7-1動物的生殖

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1 7-1 動物的生殖 無性生殖 * 定義 : 不經生殖細胞的結合, 通常不發生減數分裂一 分裂生殖 1. 定義 : 由一個親代分裂出相似的子代, 使個體數增加的生殖方式 2. 例子 : 變形蟲 草履蟲 眼蟲二 出芽生殖 1. 定義 : 當個體生長成熟後, 身體某一部份向外突出成芽體 2. 例子 : 水螅三 斷裂生殖 1. 定義 : 因自然或人為情況下斷裂為二或多段的斷片, 斷片形成完整個體的情形 2. 例子 : 渦蟲 珊瑚四 單性生殖 ( 孤雌生殖 ) 1. 定義 : 有些動物的卵, 不經受精作用發育為新個體 2. 例子 : 蜜蜂 螞蟻 / 輪蟲 水蚤 蚜蟲 ( 有利環境下, 卵不經受精作用直接發育為 2N 雌性個體 ) < 蜂 > 減數分裂單性生殖有絲分裂雌蜂 (2 N) 卵 (1N) 雄蜂 (1N) 受精作用雌蜂 (2N) 受精卵 (2N) 精子 (1N) 工蜂 (2N) < 輪蟲 > 有絲分裂 單性生殖 減數分裂 雌輪蟲 夏卵 (2N) 雌輪蟲 (2N) 冬卵 受精作用有絲分裂冬卵受精卵 (2N) 精子雄輪蟲 (1N) * 再生 : 損傷處可再長出新的來補充 ( 海綿 海星 蚯蚓 渦蟲 皮膚細胞 肝細胞 ) 有性生殖一 定義 : 經由配子結合產生後代二 特徵 : 產生配子 ( 減數分裂產生配子 ) 配子形成( 精子與卵發育 成熟的過程 ) 三 過程 : * 分裂前期染色體複製 形成二分體 * 第一次減數分裂二分體經聯會作用 ( 同源染色體配對 ), 成為四分體 四分體排列在紡錘體中央 同源染色體

2 分離 * 第二次減數分裂 二分體排列在紡錘體中央 二分體分開 三 減數分裂的重要性 1. 維持親子代染色體數目相同 2. 產生多種染色體組合的配子, 以利於種族的生存與演化 四 配子形成 1. 精子的形成 : 初級精母細胞 2 次級精母細胞 4 精細胞 4 精子 <46> <23> <23> <23> 2. 卵子的形成 : 初級卵母細胞 次級卵母細胞 卵細胞 卵細胞 卵 第一極體 2 第二極體 第二極體 受精作用一 定義 : 精子 卵的結合二 方式 : 體內受精 體外受精 1. 體外受精 A. 將精子與卵子釋放到水中, 並在水中結合 ; 產生的卵數較多 B. 例子 : 魚類與兩生類 2. 體內受精 A. 雌雄個體進行交配, 雄性的精子直接進入雌性生殖器官與卵結合完成受精 ; 受精成功機會大 B. 例子 : 陸生動物 哺乳類 卵生 胎生 卵胎生 例子 說明 卵生 鳥類 兩生類 硬骨魚類, 大 1. 雌個體產下卵然後卵孵化為幼體 多數昆蟲和水生無脊椎動物 胎生 哺乳類 卵形小, 保存在母體子宮內, 接受母親血液中的養分 卵胎生 鯊魚和一些昆蟲 蛇 產大而富含卵黃的卵, 這些卵在受精後仍停留一段相當長的時 間在母體的生殖道內 但這些發育中的胚胎和輸卵管 子宮 壁, 並沒有密切的聯繫, 無法從母體血液中得到營養物

3 7-2 人類的生殖和胚胎發生 生殖作用過程 : 配子形成 受精 胚胎發育 分娩出生調節 : 激素 男性生殖系統外生殖器 ( 陰莖 尿道 睪丸 陰囊 ) 內生殖器 ( 輸精管 儲精囊 攝護腺 尿道球腺 ) 一 睪丸 A. 位置 胎兒早期 ( 腹腔 ) 出生前兩個月後( 陰囊內 ) B. 構造 由細精管與細精管之間的細胞組成 C. 功能 細精管 精子產生的地方 / 間隙細胞 分泌雄性激素 ( 睪固酮 ) 二 副睪 A. 睪丸後側 B. 構造 許多彎曲小管 C. 功能 精子形成後暫存和繼續成熟的地方三 陰莖 A. 構造 三個平行長柱狀的海綿體組成的勃起組織 B. 功能 性交配器 C. 特性 性興奮時, 勃起組織的小動脈擴張, 勃起組織充血, 陰莖變硬而勃起 D. 射精 精子由輸卵管肌肉收縮進入尿道, 在此儲精囊 攝護腺等液體混和, 形成精液, 藉肌肉收縮將精液排出體外四 儲精囊 A. 位置 膀胱背下方, 於輸精管與尿道交會處注入輸精管 B. 功能 分泌鹼性黏液, 具營養精子與促進精子活性五 攝護腺 ( 前列腺 ) A. 位置 尿道起點附近 B. 功能 分泌鹼性乳狀液, 具特殊味道, 有利精子活動六 尿道球腺 A. 位置 攝護腺下方 B. 功能 分泌鹼性黏液, 促進精子活潑 * 精液 由儲精囊 攝護腺 尿道球腺分泌的液體與精子混合成, 可活化精子, 有利於精子活動 女性生殖系統一 卵巢 A. 位置 腹腔內, 左右各一個 B. 構造 濾泡或黃體 C. 功能 可產生卵並分泌雌性激素二 輸精管 A. 位置 子宮上方, 一對

4 B. 構造 肌肉組成, 靠近卵巢一端為漏斗形開口, 內具有纖毛 C. 功能 藉纖毛擺動和肌肉收縮輸送卵子 ; 為精 卵受精場所三 子宮 A. 位置 腹腔下方, 膀胱之後 B. 構造 倒梨形肌肉囊, 最內一層構造為子宮內膜 ; 末端肌肉環為子宮頸 C. 特性 為懁孕做準備, 子宮內膜有週期性增厚現象 D. 功能 受精卵著床及胎兒發育場所四 陰道 A. 構造 彈性肌肉管道 B. 功能 容納陰莖 ; 分娩時胎兒產出的通道 月經週期一 定義 : 子宮內膜週期性變化二 月經週期生理變化濾泡成熟 動情素 排卵 形成黃體 動情素 黃體激素 子宮內膜增厚, 血管 腺體繼續發育未受精 黃體退化 子宮內膜崩毀 月經開始受精 絨毛膜分泌絨毛膜親性腺素支持黃體存在 持續分泌動情素和黃體激素 * 濾泡 : 卵巢內有許多卵原細胞, 每個卵原細胞由許多濾泡細胞包圍成, 合稱濾泡 * 排卵 : 濾泡發育成熟將次級卵母細胞與極體排出卵巢三 月經週期三階段 1. 行經期 月經來至結束, 約 4~5 天 子宮內膜崩毀, 排出血液 黏液和細胞碎片 2. 增生期 ( 濾泡期 ) A. 月經結束至排卵前之一段期間, 為期十至十一天 B. 排卵前期卵巢中通常有一個濾泡長大, 子宮內膜開始增厚, 發展出新的血管和腺體 C. 排卵期, 在月經週期的第十四天左右 3. 分泌期 ( 黃體期 ) A. 排卵後至下一次月經來臨前 B. 排卵後濾泡破裂, 剩餘濾泡細胞迅速增殖, 形成略帶黃色的細胞團, 稱為黃體 C. 排卵後期, 子宮內膜及其中血管 腺體繼續發育, 使子宮內膜成為胚胎發育地 生殖激素 * 男性內分泌腺及激素主要作用處主要作用下視丘促生殖腺分泌素腦垂腺前葉刺 FSH 和 LH 釋放腦垂腺前葉濾泡刺激素 (FSH) 睪丸刺激細精管發育, 也可刺激精子形成黃體生成刺激素睪丸刺激間質細胞分泌睪固酮 (LH) 睪丸睪固酮一般地方出生前 : 刺激初級性器官的發育及睪丸下降至陰囊青春期 : 生長的加速 生殖器官發育 刺激第二性徵發育成年 : 第二性徵維持 刺激精子形成 * 女性內分泌腺及激素主要作用處主要作用下視丘促生殖腺分泌素腦垂腺前葉刺 FSH 和 LH 釋放腦下腺前葉濾泡刺激素卵巢刺激濾泡發育, 和 LH 一起刺激雌性激素分泌與排卵黃體生成刺激素卵巢刺激排卵以及黃體發育 ( 也可促黃體分泌動情素與助孕素 )

5 卵巢 催乳激素 乳房 刺激母乳製造 雌性激素 一般地方 青春期 : 負責身體及性器官發育 第二性徵發展 生殖構造 使個體成熟, 負責子宮內膜每個月為懷孕做準備 黃體素 子宮 維持子宮內膜為懷孕做準備 乳房 刺激乳腺發育 下視丘 促生殖腺分泌素 (GnRH) 腦垂腺前葉 FSH LH( ) 卵巢 雌性激素 ( ) 促濾泡成長 雌性激素 ( ) 腦垂腺前葉 ( 正回饋 ) LH 升高 排卵 濾泡形成黃體 雌性素 前列腺素 ( ) 下視丘 ( 負回饋 ) ( )GnRH 腦垂腺前葉 ( ) 黃體退化 受精與懷孕一 受精 : 精子藉子宮與輸卵管肌肉收縮, 及本身游泳達輸卵管上端, 並在此與卵子結合二 卵裂 : 受精卵在 30 小時後, 開始進行有絲分裂 ( 細胞不增大, 細胞數增多, 所以細胞越分越小 ), 一邊分裂一邊移向子宮 三 胚胞形成 : 受精後三天達子宮, 受精卵在子宮內繼續發育為胚胞 * 胚胞構造 1. 滋胚層 胚胞表面的一層細胞, 形成保護與營養層 ( 絨毛膜 胎盤 ) 2. 內細胞群 將來的胚胞本體 3. 胚胞腔 充滿液體四 著床 1. 第七天, 胚胞先附在子宮內膜, 滋胚層分泌酵素分解子宮內膜 2. 第十一天, 整個胚胞埋於子宮內膜, 著床過程完成 胚胎發生一 發生過程 : 1. 細胞分裂 細胞數目增加 2. 細胞生長 細胞體積加大 3. 細胞分化 胚胎細胞型態與功能發生變化 4. 組合作用 分化後細胞組合二 胚外膜種類形成過程功能備註羊膜胚體壁向外突出成摺狀, 包圍胚羊水的功用 : 體而後在胚體上方癒合, 此褶內 1. 胎兒出生前的浸溶處層形成羊膜, 胚體與羊膜間即為 2. 避震羊膜腔 3. 防止羊膜黏附到發育中的胚胎 4.. 分娩時傳達子宮收縮壓力絨毛膜羊膜褶的外層形成絨毛膜富含血管, 構成胎兒部分胎盤位於胚胎表面 1. 絨毛 : 絨毛膜與子宮相接處 2. 胎盤 : 絨毛與周圍子宮壁構成, 密佈血管胚胎可經此交換母體氧氣 養分與排代謝廢物 尿囊 胚體的消化管向外突出而成 人類的尿囊很小, 其血管可當為爬蟲類或鳥類的含氮廢物儲藏所臍帶血管 卵黃囊 與尿囊來源相同, 由發育管中的 1. 人類的卵不含卵黃 有卵黃的動物, 卵黃可慢慢被消 消化管向外突出而成 2. 當為暫時血球製造中心 化, 以供胚體生長 臍帶 卵黃囊 尿囊 受羊膜包圍成 聯繫胚胎與胎盤 由兩條臍動脈 ( 含氮廢物 CO 2 ), 一條臍靜脈 ( 養分 O 2 ) 組成

6 三 胚胎發育與分娩 1. 早期胚胎發育 三胚層形成 ( 內細胞群排列為兩層 < 外胚層 內胚層 >, 中間再發育成中胚層 * 三胚層的分化外胚層腦 脊髓 眼 耳 鼻 感覺器官 表皮 腎上腺髓質中胚層運動系統 循環系統 尿殖系統 骨骼 肌肉 心臟 血管 脊柱 泌尿器官內胚層消化管內襯 肺臟 肝臟 胰臟 2. 晚期胚胎發育 A. 第四週, 心臟開始擺動 B. 第五 六週, 手 腳逐漸成形 C. 第八週, 形成頭 臉 四肢 ( 胎兒 ) D. 第七個月, 胎兒頭部倒轉 3. 分娩 陣痛 ( 子宮平滑肌間歇性強烈收縮 ) 胎兒頭部先出 4. 分娩後 出生後十多分鐘子宮收縮, 排出胎盤和胚外膜 ( 胞衣 ) 子宮縮小 內膜復原 六週後開始月經週期 ( 若不哺乳 )

7 7-3 基因與遺傳 遺傳學名詞介紹一 基因型 : 生物細胞內基因組合的方式二 外表型 : 生物體所表現的遺傳性狀三 顯性基因 : 親代的性狀能在第一子代出現四 隱性基因 : 親代性狀無法在第一子代出現五 不完全顯性 :F1 子代的性狀像介於親代間 ( 例如 : 紅花金魚草與白花金魚草雜交產生粉紅花金魚草 ) 六 同基因型 : 組成基因型的兩個基因相同, 例如 :TT tt 七 異基因型 : 組成基因型的凜各基因不同, 例如 :Tt 八 對偶基因 : 控制一種生物性狀的成對遺傳因子九 複對偶基因 : 有些遺傳性狀的對偶基因, 有兩個以上 ( 例如 : 控制血型遺傳的對偶基因有三個 ) 十 雜交 : 不同基因型的個體互相交配, 例如 :TT Tt ; TT tt ; Tt tt 十一 單性雜交 : 只選擇一種性狀的兩種相對特性的生物親代進行雜交十二 兩性雜交 : 選擇兩種遺傳性狀做雜交十三 反交 : 子代個體與親代個體交配生殖的方式十四 試交 : 檢測顯性外表型個體基因型的方法十五 互交 : 兩雜交親代相互做為母本或父本的雜交十六 多基因型遺傳 : 單一性狀表徵由兩種以上基因的影響相累加十七 基因多效性 : 一個基因影響許多不同的表型 ( 例如 : 鐮形細胞對偶基因多效性影響 ) 孟德爾定律 (Mendel s Law) 一 遺傳是經由單位因子 ( 基因 ) 所傳遞二 分離律 形成配子時, 每一對基因的兩個單位因子彼此分離, 而每一個配子僅接收每一對中的一個基因 三 顯性定律 一個個體中, 同一個基因有兩種相對型存在時, 通常僅在其中一個相對型會表現出來四 獨立分配定律 每一種特徵均獨立遺傳, 與其他特徵無關

8 7-4 人類遺傳學 人類血型一 可分為 ABO 血型 ; MN 血型 ; Rh 陰性或陽性血型二 血型的決定是依照紅血球細胞膜上的抗原來分類三 ABO 血型 1. 抗原的產生受三個對偶基因控制 I A I B i 2. 萬能輸血者 :O 型人, 紅血球無抗原 3. 萬能受血者 :AB 型, 因為血漿中沒有抗體 4. 可當為親子鑑定用四 Rh 陰性與陽性血型 1. 紅血球表面含 D 抗原, 稱為 Rh+, 如果紅血球表面不含 D 抗原者則稱為 Rh- 2. Rh+ 對 Rh- 為顯性, 若具 Rh- 的人, 若多次輸入 Rh+ 的血液, 體內會產生抗體, 使輸入的血球凝集 3. Rh- 的人所佔比例很少 ( 白種人佔 15%, 黃種人幾乎沒有 ) * 最佳輸血者 O 型 Rh 陰性者五 MN 血型 1. 有 M(M 抗原 ) N(N 抗原 ) MN(MN 抗原 ) 三型 2. 人類不會產生 M N 抗體所以輸血時不會產生凝集現象 遺傳性疾病一 定義 : 由基因突變或染色體異常所導致的疾病二 發生機制 : 基因突變或染色體異常三 染色體突變的種類 1. 數目變化 ( 非整數倍體 整數倍體 ) 類型公式非整數倍體單染體個體 2n-1 三染體個體 2n+1 四染體個體 2n+2 整數倍體單倍體雙倍體多倍體三倍體四倍體六倍體 n 2n 3n 4n 6n 2. 構造變化 ( 缺失 倒置 重複 移位 ) 四 遺傳疾病例子 一 單基因遺傳病 : 單基因突變使無法合成酵素或正常蛋白質 疾病名 染色體異常情形 主要症狀 白化症 體染色體隱性 缺乏黑色素的遺傳疾病 地中海貧血 ( 兩個對偶基因 無法合成血紅素球中的蛋白而引起的貧血症 苯酮尿症 存在才發病 ) 肝臟缺乏分解苯丙胺酸的酵素, 使得毛髮 皮膚顏色變淡及智能不足 鐮刀型血球貧血症 血球成鐮刀型, 紅血球脆弱易破, 導致嚴重貧血, 造成心 肺 腦等 組織損害

9 半乳糖症 多指症軟骨發育不全症亨丁頓舞蹈症 (Huntington s disease) 躁鬱症紅 綠色盲 體染色體顯性 性聯顯性遺傳 X- 性聯隱性遺傳 嬰孩缺乏將半乳糖轉換成葡萄糖的酵素, 使半乳糖累積在血液中, 會出現, 嘔吐 腹瀉 肝腫大 白內障失明和智力減退 四十歲左右發病, 腦功能退化, 應變力 記憶力 衰退, 有不自主的手足扭動情形 患者只能分辨 5~25 種色調, 缺乏綠色錐細胞色素, 所有顏色只有藍 黃色調血友病 X 染色體上與凝血有關的基因發生突變, 會造成慢性出血, 包括關節出血, 造成關節炎 蠶豆症紅血球葡萄糖 -6- 磷酸去氫 缺乏症, 使血紅素變性 受損發生溶血 食用蠶豆或某些藥物常併發此症 二 多基因遺傳病 : 多對基因控制, 容易受環境因素影響 1. 定義 : 由多對基因控制, 容易受環境因素影響的遺傳疾病 2. 控制因素 : 多個不同基因與環境因素影響 3. 實例 : 不受環境影響 唇裂 先天性心臟病 成人慢性病環境因素影響 高脂肪食譜引發冠狀心臟病 化學致癌物誘發直腸癌 * 癌症致病的某部分原因 : 正常基因受化學致癌物作用轉變為致癌基因 ; 腫瘤抑制基因失去功能 三 染色體異常唐氏症 (Down Syndrom) 透娜症 (Turner syndrome) 克難費特症 (Klinfelter syndrome) 貓叫症 第二十一條染色智能不足, 舌大而突出 斷掌 頸短而寬, 一般男性病人不具生育能體多一條 (46+1) 力少一條 X 染色體女性, 智力低, 卵巢缺, 身材短 (44+0)<XO> 44+XXY 男性, 不孕, 乳房發達, 聲音高似女生, 四肢細長 44+XXXY 第五號染色體短頭部小, 智力發育嚴重遲緩 嬰孩時, 哭聲像貓叫 臂缺失費城染色體第 22 號染色體一慢性顆粒白血病臂缺失 性聯遺傳與疾病一 定義 : 決定基因位於染色體上, 性狀的表現與性別有密切關係二 性聯的遺傳 1. 紅 綠色盲基因位於 X 染色體上,Y 染色體缺乏與其相對的基因 ( 紅綠色盲為隱性基因 ) 2. 血有病 為 X 性聯隱性遺傳, 缺乏凝血因子所造成, 一般為 A 型 ( 缺乏第八因子 ) B 型 ( 缺乏第九因子 ) 3. 肌肉萎縮症 4. 蠶豆病 ( 隱性位於 X 染色體上 ) 5. 果蠅眼色 ( 紅眼對白眼為顯性 ) 優生與遺傳性疾病一 優生 : 根據遺傳學原理, 避免遺傳性疾病二 實施措施 : 產前檢查 ( 羊膜穿刺 < 於懷孕 12~16 週進行 > 絨毛膜取樣 < 懷孕 9~12 週 >) 婚前健康檢查 禁止近親結婚 減少接觸致癌物 紫外線及放射線

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<4D F736F F D20B2C435B3B92020B0CAAAABAABABA63B379BB50A55CAFE02E646F63> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 三 激素的亢進與衰退 激素 甲狀腺素 副甲狀腺素 胰島素 抗胰島素 生長激素 血管加壓素 腎上腺皮質 亢進 衰退 代謝加速 體熱增多悶 代謝降低 熱量不足 體 熱 身體消瘦 神經緊

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