114 高普考高考二級 動物技術 家畜生理學與解剖學 考古題詳解

核心觀念

本題考查兩個連續過程：神經元膜上的動作電位如何產生與傳導，以及訊號如何經突觸傳到下一個神經元。典型化學突觸會先把電訊號轉成化學訊號，再由突觸後神經元轉回電訊號。

靜止時，神經元膜內相對帶負電、膜外相對帶正電，稱為靜止膜電位，常約為 $-70\ \text{mV}$。細胞內外的離子分布不同：細胞外 $\mathrm{Na^+}$ 濃度較高，細胞內 $\mathrm{K^+}$ 濃度較高。膜對 $\mathrm{K^+}$ 的通透性較高，加上鈉鉀幫浦持續將 $\mathrm{Na^+}$運出、將 $\mathrm{K^+}$運入，使膜維持離子梯度與靜止膜電位。

解題方法：先說明動作電位，再依序說明突觸傳遞

一、動作電位的形成與傳導

1. 靜止狀態：神經元處於靜止膜電位。鈉鉀幫浦每次將 $3$ 個 $\mathrm{Na^+}$運出細胞、將 $2$ 個 $\mathrm{K^+}$運入細胞，維持兩側離子濃度差；靜止時膜對 $\mathrm{K^+}$的通透性較高，是膜內較負的重要原因。

2. 去極化與閾值：刺激使膜電位上升、變得較不負。若刺激足以使膜電位達到閾值，軸突初段的電壓閘控 $\mathrm{Na^+}$通道大量開啟，$\mathrm{Na^+}$順著電化學梯度快速流入細胞，膜電位迅速變正，形成去極化上升期。

3. 再極化：膜電位達高峰後，電壓閘控 $\mathrm{Na^+}$通道失活；同時電壓閘控 $\mathrm{K^+}$通道開啟，$\mathrm{K^+}$外流，使膜電位回落，稱為再極化。

4. 後過極化與恢復：部分 $\mathrm{K^+}$通道關閉較慢，$\mathrm{K^+}$持續外流，膜電位短暫比靜止值更負，形成後過極化。之後通道回到靜止狀態；鈉鉀幫浦維持並逐步恢復細胞內外的離子濃度梯度。

動作電位發生後，局部電流使相鄰膜區去極化，達閾值後也產生動作電位，因而沿軸突傳導。前一區段處於不應期，限制訊號向後傳回。具髓鞘的軸突中，動作電位主要在郎飛結再生，呈現跳躍式傳導。

二、化學突觸的傳遞步驟

1. 動作電位抵達突觸前神經元的軸突末梢，使末梢膜去極化。
2. 電壓閘控鈣離子通道開啟，細胞外 $\mathrm{Ca^{2+}}$流入突觸前末梢。
3. 細胞內鈣離子上升促使突觸小泡與突觸前膜融合，神經傳遞物質以胞吐作用釋放到突觸間隙。
4. 神經傳遞物質擴散並結合突觸後膜上的特定受體。若受體是配體閘控離子通道，結合後會改變離子通透性：

核心觀念

喘息（panting）是快速、淺而有節律的呼吸行為，主要功能是增加呼吸道表面的蒸發散熱。其調節重點在於：體溫上升如何啟動散熱性呼吸，以及動物如何在增加蒸發散熱的同時，避免肺泡通氣過度造成嚴重低碳酸血症。

喘息與一般運動或呼吸疾病造成的呼吸急促不同：典型喘息以快速、淺呼吸為主，潮氣量不大，主要換氣集中於上呼吸道等非肺泡氣體交換區域，藉口腔、鼻腔及呼吸道黏膜表面的水分蒸發帶走熱量。不同物種的呼吸道構造與呼吸模式不同，喘息形式也有所差異。

解題方法

依「熱刺激來源 → 中樞調節 → 呼吸型態改變 → 蒸發散熱 → 生理限制與物種差異」說明，即可完整回答題目要求的生理調節機制及形式。

一、生理調節機制

1. 熱刺激的感受與整合 高環境溫度或體內產熱增加，使皮膚及深部溫度感受器訊號改變；血液溫度上升也會直接影響下視丘的體溫調節中樞。下視丘整合熱訊號後，啟動行為與自主性散熱反應。喘息是其中一種呼吸性散熱反應。

2. 呼吸中樞驅動增加 下視丘的體溫調節訊號作用於腦幹呼吸網路，改變呼吸頻率與呼吸深度，形成快速、淺而規律的喘息。交感神經活動、焦慮、活動及呼吸道刺激也會影響呼吸反應；但喘息的主要起因是體溫調節，而非單純血中二氧化碳增加。

3. 呼吸道蒸發散熱 呼吸頻率增加，使口腔、鼻腔與呼吸道黏膜表面的空氣流動增加，促進水分蒸發。水分由液態變成水蒸氣時吸收汽化潛熱，帶走身體熱量；吐出的暖濕空氣將熱與水分排出體外。高溫時皮膚散熱效率下降，呼吸道蒸發的貢獻尤其重要。

4. 避免過度肺泡換氣 若快速呼吸同時使肺泡通氣量大幅增加，二氧化碳排出會過多，造成低碳酸血症及呼吸性鹼中毒。因此典型喘息通常採淺快型態，降低每次呼吸進入肺泡的潮氣量，並使相當部分氣體在解剖死腔內往返，以增加上呼吸道氣流及蒸發，減少肺泡換氣的增幅。

核心觀念

本題考查單胃動物胃的儲存、混合、研磨與推進功能，以及胃排空如何受胃本身運動、幽門阻力與十二指腸回饋共同調節。胃排空不是單由胃收縮決定；胃底胃體、胃竇、幽門與十二指腸須協調運作，使食糜以適當速度進入小腸。

解題方法

先依胃的區域與功能整理胃運動，再依「促進胃排空」與「抑制胃排空」分類神經和內分泌調控。答題時須交代各訊號的來源、作用部位與結果，並說明十二指腸如何依食糜性質調整排空速度。

胃運動的功能

1. 容納與儲存食物：進食時，胃底與近端胃壁放鬆，使胃容量增加而胃內壓不致大幅上升。吞嚥引發的「接受性舒張」主要經由迷走神經的迷走－迷走反射達成；食物進入胃後，近端胃持續調整張力，以發揮儲存功能。

2. 混合胃液與食物：胃體及胃竇產生由近端往幽門方向傳播的蠕動波，使食物與胃液混合，促進酸化與消化。

3. 研磨與篩選顆粒：蠕動波推動胃內容物接近幽門時，幽門短暫收縮，較大的固體顆粒被推回胃竇，形成「逆向推送」（retropulsion）。反覆研磨使固體顆粒縮小，達到適當大小後才較容易通過幽門。

4. 控制胃排空：胃竇收縮負責推進食糜，幽門調節出口阻力，十二指腸則依酸度、脂肪、滲透壓及內容量回饋調控。這使食糜逐步進入小腸，避免超過小腸中和、消化與吸收的能力。

胃排空的神經調控

促進胃排空的訊號

• 迷走神經副交感作用：迷走神經的膽鹼性作用可增強胃竇收縮，並協調幽門放鬆，促進胃內容物向十二指腸移動。進食、胃壁擴張及胃內食物刺激，可經迷走神經反射提高胃運動。
• 胃壁局部與腸神經系統反射：胃壁伸展可活化局部反射迴路，增強胃竇的推進性收縮。

抑制胃排空的訊號

• 交感神經作用：交感神經活性增加會降低胃運動，並提高幽門阻力，因而延緩排空。
• 腸胃反射：十二指腸受到酸、脂肪、過高滲透壓或過多食糜刺激時，經腸神經系統及交感神經等路徑抑制胃竇運動、增加幽門張力，減慢胃排空。

核心觀念

H-P-G 軸是 下視丘—腦下垂體—性腺軸（hypothalamic–pituitary–gonadal axis），是調控動物生殖功能的神經內分泌系統。題目要掌握三個層級的器官、各層分泌的主要激素、激素間的回饋調節，以及這條軸線在繁殖週期與生殖管理上的作用。

• H（Hypothalamus）下視丘：分泌促性腺激素釋放激素（GnRH）。
• P（Pituitary gland）腦下垂體：主要指腦下垂體前葉，分泌濾泡刺激素（FSH）與黃體生成素（LH）。
• G（Gonads）性腺：雌性為卵巢，雄性為睪丸；產生配子及性類固醇激素。卵巢主要分泌雌激素、黃體素與抑制素；睪丸主要分泌睪固酮與抑制素。

可用下列流程概括：

解題方法與調節機制

依序說明「下視丘發出訊號、前葉傳遞訊號、性腺產生反應、性腺回饋調節」，再分別補充雌雄動物的效應與典型生理狀況，即可完整作答。

一、下視丘調節腦下垂體

下視丘以脈衝式方式釋放 GnRH。GnRH 經下視丘與腦下垂體門脈到達前葉，刺激促性腺細胞分泌 FSH 與 LH。GnRH 的脈衝頻率及振幅會影響促性腺激素分泌；若 GnRH 長時間持續刺激，腦下垂體受體反應會下降，FSH、LH 的分泌也會受到抑制。

二、腦下垂體促性腺激素作用於性腺

雌性方面，卵巢卵泡分泌雌激素，排卵後形成的黃體主要分泌黃體素。雄性方面，睪丸產生的睪固酮支持精子生成及雄性生殖器官功能。

核心觀念

本題考查雌性生殖道的組成，以及下視丘—腦下垂體—卵巢軸如何調控動情週期，並使卵巢、子宮及外生殖道產生週期性變化。作答時須把荷爾蒙變化、卵巢事件與生殖道變化按時間順序連起來。

動情週期通常分為動情前期、動情期、動情後期及動情間期。各物種的週期長短、排卵時間及子宮型態不同；以下以家畜常見的自發排卵型哺乳動物為原則說明。

雌性生殖系統器官

雌性生殖系統可依解剖位置分為生殖道、外生殖器及相關支持構造：

1. 卵巢：產生卵母細胞，並分泌雌激素、黃體素及抑制素等。
2. 輸卵管（卵巢管）：包括漏斗部、壺腹部及峽部；負責拾取卵子、輸送配子與早期胚胎，受精通常發生於壺腹部與峽部交界附近。
3. 子宮：包括子宮角、子宮體及子宮頸；接受胚胎著床並提供妊娠環境。家畜多為雙角子宮，各物種的子宮角、子宮體比例不同。
4. 子宮頸：連接子宮與陰道，具有黏液分泌與屏障功能；動情期黏液較利於精子通過，黃體期則形成較具阻隔性的環境。
5. 陰道：交配器官，也是產道的一部分。
6. 陰道前庭：自尿道外口延伸至陰道口，兼具生殖與泌尿通道的區域。
7. 外陰：包括陰唇與陰蒂；陰蒂為感覺器官，外陰在動情期可見充血、腫脹等變化。

此外，子宮廣韌帶及其相關部分（如卵巢繫膜、輸卵管繫膜與子宮繫膜）支撐生殖器官並傳遞血管、神經等；乳腺則是與哺乳功能相關的附屬生殖器官。

解題方法：依「卵巢週期」串起荷爾蒙與組織變化

先由下視丘分泌促性腺激素釋放激素（GnRH），促使腦下垂體前葉分泌濾泡刺激素（FSH）與黃體生成素（LH）；再追蹤卵巢濾泡、排卵、黃體形成與黃體退化，最後對照子宮及外生殖道變化。

動情週期內分泌調控示意圖

下視丘
 │ GnRH
 ▼
腦下垂體前葉
 ├── FSH ──► 卵巢濾泡生長、顆粒細胞分泌雌激素與抑制素
 └── LH ──► 濾泡成熟；排卵前出現 LH 高峰；促進黃體形成
 │
 ▼
 成熟濾泡分泌雌激素
 ├── 低至中等濃度：負回饋抑制 GnRH、FSH、LH
 └── 持續高濃度：正回饋促成 LH 高峰
 │
 ▼
 排卵
 │
 ▼
 黃體形成
 │
 黃體分泌黃體素（P4）
 ├── 負回饋抑制 GnRH、LH 脈衝
 └── 促進子宮內膜分泌、維持妊娠環境
 │
 未受孕時：子宮內膜釋放 PGF₂α
 │
 ▼
 黃體退化
 │
 ▼
 黃體素下降
 │
 濾泡重新發育
 └────────► 下一週期

各期卵巢、內分泌與生殖道變化