以進行生長。
2. 意義：維持細胞遺傳的延續性，讓生物體內每個細胞都具相同的遺傳物質、相同的染色體。
𥕛
過程
1. 複製與分裂次數：染色體複製 1 次、細胞分裂 1 次。
2. 分裂過程（以動物細胞為例）：
階段
特徵
圖示
細胞數目
間期
細胞分裂前，DNA完成複製，
此時仍可見核膜及核仁
1個
2個
細胞核分裂
（有絲分裂）
1. 染色體緊密纏繞出現，形成
二分體
2. 核膜、核仁逐漸消失
3. 中心粒向細胞兩端移動並牽
引出紡錘絲
紡錘絲附著於染色體中節的著
絲點上，牽引著染色體移動到
細胞中央
1. 紡錘絲縮短
2. 姊妹染色分體分離為兩條染
色體，形成兩條染色體，分
別向細胞兩端移動
細胞質分裂
1. 細胞中央向內凹陷，形成分
裂溝，將細胞分裂為二
2. 重新產生核膜、核仁
3. 紡錘絲逐漸消失
1. 染色體逐漸鬆開成染色質
2. 細胞核出現，產生2個子細胞
3. 進入下一個細胞週期的間期
4. 細胞開始生長，為下一次的
細胞分裂做準備
知識
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34
𥐥
動、植物細胞在細胞分裂上的差異
1. 中心粒的有無：植物細胞一般不具中心粒，但分裂過程中仍會出現紡錘絲。
2. 細胞板的有無：細胞質分裂時，植物細胞中央不形成凹陷，而是在細胞中央產生
5
細胞
板
，形成新的細胞膜及細胞壁（圖 1-38）。
▲
圖
1-38 動、植物細胞分裂期的差異
分裂溝
中心粒 染色體
細胞壁
細胞板
紡錘絲
細胞核
動物細胞
植物細胞
基礎練習
C
1. 下列何種情形下，生物體會進行有絲分裂？
(A) 睪丸產生精子 (B) 細菌的增殖 (C) 血球母細胞產生紅血球 (D) 卵巢產生卵細胞
A
2. 植物細胞的有絲分裂會發生下列何種現象？
(A) 複製的染色分體分離 (B) 細胞中央部位向內凹陷 (C) 中心粒向兩側移動 (D) 同
源染色體分離
C
3. ( 甲 ) 染色體排列於紡錘體中央；( 乙 ) 細胞中央向內凹陷；( 丙 ) 染色體複製產生兩條染
色分體；( 丁 ) 中心粒分裂為二，向細胞兩端移動。關於有絲分裂的順序何者正確？
(A) 甲乙丙丁 (B) 丙甲丁乙 (C) 丙丁甲乙 (D) 甲丁乙丙
1-3.3
減數分裂與配子形成
一
減數分裂
特性與意義
1. 特性：生殖母細胞產生配子時，每個配子的染色體數目只有母細胞的一半，故稱為減數分裂。
2. 意義：
𥺼
藉減數分裂產生單倍體 (n) 的配子，經受精作用可使代代染色體套數維持不變。
𥺦
可產生多種染色體組合的配子，有助於基因重組以利於物種的演化。
知識
解
1. 生物體用有絲分裂產生體細胞，用減數分裂產生生殖細胞
解
2. (B) 植物細胞中央部位不會向內凹陷，而是形成細胞板 (C) 植物細胞無中心粒 (D) 有絲分
裂無同源染色體分離
解
3. 正確順序為：( 丙 ) 染色體複製產生兩條染色分體→ ( 丁 ) 中心粒分裂為二，向細胞兩端移動
→ (甲 ) 染色體排列於紡錘體中央→ ( 乙 ) 細胞中央向內凹陷
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第
1 章 細胞的構造與功能
35
1
𥕛
過程
1. 複製與分裂次數：染色體複製 1 次，細胞分裂 2 次。
2. 連續 2 次的細胞分裂，分別稱為減數分裂第一階段（I）及減數分裂第二階段（II）。
3. 分裂過程（以動物細胞為例）：
階段
特徵
圖示
細胞數目
未進入減數
分裂
染色質(DNA)完成複製
1個
4個
減數分裂
Ⅰ
同源的二分體並排配對，稱為
6
聯會
而形成四分體
四分體
四分體排列在細胞中央
四分體
1.同源染色體分離
2.形成2個子細胞
減數分裂
Ⅰ
染色質不複製
二分體在細胞中央
紡錘絲協助下姊妹染色分體分離
形成4個子細胞
𥐥
二分體與四分體
名稱
形態特性
圖示
二分體
1. DNA複製後的染色體，包含兩個相連的姊妹染色分體
2. 兩個相連的姊妹染色分體，其DNA完全相同
四分體
聯會時同源染色體緊靠一起，此狀態稱四分體
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36
磮
有絲分裂與減數分裂的比較
比較項目
有絲分裂
減數分裂
細胞分裂的目的
體細胞的增殖
產生生殖細胞
過 程
染色質
複製
幹細胞
二分體
分裂
（姊妹染色分體分離）
2n
2n
2n
2n
生殖母細胞
減數分裂II
（姊妹染色分體分離）
染色質
複製+聯會
四分體
2n
2n
n
n
n
n
n
n
減數分裂I
（同源染色體分離）
染色體複製次數
1次
1次
細胞分裂次數
1次
2次
同源染色體配對（聯會）
無
有（發生於減數分裂I）
同源染色體分離
無
有（發生於減數分裂I）
產生子細胞數
產生2個子細胞
產生4個子細胞
染色體倍數的變化
2n→2n
2n→n
二
人體配子的形成
形成時期
1. 人體進入青春期時，生殖器官逐漸發育成熟，生殖母細胞可進行減數分裂。
𥺼
男性睪丸→產生精子。
𥺦
女性卵巢→產生卵細胞。
𥕛
精子的形成
1. 過程：精原細胞 (2n) →初級精母細胞 (2n) →次級精母細胞 (n) →精細胞 (n) →精子 (n)。
2. 說明：
𥺼
男性睪丸中的生殖母細胞稱為精原細胞。
𥺦
精原細胞進行減數分裂時，染色質複製後形成初級精母細胞。
糍
初級精母細胞完成減數分裂 I 後，形成 2 個次級精母細胞。
𤧹
次級精母細胞繼續進行減數分裂 II，產生 4 個精細胞。
𡞰
精細胞最後會再特化形成具有鞭毛的精子。
知識
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第
1 章 細胞的構造與功能
37
1
𥐥
卵細胞的形成
1. 過程：卵原細胞 (2n) →初級卵母細胞 (2n) →次級卵母細胞 (n) →卵細胞 (n)。
2. 說明：
𥺼
女性卵巢中的生殖母細胞稱為卵原細胞。
𥺦
卵原細胞進行減數分裂時，染色質複製後發育為初級卵母細胞。
糍
初級卵母細胞完成減數分裂 I 後，形成 1 個次級卵母細胞和 1 個極體（無受精能力）。
𤧹
次級卵母細胞繼續進行減數分裂 II，產生 1 個卵細胞及另 1 個極體。
磮
精子與卵細胞形成過程的比較
▲
圖
1-39 精子與卵細胞的形成過程
精原細胞
卵原細胞
染色質複製
減數分裂I
減數分裂II
初級精母細胞
初級卵母細胞
次級精母細胞
次級卵母細胞
精細胞
精子的形成
卵細胞的形成
第一極體
精子
第二極體
卵細胞
受精卵
受精
2n
2n
2n
2n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
基礎練習
A
1. 下列何敘述只會出現在動物精子形成的過程中，而不會出現在動物皮膚細胞的增生？
(A) 同源染色體的分離 (B) 姊妹染色體的分離 (C)DNA 的複製 (D) 中心體的複製
C
2. 下列有關細胞分裂的比較，何者正確？
選項
有絲分裂
減數分裂
(A)染色體複製
有，一次
有，二次
(B)子細胞數量
4個
4個
(C)姊妹染色體的分離
有
有
(D)染色體倍數變化
2n→2n
n→2n
解
1. 姊妹染色體的分離、DNA 的複製與中心體的複製皆會同時出現在有絲分裂與減數分裂，唯有
同源染色體的分離只出現在動物細胞的減數分裂中
解
2. (A) 染色體複製皆只有一次 (B) 子細胞數量：有絲分裂 2 個細胞，減數分裂 4 個細胞 (D)
減數分裂的染色體倍數變化為 2n → n
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38
A
3. 下列何項敘述為減數分裂對多數生物體的主要意義？
(A) 可維持子代的染色體倍數固定 (B) 分裂產生的細胞皆可生長成獨立個體 (C) 可
產生和母細胞染色體倍數相同的配子 (D) 降低子細胞的染色體數目
1-3.4
受精卵的發育
一
染色體數目與發育過程
受精過程染色體數目的變化
1. 人體生殖母細胞經減數分裂產生的精子或卵細胞，都只有單倍數的 23 條染色體。
2. 精子與卵細胞結合後形成的受精卵，便恢復為二倍數的 46 條染色體。
𥕛
後代染色體數目的維持
1. 受精卵經多次有絲分裂後，產生許多體細胞。
2. 這些原本完全相同的體細胞會進一步分化，產生形態與功能各不相同的細胞，再相互構成組
織或器官，並逐漸發育成具完整功能的人體。
3. 發育成熟的人體具有生殖母細胞，可再進行減數分裂產生精子或卵細胞，如此代代相傳，可
確保體細胞內的染色體數目得以維持一致（圖 1-40）。
▲
圖
1-40 受精卵的細胞分化
分裂後的細胞
神經細胞(2n = 46)
生殖母細胞(2n = 46)
精原細胞
(2n = 46)
卵原細胞
(2n = 46)
血球細胞(2n = 46)
有絲分裂
有絲分裂
減數分裂
卵細胞
(n = 23)
精子
(n = 23)
硬骨細胞(2n = 46)
上皮細胞(2n = 46)
肌肉細胞(2n = 46)
減數分裂
受精卵
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第
1 章 細胞的構造與功能
39
1
基礎練習
D
1. 有關細胞分化的敘述，何者正確？
(A) 生物經分化後，會產生相同形態和功能的細胞 (B) 同一個體的不同細胞，其所含
的基因都不相同 (C) 對多細胞生物而言，分化不能算是生長 (D) 分化程度愈高的生
物，其細胞間的協調就愈重要
課後演練
一、單選題
D
1. 下列哪一過程需進行減數分裂？
(A) 受精卵的分裂 (B) 細胞的分化 (C) 皮膚細胞的增生 (D) 生殖細胞形成時
A
2. 在減數分裂過程中，同源染色體的分離與姊妹染色分體的分離各發生於何時？
(A) 前者發生於減數分裂 I，後者發生於減數分裂 II (B) 前者發生於減數分裂 II，後
者發生於減數分裂 I (C) 兩者均發生於減數分裂 I (D) 兩者均發生於減數分裂 II
A
3. 人體哪一個細胞染色體最不可能為「22 ＋ X」？
(A) 女性的初級卵母細胞 (B) 女性的次級卵母細胞 (C) 女性的卵 (D) 男性的精子
B
4. 下列有關減數分裂的敘述，何者正確？
(A) 減數分裂時僅發生性染色體的分離 (B) 減數分裂時會發生性染色體的分離與體染
色體的分離 (C) 姊妹染色分體在減數分裂 I 時相互分離 (D) 減數分裂 II 產生的子細
胞含成對的同源染色體
B
5. 下列何者最能表示減數分裂的過程中染色體倍數的變化？（母細胞的染色體倍數→完成
減數分裂 I 之細胞的染色體倍數→完成減數分裂 II 之細胞的染色體倍數）
(A)2n → 2n → n (B)2n → n → n (C)n → n → n (D)2n → n → 2n
B
6. 下列何者為動、植物細胞有絲分裂的差異？
(A) 核膜是否消失 (B) 是否有中心粒的參與 (C) 紡錘絲是否出現 (D) 著絲點、染色
分體是否分離
B
7. 在有絲分裂和減數分裂的過程，下列何者相同？
(A) 染色體分離的次數 (B) 染色體複製的次數 (C) 產生子細胞的數目 (D) 子細胞內
染色體的數目
解
1. (A) 生物經分化後會產生不同形態和功能的細胞 (B) 同一個體的所有體細胞內所含的基因都
相同 (C) 對多細胞生物而言，分化是生長發育的一種
解
1. 生殖細胞形成時，會進行減數分裂產生單倍數細胞。其餘選項皆為有絲分裂
解
3. 22 ＋ X 代表染色體為單倍數的細胞，女性的初級卵母細胞為 DNA 複製過後的狀態，染色體
仍為雙倍數，其餘細胞染色體皆為單倍數，且可能為 22 ＋ X
解
4. (C) 姊妹染色分體在減數分裂 II 時相互分離 (D) 減數分裂 I 產生的子細胞即不再有成對的同
源染色體
解
5. 減數分裂 I 同源染色體的分離會造成同源染色體不再成對，故變為單倍數染色體，減數分裂
II 段姊妹染色體的分離染色體倍數不會改變
解
6. (A) 核膜皆會消失 (B) 植物細胞無中心粒，所以可藉此區隔動物細胞、植物細胞的有絲分裂
(C) 動、植物細胞皆會產生紡錘絲 (D) 著絲點、染色分體皆會分離
解
7. (B) 染色體複製的次數皆複製一次 (A) 染色體分離的次數：有絲分裂一次，
減數分裂兩次 (C) 子細胞數目：有絲分裂產生兩個子細胞，減數分裂產四
個子細胞 (D) 子細胞內染色體的數目：減數分裂為有絲分裂數目的一半
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40
A
8. 有關細胞週期的敘述，何者正確？
(A) 間期占大部分的時間 (B) 間期為細胞休養期，不進行生長 (C) 細胞週期在不同
種類細胞間的時間皆固定相同 (D) 間期染色體複製並形成染色體
A
9. 有關人類配子的形成與細胞分化的敘述，下列何者錯誤？
(A) 卵細胞與精子的形成皆經歷細胞質的不等分 (B) 精細胞會進一步分化成精子
(C) 減數分裂最終產生一個卵細胞 (D) 減數分裂最終產生四個精子
C
10. 附圖為人類兩對染色體經複製後的示意圖，關於圖中所示，
下列敘述何者錯誤？
(A)1 甲與 1 乙互稱為姊妹染色分體 (B) 減數分裂第一階段
後 1 甲 1 乙與 3 甲 3 乙可能會分開 (C)1 甲若來自父親，則
與 1 乙來自母親 (D)1 甲 1 乙與 2 甲 2 乙互稱為同源染色體
C
11. 附圖為細胞分裂過程中的特定時期，甲∼丁代表不同染色體，
請選出下列正確敘述？
(A) 此細胞正在進行有絲分裂 (B) 染色體甲、乙為姊妹染色
分體 (C) 染色體丙、丁配對的現象稱為聯會 (D) 染色體甲、
丁為同源染色體
二、多選題
CE
1. 下列哪些情形會有染色體套數的變化？（應選 2 項）
(A) 動物生殖中，精細胞分化成精子 (B) 有絲分裂 (C) 減數分裂 I (D) 減數分裂 II
(E) 受精作用
AB
2. 有關減數分裂意義的敘述，下列哪些正確？（應選 2 項）
(A) 維持子代和親代染色體數目相同 (B) 產生多種染色體組合的配子 (C) 保留親代
優良的性狀 (D) 避免染色體產生突變 (E) 增加生殖細胞的數目以讓個體成長
BCDE
3. 某生物體具有兩對同源染色體，下列哪些選項可能是此生物減數分裂 I 後子細胞的染
色體型式？（應選 4 項）
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
BDE
4. 附圖是某種細胞分裂的圖示，有關此圖的描述，下列
哪些是正確的 ?（應選 3 項）
(A) 此圖的染色體套數是 4n (B) 此圖屬次減數分裂
I 的後期 (C) 此圖正在進行姊妹染色分體分離 (D)
此步驟會造成染色體套數減半 (E) 此圖不可能發生
在植物細胞中
解
8. (B) 間期為細胞生長期 (C) 細胞週期在不同種類細胞間的時間不盡相同 (D) 間期染色體複
製，但進入分裂期後才形成染色體
解
9. (A) 僅卵細胞的形成經歷細胞質的不等分
1
甲
1
乙
2
甲
2
乙
3
甲
3
乙
4
甲
4
乙
乙
甲
丙
丁
解
10. (C)1 甲與 1 乙為同一條 DNA 複製後所形成的姊妹染色體，故兩者來自同一親代，同源染
色體才會是一條來自父親，一條來自母親
解
11. (A) 此細胞正在進行同源染色體的配對，故為減數分裂的聯會階段
(B) 染色體甲、乙互為同源染色體 (D) 染色體甲、丁非同源染色體
解
1. (C) 減數分裂 I 為同源染色體分離，染色體倍數減半 (E) 受精作用則同源染色體恢復成對，
故倍數恢復二倍
解
2. (C) 減數分裂會產生多種不同染色體組合的子細胞，因此會產生遺傳變異而無法保留親代的性狀
(D) 減數分裂無法影響突變的發生 (E) 減數分裂雖可增加生殖細胞的數目，但與個體成長無關
解
3. 減數分裂 I 時，同源染色體會分離，但非同源染色體可自由組合，故 (B)(C)(D)(E) 都有可能
實驗影片
探討活動
1-1
如何測量生物的微小構造？
顯微測量技術
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第
1 章 細胞的構造與功能
41
1
生物的細胞及胞器等微小構造，大多需要藉助顯微鏡才能觀察，而顯微鏡下的微小構造
要如何測量其長度、寬度等數據呢？
提問與思考
一
實驗目的
1. 學習校正目鏡測微器的方式。
2. 利用目鏡測微器測量生物的微小構造。
二
實驗重點
顯微測微器
1. 目鏡測微器（圖 1-41）：
𥺼
為圓形玻片，使用時需放置於目鏡內。
𥺦
實驗室中常利用目鏡測微器來量測細胞大小。
糍
刻有 100 小格，每一小格的實際大小未知，必須利用載物
臺測微器來換算大小。
𤧹
當更換不同倍率物鏡時，視野下的物體大小會隨之改變，
但此時目鏡倍率並沒有改變，因此目鏡測微器在不同倍率
的視野下，雖然每格大小看起來相同，但每格刻度所代表
的大小則不同。
2. 載物臺測微器（圖 1-41）：
𥺼
為長方形玻片。
𥺦
中央刻有一段 1毫米 (mm) 的直線，此直線被畫分為 100 小格，
每一小格實際大小為 0.01 mm (10
μm)。
糍
當更換不同倍率物鏡時，載物臺測微器在不同倍率的視野
下，每格大小看起來不同，但每格刻度所代表的大小相同。
實驗影片
探討活動
1-1
如何測量生物的微小構造？
顯微測量技術
▲
圖
1-41 顯微測微器
一般的目鏡測微器上有數字
一般的載物臺測微器上無數字
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42
𥕛
目鏡測微器的校正與測量
1. 在不同倍率的視野下，校正目鏡測微器每格刻度所代表的大小：
𥺼
在特定倍率下，調整焦距並移動載物臺測微器，使
載物臺測微器與目鏡測微器左側的「0」刻度重疊
為一條線。
𥺦
將兩測微器另一端重疊處的刻度記錄下來。
糍
利用載物臺測微器與目鏡測微器兩者刻度的比例，
即可由已知刻度大小的載物臺測微器，換算出在此
特定倍率的視野下，目鏡測微器每格刻度所代表的
大小（圖 1-42）。
𤧹
計算方法：目鏡測微器每一刻度的大小
＝ 10
μm×
載物臺測微器之格數
目鏡測微器之格數
𡞰
更換不同倍率物鏡，重複以上的步驟，即可求出在不同倍率的視野下，目鏡測微器每格刻
度所代表的大小。
2. 在不同倍率視野下的目鏡測微器刻度大小變化：
目鏡倍率
10X
10X
10X
10X
物鏡倍率
4X
10X
40X
100X
放大倍率
40X
100X
400X
1000X
視野下目鏡測微器每格刻度大小
25
μm
10
μm
2.5
μm
1
μm
3. 測量特定倍率視野下的物體大小：目鏡測微器在此倍率視野下每格刻度代表的大小 × 待測物
體占目鏡測微器的格數＝物體實際大小。
𥐥
實驗原理與步驟
1. 操作目鏡測微器及載物臺測微器（圖 1-43）：
▲
圖
1-43 操作測微器
將目鏡測微器放入目鏡的
兩鏡片之間
將載物臺測微器置於顯微
鏡的載物臺上，先利用4倍
物鏡將載物臺測微器上的
刻度看清楚
觀察在轉換不同物鏡（放
大倍率10倍及40倍）時，
視野下目鏡測微器與載物
臺測微器刻度的變化
實驗步驟
實驗原理
載物臺測微器的功用為提供已知刻度，故
僅在校正目鏡測微器時放置於載物臺上
因目鏡測微器並不隨著載物臺移動而改變，
所以可以利用移動載物臺來確定哪個刻度為
目鏡測微器
▲
圖
1-42 校正目鏡測微器
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
5
10 μm × = 2.5 μm
5
20
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2021/5/18 上午 10:24:43
第
1 章 細胞的構造與功能
43
1
2. 測量樣品的大小（圖 1-44）：
▲
圖
1-44 樣品大小的測量
隨機剪下同一個人的3根頭髮，
在載玻片上滴一滴水，放上頭
髮，蓋上蓋玻片製成水埋玻片
將製作好的頭髮水埋玻片放在
載物臺上，以目鏡測微器測量
頭髮的寬度，並紀錄平均值
放置人類血液永久玻片於載物
臺上，以目鏡測微器測量隨機
3顆不同紅血球的直徑，並記
錄平均值
實驗步驟
實驗原理
隨機的目的在於減少誤差
隨機的目的在於減少誤差
基礎練習
第 1 ∼ 2 題為題組
試根據顯微測量技術所學回答下列問題：
A
1. 以目鏡測微器測量人的口腔黏膜細胞大小，先用低倍物鏡進行觀察，
所得視野如附圖，若改換用高倍鏡觀察，其所觀察到的視野應為下列
何者？
(A)
0
1
2
3
(B)
0
1
2
(C)
0
1
2
(D)
0
A
2. 承上題，你在視野下看到的是何種測微器，每一格的大小是否會隨放大倍率而改變？
(A) 目鏡測微器，會隨放大倍率而改變
(B) 目鏡測微器，不會隨放大倍率而改變
(C) 載物臺測微器，會隨放大倍率而改變
(D) 載物臺測微器，不會隨放大倍率而改變
0
1
2
3
解
1. 當物鏡由低倍鏡改換為高倍鏡時，所觀察到的物體應放大，但目鏡測微器看起來並無改變
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44
1. 有些生物特徵肉眼可見，但生物體的細微構造與細胞該如何觀察？
2. 放大鏡可以觀察果蠅的腹部，你知道還有哪些工具能用來觀察細微構造與細胞？
3. 觀察工具、方式會不會因不同的觀察對象與觀察目的，而有不同的實驗方法？
4. 使用顯微鏡時，為何要將樣品製成水埋玻片標本？
提問與思考
一
實驗目的
1. 學習簡易的玻片標本製作方法。
2. 利用複式顯微鏡觀察動、植物細胞的形態與構造。
二
實驗重點
製作玻片標本的原因
1. 生物的組織或器官通常由多層細胞構成，厚度較厚，顯微鏡的光線因無法直接穿透，較難以
直接觀察。
2. 因此在觀察細胞的形態與構造時，必須先從樣品中，挑取只含幾層細胞的組織薄片，並滴加
適當液體製成水埋玻片標本，才可利用複式顯微鏡觀察。
𥕛
實驗原理與步驟
1. 抹片法（人的口腔黏膜細胞）（圖 1-45）：
▲
圖
1-45 抹片法實驗
在載玻片上滴1滴生理食鹽水
實驗步驟
實驗原理
1.加生理食鹽水可保持標本溼潤，幫助標本展開
2.人類生理食鹽水可保持黏膜細胞完整性
人的口腔黏膜細胞容易從口腔上脫落，輕輕刮取即可
取得細胞
口腔黏膜細胞堆疊與互相黏附的情形較不明顯，故以
抹片法即可順利分離細胞
亞甲藍液可將細胞核染色，以利觀察
使用牙籤鈍端在口腔兩側輕輕刮取
少許黏膜
取得細胞後，將牙籤塗抹於載玻片
的生理食鹽水中
於載玻片上，滴1滴亞甲藍液後，
蓋上蓋玻片，以複式顯微鏡觀察
實驗影片
探討活動
1-2
如何觀察生物的微小構造？
細胞形態與構造的觀察
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第
1 章 細胞的構造與功能
45
1
實驗影片
探討活動
1-2
如何觀察生物的微小構造？
細胞形態與構造的觀察
2. 折撕法（青江菜葉下表皮細胞）（圖 1-46）：
▲
圖
1-46 折撕法實驗
在載玻片上滴1滴水
實驗步驟
實驗原理
加水可保持標本溼潤，幫助標本展開
1.青江菜葉下表皮是由一整片平整且連接緊密的細胞構成
2.折撕法可撕下整片完整的下表皮細胞，便於觀察下表皮
細胞與其排列情形
3.為了讓下表皮完整，對折方向很重要，若要取下表皮，
則需將上表皮向下對折，反之亦然
下表皮薄層的大小，需小於載玻片較便於觀察
此方式可讓亞甲藍液均勻染到整個組織，以利觀察
將葉片上表皮向下對折，然後輕
輕斜撕，將下表皮撕出一薄層
用鑷子取下1小片下表皮薄層，置
於載玻片的水滴中，並蓋上蓋玻片
以複式顯微鏡觀察
進行染色，滴1滴亞甲藍液在蓋玻
片的一側，用吸水紙由另一側吸
引，使玻片樣本中的細胞均勻著
色；以複式光學顯微鏡再次觀察
3. 徒手切片法（甘蔗莖管狀的細胞）（圖 1-47）：
▲
圖
1-47 徒手切片法實驗
4. 壓片法（梨果肉石細胞）（圖 1-48）：
▲
圖
1-48 壓片法實驗
以鑷子夾取少量的梨果肉，用另一
片載玻片（或鑷子底部）慢慢用力
擠壓果肉，使其稍微分散
實驗步驟
實驗原理
壓片法適用於製作一整塊包含組織內部所有細胞種類，
且不需在意其切面的連續關係的玻片標本
加水可保持標本溼潤，幫助標本展開
梨果肉可用壓片法壓出較薄的玻片標本，容易進行複式
顯微鏡的觀察
在果肉上滴1滴水，蓋上蓋玻片
以大拇指垂直輕壓蓋玻片，使果肉
散開；以複式顯微鏡觀察
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46
基礎練習
C
1. 附 圖 甲、 乙 為 動、 植 物 細 胞 的 繪
圖，丙、丁為其細胞構造，下列敘
述何者正確？
(A) 丙為兩細胞最外部的構造，應
皆為細胞膜 (B) 丁為兩細胞內顆
粒狀構造，應皆為細胞核 (C) 丙
為兩細胞最外部的構造，在甲圖
為細胞膜，乙圖為細胞壁 (D) 丁為兩細胞內顆粒狀構造，需染色才能方便觀察
A
2. 下列有關顯微鏡操作及觀察生物細胞的實驗探討活動，何者正確？
(A) 以壓片法可見到梨子果肉的石細胞 (B) 以折撕法摘取青江菜下表皮製成玻片，可
觀察到表皮細胞具有葉綠體 (C) 取口腔黏膜細胞時，若不慎刮到出血，將可同時觀
察到扁平的口腔皮膜細胞與具核的紅血球細胞 (D) 以 10 倍物鏡看到口腔皮膜細胞
後，欲改以 40 倍物鏡觀察，應先轉動粗調節輪使載物臺和物鏡距離拉遠，再轉動旋轉
盤至 40 倍物鏡，以避免 40 倍物鏡壓破玻片
B
3. 關於各種取樣方法的比較和適用性，何者正確？
(A) 折撕法適合本身很薄的樣本 (B) 將血液均勻塗抹於玻片上，是屬於抹片法
(C) 切片僅適用於植物樣本 (D) 取根尖壓片可見到染色體
探究實驗題
第 1 ∼ 2 題為題組
某生想要觀察使用不同生物組織的細胞形態，但不同的生物材料或細胞具有各自的特性，
有的偏硬，有的太厚，有的不易折撕。課堂上學過的抹片法、折撕法、徒手切片法及壓片法，
某生思考著哪些材料應該用哪些方式製備玻片，請幫忙想出合適的玻片製作方式與如何進行實
驗設計並回答下列問題：
1. 某生使用香蕉皮為材料，其軟組織可透過揉的方式將其內部細胞進行分散，所以欲觀察其內
部的維管束，請問該用何種方法製備水埋玻片可以觀察到最清晰的維管束中管狀的細胞？
(A) 抹片法 (B) 折撕法 (C) 徒手切片法 (D) 壓片法
答
D
2. 某生欲觀察香蕉果皮的維管束並嘗試不同的玻片製作方式，發現經過其中一種製作方式處理
後，顯微鏡下可觀察到眾多圓形或橢圓形排列其中，請問這最有可能是使用何種製備方式？
採用何種切法（縱切或橫切）？
答
徒手切片法；橫切
甲
丙
丁
乙
解
1. (B) 丁為兩細胞內顆粒狀構造，甲圖中為細胞核，乙圖中為葉綠體 (D) 丁為兩細胞內顆粒狀
構造，不一定需染色才能方便觀察，例如：葉綠體
解
2. (B) 青江菜下表皮的玻片中具有葉綠體的為保衛細胞 (C) 人體紅血球細胞不具有核 (D) 以
10 倍物鏡看到口腔皮膜細胞後，欲改以 40 倍物鏡觀 察，應轉動旋轉盤至 40 倍物鏡，再轉動
細調節輪使載物臺和物鏡距離拉遠
解
3. (A) 折撕法適合一整片平整且連接緊密的樣本 (C) 切片可適用於動物與植物樣本 (D) 取根
尖壓片需進行染色後才可見到染色體
【混合題】
解
1. 壓片法適用於製作一整塊組織內部所含的細胞種類，且不需在意其切面的連續關係，因壓片法可壓出
較薄的玻片，容易進行光學顯微鏡的觀察，故香蕉果皮內的維管束細胞適用於壓片法
解
2. 因徒手切片法可進行橫切或是縱切，若是橫切則有可能看到許多維管束的切面，而有許多的圓形或橢
圓形管子
實驗影片
探討活動
1-3
有絲分裂過程中染色體
如何變化呢？
染色體的觀察
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第
1 章 細胞的構造與功能
47
1
1. 該挑選哪一種組織才適合觀察有絲分裂？
2. 所有細胞的染色體都可以在顯微鏡下被觀察到嗎？
3. 有絲分裂過程中，染色體又是如何變化呢？
提問與思考
一
實驗目的
1. 了解植物根尖細胞的特性
2. 觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂過程染色體的變化情形。
二
實驗重點
洋蔥根尖細胞的特點
1. 植物的根尖和莖頂具有生長點。
𥺼
可以持續不斷地進行有絲分裂產生新細胞。
𥺦
可促使根部增長及植株長高。
2. 洋蔥根尖生長點的細胞（圖 1-49）：
𥺼
較容易觀察到染色體。
𥺦
排列緊密，外形較為方正，細胞體積較小。
糍
細胞核相對細胞質所占細胞的比例較大。
𤧹
處於間期時，可以觀察到核膜、核仁及染色質。
𡞰
進行有絲分裂時，核膜及核仁消失，染色質會形成明顯易見的染色體。
▲
圖
1-49 洋蔥根尖細胞的細胞週期變化
（圖片來源：
Shutterstock）
染色質
實驗影片
探討活動
1-3
有絲分裂過程中染色體
如何變化呢？
染色體的觀察
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48
𥕛
實驗原理與步驟
▲
圖
1-50 觀察洋蔥根尖細胞實驗
將洋蔥根尖的永久玻片標本置於
載物臺上
實驗步驟
實驗原理
根尖最前端為根帽，生長點位於根帽上方，可依其
相對位置找到生長點
染色體較小，故需使用高倍物鏡才得以觀察到細胞
內的染色體變化情形
先以低倍物鏡觀察，移動玻片，
觀察整個根尖的全貌，並找到生
長點細胞的正確位置
以高倍物鏡觀察生長點細胞，觀
察各細胞有絲分裂的進行情況與
先後順序
▲
圖
1-51 洋蔥根尖的觀察重點
400X
生長點
100X
(A)
洋蔥根尖的生長點
(B)
洋蔥根尖細胞內的染色體
基礎練習
AE
1. 洋蔥根尖細胞適合做為觀察染色體的材料之原因為何？（應選 2 項）
(A) 具有生長點 (B) 會不停細胞分裂產生根毛 (C) 能同時觀察到有絲分裂與減數分
裂 (D) 因為只有此處會進行細胞分裂 (E) 此處細胞 DNA 進行複製後，在分裂前會
纏繞形成染色體
ACD
2. 附圖是某同學在觀察洋蔥生長點細胞染色體所見的部分視
野，若將視野中的細胞區分為甲∼丁種類，下列敘述哪些正
確？（應選 3 項）
(A) 整體觀察到的細胞種類，乙的細胞數量會是最多 (B)
若依細胞分裂的順序排列，應為丁→甲→乙→丙 (C) 若依
細胞分裂的順序排列，應為乙→丁→甲→丙 (D) 丙可見到
細胞板，將完成細胞質分裂 (E) 洋蔥細胞分裂時看得到中
心體和紡錘絲
解
1. (B) 根毛是由表皮細胞的細胞質向外突出所形成 (C) 只能觀察到有絲分裂 (D) 選擇根尖組
織的原因在於此處進行細胞分裂的頻率高，較易觀察到有絲分裂的各階段
甲
乙
丙
丁
解
2.(B) 若依細胞分裂的順序排列，應為乙→丁→甲→丙 (E) 植物細胞無中心體
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第
1 章 細胞的構造與功能
49
1
一、基礎題
單選題
C
1. 下列何者是原核細胞和真核細胞所共有的構造？
(A) 細胞核 (B) 葉綠體 (C) 核糖體 (D) 粒線體
C
2. 下列聚合物與其組成單元的配合，何者不正確？
(A) 澱粉—葡萄糖
(B) 蛋白質—胺基酸
(C) 核苷酸—去氧核糖核酸
(D) 肝醣—葡萄糖
B
3. 科學家發現一新藥物能有效造成癌細胞的核膜破損，進一步造成癌細胞死亡，且此一
藥物能直接通過細胞膜以進入細胞，請問何者最可能為此藥物的主成分？
(A) 單醣 (B) 脂肪酸 (C) 胺基酸 (D) 核苷酸
C
4. 下列有關光合作用中光反應和固碳反應進行場所的配對，何者正確？
(A) 皆在類囊體中進行
(B) 皆在基質中進行
(C) 光反應在類囊體，固碳反應在基質中進行
(D) 光反應在基質，固碳反應在類囊體中進行
B
5. 附圖為草履蟲在三個時期，所測得的新陳代謝速率之
長條圖，根據附圖，試判斷下列敘述何者正確？
(A) 乙時期時，草履蟲並無新陳代謝進行
(B) 丙時期時，草履蟲細胞的呼吸作用正旺盛進行中
(C) 草履蟲細胞在此三個時期都可能進行生長的現象
(D) 甲時期時，草履蟲體內之光合作用正旺盛進行中
D
6. 下列有關染色體的敘述，哪個選項敘述錯誤？
(A) 染色體呈棒狀，可用光學顯微鏡觀察到
(B) 染色體數目的多寡和生物的複雜度無直接關聯
(C) 原核生物的染色體在細胞質中
(D) 真核生物細胞中的染色體皆以二倍數存在
B
7. 下列哪兩種現象，細胞內染色體數目的變化會有相反的結果？
(A) 有絲分裂與減數分裂
(B) 減數分裂與受精作用
(C) 有絲分裂與受精作用
(D) 細胞分裂和細胞分化
綜合評量
講
P14
解
1. 原核細胞缺乏細胞核和膜狀胞器，核糖體為無膜包覆的胞器
講
P6
解
2.(C) 去氧核糖核酸是核酸的一種，由核苷酸聚合而成
講
P10
解
3. 脂溶性分子才可能通過細胞膜
講
P23
甲
乙
丙 時期
合成作用
代謝速率
分解作用
講
P24
解
5. (A) 乙時期時，草履蟲有進行新陳代謝，只是合成與分解作用速率相等 (C) 生長的現象通常
在合成大於分解作用的狀態下（如甲）才會進行 (D) 草履蟲不能進行光合作用
講
P31
解
6.(D) 真核生物的體細胞染色體為二倍數，生殖細胞為單倍數
講
P36
解
7. 減數分裂導致細胞染色體倍數減半；受精作用使染色體倍數加倍
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50
A
8. 下列有關生殖細胞分裂與成熟的敘述，何者錯誤？
(A) 一個精原細胞及一個卵原細胞經減數分裂後，可分別產生同數目的精子和卵細胞
(B) 初級卵母細胞時，同源染色體發生聯會現象
(C) 減數分裂後，精細胞需經變形過程，卵細胞則不需要
(D) 來自同一精原細胞的四個精細胞，均可變成精子
第 9 ∼ 10 題為題組
試依附圖回答下列問題：
B
9. 圖中構造與名稱的配對，下列何者正確？
(A) 甲—高基氏體
(B) 乙—核糖體
(C) 戊—溶體
(D) 己—內質網
C
10. 圖中細胞為動物或植物細胞？判斷依據為何？
(A) 植物細胞，因為含有大型中央液泡
(B) 植物細胞，因為具有丙構造葉綠體
(C) 動物細胞，因為無細胞壁構造
(D) 動物細胞，因為己構造發達
多選題
CD
1. 附圖是細胞內部構造示意圖，下列相
關敘述，何者正確？（應選 2 項）
(A) 具有雙層膜的構造有甲、丙、丁
(B) 甲上的孔洞可以自由進出
(C) 和分泌物的分泌有關的構造是庚
(D) 戊可合成蛋白質
(E) 有氧呼吸只發生於丁
ABD
2. 光合作用可將太陽能轉換為化學能，供細胞利用。下列有關光合作用的敘述，哪幾項
正確？（應選 3 項）
(A) 葉綠素存在於可行光合作用的生物細胞中
(B) 葉綠體存在於可行光合作用的植物細胞中
(C) 植物細胞主要利用綠光來進行光合作用
(D) 植物細胞進行光合作用時，光反應是在類囊體的膜上進行
(E) 植物細胞進行光合作用時，固定二氧化碳生成醣類的反應是在細胞質中的類囊體
進行
講
P37
解
8. (A)1 個精原細胞及 1 個卵原細胞，經減數分裂後分別產生 4 個精子和 1 個卵細胞
甲
乙
丙
丁
戊
己
講
P10
解
9. 甲為內質網；戊為中心體；己為高基氏體
講
P13
解
10. (A) 圖片中並無看到大型中央液泡 (B) 丙構造並非葉綠體 (D) 己構造為高基氏體，動物和
植物細胞皆具有高基氏體
己
甲
丙
戊
辛
丁
乙
庚
講
P25
解
1. (A) 甲（核膜）和丁（粒線體）為雙層膜的構造，丙（細胞膜）為單層膜構造 (B) 甲（核膜）
上的孔洞有選擇性可篩選進出的物質 (E) 有氧呼吸發生於細胞質與丁（粒線體）
講
P23
解
2.(C) 主要利用紅光及藍紫光 (E) 屬固碳反應，於葉綠體基質中進行
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第
1 章 細胞的構造與功能
51
1
ABC
3. 上完生物課後，某學生畫出植物細胞光合作用的簡圖，圖中
甲、乙、丙、丁、戊與己是反應相關的物質，下列有關光反
應和固碳反應的敘述，哪些是正確的？（應選 3 項）
(A) 光反應和固碳反應都在葉綠體進行 (B) 甲主要是由根部
所吸收 (C) 戊是供給能量的 ATP、NADPH (D) 乙常由氣
孔進入，丙從氣孔排出 (E) 光反應是將光能轉為化學能，
固碳反應是將化學能轉為光能
AE
4. 下列哪些現象或過程僅發生在減數分裂 I ？（應選 2 項）
(A) 成對的同源染色體互相配對，形成四分體 (B) 紡錘絲由兩組中心體共同產生
(C) 姊妹染色分體互相分離，並向細胞的兩極移動 (D) 細胞核膜、核仁消失 (E) 非
同源染色體自由組合
二、進階題
D
1. 我們知道構成生物體的基本單位「細胞」的體積大部分都很小，至於細胞為何要這麼
小的原因，可以從在很多事情上能有高效率的角度來思考。例如：為了加快新陳代謝
的速率，細胞體積要很小，使反應物可以有效碰撞，而且細胞進行新陳代謝必須要跟
外界交換物質，這是透過 (甲)有選擇性地讓物質進出細胞的特性去完成，細胞很小也
可以增加表面積和體積的比值。雖然真核細胞，例如：(乙)的細胞體積比原核生物大，
但是真核細胞內的膜狀胞器，例如：(丙)可區隔出小空間。以下哪個選項「完全」符
合上述的 (甲) (乙) (丙)？
(A)(甲)細胞壁；(乙)藍綠菌；(丙)粒線體 (B)(甲)細胞膜；(乙)酵母菌；(丙)核糖體
(C)(甲)細胞壁；(乙)藍綠菌；(丙)葉綠體 (D)(甲)細胞膜；(乙)酵母菌；(丙)高基氏
體
BD
2. 每個人對於生物與非生物有什麼不同可能有各自的描述，今天我們在課堂上學到了生
物可以表現生命現象，以下哪位同學對於生物跟非生物的看法較正確？（應選 2 項）
(A) 甲生：汽車可燃燒汽油得到能量，此為新陳代謝現象，所以汽車可以算是生物的
一種
(B) 乙生：細胞內可以進行新陳代謝，如粒線體可以進行氧化作用得到能量，而葉綠
體則可以轉換能量，將光能轉變為化學能儲存在醣類中
(C) 丙生：雖然細胞為生物體的單位，但在細胞分裂的過程當中，並沒有展現生命現
象中的新陳代謝現象
(D) 丁生：植物會展現出向著有光方向生長的感應現象，所以可以算是生物
(E) 戊生：可以生殖是生物很重要的一個特徵，所以沒有生育能力的騾不能算生物
講
P23
甲
丙
乙
丁
己
戊
固碳
反應
光反應
解
3. (D) 乙為氧氣，常由氣孔排出，丙為二氧化碳從氣孔進入 (E) 光反應是將光能轉為化學能，
固碳反應是將 ATP 與 NADPH 的化學能轉為醣類的化學能
講
P35
解
4. (B) 紡錘絲由兩組中心體共同產生，此過程在有絲分裂中亦會發現 (C) 姊妹染色分體互
相分離，並向細胞的兩極移動，此過程在減數分裂 II 和有絲分裂中亦會發現 (D) 細胞
核膜、核仁消失，此過程在有絲分裂中亦會發現
講
P14
解
2. (A) 汽油的燃燒屬於分解反應，但不在細胞內進行，較不屬於生物所進行的新陳代謝，部分非生物僅可展
現部分且類似的生命現象，與生物所進行的生命現象相差較遠 (B) 呼吸作用的過程為異化代謝，光合作
用的過程為同化代謝 (C) 細胞分裂過程複雜，其中也需要合成新物質等的代謝 (E) 騾雖因其染色體狀
態而不具有生殖能力，但其仍完整表現出其他生命現象，故仍是生物
解
1. 細胞膜具有選擇性通透的特性，可以選擇性地讓物質進出細胞。藍綠菌為細菌的一類，是為
原核生物，酵母菌則為真核生物。核糖體沒有膜覆蓋
講
P2
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52
BE
3. 幾位高中生一起發現某一種植物根部的化學物質具有抑制特定細菌生長之功能，他們
萃取並檢測該植物根部萃取物對該細菌存活率之影響。各組別處理如附表所述，附圖
為實驗之結果。
處理組別
處理方式
實驗結果
1
蔗糖溶液
處理組別
1
120
100
80
60
40
20
(%)
相對細菌存活率
2
3
4
5
6
2
加入萃取物
3
加入預熱過(26℃)的萃取物
4
萃取物+澱粉分解酶
5
萃取物+核酸分解酶
6
萃取物+蛋白質分解酶
針對以上實驗結果，學生各自發表了下列敘述：
甲生：萃取物可被 DNA 染劑染色
乙生：萃取物主要成分為蛋白質
丙生：萃取物在溫度較低時具有較佳的抑菌效果
丁生：組 1 可做為其他 5 組的對照組
戊生：萃取物無法透過光合作用直接合成
請問哪位學生對實驗的敘述較為正確？（應選 2 項）
(A) 甲生 (B) 乙生 (C) 丙生 (D) 丁生 (E) 戊生
CD
4. 幾位高中生在網路上找到了一張圖片，如
附圖，而每位同學各自發表對此圖的看法
甲生： 植物細胞以光合作用提供 ATP 給
各組織細胞使用
乙生：此圖是在描繪能量的循環路徑
丙生： 多數生物所使用的能量最初皆來
自太陽能
丁生： 光合作用主要目的在於產生氧氣
讓有氧呼吸可順利進行
戊生：細胞皆需粒線體才可獲得 ATP
請問下列對於學生甲∼戊敘述的解釋與
修正，何者最為合理？（應選 2 項）
(A) 甲生的說法應修正為「光反應產生的
ATP 提供能量給各組織細胞使用」
(B) 乙生的說法可解釋為「能量的循環會
在葉綠體與粒線體間流動」
(C) 丙生的說法可解釋為「藉由光合作用產生營養的生物（光合自營生物），亦有少
部分為藉由氧化作用所釋出的能量產生營養的生物（化學自營生物）」
(D) 丁生的說法應修正為「光合作用主要目的在於將光能轉變為醣類的化學能，以供
細胞使用」
(E) 戊生的說法應修正為「動物細胞需粒線體才可獲得 ATP」
講
P23
解
3. 由處理組別 6 的實驗結果顯示，當
蛋白質被分解後，萃取物的抑菌效
果便消失，可以知道萃取物主要成
分為蛋白質 (A)DNA 染劑無法染
蛋白質 (C) 由處理組別 3 可知預
熱過的萃取物有著較佳的抑菌效果
(D) 處理組別 1 無法作為全部組別
的對照組，處理組別 3、4、5 和 6
都 和 組 別 1 有著兩種變因 (E) 蛋
白質無法由光合作用直接合成
講
P26
光能
醣類+氧氣
提供細胞
能量使用
二氧化碳+水
ATP
解
4. (A) 光 反 應
產生之 ATP
主要用來提
供固碳反應
所 需 之 能
量，各組織
細胞使用之
能量多透過
呼吸作用產
生 (B) 能
量在生態系
中並無法循
環，只能在
營養階層間
流轉和散失
(E) 細胞也可
透過發酵作
用 產 生 ATP
，此方式不
需粒線體的
參與，且無
論動物或植
物細胞皆可
透過粒線體
產生 ATP
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第 2 章 物質的分類與分離
第
1 章 細胞的構造與功能
53
1
D
1. 下列有關「生命特性」的描述，何者正確？
【104 指考】
(A) 活的生物體發展到成熟階段後，就不發生同化作用
(B) 生物體的活細胞需有細胞核，以維持正常運作，表現生命特性
(C) 活的生物體處於休眠狀態，就不需要感應環境變化
(D) 活的生物體通常會在其發展的成熟期，表現最完整的生命現象
E
2. 下列生物個體或構造，以適當的器具測量或觀測，何者的對應關係最不恰當？
(A) 大型的成體鯨：高速公路地磅站用的地磅
(B) 一歲的嬰兒：菜市場用的磅秤
(C) 蛙卵的卵徑：鉛筆盒裡的文具直尺
(D) 葉肉細胞：國中實驗室用的複式顯微鏡
(E) 葉綠體：高中實驗室用的解剖顯微鏡
【105 學測】
AB
3. 下列哪些物質被動物分解後會產生含氮廢物？（應選 2 項）
【105 學測】
(A)DNA (B) 血紅素
(C) 脂肪 (D) 肝醣
(E) 纖維素
C
4. ATP 在細胞內扮演能量收支的角色，下列有關生物細胞內 ATP 分子的相關敘述，何者
正確？
【106 學測】
(A) 一分子的 ATP 含有 1 個高能磷酸鍵
(B) 雙醣分子轉變成單醣時需要 ATP 才能進行
(C) 當 ATP
ADP 的值偏高時可合成體質
(D) 植物行光合作用，光反應產生的能量分子只有 ATP
(E) 固碳反應要在光照的環境下才能產生足夠的 ATP
C
5. 達爾文的演化原理中提及：每一族群均有可遺傳的變異，而使個體間的特徵有所不同。
下列有關支持此一族群現象的細胞學基礎，何者正確？
(A) 有絲分裂時發生染色體突變 (B) 有絲分裂時發生染色體重組
(C) 減數分裂Ⅰ時發生聯會，染色體互換 (D) 減數分裂Ⅱ時發生染色體重組
(E) 胚胎發育時發生體細胞傷害
【104 學測】
B
6. 附圖為某細胞正在進行細胞分裂的示意圖。圖中形態相似
但顏色深淺不同的染色體互為同源染色體。根據圖中資
料，下列有關圖中細胞的敘述，何者正確？
(A) 正在進行有絲分裂 (B) 正在進行減數分裂
(C) 有可能為大腸桿菌的細胞
(D) 分裂後的子細胞，其細胞核中將含有 2 條 DNA
【98 學測】
歷屆試題
解
1. (A) 生物體成熟階段仍有同化作用進行 (B) 活細胞不一定有細胞核，例如：篩管，哺乳類的
紅血球…… (C) 處於休眠狀態的生物體仍須感應環境變化
解
2. (A) 鯨魚的體重以公噸為單位，適用地磅站
(B) 一歲嬰兒重量約 10 公斤，適用於磅秤
(C) 蛙卵約 2 毫米 (mm)，適用於文具直尺
(D) 探討活動中葉肉細胞適用於複式顯微鏡
觀察 (E) 葉綠體需使用放大
倍率較大的複式顯微鏡才可看見
解
3. DNA 和蛋白質經代謝後皆會產生含氮廢物 (A)DNA 中核苷酸的
含氮鹼基含氮元素 (B) 蛋白質中胺基酸的胺基含有氮元素 (C)
脂肪的組成為中性脂，組成元素為 C、H 和 O (D) 肝醣的組成元
素為 C、H 和 O (E) 纖維素的組成元素為 C、H 和 O
解
4. (A) 具有兩個高能磷酸鍵
(B) 雙醣轉變成單醣為分解作用（釋能反應），
此時釋出的能量會促使 ADP 形成 ATP (C)ATP
／ ADP 比值偏高代表 ATP 充足，細胞可進行合
成反應，本 選項正確 (D) 光反應產生的高能分
子 有 ATP 與 NADPH (E) 無 論 是 否
於光照環境下，在 ATP 與 NADPH 充
足的狀態下，固碳反應皆可進行合成
醣類
解
5. (C) 減數分裂 I 發生聯會及染色體互換，即進行遺傳再組合
解
6. (A)(B) 圖中的四對染色體皆不成對，故染色體未分離前為單套的狀態，此為減數分裂 I 後的狀態，所以
此圖進行的是減數分裂 II 的複製染色體分裂 (C) 大腸桿菌的分裂生殖不具有紡錘絲 (D) 由此細胞分裂
的示意圖中可知，分裂後的子細胞，其細胞核中將含有 4 條 DNA
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54
C
7. 進行「細胞形態的觀察」探討活動時，若將顯微鏡鏡頭對準觀測
物後，視野中仍一片空白，應先調整附圖顯微鏡的何處才有助於
看見觀測物？
【109 學測】
(A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 (E) 戊
E
8. 於電子顯微鏡下觀察微生物，除了觀察是否具有細胞核之外，下列
何者也可用來區分所見微生物為原核生物或原生生物？
【109 學測】
(A) 具有核糖體者為原生生物
(B) 具有染色體者為原核生物
(C) 具有鞭毛者為原核生物
(D) 具有細胞壁者為原核生物
(E) 具有粒線體者為原生生物
第 9 ∼ 10 題為題組
組成生物體的主要元素有碳、氫、氮及氧等。這些元素先形成各種大小不等的物質分子，如單
醣和胺基酸。再經同化作用合成較大的物質，如多醣和蛋白質。這些物質分子可以形成細胞結
構，或是調節生理機能。試回答下列問題：
【109 學測】
D
9. 生物體內的某分子具有下列性質。甲：至少含碳、氫、氮及氧四種元素、乙：含氮的
重量百分比超過 3％、丙：若含有磷元素時，磷的重量百分比極低、丁：分子量約為
葡萄糖分子量的 150 倍。下列何者最有可能為此分子？
(A) 胺基酸 (B) 脂肪
(C) 澱粉 (D) 蛋白質
(E)DNA
AE
10. 下列生物體細胞內的結構，哪些同時具有 DNA、RNA、蛋白質及磷脂質？（應選 2 項）
(A) 葉綠體 (B) 核糖體 (C) 中心粒 (D) 核仁 (E) 粒線體
C
11. 巴拉刈是一種常用來做為除草劑的強氧化劑，可抑制光反應電子傳遞的過程。對人
來說，巴拉刈也是劇毒，如果進入細胞會產生大量的過氧化物。下列敘述何者正確？
(A) 植物在噴灑巴拉刈後仍可持續進行固碳反應
【109 學測】
(B) 巴拉刈分解後產生氧使細胞加速受損
(C) 巴拉刈以吸收電子方式干擾電子傳遞過程
(D) 巴拉刈在葉綠體的作用位置主要在基質
(E) 巴拉刈對植物與動物造成毒害的主要胞器完全相同
甲
乙
丙
丁
戊
解
7. 若將顯微鏡鏡頭對準觀測物後，視野中仍一片空白，代表焦距沒有調整
準確，這時要調節粗調節輪，才能找到觀測物
解
8. (A) 原生生物（真核生物）與原核生物皆有核糖體
(B) 原生生物（真核生物）與原核生物皆有染色體
(C) 原生生物中的藻類（眼蟲）、原生動物與原核生物
中的桿菌皆可能有鞭毛
(D) 原生生物中的藻類、原生菌類與原核生物有細胞壁
解
9. 甲：(B) 脂肪、(C) 澱粉不含氮元素；乙：葡萄糖 (C
6
H
12
O
6
)
的分子
量 180，20 種常見胺基酸的分子量最小的是甘胺酸 (75.07)，最大
的是色胺酸 (240.23)；丙：DNA 的單體是去氧核糖核酸，而去氧
核糖核酸由磷酸、含氮鹼基和去氧核糖組成，P 元素的重量百分
比不適合說「極低」；丁：只有蛋白質滿足題幹甲乙丙丁的性質
解
10. 葉綠體及粒線體皆為半自主胞器，皆有自己的 DNA、RNA、蛋白質，為雙層膜所組成，
所以有磷脂質
解
11. 題幹提及巴拉刈是一種強烈的氧化劑，就是能與氧氣發生劇烈反應的物質，且能接收電子，本身被還原
(A) 植物在噴灑巴拉刈後，光反應電子傳遞鏈產生能量的過程受阻，無法進行固碳反應
(B) 題幹內未提及巴拉刈分解後會產生氧
(C) 巴拉刈為強氧化劑，可以吸收電子，因此會干擾電子傳遞過程
(D) 巴拉刈在葉綠體的作用位置主要在光反應的產生位置，為類囊體
(E) 巴拉刈對植物與動物造成毒害的主要胞器不相同，植物的電子傳遞鏈發生在葉綠體及粒線體，動物
發生在粒線體
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第 2 章 物質的分類與分離
第
1 章 細胞的構造與功能
55
1
ADE
12. 下列哪些細胞成熟後，幾乎（約 90％以上的機率）不會再進行有絲分裂？（應選 3 項）
(A) 神經元 (B) 表皮細胞 (C) 黏膜細胞 (D) 肌肉細胞 (E) 紅血球細胞
【109 學測】
B
13. 蛋白質於內質網上核糖體初合成後，接著依序經細胞的哪些部位？最後到達何處？
選項
運輸路徑
終點
(A)
核糖體→平滑內質網→液泡→高基氏體
至細胞質
(B)
核糖體→粗糙內質網→高基氏體→溶體
存於溶體內
(C)
核糖體→平滑內質網→液泡→高基氏體
釋出到細胞外
(D)
核糖體→粗糙內質網→溶體→高基氏體
釋出到細胞外
第 14 ∼ 15 題為題組
某生在顯微鏡下觀察洋蔥根尖細胞的有絲分裂如附圖。依上述
資訊及習得的知識，回答下列問題：
【109 指考】
C
14. 一個洋蔥根尖細胞最合理的細胞長度為何？
(A)0.25
μm (B)2.5μm (C)25μm (D)250μm
D
15. 根據觀察的結果判斷，下列敘述何者正確？
(A) 甲細胞的同源染色體分離，向細胞的兩極移動
(B) 乙細胞的細胞膜向內凹陷，分裂成兩個新細胞
(C) 丙細胞的核膜正在消失中，染色體開始複製
(D) 丁細胞的染色體著絲點與紡錘絲相連，即將往
細胞中央移動
A
16. 有關減數分裂的過程，下列敘述何者正確？
【109 指考】
(A) 減數分裂 I，成對的同源染色體分離並分裂成兩個子細胞
(B) 減數分裂 I，同源染色體發生聯會，排列成二分體
(C) 減數分裂 II，染色體複製，每個子細胞再度形成二分體
(D) 減數分裂 II，2n 的染色體向兩旁移動形成單套的子細胞
CD
17. 科學家從某類似地球環境之星球所收集的標本中，分離出與細胞構造相似的實體，
經觀察後具有下列重要特徵，試問哪些可支持「該實體具生命現象，且類似地球上
單細胞生物體」？（應選 2 項）
【110 學測】
(A) 體積極小只能在顯微鏡下加以觀察
(B) 可以吸收水分，使體積變大
(C) 能合成多種特殊分子構成複雜結構，來執行維持實體內部環境穩定的作用
(D) 一個實體偶而會分裂成兩個個體，每一個體與原實體機能相同
(E) 顯微鏡下可觀察到多個實體會群聚形成聚落
解
12. 神經元、肌肉細胞及紅血球細胞，成熟後就較少進行分裂，而表皮細胞及黏膜細胞有絲分
裂旺盛，常常用於修補受傷組織及生長
【109 指考】
解
13. 核糖體是合成蛋白質的場所，合成之後送入粗糙內質網修飾，再運輸至高基氏體貯存，最
後送到溶體作用，若送至細胞外則不經溶體
甲
丙
丁
乙
解
14. 一個真核細胞長度大約是 25
μm
解
15. (A) 洋蔥是進行有絲分裂，甲細胞的複製染色體分離，向細胞的兩極移動 (B) 植物細胞會
在細胞中央形成細胞板，形成新的細胞壁，分裂成兩個新細胞 (C) 染色體是在間期複製
解
16. (B) 減數分裂 I，同源染色體發生聯會，排列成四分體 (C) 減數分裂 II，染色體不再複製
(D) 減數分裂 II，1n 的染色體向兩旁移動形成單套的子細胞
解
17. 若為生物體，應要有生命現象：代謝、生長、感應、繁殖 (C) 為代謝（合成與分解）的
生命現象 (D) 為繁殖的生命現象
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56
C
18. 有關探討活動「觀察洋蔥根尖細胞染色體」的實驗，下列敘述何者正確？
(A) 正處於有絲分裂狀態的細胞都集中在根尖最前端的 2 層細胞
(B) 當細胞中可以觀察到染色體時，也可以看到細胞核
(C) 當染色分體互相分離時，染色體之形狀為趨向兩極的 V 型
(D) 視野下約有 90% 的細胞處於分裂狀態，且染色體明顯可見
(E) 根尖細胞相當大，不需染色即可觀察到有絲分裂進行中的細胞
【106 學測】
A
19. 粒線體與葉綠體都是細胞處理能量的胞器，但兩者的分工不同，下列何者正確？
(A) 各自都具有 DNA，以製造本身所需蛋白
(B) 葡萄糖分解在粒線體內進行
(C) 粒線體可產生 ATP 而葉綠體則否
(D) 葉綠體為植物獨有，粒線體為動物獨有
(E)ATP 的產生都發生在內膜上
【107 學測】
解
19. (A) 各自都具有 DNA，以製造本身所需蛋白，因此稱之為半自主胞器 (B) 葡萄糖分解在細胞質內進行，
此階段稱為糖解作用 (C) 粒線體可產生 ATP，葉綠體於光反應時，也產生 ATP，此能量用於固碳反應，
以固定二氧化碳 (D) 葉綠體為植物和藻類所具有，粒線體為真核生物之大部分細胞都具有 (E)ATP 的
產生發生在粒線體的內膜上，以及葉綠體內的類囊膜上
解
18. (A) 根尖最前端為根帽（保護構造），有絲分裂主要發生於生長點（分生組織） (B) 若觀察到濃縮狀
態的染色體，表示該細胞核仁與核膜已消失，無法觀察到細胞核構造 (D) 約 90% 細胞處於間期，未
分裂狀態，染色質呈絲狀 (E) 仍須經過染色才可清楚觀察染色體的分布
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第 2 章 物質的分類與分離
第 2 章 物質的分類與分離
第
1 章 細胞的構造與功能
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探究實驗題
第 1 ∼ 4 題為題組
流式細胞儀是一種可讓細胞懸浮於流體中，並觀測及記錄個別細胞特質的儀器。這項技術
的發展主要是來自顯微鏡的技術發展、血球計數儀器的技術演進。1960 年代發展出一種以顯微
鏡為基礎的分光光度計，使我們首次得以在每秒超過 500 顆細胞通過顯微鏡觀察點的速度下，
對流過光學或電子檢測器的一個個細胞進行連續的多種參數分析，包含細胞的體積和形態複雜
程度、細胞中的色素、DNA、RNA、蛋白質和細胞表面抗原等參數。
流式細胞儀的基本原理是當細胞經過孔洞時，會排擠等張生理食鹽水溶液而提高電阻，大
的細胞排出的等張生理食鹽水的體積大，因此產生的電阻也大於小的細胞經過孔洞時產生的電
阻。依據電阻的改變次數及大小，即可記錄通過的細胞數目及細胞的相對大小尺寸，更可以透
過特定細胞被雷射光激發後產生的光學訊號，再轉換成電子訊號由電腦分析細胞的特性。這些
讓流式細胞儀具備下列特性：能使單一細胞一個接一個的快速通過孔洞、能以電子訊號來偵測
細胞與具有訊號分析的自動化。
為了進一步將細胞分離，流式細胞儀結合了原先設計給電腦噴墨印表機使用的噴墨技術，
而發展出第一台具有篩選功能的流式細胞篩選儀。噴墨技術的基本原理即是利用高頻率振盪的
噴嘴，將水柱分裂成水滴並使打算篩選的水滴帶上電荷，再利用高壓電場使水滴產生偏折而被
導入收集管中。後來再加以改進，使含有細胞的水滴帶電，再依照機器測量到的電子訊號來決
定給予含有特定細胞大小的水滴帶電，再利用電場使之偏折，如此即可分離出特定的細胞種類。
若某科學家利用流式細胞儀檢測鈣離子的有無對細胞的生長是否有影響，實驗流程如下所
示，結果如圖甲與圖乙（圖甲為控制組；圖乙為實驗組，添加鈣離子及生理食鹽水）。
試根據實驗步驟與結果回答下列問題：
甲
0
DNA
含量
細胞數目
乙
0
DNA
含量
細胞數目
實驗
步驟
實驗內容
1
進行該組織的細胞培養，將細胞分成兩盤進行培養
2
兩盤細胞培養24小時後，將盤內的細胞培養液取出
3
將鈣離子溶液加到其中一培養盤中進行處理
4
將兩盤細胞進行24小時的培養
5
分別將細胞取出並打散，再以流式細胞儀進行檢測
1. 請問下列哪些敘述和推論正確？（應選 2 項）
(A) 鈣離子可能促使細胞停止生長 (B) 鈣離子可能促使細胞進行減數分裂 (C) 鈣離子可能
促使細胞進行有絲分裂 (D) 鈣離子可能縮短細胞週期的時間 (E) 鈣離子可能延長細胞週期
的時間
答
CD
素養看聽想
【混合題】
解
1. 圖甲與圖乙中，左側的高峰代表 DNA 含量正常的細胞，右側的高峰代表 DNA 含量為兩倍的細胞，
為已進行 DNA 複製的細胞狀態，圖乙中顯示加入鈣離子溶液的處理可增加右側細胞的數目，因此可
判斷鈣離子可能會縮短細胞週期時間，使得更多細胞處在 DNA 複製後的階段 (B) 並未發現 DNA 含
量減半的細胞，因此較可能進行有絲分裂而非減數分裂
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2. 請問下列何選項符合此實驗多數細胞所經歷的過程？
(A)
0
時間
遺傳物質含量
(B)
0
時間
遺傳物質含量
(C)
0
時間
遺傳物質含量
(D)
0
時間
遺傳物質含量
答
B
3. 請問下列哪些類型研究最不適合應用流式細胞儀來協助？
(A) 偵測病患胰臟切片中癌細胞的分布情形 (B) 檢測檢體中帶有 CD4 抗原的白血球數量
(C) 篩選子宮頸癌組織中具有特定螢光表現的細胞 (D) 檢測檢體中哪些細胞對綠光吸收能力
最佳
答
A
4. 請問上述實驗中的控制組和實驗組，其使用的細胞數目應如何分配？控制組應加入何種添加
的溶液試劑？請簡述原因為何。
答
需使用相同的細胞數目，比較結果才有意義；控制組需加入生理食鹽水，才能做為比較標準
解
2. 圖甲與圖乙中左側的高峰代表 DNA 含量正常的細胞，右側的高峰代表 DNA 含量為兩倍的細胞，為
已進行 DNA 複製的細胞狀態，但未發現 DNA 含量減半的細胞，因此較可能進行有絲分裂而非減數
分裂，有絲分裂過程中遺傳物質 (DNA) 含量變化為 2a → 4a → 2a
解
3. 流式細胞儀無法檢測特定細胞在組織中的分布情形，因其檢測過程是將細胞以流體方式通過檢測器
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第 2 章 物質的分類與分離
第 2 章 物質的分類與分離
第
1 章 細胞的構造與功能
59
科學閱讀題
第 5 ∼ 7 題為題組
獲得 1912 年諾貝爾生理醫學獎的亞歷克希．卡雷而（Alexis Carrel）提出了一種論點：只要
處在合適的環境，細胞就可以無限制的分裂產生子細胞。但多年來，科學家們始終無法驗證這
個論點。一直等到 1960 年代，李奧納多•海佛列克（Leonard Hay
flick）才終於推翻卡雷而的論點。
當時他發現細胞大概可以分裂 40 ∼ 60 次，然後細胞就會因為凋亡而死亡。因此，海佛列克認
為有限的分裂次數可能和細胞衰老、身體的老化有關。後人將此一細胞分裂極限的概念稱為「海
佛列克極限」。
三位美國生物學家發現染色體中具有一種特殊結構及一種酵素，進一步解開了限制細胞分
裂極限的機制。端粒位於染色體兩端，是一種像帽子的特殊結構，其構造是不斷重複的 DNA
「TTAGGG」序列。由於 DNA 的複製過程中，會使得 DNA 的末端處總是會有一小段序列無法
成功複製，導致 DNA 複製完成後兩端都會遺失一部分的序列，端粒也在複製的過程中愈來愈短。
因為這樣的「末端問題」，當端粒不能再縮短時，細胞的分裂能力就達到「海佛列克極限」了。
端粒就像細胞生命的倒數計時器，當端粒過短，複製造成的遺失序列已開始損壞染色體結構與
基因體，細胞就會停止複製並邁入衰老。
幹細胞可以不斷分裂出新的細胞，是因為一種可以加長 DNA 末端端粒的酵素，稱為端粒酶。
端粒酶是一種蛋白質，其調控機制相當複雜，失控的端粒酶活性，可讓細胞獲得不斷分裂的能
力，甚至變成能夠侵害人體其他組織的癌細胞。因此正在開發的癌症治療方式，即是希望藉由
端粒酶的抑制劑，抑制端粒的還原，使癌細胞像一般體細胞一樣會衰老死亡。研究也嘗試使用
端粒酶的激活劑來修復或延長健康細胞中的端粒，以提高健康細胞的「海佛列克極限」。
試根據上文回答下列問題：
5. 請問下列對於「海佛列克極限」的敘述，何者正確？
(A) 為細胞分裂次數的極限 (B) 為人體壽命的極限 (C) 多數細胞大約只能分裂 10 ∼ 30 次
(D) 海佛列克極限的提高可透過抑制端粒酶的活性來達成
答
A
6. 請問對於端粒的相關敘述，何者正確？
(A) 由一段「TTAGGG」序列的 DNA 所構成 (B) 為在染色體兩端的特定 DNA 片段
(C) 為一段不可切斷與不會縮短的 DNA 片段 (D) 可保護染色體避免化學物質的傷害
答
B
7. 根據此文章對於細胞端粒的說明，若是使用端粒酶激活劑於正常細胞可能帶來修復或延長健
康細胞中的存活時間，請問使用端粒酶激活劑時可能帶來的風險為何？
答
延長健康細胞的海佛列克極限，可能給予這些細胞往癌細胞發展的可能
【混合題】
解
5.(C) 細胞大約都只能分裂 40 ～ 60 次 (D) 海佛列克極限可透過提高端粒酶的活性來達成
解
6. (A) 由不斷重複的 DNA 序列「TTAGGG」所構成 (C) 端粒會在 DNA 複製過程中縮短 (D) 可保護
染色體內部的基因片段而非避免化學物質的傷害
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