115 年 國立臺灣大學動物科學技術學系碩士班《動物解剖生理學》
第 (一) 1 題
解釋名詞 (40%)
- Lymph node
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淋巴結 (Lymph node) 是淋巴系統中的重要器官,主要功能是過濾淋巴液,清除其中的病原體、異物、癌細胞等,並啟動免疫反應。
結構上,淋巴結是一個腎形的小器官,被結締組織莢膜包圍。內部結構可分為皮質 (cortex) 和髓質 (medulla)。
- 皮質:位於淋巴結的周邊,包含大量的淋巴濾泡 (lymphoid follicles),其中富含 B 細胞。淋巴濾泡是免疫反應的主要場所,當淋巴結接觸到抗原時,B 細胞會在濾泡內增生並分化為漿細胞,產生抗體。皮質深層 (deep cortex) 則主要由 T 細胞組成。
- 髓質:位於淋巴結的中心,包含髓質索 (medullary cords) 和髓質竇 (medullary sinuses)。
第 (一) 2 題
解釋名詞 (40%)
- 2,3-Diphophoglyceric acid; 2,3-DPG; 2,3-BPG
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2,3-二磷酸甘油酸 (2,3-Diphosphoglyceric acid, 簡稱 2,3-DPG 或 2,3-BPG) 是一種在紅血球中含量豐富的有機磷酸鹽。它在氧氣運輸中扮演著關鍵的調節角色。
2,3-DPG 的主要功能是降低血紅素 (hemoglobin) 對氧氣的親和力。血紅素在與氧結合時會發生構象變化,此變化會影響其對 2,3-DPG 的結合能力。2,3-DPG 會與血紅素去氧型 (deoxyhemoglobin) 的 β 鏈之間的一個特殊結合位點結合。這種結合會穩定血紅素的去氧型結構,使其不易再結合氧氣。
第 (一) 3 題
解釋名詞 (40%)
- Portal triad
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門脈三合體 (Portal triad),又稱為肝臟門脈區 (hepatic portal triad) 或肝門脈區 (portal canals),是肝臟結構中的一個重要組成部分。它存在於肝小葉 (hepatic lobule) 的頂點,是肝臟實質結構中的間隔。
每個門脈三合體通常由以下三個主要結構組成,並被結締組織鞘包圍:
- 肝動脈分支 (Branch of hepatic artery):攜帶富含氧氣的動脈血液,供應肝細胞的代謝需求。
第 (一) 4 題
解釋名詞 (40%)
- Cholecystokinin; CCK
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膽囊收縮素 (Cholecystokinin, 簡稱 CCK),又稱為胰泌素 B (Pancreozymin),是一種主要由十二指腸和小腸的 S 細胞分泌的胜肽激素。它在消化系統中扮演多重重要角色。
CCK 的主要生理功能包括:
- 刺激膽囊收縮:CCK 促使膽囊收縮,將儲存的膽汁釋放到十二指腸,幫助乳化脂肪,促進脂肪消化與吸收。
- 刺激胰酶分泌:CCK 刺激胰腺外分泌部分(exocrine pancreas)分泌富含消化酶的胰液,這些酶對於碳水化合物、蛋白質和脂肪的消化至關重要。
第 (一) 5 題
解釋名詞 (40%)
- Luteolysis
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黃體溶解 (Luteolysis) 是指黃體 (corpus luteum) 退化、萎縮並喪失其內分泌功能的過程。黃體是卵巢週期中由排卵後的濾泡形成的結構,主要功能是分泌孕酮 (progesterone) 和雌激素 (estrogen)。
在哺乳動物中,黃體溶解的機制取決於是否發生妊娠:
- 無妊娠情況下 (非懷孕):在大多數哺乳動物中,如果沒有受精或胚胎著床,子宮會分泌前列腺素 F2α (prostaglandin F2α, PGF2α)。PGF2α 通過血液循環到達卵巢,作用於黃體,引起黃體細胞的凋亡 (apoptosis),從而導致黃體溶解。
第 (一) 6 題
解釋名詞 (40%)
- Depolarization
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去極化 (Depolarization) 是指細胞膜電位從靜止電位 (resting potential) 變得較不負向(或更接近零)的過程。在神經元和肌肉細胞等興奮性細胞中,去極化是產生動作電位 (action potential) 的關鍵步驟,是神經傳導和肌肉收縮的基礎。
細胞膜在靜止狀態下,細胞內相對於細胞外是負電位的,稱為靜止電位,這主要是由於細胞膜對某些離子的通透性不同以及鈉鉀離子幫浦 (Na+/K+-ATPase) 的作用。
當細胞受到適當的刺激(例如神經傳導中的神經遞質結合或肌肉收縮中的神經肌肉接頭信號)時,細胞膜上的電壓門控鈉離子通道 (voltage-gated sodium chan
第 (一) 7 題
解釋名詞 (40%)
- vomeronasal organ; VNO
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犁鼻器 (Vomeronasal organ, VNO),又稱傑氏器 (Jacobson's organ),是許多陸生脊椎動物(包括部分哺乳動物、爬行動物和兩棲動物)鼻腔內或口腔頂部的一個感覺器官。它主要負責偵測和處理費洛蒙 (pheromones) 等化學信號,這些信號在動物的社會行為、繁殖、溝通等方面起著重要作用。
犁鼻器的結構通常呈一對管狀或囊狀結構,位於鼻中隔的底部或鼻腔的兩側。其內襯有一種特殊的嗅覺上皮,其中含有犁鼻器神經元 (vomeronasal neurons)。這些神經元具有特殊的嗅覺受體 (vomeronasal receptors),能夠與特定的費洛蒙分子結合。
第 (一) 8 題
解釋名詞 (40%)
- Homeostasis
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核心觀念
Homeostasis(恆定性、內環境恆定)是指動物透過神經、內分泌及其他生理調節機制,使體內重要變數維持在適當範圍內,以確保細胞與器官能正常運作。
此處的「恆定」不是數值完全不變,而是在一定範圍內持續受到調控的動態平衡。常見受調節變數包括:
- 核心體溫
- 血糖濃度
- 血液酸鹼值(pH)
- 血壓與血容量
- 血液滲透壓
- 血鈣濃度
- 氧氣與二氧化碳濃度
這些變數通常具有一個設定值(set point)或正常參考範圍。當實際值偏離時,身體會啟動調節反應,使其回復至適當範圍。
解題方法
解釋此名詞時,應依序寫出三個重點:
- 定義:維持內環境相對穩定。
- 機制:透過感受器、整合中心與效應器進行調節。
- 例子:以負回饋維持體溫或血糖等重要變數。
典型的恆定性調節系統可表示為:
例如,當體溫升高時:
此反應降低了原本造成偏離的變化,因此屬於負回饋(negative feedback),也是維持恆定性的主要機制。
調節機制
恆定性主要依賴負回饋作用。負回饋的特徵是反應結果會抵消初始變化,使生理變數回到正常範圍。
例如血糖升高時:
第 (二) 1 題
問答 60%
- 請詳述血小板的活化機制。(15%)
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血小板活化是止血過程中的關鍵步驟,它涉及一系列複雜的形態、生化和細胞間相互作用。當血管內皮受損,暴露出其下的膠原蛋白時,血小板便會被活化。
血小板活化的主要機制可以分為以下幾個階段:
-
黏附 (Adhesion):
- 當血管壁受損,暴露的膠原蛋白 (collagen) 會與血小板表面的醣蛋白受體 GPIb (Glycoprotein Ib) 結合。此結合需要血管性血小板反應蛋白 (von Willebrand factor, vWF) 作為橋梁,vWF 在高剪切力下(如受損血管處)能更有效地結合膠原蛋白和 GPIb。
- 黏附使得血小板能夠附著在受損血管壁上,並開始發生形態學變化。
-
形態學改變 (Shape Change):
- 黏附後,血小板從原先的圓盤狀變為伸展狀,細胞膜表面伸出偽足 (pseudopods)。
- 這個形態改變有利於血小板的聚集,並使其釋放出細胞內儲存的顆粒。
-
釋放 (Release):
- 血小板活化會導致其內部的顆粒釋放到細胞外。血小板含有三種主要的顆粒:
- α 顆粒 (α-granules):含有黏附蛋白(如 fibrinogen, vWF, fibronectin)、生長因子 (growth factors) 和血小板因子 4 (platelet factor 4, PF4) 等。
- 緻密顆粒 (Dense granules):含有 ADP、ATP、血清素 (serotonin)、鈣離子 (Ca2+) 等。
- 血小板活化會導致其內部的顆粒釋放到細胞外。血小板含有三種主要的顆粒:
第 (二) 2 題
問答 60%
- 請詳述胰液分泌之調控。(15%)
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胰液分泌的調控是一個複雜的過程,涉及神經和體液(激素)兩方面的協同作用,主要分為三個階段:頭期 (cephalic phase)、胃期 (gastric phase) 和腸期 (intestinal phase),其中以腸期最為重要。
1. 頭期 (Cephalic Phase):
- 這個階段在進食前或進食過程中,由視覺、嗅覺、味覺或預期進食的刺激引發。
- 通過迷走神經 (vagus nerve) 的傳入和傳出纖維,刺激胰腺的外分泌部分(分泌消化酶)和內分泌部分(分泌胰島素和升糖素)。
- 此階段的分泌量相對較少,主要是為即將到來的食物做準備。
2. 胃期 (Gastric Phase):
- 食物進入胃部,胃的膨脹和蛋白質的分解產物(如胜肽)會刺激胰液分泌。
- 主要通過迷走神經反射以及胃泌素 (gastrin) 的作用。胃泌素可以輕微刺激胰液分泌,但其作用不如腸泌素強。
3. 腸期 (Intestinal Phase):
- 這是胰液分泌最主要的階段,當胃內容物(食糜)進入十二指腸時啟動。
- 神經調控:
- 食糜進入十二指腸會刺激腸壁的感受器,通過腸神經系統和迷走神經反射,促進胰液分泌。
- 特別是酸性食糜,會引發迷走神經興奮。
- 體液(激素)調控:這是腸期調控的核心。
- 祕素 (Secretin):
第 (二) 3 題
問答 60%
- 請繪圖說明骨胳肌的橫切面,標示出包含肌纖維(myofiber)、肌束(muscle fascicle)以及各周邊不同結締組織之名稱與相對位置,並詳細畫出橫紋肌收縮基本單位之分子構造,說明其造成骨胳肌為橫紋肌之原因。(15%)
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此題要求繪圖說明骨骼肌的結構層次及其收縮的基本單位,並解釋橫紋的成因。由於此處為純文字輸出,無法繪圖,僅能以文字描述。
一、骨骼肌結構層次與結締組織
骨骼肌的結構呈層層包裹的組織方式,由外向內可分為:
-
肌外膜 (Epimysium):
- 最外層的緻密結締組織鞘,包圍著整塊肌肉。
- 它將肌肉與周圍的組織分隔開,並提供保護。
-
肌束 (Muscle Fascicle):
- 由肌外膜向內延伸形成的結締組織隔膜,將肌肉分割成許多束狀結構,稱為肌束。
- 每個肌束都包含一群肌纖維。
-
肌束膜 (Perimysium):
- 包圍著單一肌束的結締組織。
- 它將肌束中的肌纖維分隔開,並容納血管和神經。
-
肌纖維 (Muscle Fiber):
- 又稱肌細胞 (muscle cell),是骨骼肌的基本收縮單位。
- 肌纖維是細長的細胞,其細胞膜稱為肌膜 (sarcolemma),細胞質稱為肌漿 (sarcoplasm)。
- 每個肌纖維被一層薄的結締組織包圍。
-
肌纖維膜 (Sarcolemma):
- 肌細胞的細胞膜。
-
肌漿網 (Sarcoplasmic Reticulum, SR):
- 肌纖維內特化的平滑內質網,儲存鈣離子。
-
橫管 (Transverse tubules, T-tubules):
- 肌膜向內凹陷形成的管狀結構,延伸進入肌纖維內部,與肌漿網相連。
二、橫紋肌收縮的基本單位之分子構造
骨骼肌的收縮基本單位是肌小節 (Sarcomere)。肌小節是肌纖維內部重複排列的結構,其規則排列導致了骨骼肌的橫紋外觀。
一個肌小節的分子構造主要由以下幾種蛋白質構成:
-
粗肌絲 (Thick filaments):
- 主要成分是肌球蛋白 (Myosin)。
- 肌球蛋白分子由兩條重鏈和四條輕鏈組成,形成一個球狀的頭部(肌球蛋白頭)和一個尾部。
- 多個肌球蛋白分子頭尾相連,形成粗肌絲,其肌球蛋白頭朝向肌小節的兩端。
-
細肌絲 (Thin filaments):
- 主要成分是肌動蛋白 (Actin)。
- 肌動蛋白分子呈球狀 (G-actin),多個 G-actin 聚合形成長鏈 (F-actin)。
第 (二) 4 題
問答 60%
- 試述母畜卵巢濾泡發育與黃體形成之形態變化與其發育之上下游內泌素調控機制。(15%)
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母畜的卵巢週期是一個複雜的內分泌調控過程,涉及濾泡的發育、排卵以及黃體的形成與退化。這個過程由下丘腦-腦下垂體-卵巢軸 (Hypothalamic-Pituitary-Ovarian axis, HPO axis) 中的激素協同調控。
一、濾泡發育與形態變化
濾泡發育是一個連續的過程,從始基濾泡 (primordial follicle) 開始,逐漸發育為成熟的卵泡 (mature follicle, Graafian follicle)。
-
始基濾泡 (Primordial Follicle):
- 卵巢中最常見的濾泡類型,包含一個初級卵母細胞 (primary oocyte) 被單層扁平的濾泡細胞 (follicular cells) 包圍。
- 此階段的濾泡發育受到 FSH 的緩慢刺激。
-
初級濾泡 (Primary Follicle):
- 濾泡細胞增生,形成多層立方狀的顆狀細胞 (granulosa cells),包圍卵母細胞。
- 卵母細胞開始增大,並在其周圍形成一層透明帶 (zona pellucida)。
- 此階段的發育也受 FSH 的影響。
-
次級濾泡 (Secondary Follicle):
- 顆狀細胞進一步增生,並開始分泌雌激素。
- 在顆狀細胞層和卵母細胞之間出現腔隙 (antrum),充滿濾泡液。
- 濾泡外圍的結締組織分化為內層的內膜層 (theca interna) 和外層的 theca externa。內膜層細胞開始分泌雄激素,而顆狀細胞則將雄激素轉化為雌激素。
- 此階段對 FSH 更加敏感。
-
成熟濾泡 (Mature Follicle / Graafian Follicle):
- 濾泡腔顯著增大,充滿濾泡液。
- 卵母細胞被推至濾泡壁的一側,形成卵丘 (cumulus oophorus)。
- 此時的濾泡能分泌高水平的雌激素。
二、黃體形成與形態變化
排卵後,剩餘的濾泡結構(主要是顆狀細胞和內膜層細胞)在 LH 的作用下發生黃體化 (luteinization),形成黃體 (corpus luteum)。
-
黃體化 (Luteinization):
- 排卵後,顆狀細胞和內膜層細胞增生、變大,並積聚脂質,轉變為黃體細胞 (luteal cells)。
- 黃體細胞開始大量分泌孕酮 (progesterone),同時也分泌少量雌激素。
-
黃體 (Corpus Luteum):
- 一個暫時性的內分泌腺體,主要功能是分泌孕酮,維持妊娠。
- 其形態隨時間變化,從初期的黃體 (corpus luteum purum) 發育為成熟黃體,若未妊娠則逐漸退化為白體 (corpus albicans)。
三、上下游內泌素調控機制
整個過程由下丘腦、腦下垂體和卵巢之間的激素反饋調控: