生物與環境 / 子課題
生殖、生長與發育
Reproduction, Growth and Development
植物有性及無性生殖；人類生殖系統、月經週期、胎盤發育、分娩、節育；生長曲線分析
核心考點 (Knowledge Groups)
1. 比較有性生殖與無性生殖
考評提示：兩種生殖方式的優缺點比較
- 考評重點 有性生殖涉及兩個配子 (例如花粉粒內的雄配子與卵細胞) 的融合，受精後合子恢復二倍體；由於減數分裂中的基因重組加上突變，後代具有較高的遺傳變異，有助族群適應環境變化
- 邏輯 無性生殖 (如根莖、匍匐莖、扦插及組織培養) 由有絲分裂產生與親本遺傳上相同的後代 (克隆)；繁殖速度快，能保留優良性狀，但後代遺傳變異低，抗逆性較弱
HKEAA 評卷員建議
2020 年 受精後合子通過有絲分裂發育，而非直接分裂為兩個合子。需提及受精恢復二倍體狀態。
2. 列出節育方法並解釋其生物學原理
考評提示：各節育方法的作用位點
- trap 不同避孕方法的作用位點各異：激素避孕丸透過負反饋抑制腦下垂體分泌 FSH 及 LH，從而抑制排卵；屏障法 (例如避孕套) 物理性阻隔精子與卵子相遇，防止受精；子宮環 (IUD) 改變子宮內膜環境，阻止受精卵著床；考生須能按題意指出相應的作用位點
常見題型 · scoring points
描述無性生殖的方式（細菌二分裂與植物營養繁殖）
- 細菌二分裂：DNA複製→細胞伸長→橫向分裂→兩個相同子細胞；無有絲分裂，速度快（如大腸桿菌20分鐘一代）。
- 植物營養繁殖：根莖（rhizome，薑）、匍匐莖（stolon，草莓）、球莖（bulb，洋蔥）、塊莖（tuber，馬鈴薯）、扦插、嫁接、組織培養。
- 無性生殖優點：後代基因型與親本相同（保留優良性狀）；速度快；不需配偶。
- 無性生殖缺點：後代遺傳多樣性低；對環境變化適應能力弱；疾病可迅速蔓延整個克隆群體。
描述開花植物的有性生殖過程（傳粉、受精與種子散播）
- 蟲媒花特徵：花瓣大而鮮艷、有香氣和花蜜、花粉少而有黏性；風媒花特徵：花瓣小或無、花絲長、花藥懸掛於外、花粉量大而輕。
- 受精：花粉粒落於柱頭→花粉管沿花柱生長→抵達子房→精細胞進入胚珠→與卵細胞受精→受精卵發育成種子；子房壁發育成果實。
- 種子散播方式：風力（翅膀狀/毛狀附屬物，如蒲公英）；動物（肉質果實吃食後排出，如漿果）；水力（浮力結構，如椰子）；自力（果皮開裂彈出，如豆莢）。
- 考點：區分自花傳粉（同一朵花或同株）和異花傳粉（不同植株）；後者增加遺傳多樣性。
描述人類生殖系統的結構及月經週期與受精過程
- 男性：睪丸產生精子（減數分裂）和雄激素（睪酮）；附睪儲存精子；輸精管、精囊、前列腺、尿道；精子：頭部含核和頂體酶、中段含線粒體、尾部鞭毛游動。
- 女性：卵巢產生卵子和雌激素/黃體酮；輸卵管為受精場所；子宮為胎兒發育場所；子宮頸、陰道。
- 月經週期（約28天）：第1–5天月經（子宮內膜剝落）；第6–13天增殖期（雌激素↑→內膜增厚）；第14天排卵（LH峰）；第15–28天分泌期（黃體酮↑→內膜血管化）；若未受精→黃體退化→激素↓→月經。
- 受精：精子在輸卵管中與卵子受精→受精卵分裂→桑葚胚→囊胚→在子宮內膜著床（約6–7天後）。
描述胎兒發育、胎盤功能及分娩與避孕的方法
- 胎盤：母體血液和胎兒血液不直接混合（各自循環）；O₂和養分從母體→胎兒（擴散/主動運輸）；CO₂和代謝廢物從胎兒→母體；抗體IgG可通過胎盤；激素分泌（hCG維持黃體）。
- 同卵雙胞胎（identical twins）：一個受精卵分裂成兩個→遺傳基因完全相同；異卵雙胞胎（fraternal twins）：兩個卵子各自受精→遺傳基因不同。
- 分娩：雌激素↑→催產素（oxytocin）分泌→子宮收縮→宮頸擴張→胎兒娩出→胎盤娩出（正反饋機制）。
- 避孕：口服避孕藥（合成雌激素+黃體酮抑制排卵）；宮內節育器（IUD，阻止著床）；屏障法（保險套，阻止精子進入）；結紮（永久性，切斷輸精管/輸卵管）。
解釋S形生長曲線的成因及種子萌發的條件
- S形（sigmoid）生長曲線：遲滯期（lag phase，環境適應）→對數生長期（log phase，資源充足，指數增長）→靜止期（stationary phase，資源限制/競爭/廢物積累，出生率=死亡率）。
- 種子萌發條件：充足水分（啟動酶活性）、適宜溫度（酶最適溫度）、充足氧氣（細胞呼吸提供能量）；光照對某些種子有影響。
- 幼苗生長：種子吸水→酶（澱粉酶等）水解儲存物質→提供能量→胚根（radicle）先出土→胚芽（plumule）後出土；葉綠素形成後轉為自養。
- 人類生長階段：嬰兒期（快速）→兒童期（穩定）→青春期（第二次生長高峰，性激素觸發）→成年期（停止線性生長）→老年期（骨密度下降等）。
討論各種量度生長的參數之優劣
- 鮮重（Fresh mass）：優點：量度簡便，不需殺死生物；缺點：易受水份含量（如澆水、蒸騰）波動影響，不夠準確。
- 乾重（Dry mass）：優點：反映有機物的真實增加，最準確；缺點：必須殺死生物且需時長（烘乾）。
- 高度/長度（Height/Length）：優點：容易量度，適合活生物；缺點：僅反映單一方向生長，不一定反映整體有機物增加。
- 表面積（Surface area）：適合量度葉片生長；缺點：形狀不規則時難以精確測量。
比較無性生殖與有性生殖的優缺點
- 無性生殖：只需一個親本，不需配子形成及受精；後代基因型與親本完全相同（克隆）。
- 優點：繁殖速度快，能在穩定的環境中迅速佔據棲息地；能保留親本的優良性狀。
- 有性生殖：涉及減數分裂產生配子及受精作用；後代具有遺傳變異。
- 優點：增加遺傳多樣性，提高種群在多變環境中的適應能力及演化潛力。
- 缺點：無性生殖易因環境劇變或疾病導致整個種群滅亡；有性生殖需耗費能量尋找配偶及繁殖過程較慢。
避孕方法的生物學原理
- 屏障法（如避孕套、子宮帽）：物理性阻止精子進入子宮，防止精子與卵子相遇。避孕套還能預防性傳染病（STD）。
- 激素法（如避孕丸、避孕針）：含合成雌激素和黃體酮，抑制排卵；同時使子宮頸黏液變稠，阻礙精子通過。
- 外科手術（結紮）：切斷並紮緊輸精管或輸卵管；永久性防止精子排出或精子與卵子相遇。
- 宮內節育器（IUD）：改變子宮內環境，干擾精子活動及阻止受精卵在子宮內膜著床。
- 節律法（安全期）：避開排卵期進行性行為；由於排卵受多種因素影響，此方法極不穩定且失敗率高。
胎盤的結構及其功能適應
- 結構：由胎兒的絨毛膜和母體的子宮內膜共同組成；胎兒血液與母體血液在各自的血管內流動，互不相混。
- 物質交換：絨毛大幅增加表面積，縮短擴散距離；養分（葡萄糖、胺基酸）和O₂從母體擴散至胎兒；代謝廢物（尿素）和CO₂從胎兒擴散至母體。
- 保護功能：防止母體內的高血壓直接傳給胎兒；阻擋部分細菌和病原體，但病毒（如風疹病毒）和藥物仍可能通過。
- 免疫：母體的抗體（IgG）可通過胎盤進入胎兒，提供出生後的短期被動免疫。
- 內分泌：分泌人體絨毛膜促性腺激素（hCG）、雌激素和黃體酮，以維持子宮內膜，支持妊娠。
育兒照顧及母乳餵哺的重要性
- 育兒照顧：提供食物、保護和庇護所，增加後代的存活率，尤其是在複雜或充滿捕食者的環境中。
- 社交與學習：為後代提供學習生存技能及社交行為的機會（對哺乳類尤為重要）。
- 母乳營養：含有嬰兒發育所需的完美比例養分，且易於消化；含豐富抗體（初乳中的IgA），增強嬰兒免疫力。
- 生理意義：促進子宮收縮（由於催產素分泌），幫助母體產後恢復；減少母體患某些疾病（如乳腺癌）的風險。
- 情感聯結：加強母嬰之間的情感紐帶，有利於嬰兒的心理健康發展。
比較蟲媒花與風媒花的特徵
- 蟲媒花（如玫瑰）：花瓣大且鮮豔、有香味和蜜腺以吸引昆蟲；花粉粒較大、表面粗糙或有黏性，易附著在昆蟲身上。
- 風媒花（如草）：花瓣小或退化、呈綠色、無香味或蜜腺；花粉粒極多、細小且輕，易隨風飄散。
- 雄蕊適應：蟲媒花花藥位於花內；風媒花花絲長，花藥懸掛在花外，以便風吹散花粉。
- 雌蕊適應：蟲媒花柱頭通常較小且黏；風媒花柱頭大、呈羽毛狀，以增大捕捉空氣中花粉的表面積。
種子萌發的必要條件及實驗設計
- 水份：使種皮軟化，激活胚內的酶，並作為生化反應的介質。
- 氧氣：提供胚進行有氧呼吸，釋放生長所需的能量（ATP）。
- 適宜溫度：為酶促反應提供最適環境；過高或過低都會抑制萌發。
- 實驗控制：利用「對照實驗」法，例如：在A瓶提供所有條件，B瓶用煮沸冷卻的水（無氧），C瓶放於冰箱（低溫），D瓶不加水（乾燥）。
- 光照：大多數種子萌發不需光，但某些微小種子可能需要光照刺激。
種子萌發與早期生長的乾重變化
- 萌發初期：乾重下降。原因：胚進行呼吸作用消耗了種子儲存的食物（澱粉、脂質等），釋放能量和CO₂。
- 幼葉形成後：乾重開始上升。原因：幼葉長出並開始進行光合作用，製造的有機養分多於呼吸消耗的量。
- 鮮重變化：萌發初期鮮重迅速上升。原因：種子大量吸水以啟動代謝過程。
- 實驗測量：需在100°C下烘乾植物直至重量恆定，以獲取準確的乾重數據（排除水份變化的干擾）。
生物與環境 其他子課題
關於本文：由 DSE 神器團隊整理，資料以香港考試及評核局（HKEAA）最新公佈為準，含歷屆考評建議引用。最後更新：2026 年 4 月。想隨時隨地溫習？下載 DSE 生物神器 App。
