學測自然科生物部分，細胞與遺傳幾乎每年必出2至3題，命題趨勢重視「圖形判讀」與「邏輯推理」。本單元命題素材常來自細胞分裂各時期圖片、族譜圖分析、DNA與染色體行為對應，需要你不只記誦名詞，更要能靈活串聯觀念。
細胞是生命的基本單位，學測最愛用「比較」的方式命題。原核細胞（如細菌）沒有核膜包圍的細胞核，遺傳物質集中在擬核區；真核細胞（如動植物細胞）則有明確的細胞核與多種膜狀胞器。學測常以「表格對照」或「結構示意圖」考兩者異同。
病毒不屬於細胞，無細胞構造，僅由蛋白質外殼與核酸（DNA或RNA）組成，必須寄生於活細胞內才能繁殖。學測常故意把病毒與原核細胞混為一談。病毒沒有核糖體、沒有細胞膜，抗生素對病毒無效。
細胞分裂是遺傳物質準確傳遞的關鍵機制。有絲分裂（mitosis）產生的子細胞染色體數目與親代相同，用於體細胞的增殖與修復；減數分裂（meiosis）則使染色體數目減半，用於產生生殖細胞（配子）。學測對於「各時期染色體形態變化」與「DNA含量變化」的圖表題極度熱愛。
有絲分裂後期：姊妹染色分體分離（著絲點分裂）。減I後期：同源染色體分離（著絲點不分裂），染色分體仍相連。減II後期：姊妹染色分體分離，行為類似有絲分裂但染色體數已減半。學測最愛把三者混在一起出圖形排序題。
孟德爾以豌豆進行雜交實驗，歸納出兩大遺傳法則。分離律：個體形成配子時，成對的等位基因會彼此分離，每個配子只獲得其中一個。自由配合律：非連鎖的兩對基因在形成配子時，彼此獨立分配、自由組合。學測考法多為「棋盤格計算子代基因型與表現型比例」，以及「由表現型比例逆推親代基因型」。
中間型遺傳（不完全顯性）：異型合子表現介於兩純合子之間的中間性狀，如金魚草紅花RR×白花WW→粉紅花RW，子代比例1紅:2粉紅:1白。等顯性遺傳：異型合子同時表現兩種性狀，如人類MN血型。複等位基因：一個性狀由三個以上等位基因控制，如人類ABO血型（Iᴬ、Iᴮ、i）。這些都是孟德爾法則的延伸，學測極愛出。
基因位於染色體上，染色體在減數分裂時的行為完美解釋了孟德爾的分離律與自由配合律。莫甘以果蠅實驗證實基因位於染色體上。性聯遺傳基因位於性染色體上（人類為X染色體），其遺傳模式與性別相關，學測必考「族譜圖分析」與「機率計算」。
| 遺傳模式 | 族譜特徵 | 實例 |
|---|---|---|
| 體染色體隱性 | 男女機會均等、患者父母多為正常但為帶因者、近親通婚子代風險高 | 白化症、囊狀纖維化 |
| 體染色體顯性 | 男女機會均等、每代皆出現、患者子女1/2機率罹病 | 亨丁頓舞蹈症 |
| X染色體隱性 | 男多於女、隔代遺傳、母傳子、父不傳子 | 紅綠色盲、血友病、蠶豆症 |
| X染色體顯性 | 女多於男、每代出現、患病父親的女兒全部罹病 | 維生素D抵抗性佝僂病 |
| 重點 | 內容 | 考點 | 記憶口訣 |
|---|---|---|---|
| 原核vs真核 | 原核無核膜與膜狀胞器；真核有 | 藍綠菌、細菌為原核 | 原核無核，真核有核 |
| 粒線體與葉綠體 | 雙層膜、環狀DNA、70S核糖體 | 內共生假說證據 | 雙膜環DNA，半自主胞器 |
| 有絲分裂後期 | 姊妹染色分體分離 | 染色體數短暫加倍 | 有絲後期分姊妹 |
| 減數分裂I前期 | 聯會、四分體、互換 | 基因重組來源 | 減一前期會互換 |
| 分離律 | 等位基因配子形成時分離 | Aa→A與a各半 | 減數分離各一半 |
| 自由配合律 | 非連鎖基因獨立分配 | AaBb→AB,Ab,aB,ab各1/4 | 獨立分配自由組 |
| 測交 | 顯性未知×隱性純合 | 由子代比例反推親代 | 測交找隱藏基因 |
| 性聯遺傳 | 基因在X染色體上 | 男多於女、父不傳子 | 母傳子、跳代傳 |
| DNA含量變化 | S期2C→4C；減數4C→2C→1C | 圖表題必備 | 複製加倍、減數減半 |
| 9:3:3:1變形 | 不完全顯性、上位效應等 | 比例判斷基因交互作用 | 和為16是雙基因 |
下圖為某家族紅綠色盲的族譜，方形代表男性、圓形代表女性，實心表示色盲、空心表示正常。紅綠色盲為X染色體上的隱性等位基因所致。已知個體II-1與II-2的第三個孩子（III-3）為色盲男孩。請回答下列問題：
若II-2再度懷孕，此次胎兒為女孩，則該女孩罹患色盲的機率為何？
（已知II-1為正常男性、II-2為正常女性，且II-2的父親為色盲患者。）
(A) 0
(B) 1/4
(C) 1/2
(D) 1
答案：(C)
逐選項解析：
步驟一：色盲為X染色體隱性遺傳，設等位基因為Xᴮ（正常顯性）與Xᵇ（色盲隱性）。
步驟二：II-2的父親為色盲（XᵇY），父親必定將Xᵇ傳給女兒，因此II-2的基因型必為XᴮXᵇ（帶因者，正常表現型）。II-1為正常男性，基因型為XᴮY。
步驟三：計算II-1（XᴮY）與II-2（XᴮXᵇ）所生女孩的基因型。女孩從父親獲得Xᴮ，從母親獲得Xᴮ或Xᵇ。基因型可能為XᴮXᴮ（正常）或XᴮXᵇ（帶因者，正常表現型）。女孩罹患色盲需基因型為XᵇXᵇ，但此情況下父親必須提供Xᵇ，而父親為XᴮY，不可能提供Xᵇ。
步驟四：因此女孩罹患色盲的機率為0。題目問的是「罹患色盲的機率」，不是「帶因者機率」。正確選項為(A)。
各選項分析：(A)為正解；(B)1/4為男孩罹患色盲的機率；(C)1/2為女孩成為帶因者的機率，也是常見誘答項；(D)1明顯不合理。
【更正】重新仔細計算：II-1（XᴮY）× II-2（XᴮXᵇ），子代女孩必定從父親獲得Xᴮ，從母親獲得Xᴮ或Xᵇ各半，故女孩基因型有1/2 XᴮXᴮ、1/2 XᴮXᵇ（帶因者，表現型正常）。無任何女孩會罹患色盲。答案確認為(A)。
此題陷阱在於：(C)1/2是女孩為帶因者的機率，非罹病機率，學測常以此混淆考生。務必精讀題目所問。
某生在顯微鏡下觀察某生物精巢細胞的減數分裂過程，觀察到四個不同細胞內的染色體分布情形如下：
甲細胞：同源染色體分離，各向兩極移動，著絲點尚未分裂。
乙細胞：染色體排列於細胞中央赤道板，同源染色體配對形成四分體。
丙細胞：姊妹染色分體分離，染色體數目短暫加倍。
丁細胞：染色體已到達兩極，核膜重新形成，細胞質即將分裂。
依減數分裂的先後順序，正確的排列為何？
(A) 乙→丙→甲→丁
(B) 甲→乙→丙→丁
(C) 乙→甲→丁→丙
(D) 丙→乙→甲→丁
答案：(C)
逐選項解析：
先判斷各細胞所處的分裂階段——
甲：「同源染色體分離、著絲點未分裂」為減數分裂I後期。
乙：「同源染色體配對形成四分體、排列赤道板」為減數分裂I中期（聯會後排列）。
丙：「姊妹染色分體分離、染色體數目加倍」此描述符合有絲分裂後期或減數分裂II後期。題幹指明為減數分裂過程，故為減數分裂II後期。
丁：「染色體到兩極、核膜重建、細胞質即將分裂」為分裂末期。判斷是減I末期還是減II末期需要看前後脈絡。
減數分裂完整順序：減I前期（聯會）→減I中期（四分體排列）→減I後期（同源分離）→減I末期（核膜重建）→減II前期→減II中期（染色體排列）→減II後期（姊妹分離）→減II末期（核膜重建）。
依序為：乙（減I中期）→甲（減I後期）→丁（減I末期）→丙（減II後期）。丙為減II後期，丁若為減I末期則排在丙之前。
正確順序：乙→甲→丁→丙。答案為(C)。
各選項分析：選項(A)乙→丙→甲→丁，錯在丙（減II後期）不可能排在甲（減I後期）之前；(B)甲→乙，甲在乙之前錯誤，聯會中期必在後期之前；(D)丙→乙→甲→丁，丙在乙之前錯誤。
此題高鑑別度，必須精確掌握減I與減II各期的特徵與先後順序。
答對 8 題（67%）解鎖下一堂。
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