📖 國中自然 七年級上 第一次段考 完整教學講義

什麼是生物？凡是有生命的東西就叫生物。生物都由細胞構成，並具有一整套的生命現象：

• 需營養：獲取養分維持生存。
• 能呼吸：分解養分產生能量。
• 會生長與發育：由小長大、逐漸成熟。
• 能繁殖：產生下一代。
• 對刺激有感應：如含羞草被碰會合起來。
• 能排泄：排出體內代謝廢物。
• 能維持恆定：調節體內環境（如體溫、水分）穩定。
• 能適應與演化：適應環境並隨世代改變。

易錯：生命特徵要「整套」具備才算生物，不能只看一項。

病毒是特例：病毒沒有細胞構造，必須寄生在宿主細胞內才能繁殖，只具部分生命特徵， 被視為介於生物與非生物之間。

科學探究的流程：

• 觀察現象 → 提出問題
• 提出假設（可能的答案）
• 設計實驗來檢驗假設
• 收集數據並分析
• 得到結論（若假設不成立，可修正假設再實驗）

實驗中的三種變因：

• 操縱變因（自變項）：實驗者刻意改變的因素，一次只能改一個。
• 應變變因（依變項）：被測量、觀察到的結果。
• 控制變因：其餘必須保持相同的條件。

對照組：不施加操縱變因（或使用已知標準），當作比較的基準。良好的實驗一定要設對照組，且變因單一。增加重複次數／樣本數可以減少誤差、提高可信度。

長度單位由大到小：公里(km) > 公尺(m) > 公分(cm) > 公釐/毫米(mm) > 微米(µm) > 奈米(nm)。

• 1 km = 1000 m
• 1 m = 100 cm = 1000 mm
• 1 mm = 1000 µm（相差 1000 倍）
• 1 µm = 1000 nm

換算範例：0.5 mm = 0.5 × 1000 = 500 µm；2 cm = 2 × 10 = 20 mm。

大小尺度由大到小：宇宙／星系 → 地球 → 山脈 → 人 → 昆蟲 → 細胞（約 10~100 µm） → 細菌（約 1~10 µm）→ 病毒（約數十 nm）→ 分子／原子。
易錯：細胞用「微米(µm)」量、病毒用「奈米(nm)」量。

複式顯微鏡的構造：目鏡、物鏡、鏡筒、轉盤、載物台、光圈、反光鏡／光源、粗調節輪、細調節輪、鏡臂、鏡座。

總放大倍率 = 目鏡倍率 × 物鏡倍率

• 10× × 10× = 100 倍
• 10× × 40× = 400 倍
• 15× × 40× = 600 倍

低倍轉高倍時：視野變小、變暗、看到的細胞數目變少但變大。要先用低倍找到物體，再轉高倍。高倍對焦只可用「細調節輪」，以免壓破玻片、撞壞物鏡。

成像特性：顯微鏡的像是上下顛倒、左右相反的倒立像。要把偏一側的物體移到中央，玻片要往「影像所在的同方向」推（影像在左上，玻片就往左上推）。
製作臨時玻片：蓋玻片以約 45° 斜放輕蓋，可避免氣泡；可用碘液等染色增加對比。

細胞學說：

• 生物體都由細胞構成。
• 細胞是構造與功能的基本單位。
• 細胞由既有細胞分裂而來。

動植物細胞共有的構造：

• 細胞膜：控制物質進出，具選擇通透性。
• 細胞質：進行代謝的場所。
• 細胞核：含遺傳物質，是控制中心。
• 粒線體：進行呼吸作用、產生能量。

植物細胞特有：細胞壁（膜外，主成分纖維素，支持與保護，全通透）、葉綠體（含葉綠素，行光合作用）、大液泡（貯存水分養分）。
易錯：控制物質進出的是「細胞膜」不是細胞壁；細胞壁是全通透、只負責支持保護。葉綠體只在能行光合的植物細胞才有。

擴散：物質分子由濃度高處往濃度低處移動，最終均勻分布。是被動過程、不需能量。例：香水在房間散開、肺泡與血液間的氣體交換。
滲透：是一種特殊的擴散，指水分子透過半透膜（選擇通透膜），由水多（溶質少）往水少（溶質多）移動；同樣被動、不耗能。
易錯：擴散與滲透都不耗能；滲透移動的是「水分子」。

影響擴散速率的因素（越大越快）：

• 濃度差越大 → 越快
• 溫度越高 → 越快
• 距離越短 → 越快
• 接觸面積越大 → 越快

單細胞生物：整個個體只有一個細胞，就能完成所有生命活動（營養、呼吸、生殖、感應…），沒有組織、器官的層次。

常見的水中單細胞生物：

• 草履蟲：靠纖毛運動，有大核與小核。
• 變形蟲：靠偽足運動與攝食。
• 眼蟲：有鞭毛可運動，又含葉綠體可行光合，兼具動、植物特徵。
• 矽藻、細菌等（水綿為多細胞絲狀藻，不是單細胞）。

觀察方法：取池水或水滴製成玻片，用顯微鏡觀察；加少許棉纖維可減緩草履蟲游動，方便觀察。

多細胞生物的組成層次（由小到大）：
細胞 → 組織 → 器官 → 器官系統 → 個體

• 組織：形態相似、功能相同的細胞集合。植物如表皮組織、輸導組織；動物如上皮、肌肉、神經、結締組織。
• 器官：不同組織協同完成特定功能，如葉、根；心臟、胃。
• 器官系統：多個器官合作，如消化系統。
• 個體：完整的生物體。

易錯：單細胞生物（草履蟲、變形蟲、細菌）沒有組織、器官層次。

生物體如何長大？主要靠細胞數目增多（細胞分裂），而不是單一細胞無限長大。因為細胞越小，表面積／體積比越大，物質交換效率越高。
公式（邊長 a 的立方體）：表面積／體積比 = 6 / a

• a = 1 → 6 / 1 = 6
• a = 2 → 6 / 2 = 3
• a = 3 → 6 / 3 = 2

可見邊長越小，比值越大，交換效率越好。