6-1防禦作用

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1 6-1 防禦作用 防禦作用皮膜 黏膜 < 第一道防線 > 酵素 酸性分泌物非專一性防衛發炎 ( 巨噬細胞 ) < 第二道防線 > 補體系統干擾素專一性防衛細胞免疫抗體免疫 淋巴系統一 組成 : 淋巴管 淋巴器官 ( 淋巴結 胸線 脾臟 扁桃腺 ) 淋巴二 功能 : 運送消化管所吸收的脂質至血液循環 參與免疫系統 * 微淋巴管 淋巴管末端, 組織液經由此進入淋巴系統, 再送回血液系統中 * 淋巴結 ( 淋巴腺 ) 淋巴組織聚集而成的顆粒狀構造, 形似蠶豆, 分佈於皮下與內臟器官間, 頸部和腹部特多 ; 具有過濾與吞噬病菌作用且為人體重要防禦系統之一 * 胸線 位胸腔胸骨背方, 介兩肺間, 為長橢圓形具兩葉 胸線發育在嬰兒期達最高, 成年後被脂肪及結締組織取代 胸線可製造淋巴球及分泌促進淋巴球生長的激素 ( 淋巴球 T 細胞 ) * 脾臟 位腹腔左上方, 呈扁長紫紅色, 為身體最大淋巴器官, 含 B 細胞 T 細胞及巨噬細胞 如海綿結構可儲存血液 ; 破壞衰老紅血球 * 扁桃腺 位於口咽和舌根附近, 由淋巴組織所組成 可保護呼吸系統 非專一性防禦作用一 皮膜屏障 1. 範圍 : 皮膚 消化道 呼吸道黏膜 2. 皮膚 外層由黏著與角質化細胞構成 皮膚內汗腺及皮脂腺分泌物降低皮表 PH 值, 具有抗菌力 3. 黏膜 消化道 呼吸道 生殖道及尿道黏膜有抵制外來異物侵犯作用 ; 溶菌 < 唾液 淚液 > 胃酸 消化 二 吞噬作用 1. 吞噬細胞藉變形運動吞噬病菌三 發炎反應 1. 受傷細胞或組織釋出組織胺或化學物, 使附近血管通透性增大 2. 有紅 腫 熱 痛的症狀四 補體系統 1. 補體系統存在於血漿和其他體液中 2. 補體蛋白可增加發炎反應, 經調理作用可增加巨噬球的吞噬作用 3. 補體蛋白可在病菌細胞上穿孔, 促使細胞脹破

2 五 干擾素 1. 由白血球分泌, 可刺激其他細胞產生抗病毒蛋白, 阻止細胞製造病毒所需的物質 專一性防禦作用一 定義 :B 細胞與 T 細胞所引發的防禦作用 ( 第三道防線 ) 二 前題 : 可辨識自我與外來者的能力 ( 胚胎發欲至新生兒已完成辨識能力 ) 三 特性 : 專一性 多樣性 記憶性 自我與非自我的辨識能力四 淋巴系統的淋巴球所執行五 B 細胞與 T 細胞的起源與分化骨髓幹細胞 原始淋巴細胞 胸腺 發育 T 細胞 移至淋巴結 脾臟 繼續留於骨髓中 發育 B 細胞 移至淋巴結 脾臟 抗原刺激 抗原刺激 相關淋巴球 漿細胞 記憶 B 細胞 有絲分裂 產生 輔助 T 細胞 抑制性 T 細胞 抗體 殺手 T 細胞 記憶 T 細胞 ( 抗體免疫 ) ( 細胞免疫 ) 六 體液免疫 ( 抗體免疫 ) B 細胞 1 對抗毒素與遊走在體液中的細菌 病毒 2. 病原體誘發 B 細胞產生抗體, 使病原體失去致病力 3. 抗體存在於血液中 4.B 細胞存於淋巴結與脾臟中 * 抗原 : 能引起個體免疫反應的物質 ( 病毒外殼 細菌細胞壁或莢膜 ) 5. 抗體具有專一性七 細胞免疫 T 細胞 1. 對抗在潛藏於宿主細胞內的病毒及細菌, 並破壞真菌 原生動物與寄生蟲 2. 病原體進入人體, 抗原刺激人體中的 T 細胞, 引起 T 細胞快速生長與分裂 3. 受體 :T 細胞表面蛋白質所組成的構造, 可與被細菌或病毒感染的細胞結合 4.T 細胞與受感染細胞結合後, 可分泌穿孔素, 破壞被感染的細胞膜 5.T 細胞大多隨血液流動 6. 細胞免疫會對帶有抗原的移植器官產生排斥並加以破壞 免疫疾病一 過敏

3 1. 體內漿細胞受到過敏原 ( 花粉 海鮮 黴菌孢子等 ) 刺激, 分泌抗體附著在肥胖細胞的細胞膜上, 當第二次在遇到相同過敏原時, 過敏原與抗體結合會刺激肥大細胞釋放出組織胺等發炎物 2. 可用抗組織胺藥物或正腎上腺素針劑治療 二 排斥 1. 定義 :T 細胞將移植的組織或器官視為外來物, 於是引發細胞免疫作用予以摧毀 2. 發生 : 器官移植的病患在移植後 2~5 週內移入器官的細胞死亡 3. 減輕方式 : 捐贈者與接受者的細胞膜表面的主要抗原部分有高度相似性 ; 自體移植 同卵雙生或血緣近的的人成功率較高 二 先天免疫缺乏症 1. 定義 : 由於先天遺傳基因缺乏造成體液與細胞免疫防禦缺損 (SCID 重度混合免疫不全症,severe combined immunodeficiency;b 細胞與 T 細胞都失去功能 ) 2.SCID 症狀 : 病人血液 脾臟 淋巴結及扁桃腺中沒有淋巴球, 血清中無抗體 3. 有一類型的 SCID 是因為缺乏合成腺 脫氨 (adenosine deaminase) 體內腺 過多損害 B 細胞和 T 細胞, 此類患者可用基因療法治療 三 後天免疫缺乏症 1. 病因 : 藥物 放射線 營養不良 感染 ( 愛滋病 ) 所造成 2. 愛滋病 (acquired immunodeficiency syndrom, AIDS) A. 由於 HIV(human immunodeficiency virus) 病毒感染所造成, 主要是侵害 T 細胞, 接著影響 B 細胞 B. 症狀 : 發燒 腹瀉 倦怠 淋巴腺腫大 體重減輕, 免疫力下降 C. 傳染途徑 : 體液接觸 ( 血液 精液 ) 母子垂直感染 主動免疫與被動免疫免疫類型演發時間記憶細胞免疫力持續時間主先天誘導出病菌經由自然的接觸而進入人體 有許多年動人工誘導出免疫注射後有許多年被先天誘導出抗體經由母親移轉給正在發育的胎兒之後無少數幾個月動人工誘導出注射球蛋白後無少數幾個月

4 6-2 神經與運動 人類的神經系統一 範圍中樞神經系統 : 腦神經 (12 對 ) 脊神經(31 對 ) 周圍神經系統 : 感覺分支體神經運動分支自主神經 -- 交感神經 ( 胸 腰部脊髓神經 ) 副交感神經 ( 對腦神經 薦部神經 ) 神經元一 構造 : 細胞體 樹突 軸突 1. 細胞體 內含細胞核及大部分細胞質 2. 樹突 接受其他神經元來的訊息 3. 軸突 由細胞本體發出的單一突起 4. 神經纖維 軸突或樹突的合稱 5. 神經 神經纖維的集合 6. 髓鞘 有些神經纖維外有髓鞘包圍, 富含脂質, 具有絕緣與保護的功能 7. 蘭氏結 髓鞘的中斷處, 可加速傳導神經訊息二 種類 1. 感覺神經元 傳入神經 將外來刺激經由感覺受器傳至中樞系統 ( 腦 脊髓 ); 有些感覺神經元末稍就是受器 2. 運動神經元 傳出神經元 ; 接受自腦與脊髓的神經衝動傳給動器 ( 動器的表現 : 肌肉收縮 腺體分泌 ) 3. 聯絡神經元 中樞系統主要由此構成, 負責聯絡感覺與運動神經元 神經衝動一 研究進展 : 利用烏賊神經軸突實驗, 結果發現神經細胞內電位較外界低二 生理現象 : 包括電位差與化學變化三 因素 : 膜電位的變化 * 靜止膜電位 神經元靜止時, 由於對 K + Na + 通透性不同, 造成細胞膜內電位相對較低, 則此電位差為靜止膜電位 1. 平靜時神經細胞對 K + 的通透性較大, 因此神經細胞內 K + 濃度高, 所以 K + 從神經細胞內擴散出去 極化現象 2. 神經細胞興奮時,Na + 通道打開, 使 Na + 進入神經細胞中, 因此神經細胞內的電位升高 去極化現象 3. 當 Na + 通道打開後,K + 通道也隨之打開, 於是 K + 擴散出去, 上升電位立即恢復 再極化現象 4. 神經細胞會利用主動運輸方式, 恢復靜止電位 (2K + in; 3Na + out) 四 傳導特性 : 全有全無律 神經元間的傳導 ( 突觸傳導 ) 一 突觸 : 一神經元末稍 ( 軸突 ) 與另一神經元細胞體或樹突相接處稱之, 由突觸前神經元

5 末端 突觸間隙 突觸後神經元的細胞膜構成 1. 突觸間隙 突觸間的小空隙 2. 突觸前神經末稍 內有許多突觸囊, 囊內含神經傳導物質 A. 乙醯膽鹼 由副交感神經末端或運動神經元與肌肉相接處分泌 B. 正腎上腺素 由交感神經分泌 * 交感神經與副交感神經的比較特徵交感神經系副交感神經系 1. 一般作用使身體應付緊張狀態使身體在緊張後恢復, 維持身體正常機能 2. 影響的程度 遍及全身 局部性 3. 在與動作器發生突觸處所正腎上腺素 乙醯膽鹼 釋出的傳遞物質 4. 作用的持續性 脊髓的胸 腰部 腦部與薦部 5. 來源 長 短 6. 動作器的影響心臟 增加收縮速率與強度 降低收縮速率, 對強度沒有直接影響 瞳孔 擴張 縮小 生殖器官 血管收縮 ; 射精 血管擴張 ; 勃起 唾液 刺激濃稠的黏液分泌 刺激水樣液分泌 腸 抑制運動 刺激運動與分泌 3. 突觸後神經元 表面具有受器, 接收前部所釋放的化學物質 二 神經衝動傳導方向 : 單向 ( 突觸前神經元軸突末端 突觸間隙 突觸後神經元樹突或細 胞體 ) 三 突觸前神經傳導物質分泌不足, 或突觸後神經受體功能異常, 傳遞作用受影響, 神經元 間訊息減弱 ( 巴金森氏症 老人癡呆症 ) 反射與反射弧 一 反射 : 經由脊髓或延腦協調, 不需經過大腦意識 二 可以爭取時間與節省腦力 三 反射弧 : 反射動作發生時, 神經衝動所經過的路徑 1. 最簡單的反射弧 ( 單一突觸反射 ): 受器 感覺神經元 ( 脊髓 ) 運動神經元 動器 2. 聯絡神經元參與的反射弧 ( 經過兩個或兩個以上的突觸 ): 受器 感覺神經元 聯絡神經元 運動神經元 動器 骨骼 肌肉 與協調 一 肌肉與運動終板 1. 運動終板 : 運動神經與肌肉細胞相接處的構造, 因乙西膽鹼的釋出而引起肌纖維膜的去極 化 2. 肌肉由肌肉細胞 ( 肌纖維 ) 所構成, 成細長纖維狀 肌肉收縮強度與肌細胞收縮數目有關 3. 肌細胞收縮遵守全有全無律 * 三種肌肉細胞比較 骨骼肌 平滑肌 心肌 形狀 長圓柱形 紡錘型 長圓柱狀, 有分支 細胞核數 多核 單核 單核 橫紋 有 無 有 控制形式 大腦 自主神經 自主神經 收縮速度 最快 最慢 次之 收縮力 收縮力強 次之 收縮力較弱

6 4. 神經對骨骼肌收縮的控制大腦 運動神經 運動神經末稍 乙醯膽鹼 神經突觸 肌膜 肌纖維收縮二 骨骼 1. 外骨骼 vs. 內骨骼種類外骨骼內骨骼存在無脊椎動物 ( 昆蟲 蝦 蟹等節肢動物 ) 脊椎動物成分不含活細胞, 為活細胞分泌物含活細胞分泌物外, 在有機物與無機物所構成的機質中尚有活細胞功能支持身體 保護 運動支持 保護 運動 造血缺點限制生長 2. 中軸骨骼 vs. 附肢骨骼 A. 中軸骨骼 頭顱 ( 許多骨片瘉合成 ) 脊柱( 頸椎 胸椎 腰椎 薦椎 尾椎 ) 胸骨 肋骨 B. 肩帶 上肢骨 腰帶 下肢骨 3. 軟骨 vs. 硬骨 A. 軟骨含膠原纖維與彈性纖維, 蛋白質較多 ; 分佈於兩塊硬骨間, 減低磨損 B. 硬骨由活細胞與膠原纖維網所構成, 含鈣 磷等礦物質三 關節 1. 定義 : 兩塊或多塊硬骨相接連接處 2. 種類 : 不動關節 ( 例如頭顱的骨, 有鋸齒狀的邊緣接合 縫合線 ) 動關節( 大部分的關節屬之, 具有不同程度的運動方式 ex: 肘關節 膝關節可在同一平面活動 ; 肩關節可自由轉動 ) 四 拮抗作用一 定義 : 成對肌肉運動時互相配合的情形二 例子 : 屈肌 ( 二頭肌 ) 伸肌 ( 三頭肌 )

7 6-3 激素與協調 激素 一 定義 : 由內分泌腺體分泌微量化學物經血液運送至全身, 影響特定目標器官或細胞 二 成分 : 蛋白質 ( 胰島素 生長素 ) 多 類 脂肪性類固醇類 ( 腎上腺皮質素 動情素 睪固酮 ) 三 種類 : 內分泌腺分泌 神經元分泌 ( 神經激素 催產素 抗利尿激素 ) 個別細胞或組織 所分泌 神經系統與內分泌系統的比較 一 相同點 : 1. 均可分泌化學物進行調節 ( 內分泌 : 激素 ; 神經系統 : 正腎上腺素 乙醯膽鹼 ) 2. 可調節生理機能 3. 互相協調整合體內各種功能及適應外界環境變化 二 相異處 : 神經系統 內分泌系統 分泌構造 神經細胞 腺細胞 作用方式 膜電位變化 分泌激素 傳遞方式 神經衝動 血液循環 作用速度 快 慢 作用範圍 局部 廣泛 作用時效 無持久性 具持久性 內分泌腺與外分泌腺比較 外分泌腺 內分泌腺 運送管 Yes, 靠特定管子運送 No, 經由血液運送分泌物 分泌物 酵素或廢物 激素 分泌量 多 少 影響 局部 廣泛 作用 協助消化或排除廢物 調節生理作用 實例 汗腺 胰臟 肝臟 甲狀腺 腎上腺 腦垂腺 註 : 費洛蒙 同種生物的不同個體間之通訊訊號 脊椎動物的重要激素 腺體 激素 代表性作用 腦 後葉 ( 下視丘製 催產激素 刺激子宮肌肉與乳腺細胞收縮 下腺 造, 經腦下腺後葉釋出 ) 抗利尿激素 (ADH) 促使水由腎臟集尿管再吸收促小動脈平滑肌收縮 前葉 生長激素 (GH) 身體生長, 特別是骨骼 ; 影響代謝功能 催乳激素 (prolactin) 刺激乳汁的製造與分泌 濾泡刺激素 (FSH) 刺激卵巢濾泡與精子的形成 黃體生成素 (LH) 刺激女性的黃體與排卵 ; 刺激男性間質細胞 甲狀腺刺激素 (TSH) 刺激甲狀腺分泌激素 腎上腺皮質刺激素 (ACTH) 刺激腎上腺皮質分泌糖皮質固醇 下視丘 釋放激素與抑制釋放的激素刺激或抑制腦下腺前葉分泌特定的激素 甲狀腺 甲狀腺素 增加氧氣消耗與熱的產生 ; 刺激及維持代謝過程 降鈣素 抑制鈣自骨骼中釋出, 降低血鈣量 副甲狀腺 副甲狀腺素 透過下列機轉使血鈣增加 : 1. 刺激骨骼釋出鈣 2. 促進胃腸道攝取鈣

8 松果腺 松果腺素 參與日韻律 胸腺 胸線素 刺激 T 細胞發育 胰臟 胰島素 (β 細胞 ) 降血糖, 增加肝糖合成 升糖素 (α 細胞 ) 刺激肝臟分解肝糖 腎上腺 髓質 腎上腺素 增加血糖量 ; 使皮膚 黏膜 及腎臟血管收縮 正腎上腺素 增加心跳率與心肌收縮力量, 使全身血管收縮 皮質 葡萄糖皮質素 使血糖增高 ( 促進脂肪和蛋白質轉變為葡萄糖 ) 礦物質皮質素 ( 醛固酮 ) 促使腎臟吸收鈉排除鉀 激素的分泌與協調 * 血糖的恆定 提高血糖 升糖素 腎上腺素 正腎上腺素 葡萄糖皮質素 降低血糖 胰島素 * 體內血糖動態變化 血糖濃度升高 促胰臟分泌胰島素 刺激下視丘飽食中樞 將葡萄糖轉為肝糖 降低食慾 血糖濃度正常 肝糖轉為葡萄糖 增加食慾 促胰島素分泌升糖素 刺激下視丘餓食中樞 內分泌異常的疾病 激素 分泌不足 分泌過多 胰島素 糖尿病 低血糖症 生長激素 腦下垂體型侏儒症 發生在孩童時造成巨人症發生在成人時造成末端肥大症 腎上腺皮質素 愛迪生病 ( 皮膚呈褐色 ) 圓月臉水牛軀 甲狀腺素 呆小症黏液性水腫 凸眼性甲狀腺腫

9 6-4 動物的行為 動物行為一 行為 : 行為包括刺激與反應, 是生物生存所需的能力, 例如 : 覓食 遷徙 求偶 育幼及逃避敵害 行為也是一種適應, 可以幫助生物或取水與食物, 佔領維持空間, 生殖保護自己, 使基因得以延續 二 行為學 : 動物與其環境之間的行為式交互作用之學問三 分類 : 1. 先天的行為 反射 本能 ( 兩者均由遺傳與發育過程所產生, 偶而可受經驗修正 ) 2. 學習的行為 基於先前的經驗所建立四 行為的協調 : 受神經 ( 神經的典型由基因影響 ) 與內分泌系統 神經系統與動物行為行為的產生經由各種感覺器官將外界刺激以神經衝動傳遞至中樞神經, 再以動器表現行為 ( 受器 神經元 動器 ) 一 先天的行為 反射 趨性 定型行為 本能 1. 反射 : 對外在刺激起自主不隨意的反應, 且為最簡單可預期的行為 例子 螃蟹眼柄的收縮 爪的張開 攝食 禦敵 交配 ; 人類的吞嚥 咳嗽 瞳孔放大與縮小 ; 毛蟲的膨脹行為 布穀鳥的推蛋行為 2. 趨性 : 動物的向性例子 蟑螂的避光行為 飛蛾撲火 3. 定型行為 : 固定的行為方式, 由已設定的的神經系統表現, 環境中相同的刺激因子引發相同的反應 4. 本能 : 維持生存的重要適應, 在對特殊環境刺激起反應時, 一種固定不變的遺傳行為方式 A. 本能行為控制中樞 下視丘 ( 飲食 生殖 戰鬥 育幼 ) B. 破壞下視丘, 老鼠會停止攝食 二 學習的行為 1. 具有反射式與本能成分的行為, 由於經驗基礎而被修改過, 具有足夠複雜的神經系統則能有某程度的學習能力 2. 種類種類解說 1. 習慣化反覆曝露到相同的刺激, 使動物減少其反應 2. 計畫學習 1. 許多動物, 由本能所引發的計畫性學習之早期敏感期, 此能力使牠門能在獨特的環境中應用求生技能 2. 印痕 a. 剛孵化的小鳥會跟隨第一個見到會動的物體 b. 幼小的鮭魚亦有此行為, 使得在成魚時返回故鄉 3. 潛在學習 1. 較計畫學習略複雜的行為 2. 行為在特殊的時刻被學習, 但在後來的另一時刻才被表現 4. 複雜的學習方式神經系統越複雜, 行為涉及學習的比例越高 內分泌系統與動物行為一 鳥類的生殖 1. 松果腺在夜間分泌褪黑激素, 褪黑激素隨血液運送至生殖腺 ( 睪丸 卵巢 ), 而影響第二性

10 徵的表現 血液中褪黑激素, 有利於生殖腺的發育與成熟, 而改變外型 習性與行為 ( 褪黑激素產生的時間 夜晚 ) 2. 鳥類在生殖季節, 睪固酮會催發唱歌二 蛙類的求偶行為生殖腺與第二性徵發育成熟, 雌蛙才會對雄蛙的鳴叫聲有反應 三 生殖腺與行為 1. 將雄性動物去勢, 降低其交配行為 ( 雄性激素促進雄性動物產生攻擊行為 ) 2. 白冠雀在繁殖季節有攻擊行為四 下視丘與飲水行為刺激下視丘神經細胞會促使腦垂腺後葉釋放抗利尿激素 促使腎臟吸收更多的水 引起口渴 ( 刺激動物尋找水與飲食 ) 五 費洛蒙對動物行為的影響定義動物的外分泌腺分泌出的物質, 釋出體外, 為同種動物的其他個體以味覺或嗅覺接受, 使在行為 生殖及發育上的特異反應 種類導引性性費洛蒙 1. 特性 : 作用慢, 常使接受者產生一系列生理變化, 影響生長 發育 2. 代表例 : 控制白蟻內生殖蟻與兵蟻的數目直接作用於接受者的中樞 1. 性誘引素 : 雌吉普賽蛾的費洛蒙, 可引起雄蛾反應找到雌蛾神經系統, 產生立即影響 2. 追蹤素 : 工蜂覓食時分泌費洛蒙, 引誘其他工蜂前來 3. 警報素 : 蟻類受擾亂時分泌來傳送警報給附近的其他蟻類六 費洛蒙在生物防制上的應用???? 環境刺激與行為產生一 日照 vs. 鳥類生殖二 費洛蒙擴散 vs. 風速與降雨三 水蚤密度 vs. 太陽於的攝食行為

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