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目次
1
細胞的構造與功能
2
細胞學說的發展歷程
4
細胞的構造與功能
6
細胞與能量
11
細胞分裂
16
探討活動 1 細胞形態與構造的觀察
23
探討活動 2 顯微測量技術
26
探討活動 3 染色體的觀察
27
壹
貳
參
肆
2
遺 傳
44
性狀的遺傳
46
遺傳物質
53
基因轉殖技術及其應用
59
探討活動 4 DNA的粗萃取
63
壹
參
貳
3
演 化
77
生物的演化
78
演化證據與分類系統
82
探討活動 5 天擇實例：胡椒蛾的體色變化
93
探討活動 6 病毒在分類系統的歸類
94
壹
貳
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歷屆學測命題數
1
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1
2
0
3
4
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2 單元 1
細胞的構造與功能
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單元 1
細胞的構造與功能
3
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壹細胞學說的發展歷程
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1. 荷蘭人揚森（Zacharias Janssen，1585 ～
1632）最先製作出複式顯微鏡，但僅放大
數倍。
2. 英國人虎克（Robert Hooke，1635 ～1703）
改良顯微鏡的解析度，將所觀察的影像紀
錄成《 顯微圖譜》（Micrographia）。 他 的
重要貢獻是於顯微鏡下觀察軟木塞薄片，
將蜂窩狀的小空格命名為 Cellulae
（拉丁
文）
=Cell
（英文）
=細 胞（ 中 文 ）。
3. 荷蘭人雷文霍克（Antonie van Leeuwenhoek
，1632 ～1723）自製放大倍率高達 250 倍
的鏡片，觀察雨水、牙垢的微生物並詳加
描繪紀錄。
4. 德國人蔡司（Carl Zeiss，1816 ～1888）
大幅改善顯微鏡的解析度，促成細胞學研
究的發展。
顯微鏡的發明與發展：發現細胞與建立細胞學說的關鍵
概 念 1
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1. 英國人虎克發表《顯微圖譜》，首先命名「細胞」及記
錄細胞的形態，但所觀察的細胞僅剩細胞壁的構造。
2. 英國人布朗（Robert Brown，1773 ～1858）發表蘭花
花瓣的細胞內均有一個球狀構造，稱為 nucleus，即是
細胞核。
3. 德國植物學家許來登（Matthias J. Schleiden，1804 ～
1881）根據觀察的植物材料提出：「細胞是構成植物體
的構造單位」。
4. 德國動物學家許旺（Theodor Schwann，1810 ～1882）
，觀察動物細胞也有細胞核，核外有透明流動物質，最
外圍是膜狀構造，但無細胞壁。提出假說：「所有生物
皆由細胞及其產物所組成」。
5. 德國人魏修（Rudolf Virchow，1821 ～1902 ）因當時
細胞染色技術的進步得以觀察細胞分裂的過程，提出：
「生物細胞都來自既有存在的細胞」，這觀念解決細胞
起源的問題。
細胞學說的建立
概 念 2
4 單元 1
細胞的構造與功能
1
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6. 細胞學說的演進
禑
細胞學說的雛型：許旺與許來登共同提出「動植物體皆由細胞所構成」。
禙
完整的細胞學說：許旺、許來登、魏修及後來科學家的觀察與驗證。
嫎
生物體皆由細胞所組成
娋
細胞是生物體的構造及功能單位
䊼
現有細胞都是來自已存在的細胞經分裂而產生。
7. 細胞學說的影響
禑
生物學研究方向由形態解剖學轉為細胞學。
禙
生物體皆由細胞組成，為地球上生物提供共祖的演化觀念。
科學方法
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觀察自然現象、探索文獻資料。
發現問題。
提出假說：好的假說能解釋既有事實，也能預測新的事實，方法如下：
禑歸納法：從一系列特定的觀察結果，推論出概括性的假說。
禙演繹法：從概括性的觀察結果作出推論。
設計實驗
禑 對照組和實驗組：只有一個變因不同。不同的變因稱為「操作變因」，相同的變因稱為
「控制變因」。
禙獨變項：研究者所操作的變因。
辻依變項：實驗當中被觀察、記錄的變項（就是結果）。
數據分析，產生結論。
結論不符合假說 → 重新提出假說。
結論符合假說 → 反覆論證 → 建構學說（可被修正或推翻）。
下列有關生物學家與其貢獻的配對，哪些正確？（應選三項）
䕷虎克：將軟木塞的蜂窩狀的小格命名為「細胞」
虲許來登：細胞內有一個球狀構造，稱為「細胞核」
蚒許旺：所有生物皆由細胞及其產物所組成
蚲雷文霍克：觀察牙垢的微生物並詳加描繪紀錄
蛯揚森：改善顯微鏡的解析度，促成細胞學研究發展
解
眕⢿
1
生物學家的貢獻 詳答參見詳解本 P.1
單元 1
細胞的構造與功能
5
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細胞形態與構造的觀察
1
1. 目的
禑
學習製作水埋玻片標本的方法
─
折撕法、壓片法、抹片法及徒手切片
法等。
禙
藉由複式顯微鏡觀察動、植物細胞形態與構造，並推論其與功能的關係。
2. 器材
禑
複式顯微鏡、載玻片、蓋玻片、滴管、鑷子、解剖針、吸水紙。
禙
染料：碘液、亞甲藍液。
辻 0.9% 生理食鹽水（用於哺乳動物細胞，維持細胞形狀）。
稆
蒸餾水（用於植物細胞）。
3. 實驗步驟
禑
取樣「薄且透光」的組織：依組織材料不同，選擇不同的方法。
方 法 折撕法 壓片法 抹片法 徒手切片法
組織
材料
洋蔥鱗葉表皮細胞、
青江菜表皮細胞、紫
背萬年青表皮細胞
水蘊草葉片細胞、
梨果肉石細胞、香
蕉皮內側絲狀構造
人類口腔皮膜細胞
、人類血球細胞、
豬肝細胞
軟木栓細胞、
甘蔗莖管狀細
胞
圖 示
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製作水埋（新鮮）玻片標本
圖 示
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步 驟 嫎
在載玻片上滴一滴水或
0.9% 生理食鹽水
娋
以鑷子夾取欲觀察材料
（愈小愈薄愈好），置
於載玻片上的水或生理
食鹽水中
䊼
利用解剖針將蓋玻片
與載玻片呈 45c角，
輕輕放下，以減少氣
泡產生
Cell Observation
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單元 1
細胞的構造與功能
23
辻
染色方法
圖 示
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方 法
方法一：在製作水埋玻片的步驟嫎時
，直接滴加染料於標本上，再蓋上蓋
玻片即完成染色
方法二：已製作好的玻片標本，可滴
一滴染料在蓋玻片的一側，另一側用
吸水紙吸水，也可完成染色
4. 複式顯微鏡操作
禑
玻片中的標本對準載物臺上的圓孔。
禙
先用低倍物鏡觀察，可利用粗調節輪調整焦距。
辻
若欲使用更高倍物鏡觀察，先將目標物移到視野中央，更換成高倍物鏡。此時，只能轉
動細調節輪。
稆
若光線過亮或不足，可調整光圈或反光鏡（光源調節器）。
5. 實驗結果
禑
動物細胞：無細胞壁，無葉綠體。
細胞種類 細胞描述 細胞核 圖片
口腔皮膜細胞 扁平、不規則形 單核
紅血球 雙凹圓盤狀 無
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ҩՖ౨
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白血球 球形 單核或多
形核
豬肝細胞 球形 1～2核
24 單元 1
細胞的構造與功能
科學素養試題
有關探討活動「觀察洋蔥根尖細胞染色體」，下列敘述何者正確？
䕷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
虲當細胞中可以觀察到染色體時，也可以看到細胞核
蚒當染色分體互相分離時，染色體之形狀為趨向兩極的 V型
蚲視野下約有 90% 的細胞處於分裂狀態，且染色體明顯可見
蛯根尖細胞相當大，不需染色即可觀察到有絲分裂進行中的細胞 55% 答對率 106 學測
解
染色體的觀察
眕⢿
16
右圖為細胞構造模式圖，圖中 a、b、c、d、e為細胞的
內部構造，以下甲、乙、丙、丁、戊為胞器功能的敘述：
甲：核糖體的合成場所
乙：與紡錘絲的形成有關
丙：可進行有氧呼吸
丁：與核膜相連，參與細胞內物質運輸
戊：腺體細胞的含量較多
請回答～題：
a
b
c
d
e
此細胞可由下列哪一種生物取得？ 詳答參見詳解本 P.2
䕷水稻
虲臺灣黑熊
蚒登革熱病毒
蚲大腸桿菌
請填上 a～e的構造名稱，並由甲至戊填入正確的功能配對：
編號 a b c d e
胞器名稱
功能配對
30 單元 1
細胞的構造與功能
我們觀察到的葉子絕大部分是綠色的，請說明原因。
跨學科試題：食品營養標示
為了協助消費者選購食品時更有依據，實踐健康飲食
，我國於民國 104 年7月1日起規定食品須於包裝容器
外表之明顯處提供下列標示之內容：「營養標示」之標題
、熱量、蛋白質含量、脂肪（飽和脂肪、反式脂肪含量）
、碳水化合物（糖含量）、鈉含量、出現於營養宣稱中之
其他營養素含量、廠商自願標示之其他營養素含量。右
圖為某洋芋片的營養標示（未標示熱量），請回答～
題：
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ϴպ
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下列有關營養成分的敘述，哪些正確？（應選三項）
䕷蛋白質的組成單體為 a – 胺基酸，彼此間以肽鍵結合
虲飽和脂肪酸與反式脂肪酸均不具雙鍵（-C=C-）的構造
蚒膳食纖維不提供熱量，屬於碳水化合物的多醣類
蚲蔗糖為雙醣類，可水解為葡萄糖與果糖
蛯此包洋芋片的熱量約 180 大卡
人體所需的營養素即是生物的組成成分，下列為人體細胞膜的組成成分的相關敘述，哪一項正
確？
䕷磷脂為一種脂肪，脂溶性，所以形成「脂雙層」構造
虲蛋白質可貫穿細胞膜形成離子通道，協助離子運輸
蚒醣類位於細胞膜內層，具有辨識能力
蚲膽固醇可增加細胞膜的流動性
探究與實作：光反應的進行條件
葉綠體是植物進行光合作用製造養分的場所，光合作用包括光反應與碳反應。光反應是
利用光合色素吸收光能以激發其電子游離，當游離的電子經由電子傳遞鏈將能量轉換為化學
能，可供碳反應進行卡爾文循環，將二氧化碳固定為葡萄糖。
阿晟想要設計實驗瞭解光反應需要哪些條件才可以進行，在實驗過程中，他選擇 DCPIP
溶液做為氧化還原指示劑。DCPIP 在氧化態與還原態會呈現不同顏色，它在氧化態時是呈現
藍色，當它接受電子被還原為還原態時，變成無色。實驗步驟如下：
一、配製葉綠體懸浮液：
禑將10 公克新鮮菠菜葉添加 0.5 M 蔗糖液 10 mL，切碎後再以果汁機攪碎。
禙將攪碎的菠菜汁以雙層紗布過濾，取出濾液。
辻將濾液放入離心管，於離心機中以 3000 rpm 轉速離心 5分鐘，除去上清液。
稆於沉澱物中加入 0.5 M 蔗糖液 5 mL，混合均勻即為葉綠體懸浮液。
單元 1
細胞的構造與功能
33
模擬精選試題
二、取4支試管標示為 A、B、C、D，依下表所示裝置進行配置：
試管 A B C D
0.5 M 蔗糖液 3 ml 3 ml 3 ml 3 ml
DCPIP 溶液 0.5 mL 0.5 mL 0.5 mL 0.5 mL
葉綠體懸浮液 1 mL -1 mL -
0.5 M 蔗糖液 -1 mL -1mL
照光或黑暗 30 分鐘 照光 照光 黑暗 黑暗
三、
經過 30 分鐘後，將 A、B、C、D置於離心管，於離心機中以 3000 rpm 離心 5分鐘，
使葉綠體沉降於底部，觀察上清液顏色並記錄。
請回答～題：
為何試管 B與D要再額外添加 1 mL 的0.5 M 蔗糖液？
請預測 30 分鐘後，上清液的顏色並記錄在下表。
A B C D
下列相關敘述，何者正確？
䕷試管 A、B組合可以驗證假設：光是進行光反應所必要
虲試管 C、D組合可以驗證假設：葉綠體是進行光反應所必要
蚒0.5 M 蔗糖液可以維持葉綠體膜的完整以進行光反應
蚲DCPIP 為酸鹼指試劑，顏色會隨 pH 值的不同而改變
細胞學說的發展歷程
下列哪一位生物學家提出：「生物細胞都來自既有存在的細胞」的觀念？ 詳答參見詳解本 P.3
䕷虎克 虲許來登
蚒魏修 蚲雷文霍克
下列哪些敘述是「細胞學說」的內容？（應選三項）
䕷生物體皆由細胞構成 虲細胞微小，無法用肉眼觀看
蚒細胞由細胞核、細胞質、細胞膜組成 蚲細胞為生物體構造與功能單位
蛯細胞是由原已存在的細胞分裂而來
34 單元 1
細胞的構造與功能
細胞的構造與功能
阿晟學習完「細胞的構造與功能」單元後，他設計了下列兩道題目給他的好朋友小景練
習，請你協助小景回答～題：
下列有關細胞與構造大小的敘述，何者正確？
䕷真核細胞常用的測量單位為 mm
虲使用光學顯微鏡可觀察到核糖體
蚒白血球的直徑約為 10 nm
蚲細菌的大小常以 nm表示
下列何者是榕樹細胞和藍綠菌都具有的構造？
䕷葉綠體、核糖體 虲核糖體、細胞壁 蚒細胞核、粒線體 蚲葉綠體、內質網
若某科學家發現一種化合物可抑制農田害蟲的生長，其機制為抑制害蟲體內蛋白質的生
成，則此化合物應是影響下列何種構造？
䕷核糖體 虲細胞膜 蚒液胞 蚲溶體
右圖為細胞中的一種胞器，下列敘述何者正確？
䕷常有核糖體附著其上
虲由單層膜所構成
蚒在細胞分裂時才出現
蚲為動物細胞特有的構造
下列有關細胞膜的敘述，哪些正確？（應選三項）
䕷由兩層「脂雙層」組成
虲主要成分為磷脂質
蚒膜蛋白可貫穿細胞膜
蚲具流動性，膜上分子可改變相關位置
蛯膜上的醣可穩定細胞膜的流動性
右圖為細胞核之模式圖，下列敘述哪些正確？（應
選二項）
䕷a為核孔，蛋白質無法由此進出細胞核
虲b為核膜，雙層膜構造
蚒c為平滑內質網，與脂質的代謝有關
蚲d為核仁，是形成核糖體的中心
蛯e為染色質，由核酸構成，可能為 DNA 或RNA
下列有關細胞構造與其功能的配對，哪些正確？（應選三項）
䕷粒線體：基質含酵素，可進行卡爾文循環
虲溶體：分解老化胞器，協助細胞更新
蚒高基氏體：可修飾來自內質網的蛋白質或脂質
蚲平滑內質網：參與藥物與毒物的代謝
蛯中央液泡：含花青素，可參與光合作用
a
b
c
d
e
單元 1
細胞的構造與功能
35
歷屆
經典考題
探討活動：顯微測量技術
利用顯微鏡測量人體口腔皮膜細胞的大小時，若低倍鏡下所觀察到
的視野如右圖，當物鏡由低倍鏡改換為高倍鏡時，則所觀察到的視
野應為下列何者？
䕷 虲
0123
12
蚒 蚲
12
探討活動：染色體的觀察
右圖為正在進行有絲分裂的細胞，下列相關敘述，哪
些正確？（應選二項）
䕷甲為核仁
虲乙為染色體
蚒此細胞的 DNA 已複製
蚲處於分裂期的中期
蛯屬於植物細胞
右圖為植物細胞處於「有絲分裂後期」之示意圖。甲至戊五種構造
，哪一個不應出現於圖中？ 詳答參見詳解本 P.4
䕷甲 虲乙
蚒丙 蚲丁
蛯戊 46% 答對率 101 學測
細胞利用呼吸作用以獲得能量，下列有關呼吸作用的敘述，何者正
確？ 38% 答對率 102 學測
䕷有氧呼吸的過程中，O2會進入粒線體參與作用
虲有氧呼吸的過程中，葡萄糖會進入粒線體，然後被分解為丙酮酸
蚒當細胞內 ADP / ATP 的比值太低時，細胞會加速進行呼吸作用
蚲當骨骼肌細胞缺氧時，丙酮酸會進入粒線體，然後被分解產生 ATP
蛯當酵母菌在缺氧環境下，葡萄糖會進入粒線體，然後被分解產生 ATP
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單元 1
細胞的構造與功能
39
下列有關生物進行發酵作用之敘述，哪些正確？（應選三項）
䕷會產生 CO2
虲會產生 ATP
蚒葡萄經由酵母菌的發酵作用可釀成葡萄酒
蚲種子淹水過久，會由有氧呼吸轉變為發酵作用
蛯人體劇烈運動後，肌肉缺氧時會產生酒精堆積 31% 全對率 103 學測改
某一株植物在逆境下產氧量下降時，最可能是細胞中的哪一部位受損？
䕷粒線體內膜
虲粒線體外膜
蚒粒線體基質
蚲類囊體（葉綠囊）
蛯葉綠體基質 46% 答對率 104 學測
下列哪些是真核細胞的呼吸作用中，有氧呼吸與發酵作用的共同特徵？（應選二項）
䕷皆會產生 ATP
虲皆有糖解的過程
蚒皆有將丙酮酸還原成乳酸的過程
蚲皆發生在粒線體中
蛯全都會產生酒精 48% 全對率 104 學測改
下列哪些現象可在植物細胞行減數分裂第二階段時觀察到？（應選三項）
䕷中心體複製
虲染色體聯會
蚒二分體排列於細胞中央
蚲中節分裂
蛯細胞板形成 34% 全對率 104 學測改
下列哪些過程，在動物和植物細胞的有絲分裂中皆會發生？（應選二項）
䕷紡錘絲的形成 虲中心粒的形成
蚒染色體的形成 蚲分裂末期細胞膜凹陷
蛯細胞板的形成 47% 全對率 104 指考
下列細胞內的結構，何者具有雙層膜？
䕷高基氏體 虲溶體 蚒內質網
蚲細胞核 蛯液泡 57% 答對率 105 學測改
ATP 在細胞內扮演能量收支的角色，下列有關生物細胞內 AT P 分子的相關敘述，何者
正確？
䕷一分子的 ATP 含有 1個高能磷酸鍵
虲雙醣分子轉變成單醣時需要 ATP 才能進行
蚒當ATP / ADP 的值偏高時可合成體質
蚲植物行光合作用，光反應產生的能量分子只有 ATP
蛯碳反應要在光照的環境下才能產生足夠的 ATP 53% 答對率 106 學測
40 單元 1
細胞的構造與功能
單元 1
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範例
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範例
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模擬精選試題
試題參見講義 P. 3 4 ∼39
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科學素養試題
試題參見講義 P. 3 0 ∼34
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單元 1
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歷屆經典考題
試題參見講義 P. 3 9 ∼43
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4單元 1
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