112 專技高考高等考試 畜牧技師 家畜解剖生理學 考古題詳解
第 一 題20 分
請詳述常用之動物生殖調節荷爾蒙及其作用。
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核心觀念
動物生殖調節主要由「下視丘—腦下垂體—性腺軸」控制,並受子宮、胎盤及環境訊號調節。荷爾蒙藉由促進或抑制生殖腺功能,協調發情、排卵、黃體形成、妊娠維持、分娩及泌乳。作答時宜依「來源—主要作用—繁殖應用」整理,並指出不同動物的反應會有差異。
常用生殖調節荷爾蒙及其作用
一、下視丘與腦下垂體荷爾蒙
1. 促性腺激素釋放激素(GnRH)
由下視丘分泌,作用於腦下垂體前葉,促使分泌濾泡刺激素(FSH)與黃體生成素(LH)。間歇性給予 GnRH 或其類似物,可調節卵巢濾泡發育與排卵時機;在母牛繁殖管理中,也常與前列腺素及黃體素配合,用於發情或排卵同步化。
2. 濾泡刺激素(FSH)
由腦下垂體前葉分泌。雌性動物中,促進卵巢濾泡生長及濾泡細胞分泌雌激素;雄性動物中,作用於睪丸支持細胞,促進精子生成。以外源性 FSH 刺激卵巢,可促進多個濾泡發育,應用於超級排卵及胚胎移置。
3. 黃體生成素(LH)
由腦下垂體前葉分泌。雌性動物在排卵前出現 LH 高峰,可誘發排卵,並促進排卵後濾泡轉變為黃體;雄性動物中則刺激睪丸間質細胞分泌睪固酮。人類絨毛膜促性腺激素(hCG)具有類似 LH 的作用,獸醫繁殖管理中可用來誘發排卵或支持黃體形成,實際用途須視物種而定。
4. 泌乳激素(Prolactin)
由腦下垂體前葉分泌,主要促進乳腺發育與泌乳;在部分物種亦參與黃體功能及季節性繁殖調節。其繁殖作用會因物種而異,不宜將單一物種的作用直接推論至所有家畜。
二、卵巢與睪丸性腺荷爾蒙
5. 雌激素(Estrogen,以雌二醇為主)
主要由卵巢發育中濾泡分泌。可促進雌性生殖道發育與功能、使子宮內膜增生,並引發發情行為及相關外觀變化。當雌激素濃度高且生理條件適當時,會對下視丘與腦下垂體產生正回饋,促成 GnRH/LH 高峰及排卵;在其他濃度或週期階段,則可呈負回饋。
6. 黃體素(Progesterone)
主要由黃體分泌,妊娠時部分物種的胎盤也會分泌。可使子宮環境適合胚胎著床與妊娠維持,降低子宮收縮,並抑制發情及排卵前的性腺軸活動。外源性黃體素或黃體素釋放裝置可用於發情同步化;停止給藥後,黃體素下降,可促使動物進入發情同步程序。
7. 睪固酮(Testosterone)
主要由睪丸間質細胞分泌,受 LH 刺激。可促進雄性生殖器官及第二性徵發育、維持性慾,並支持精子生成。其分泌也會透過負回饋調節下視丘及腦下垂體功能。
8. 抑制素(Inhibin)
主要由卵巢濾泡顆粒細胞或睪丸支持細胞分泌。其主要作用是選擇性抑制腦下垂體 FSH 分泌,調節濾泡發育或精子生成,避免 FSH 過度分泌。
三、子宮、黃體與妊娠相關荷爾蒙
9. 前列腺素 F₂α(PGF₂α)
第 二 題20 分
請詳述骨骼之礦化過程。
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核心觀念
骨骼礦化是骨基質形成後,鈣、磷等礦物質沉積於有機基質,使骨組織硬化的過程。骨基質的有機部分以第一型膠原蛋白為主,另含骨鈣素、骨橋蛋白等非膠原蛋白;無機部分主要為羥磷灰石結晶,化學式為 。
骨礦化並非單純把鈣、磷「填進」骨頭,而是由成骨細胞建立適合礦物沉積的基質與局部環境,再由鈣、磷離子形成磷酸鈣結晶,沿膠原纖維沉積、擴大及成熟。
解題方法:依序說明「基質形成、礦化啟動、結晶生長、調節與成熟」
一、成骨細胞形成類骨質
成骨細胞分泌膠原蛋白及骨基質蛋白,形成尚未礦化的有機骨基質,稱為類骨質(osteoid)。膠原纖維提供支架,使後續礦物結晶能沿著基質排列沉積。
骨鈣素可結合鈣離子;骨橋蛋白等基質蛋白則參與細胞與基質的作用及礦化調控。類骨質形成是礦化的前提,沒有基質支架,便無法形成正常排列的骨礦物。
二、成骨細胞調整局部鈣、磷環境
成骨細胞表面的組織非特異性鹼性磷酸酶(tissue-nonspecific alkaline phosphatase, TNAP)可水解焦磷酸鹽(pyrophosphate, PPi),使其轉為無機磷酸鹽(inorganic phosphate, Pi)。PPi會抑制礦化,減少PPi可解除此抑制;增加Pi則提供形成磷酸鈣所需的磷酸根。
當局部鈣離子與磷酸根濃度達到適當條件時,便有利於磷酸鈣形成及沉積。常以血液中的鈣磷乘積概念說明礦化條件,但骨基質的局部離子濃度及調控也同樣重要。
三、形成基質囊泡並啟動礦物沉積
成骨細胞可釋出基質囊泡(matrix vesicles),囊泡內累積鈣與磷酸根,形成最初的磷酸鈣晶核。初生礦物先在囊泡內形成,之後穿出囊泡,沿膠原纖維及類骨質擴散沉積。
第 三 題20 分
請畫出乳牛瘤胃之右側面外觀並詳述各部位之名稱。
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核心觀念
本題考查乳牛瘤胃的右側面外觀辨認,重點是依外表的溝與皺襞,說明瘤胃各囊的位置與分界。瘤胃右側面的主要標誌包括右縱溝、尾溝、背側與腹側冠狀溝,以及由這些溝界定的背囊、腹囊、尾背盲囊與尾腹盲囊。
瘤胃外表的溝內有肌肉性隆起,稱為瘤胃柱;瘤胃柱向腔內突出,形成相應的瘤胃皺襞。作外觀圖時,畫出溝的位置,再標示其分隔的囊,便能掌握答題重點。
解題方法與作圖
以乳牛右側面觀察,將頭側置左、尾側置右,背側朝上、腹側朝下。先畫出瘤胃輪廓,再以右縱溝分開背囊與腹囊;在尾端畫出尾溝及背、腹側冠狀溝,標示兩個尾側盲囊。
背側
↑
頭側 ← → 尾側
┌───────────────────┐
/ 背囊 尾背盲囊 \
│ ────────╮ │
│ 右縱溝 ╰─背側冠狀溝 │
│ 尾溝 │
│ ────────╯ │
\ 腹囊 尾腹盲囊 /
└───────────────────┘
↓
腹側
圖中尾端的背、腹側冠狀溝分別圍出尾背盲囊與尾腹盲囊;實際作圖時,可將尾溝畫成尾端分界,並以兩道弧形冠狀溝表現兩個盲囊。
各部位名稱與說明
第 四 題20 分
請詳述牛、豬、羊及馬之肝臟分葉與血管系統。
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核心觀念
本題考查兩項:一是比較牛、豬、羊、馬肝臟的外部分葉及葉間裂深淺;二是說明肝臟的雙重入流與靜脈回流。作答時應先列出各動物的肝葉,再沿血流方向說明血液如何進入肝臟、經肝實質流動並離開肝臟。
肝臟接受兩套入流:
- 門靜脈:將腸胃道、脾臟等器官的血液送入肝臟,屬於肝臟的主要功能性血流。
- 肝動脈:由腹腔動脈系統分出,供應含氧血,屬於肝臟的營養性血流。
兩者的分支在肝小葉周邊進入肝竇,血液流經肝細胞後匯入中央靜脈、肝靜脈,最後注入後腔靜脈。膽汁則由膽小管匯入膽管,與血液流向相反;膽管不屬於血管系統,但常與門靜脈及肝動脈分支伴行。
解題方法
可用「先比外形分葉,再寫共同血流路徑,最後點出物種差異」作答。分葉部分抓住兩個辨識重點:豬的葉間裂最明顯;馬沒有膽囊。血管部分則按「門靜脈與肝動脈入肝 → 肝竇交換 → 肝靜脈出肝」的順序說明,並交代門靜脈與肝靜脈各自的入口、出口。
各家畜肝臟分葉
牛
牛肝位於腹腔右側,主要因瘤胃占據左側腹腔而偏向右側。肝葉間裂較淺,外部分葉不如豬清楚,通常分為:
- 左葉
- 右葉
- 方葉
- 尾狀葉
尾狀葉具有明顯的尾狀突,與右腎相鄰並形成腎臟壓痕。牛有膽囊,位於肝臟臟面、方葉與右葉附近。
豬
豬肝外部分葉明顯,葉間裂較深,肝小葉間結締組織也較發達,因此表面與切面均較容易辨認分葉。可分為:
- 左外側葉、左內側葉
- 右外側葉、右內側葉
- 方葉
- 尾狀葉
尾狀葉具有尾狀突;豬有膽囊。命題或教材有時以「五葉或六葉」表述,差異通常來自左右葉是否再分為內側與外側;作答時完整列出上述各部分即可。
羊
羊屬反芻動物,肝臟受瘤胃推擠而偏於腹腔右側。其分葉與牛大致相同,外部分葉較不明顯,通常分為:
- 左葉
- 右葉
- 方葉
- 尾狀葉
尾狀葉有尾狀突。羊有膽囊。牛與羊的尾狀突均與右腎相鄰。
馬
馬肝分葉不如豬明顯,通常分為:
- 左外側葉、左內側葉
- 右葉
- 方葉
- 尾狀葉
第 五 題20 分
請比較心肌及骨骼肌之異同並詳細說明心臟之營養供應。
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核心觀念
本題考查心肌與骨骼肌的組織構造、收縮控制及生理特性,以及心臟如何獲得氧氣與養分。心肌雖屬橫紋肌,但具有自律性,並受自主神經調節;心臟的營養供應則主要由冠狀動脈完成。
解題方法
比較肌肉時,可依序從「細胞形態與連結、神經支配、收縮控制、代謝與再生能力」整理。說明心臟營養供應時,則沿著「血液來源 → 冠狀動脈分布 → 靜脈回流」敘述,並補充心肌血流的調節特點。
心肌與骨骼肌之異同
| 比較項目 | 心肌 | 骨骼肌 |
|---|---|---|
| 橫紋 | 有明顯橫紋,肌節排列規則 | 有明顯橫紋,肌節排列規則 |
| 細胞形態 | 細胞短、分枝,通常有一個中央細胞核 | 肌纖維長而呈圓柱狀,通常有多個周邊細胞核 |
| 細胞連結 | 細胞端部以闰盤相連,含縫隙連接與黏著構造 | 肌纖維彼此分開,由結締組織包覆,無闰盤 |
| 收縮協調 | 細胞藉縫隙連接傳遞電訊號,心肌作為功能性合胞體協調收縮 | 各肌纖維主要接受運動神經元支配,透過運動單位協調收縮 |
| 神經支配 | 受自主神經調節;自主神經主要調整心率、傳導及收縮力,不能直接啟動每次心搏 | 受體神經系統的運動神經支配,通常由運動神經訊號引發收縮 |
| 自律性 | 具有自律性,起搏細胞可自發產生節律性電位 | 一般不具自律性,須由運動神經刺激 |
| 收縮控制 | 不受意志直接控制,具節律性;有效不應期長,正常生理下不會發生強直收縮 | 可受意志控制;刺激頻率提高時,收縮可加成並形成強直收縮 |
| 收縮與疲勞 | 富含粒線體、肌紅蛋白及毛細血管,主要依賴有氧代謝,抗疲勞能力強 | 纖維類型差異大,可依有氧或無氧代謝供能,疲勞程度依纖維類型與運動強度而異 |
| 再生能力 | 再生能力極有限,受損後常由纖維性結締組織取代 | 再生能力較心肌佳,肌衛星細胞可參與修復,但嚴重損傷仍可能形成瘢痕 |
兩者共同點是皆由肌動蛋白與肌凝蛋白構成,利用肌絲滑動產生收縮,並需鈣離子及 ATP。心肌與骨骼肌皆有肌漿網與橫小管系統,但其鈣離子調節機制並不完全相同。