3-5 感應與協調 ( 一 ) 神經元 A 神經元構造 : (1) 神經元為一個神經細胞, 是神經系統構造 和功能的基本單位 (2) 構造 : 甲 由細胞本體和細胞突起兩部分組成 乙 細胞本體 : (a) 含細胞核及大部分的細胞質, 細胞 質中含有核糖體 內質網 及粒線體等重要構造, 可進行新陳代謝, 以維持神經元的生長 (b) 負責維持神經元的生長和代謝 丙 細胞突起 : (a) 由細胞本體向外延伸的構造, 又稱為神經纖維, 包含樹突和軸突兩部分 (b) 樹突負責接收刺激, 並將刺激傳向細胞本體 (c) 軸突負責將神經衝動由細胞本體向外傳至下一個神經元 (3) 有些神經元的神經纖維外面具髓鞘圍繞 甲 髓鞘由許旺細胞 ( 屬於神經膠細胞的一種 ) 構成, 因含豐富的脂質, 具有絕緣 保護及加速傳導神經訊息的功能 乙 相鄰許旺細胞之間並不相連, 中斷處稱為郎氏結, 可加速神經訊息的傳導 (4) 神經元的分類 : 甲 感覺神經元 : (a) 又稱傳入神經元 (b) 將外來刺激 ( 受器接受訊號 ), 如光線 溫度 壓力或化學物質傳入中樞神經系統 (c) 型態 : 樹突長, 軸突短 (d) 樹突連接受器, 軸突連接聯絡神經元 乙 聯絡神經元 : (a) 數量最多的神經元, 負責連繫感覺神經元與運動神經元 (b) 中樞神經系統主要由聯絡神經元構成, 能整合與處理輸入的訊息 (c) 型態 : 樹突短, 軸突短 (d) 樹突連接感覺神經元, 軸突連接運動神經元 丙 運動神經元 : (a) 又稱傳出神經元 (b) 將來自中樞神經系統的神經衝動傳導到肌肉或腺體等動器, 引發身體的活動 (c) 型態 : 樹突短, 軸突長 (d) 樹突連接聯絡神經元, 軸突連接動器 253
(5) 訊息的傳遞 : 甲 基本途徑 : 刺激 受器 感覺神經元 中樞 ( 聯絡神經元 ) 運動神經元 動器 反應 乙 突觸 : 甲 一個神經元的軸突與另一神經元的樹突間之小空隙, 稱為突觸 乙 當神經衝動延著軸突傳至突觸時, 突觸前神經元末 梢會釋放神經傳導物質, 將神經衝動傳給突觸後神經元 造成神經單向傳遞 丙 神經傳導物質 : 常見的有乙醯膽鹼 正腎上腺素等 (a) 突觸前部釋放的神經傳遞物質可影響動器的反應, 如正腎上腺素會引起心跳變快, 乙醯膽鹼會使心跳變慢 (b) 神經傳遞物質如果分泌量不足, 或突觸後神經元受體的功能異常, 神經訊息的傳遞就會受阻, 嚴重者甚至造成疾病, 如巴金森氏症 老人癡呆症等 丙 傳遞原理 : 藉由細胞內外離子的移動使膜電位發生改變, 引起神經衝動以傳遞訊息 ( 二 ) 中樞神經系統 A 中樞神經的特性: (1) 質地柔軟 脆弱, 外圍有膜和骨骼保護 (2) 包含腦和脊髓, 腦又分為大腦 間腦 ( 視丘 + 下視丘 ) 小腦和腦幹( 中腦 + 橋腦 + 延腦 ) (3) 能將受器傳來的刺激訊息進行整合, 並傳遞命令到動器執行 B 大腦: (1) 位於腦的最上端, 重量約占人腦的 80%, 是腦部最膨大的部分 (2) 意識中樞, 也是思考 記憶和學習的重要部位 (3) 中央縱裂成溝, 將大腦分為左 右兩半球, 兩個半球之間以胼胝體相連 胼胝體是由神經纖維所構成 (4) 灰質 ( 皮層 ): 甲 大腦外層是神經元之細胞本體集中的區域, 具有許多皺褶和溝狀構造, 顏色較深, 又稱為灰質或皮質 乙 為中樞神經系統的整合中心, 可蒐集 處理 貯存傳入的訊息, 做出適當的反應, 並產生思想及情緒 丙 皮質各區具有其特殊的功能, 如感覺區 運動區 (5) 白質 ( 髓質 ): 大腦內層主要是神經纖維通過的部位, 顏色較淺, 稱為白質或髓質 (6) 每一大腦半球各自接受其對側的感覺信號, 如左手的觸覺信號會傳入右大腦半球, 所以一側腦中風的人, 常會發生對側身體感覺的喪失或癱瘓 254
C 間腦: 位於大腦下方, 包括視丘和下視丘 (1) 視丘 : 甲 來自感覺神經元的訊息經此處傳入大腦皮質 乙 大部份神經訊息傳遞至此, 必須更換神經元, 才能傳入大腦皮質的感覺區, 但嗅覺除外 (2) 下視丘 : 甲 食慾 口渴 體溫 性慾及情緒行為等調節中樞 乙 可分泌多種內分泌激素, 所分泌的激素可調控腦垂腺的分泌 D 小腦: (1) 位於大腦的後下方, 腦幹的背側, 也分為兩個半球 (2) 協調身體各部位骨骼肌的活動, 進而維持身體的平衡, 有平衡中樞之稱 E 腦幹: (1) 位於間腦的下方, 小腦的腹側, 包括中腦 橋腦和延腦 (2) 中腦 : 位於間腦與橋腦之間, 是視覺 聽覺反射中樞 (3) 橋腦 : 位於延腦上方, 將神經衝動自大腦傳至小腦半球 (4) 延腦 : 甲 呼吸 心搏等反射中樞, 與生命機能的維持密切相關, 稱生命中樞 乙 也具有咳嗽 吞嚥 分泌唾液 打噴嚏與嘔吐的反射中樞 丙 植物人 是指大腦的主要功能喪失, 但是腦幹的功能仍完整 腦死 是指腦幹壞死, 功能完全喪失, 導致呼吸及心跳完全停止的狀態 F 脊髓: (1) 位於脊柱中, 上接延腦, 向下延伸至腰椎, 是身體重要的反射中樞 (2) 脊柱是由許多脊椎骨上下串連而成的構造, 其有保護脊髓的功能 (3) 內部為灰質, 呈蝶型, 含有許多神經元的細胞本體 (4) 外部為白質, 含有許多連結到腦或身體各部的神經纖維 (5) 神經衝動從背側傳入, 從腹側傳出 ( 三 ) 周圍神經 A 特性: (1) 從腦和脊髓發出, 用以支配肌肉 腺體及感覺器官的神經 (2) 包含感覺神經及運動神經 項目 位置 功能 感覺神經 受器和中樞之間 將受器接受的訊息傳入到中樞 運動神經 中樞和動器之間 將中樞整合的訊息傳出到動器 255
B 種類: 依據發出的位置可分為 : (1) 腦神經 : 甲 從腦發出, 共有 12 對 乙 將眼 耳 口 鼻及頭部衝動的神經衝動傳至腦部 丙 將腦部發出的神經衝動傳至動器 (2) 脊神經 : 甲 自脊髓發出, 共有 31 對 乙 感覺神經將神經衝動從脊髓背側傳入, 從脊髓腹側離開, 兩者在脊髓附近形成一條脊神經 丙 感覺神經元的細胞體位於脊髓腹側的神經 ; 運動神經元的細胞體則位於腹側的神經 丁 可作為反射作用食的神經傳導路徑 項目數目發出分布功能腦神經 12 對腦部頭部 上半身內臟負責頭部和內臟的訊息傳遞脊神經 31 對脊髓軀幹 四肢 下半身內臟負責四肢 軀幹及內臟的訊息傳遞 ( 四 ) 反射 A 定義: (1) 受器接受刺激後所產生的神經衝動, 由大腦以外的神經組織 ( 脊髓 中腦等 ) 傳到動器而產生的無意識反應 如 : 眨眼 幢孔縮小或放大 膝跳反射等 (2) 神經系統對刺激所產生的立即反應, 可以爭取時效, 減低傷害, 具有保護作用 B 特性: (1) 不經大腦思考, 有固定形式, 具有節省大腦腦力 爭取時間 減少傷害等功能 (2) 反射為動物的簡單行為, 為個體生存及適應環境的方式 (3) 無脊椎動物依然有反射行為, 例如 : 蝦蟹將眼柄縮回 C 依發生反射部位, 可區分為 : (1) 肢體反射 : 以脊髓作為反射中樞, 例如 : 膝跳反射 (2) 內臟反射 : 以延腦作為反射中樞, 例如 : 吞嚥反射 (3) 瞳孔反射 : 以中腦作為反射中樞, 使瞳孔縮小, 以保護眼睛 D 反射弧: 反射的神經傳導途徑 (1) 最簡單的反射弧 : 甲 僅涉及受器 感覺神經元 運動神經元和動器, 不經聯絡神經元 乙 膝跳射弧 : 受器 感覺神經元 運動神經元 動器 ( 大腿肌肉收縮, 小腿彈起 ) (2) 一般的反射弧 : 傳導途徑中包含聯絡神經元, 如手遇熱縮回的反射 256
( 五 ) 骨骼 A 骨骼: (1) 由硬骨和軟骨構成, 可分為中軸骨骼與附肢骨骼 甲 中軸骨骼 : (a) 分布在身體中軸區域, 可保護內臟器官 (b) 如頭骨 脊椎骨 胸骨 肋骨 乙 附肢骨骼 : (a) 分布在四肢, 可協助肌肉, 完成個體運動 (b) 如上肢骨 下肢骨 肩帶及腰帶 (2) 骨骼的功能 : 甲 支撐身體, 純持姿勢 乙 作為肌肉附著的支架 丙 圍成空腔保護內部柔軟的器官 丁 有些骨骼內部的骨髓, 如髖骨, 有製造血球的功能 B 關節: 兩塊硬骨相接之處 (1) 不動關節 : 甲 硬骨連接穩固, 無法移動, 如頭顱骨骼的關節 乙 構成頭顱的骨彼此以鋸齒狀的邊緣緊密崁合, 稱為縫合線 (2) 可動關節 : 甲 受肌肉牽引, 分別作不同程度的活動 肱骨與肩胛骨間的肩關節 ( 可多方向活動 ) 肘關節和膝關節( 僅作單向活動 ) 乙 韌帶 : 位於動關節外圍, 連結兩硬骨以固定硬骨位置 丙 軟骨 : 位於硬骨兩端, 防止硬骨互相摩擦 丁 滑液膜 : 位於兩軟骨間的空腔周圍, 可分泌滑液減少軟骨間的摩擦 ( 六 ) 肌肉 A 肌肉: (1) 構成肌肉的細胞成細長纖維狀, 又稱為肌纖維, 可分為三種 : 甲 平滑肌 : 負責內臟的蠕動 乙 骨骼肌 : 可牽動骨骼, 產生運動 丙 心肌 : 使心臟搏動 (2) 每一關節通常由一對肌肉控制其活動 如 : 控制肘關節的二頭肌 ( 屈肌 ) 和三頭肌 ( 伸肌 ) 成對的屈肌和伸肌, 在關節活動時是相反的, 稱為拮抗作用 ; 進行拮抗作用的肌肉, 稱為拮抗肌 257
種類 骨骼肌 心肌 平滑肌 位置 以肌腱附著於骨骼上 構成心臟 構成內臟及血管壁 橫紋 有 有 無 細胞核 多核, 位於細胞邊緣 單核, 位於細胞中央單核, 位於細胞中央 意識支配 隨意肌 不隨意肌 不隨意肌 收縮力 強 中 弱 特色 強而有力且迅速的運動 自律性的搏動 輕微緩慢的運動 圖示 (3) 骨骼肌的拮抗作用 : 甲 拮抗肌 : 運動時互相收縮與舒張的成對肌肉 (a) 屈肌 : 收縮時能使關節彎曲 (b) 伸肌 : 收縮時能使關節伸直 乙 人體進行隨意運動時, 互相拮抗的肌肉必須收縮一舒張互相配合 丙 運動神經末梢會釋放出乙醯膽鹼, 使肌肉產生收縮 ( 七 ) 內分泌系統 A 腺體的種類: (1) 外分泌腺 ( 有管腺 ): 腺體分泌的物質經特殊的導管運送, 分泌物多為酵素或廢物, 如汗腺 消化腺等 (2) 內分泌腺 ( 無管腺 ): 甲 腺體內分泌 : 腺體分泌的物質 ( 激素 ), 無特殊的導管運送, 而是以血液來運送 乙 內分泌系統由內分泌腺組成, 可分泌激素 ( 荷爾蒙 ) (3) 激素的特性 : 甲 無專門管腺輸送, 而是經由血漿運送, 又稱為無管腺 乙 可聯繫全身的細胞, 但只有標的細胞具有專一性受器, 能和特定的激素產生作用 丙 血液中只要有微量的激素存在, 即能產生明顯的生理變化 丁 有些激素在平時含量很低, 只有在需要時才會增加分泌量, 產生作用 戊 激素所需量少, 但作用顯著, 因此激素對細胞的敏感性高, 過多或過少對個體都有不利的影響 258
己 激素的化學成分差異很大, 有些是蛋白質, 例如 : 胰島素 生長素等 有些是脂質性的類固醇, 例如 : 葡萄糖皮質素 動情素 睪固酮等 構造輸送管道別稱分泌物實例內分泌腺隨血液循環輸送無管腺激素 ( 荷爾蒙 ) 甲狀腺 腦垂腺 胰島外分泌腺藉特定管道輸送有管腺多種汗腺 皮脂腺 消化腺 (4) 激素的分泌量 : 甲 激素的濃度可能受到其他內分泌腺的影響 乙 也可能由迴饋控制的方法, 使激素達到合適的濃度 丙 激素的分泌量必須適中, 過多或過少都有可能會影響生理作用甚至引發疾病 B 人體主要的內分泌腺: (1) 腦垂腺 : 甲 位置 : 位於下視丘下方, 分為前葉和後葉 乙 功能 : (a) 前葉分泌的激素 : I. 促甲狀腺素 促腎上腺皮質素及促性腺素等 : 可影響其他內分泌腺機能 II. 生長激素 : 1. 可促進醣類 脂質的分解及蛋白質的合成, 促進生長 2. 幼年時若分泌過多, 會漸漸發育成巨人症 3. 幼年時若分泌過少, 則將導致為侏儒症 4. 若在成人時分泌過多, 因身高不能再增加, 僅在身體末端加大, 如指尖 鼻端及耳垂等處肥大, 稱為末端肥大症 III. 催乳激素 : 可促進乳腺的發育和乳汁的分泌 (b) 後葉 : 本身並不製造激素, 但可貯存和釋放來自下視丘的激素 (2) 甲狀腺甲 位置 : 位於喉下方氣管甲狀軟骨兩側, 分為左右兩葉, 兩葉間有峽部相連 乙 功能 : 可分泌甲狀腺素和降鈣素 丙 甲狀腺素 : (a) 能調節全身細胞的代謝速率 (b) 如兒童時期分泌不足, 可能導致發育遲緩或智能不足, 稱為呆小症 (c) 當甲狀腺機能亢進時, 甲狀腺素的分泌量過多, 使體內儲藏的醣類及脂肪因代謝加速 體重減輕且有易緊張 煩躁 神經質, 且極易疲勞但又不能入眠及雙手顫抖等症狀, 若伴有眼球突出的症狀, 則稱為突眼性甲狀腺腫 259
(d) 當甲狀腺機能低落時, 則新陳代謝低落, 體溫下降, 常伴隨有脂肪堆積及皮下積水的症狀, 稱為黏液性水腫 丁 降鈣素 : 促使血液中鈣離子進入骨骼中堆積, 使血鈣下降, 具調節血鈣的功能 (3) 副甲狀腺 : 甲 位置 : 包埋在甲狀腺內的背面, 共有四顆 乙 功能 : 可分泌副甲狀腺素 丙 促使骨骼中的鈣離子釋放入血液中 並使小腸細胞增加對鈣離子的吸收 降低腎臟對鈣離子的排泄, 使血鈣上升, 與甲狀腺分泌的降鈣素一起調節血液中的鈣離子濃度 丁 血液中的鈣離子濃度直接影響副甲狀腺素的分泌 : (a) 當血鈣濃度高時, 會抑制副甲狀腺的分泌 (b) 當血鈣濃度低時, 副甲狀腺的分泌便增加 (c) 血液中鈣離子的濃度對副甲狀腺的分泌, 具有迴饋控制的作用 (4) 胰島 : 甲 位置 : 位於胰臟內 乙 功能 : 可分泌胰島素和升糖素等 丙 胰島素 : (a) 可促進身體細胞吸收血液中的葡萄糖, 也可使肌肉和肝臟的細胞把吸收的葡萄糖轉變為肝醣儲存起來, 因此具降低血糖的功能 (b) 當胰島素分泌不足時, 會使血糖上升, 而使尿液中出現葡萄糖, 稱為糖尿病 (c) 若胰島素分泌過多, 則血液中的葡萄糖被細胞吸收利用的也較多, 因而血糖降低, 當其低至某一程度時, 便會引起心悸 飢餓 神經緊張及痙攣等症狀 丁 升糖素 : (a) 可刺激肝臟細胞, 將肝醣轉變為葡萄糖, 釋放到血液中, 使血糖上升 (b) 升糖素與胰島素的功能互為拮抗 戊 血糖恆定的調節 : (a) 進食後血糖增加, 刺激胰島釋出胰島素 (b) 體細胞及肝臟將血糖利用或儲存 (c) 血糖若太低, 促使升糖素分泌, 血糖因而回復至正常濃度 260
(5) 腎上腺 : 甲 位置 : 位於腎臟上方, 可分為兩層 外層是皮質, 內部是髓質 乙 功能 : (a) 腎上腺皮質 : 可分泌葡萄糖皮質素和礦物性皮質素 I. 葡萄糖皮質素 : 可促進細胞內的蛋白質分解為胺基酸, 再使胺基酸轉變為葡萄糖, 以增加血糖濃度, 故能因應長期壓力 II. 礦物性皮質素 : 可調節體內鈉 鉀等離子及水分的平衡 (b) 腎上腺髓質 : 可分泌腎上腺素和正腎上腺素 I. 腎上腺素 : 可促使肝臟和肌肉細胞中的肝醣快速被分解為葡萄糖, 也使心搏 呼吸加快及腸胃運動變慢, 以應付緊急情況 ( 短期壓力 ) II. 正腎上腺素 : 可促使小動脈管壁內的肌肉收縮, 因而會增加血壓 III. 與血糖恆定有關的激素 : (6) 性腺 : 甲 構造 : 包括睪丸和卵巢 除分泌激素外, 也分別是男性和女性的生殖器官 乙 睪丸 : (a) 產生精子 (b) 分泌雄性激素 ( 睪固酮 ), 促進第二性徵表現及生殖器官的發育與維持 (c) 分泌少量的雌性激素 丙 卵巢 : (a) 產生卵 (b) 分泌多量的雌性激素一動情素及黃體素 I. 動情素 : 促進子宮內膜的增厚和第二性徵的表現 II. 黃體素 : 1. 又稱為助孕素, 由黃體細胞分泌 2. 使子宮內膜在卵受精後持續增厚, 以利受精卵著床, 並刺激乳腺發育, 同時抑制子宮收縮, 以完成受孕與胚胎發育的準備工作 (c) 分泌少量的雄性激素 261
下列何種物質由人體某一組織產生後, 分泌至血液中, 經循環系統運送至其他組織或器官, 以發揮調節的目的? (A)ATP (B) 抗體 (C) 激素 (D) 酵素 (E) 消化液 答案 :C 下列何者為神經系統與內分泌系統的共同特徵? (A) 接收刺激並做出適當的反應 (B) 協調體內細胞之間的作用 (C) 反應時間快且持續很久 (D) 皆可以透過血液運輸訊息 (E) 皆受到下視丘的影響 答案 :ABE 人體胰臟可分泌調控血糖的胰島素, 也會分泌含有多種消化 如胰蛋白 的胰液 下列相關敘述 哪些正確? (A) 飲食後胰島素分泌量會增加以降低血糖濃度 (B) 胰蛋白酶可將食物中的蛋白質分解成胺基 酸再行吸收 (C) 胰島素和胰蛋白 由胰臟細胞分泌後皆經血液運送到目標細胞作用 (D) 胰島 素和胰蛋白 皆能降低代謝作用活化能以增加反應速率 (E) 人體胰臟兼具內 外分泌腺的功能 答案 :AE 1 (105 學測 ) 2 3 5 胰島素具有下列哪些作用? (A) 促使血液中的葡萄糖快速進入細胞 (B) 促進細胞氧化葡萄糖 (C) 促進肝臟中貯存的肝糖分解成葡萄糖 (D) 促進肝臟和肌肉細胞將葡萄糖轉變成肝糖貯存 (E) 促進蛋白質轉變成葡萄糖 答案 :ABD 6 下列有關人體神經系統的敘述, 哪些正確? (A) 神經元細胞體含有細胞核, 負責神經元的生長和代謝 (B) 神經衝動由前一個神經元的樹突末端傳至後一神經元的軸突 (C) 大腦與小腦皆分為左 右兩個半球 (D) 脊髓是訊息傳遞的重要通道與肢體的反射中樞 (E) 腦幹位於大腦上方, 為人體心跳及呼吸的反射中樞 答案 :ACD 7 下列有關脊髓的敘述, 何者錯誤? (A) 上接腦幹 (B) 主要控制人體軀幹 四肢和內臟的反射作用 (C) 構造內部為灰質, 外部為白質 (D) 位於脊椎骨內可製造血球 (E) 與脊神經共同組成周圍神經系統 答案 :BDE 262
8 人體血液中的哪些激素濃度升高, 可以提升體內的血糖濃度? (A) 升糖素 (B) 甲狀腺素 (C) 胰島素 (D) 腎上腺素 (E) 腎上腺皮質素 答案 :ADE 9 下列哪些屬於不經大腦的反射行為? (A) 看到蚊子就打下去 (B) 走路時, 兩手自然擺動 (C) 緊張得不斷搓手 (D) 喉嚨癢忍不住咳嗽 (E) 強光照眼睛時, 瞳孔收縮 答案 :BDE 10 下列有關於 反射, 哪些正確? (A) 反射不需經大腦意識判斷 (B) 聽覺與視覺的反射中樞為脊髓 (C) 反射可以使身體在最短時間內脫離危險, 具有保護作用 (D) 可以減輕大腦工作的負擔 (E) 大腦意識無法得知有沒有進行過反射動作 答案 :ACD 11 延腦具有下列哪些功能? (A) 吞嚥的反射中樞 (B) 咳嗽的反射中樞 (C) 血壓的反射中樞 (D) 聽覺的反射中樞 (E) 呼吸的調節中樞 答案 :AB 12 下列有關內分泌腺和其所分泌激素的配合, 哪些正確? (A) 卵巢 動情素 (B) 卵巢 黃體素 (C) 甲狀腺 升糖素 (D) 腎上腺皮質 腎上腺素 (E) 性腺 睪固酮 答案 :ABE 13 下列有關神經突觸的敘述, 其中正確的是 : (A) 突觸是兩神經元相會合處 (B) 突觸只允許衝動由軸突末端傳到另一神經元的樹突 細胞體或軸突 (C) 神經衝動在突觸的傳導速率較在神經纖維上的傳導速率快 (D) 神經衝動經過突觸是藉分泌化學物質而完成的 (E) 承 (D) 此化學物質隨時皆存在突觸間, 以利衝動的傳導 答案 :ABD 263