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生命科學第五章 動物的代謝與恆定性 消費者 例子 草食性 牛.羊(草)、無尾熊(尤加利樹葉)、白蟻(木材纖維) 肉食性
生命科學第五章 動物的代謝與恆定性 消費者 例子 草食性 牛.羊(草)、無尾熊(尤加利樹葉)、白蟻(木材纖維) 肉食性 獅.虎.豹(捕捉動物)、水蛭(吸血)、蜘蛛(吸食昆蟲體液) 雜食性 人類.豬…
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新陳代謝 過程 能量 別稱 例子 同化作用 將簡單化學物質合成較複雜化學物質 儲能 吸能 耗能 合成 還原 光合作用 合成體質 異化作用
將大分子物質分解成小分子物質 放能 產能 分解 氧化 消化作用 分解體質 呼吸作用 光合作用： CO2+H2O+光能→C6H12O6+O2+H2O 呼吸作用：葡萄糖+O2→CO2+H2O+能量(ATP) 新陳代謝(代謝)：與物質和能量變化有關的反應，包括同化和異化(氧化)反應
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細胞內的代謝作用 分解(消化)
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細胞中能量利用及使用情形 (Pi為無機磷酸)
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動物(異營)利用養分、產生能量：以人類為例
系統 組成 功能 消化系統 消化管：口→…→肛門 消化腺：唾腺.胃腺.腸腺.胰臟.肝臟 步驟：攝食→消化→吸收→排遺 循環系統 血管循環 淋巴系統 運輸 呼吸系統 肺(外)呼吸 組織(內)呼吸 產生能量 排泄系統 泌尿：腎(主要).輸尿管… 汗腺… 排出代謝廢物或過多的水和無機鹽
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第一節 消化作用與營養 5-1.1 食物的種類： 均衡食物(適當能量和營養素) 5-1.2 營養 六大營養、五大類食物
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5-1.3 能量的需求：因體型、年齡、性別、生理狀況、代謝速率而有差別(ATP儲能)
基礎代謝速率(最低需求量)：完全靜止休息狀態(成人：平均約70仟卡/小時) 需求能量(肥胖症：攝取總能量>消耗總能量) 1.利用能量情形因人而異：青少年、孕婦(哺乳)需更多蛋白質 2.男>女、年青人>老年人、勞力者>勞心者
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營養 功能 食物 醣類 1.細胞能量(4大卡/克) 2.以肝糖(動物澱粉)儲存 五穀類 1.能量來源 2.生長.修補的主要原料 脂質 1.儲存能量(9大卡/克) 2.細胞膜成分 油脂類.奶 蛋白質(胺基酸組成)占體重的30% 1.氧化供能(4大卡/克) 2.細胞成分(如酵素、抗體…) 3.必需胺基酸：黃豆.奶.魚.蛋.(完全或優良蛋白質)供人體無法合成的八大必需胺基酸) 肉.魚.豆.蛋.奶類 維生素 1.有機物且量少 2.分為水溶性和脂溶性 水果類、蔬菜類 1.調節生理機能 2.參與化學反應 無機鹽 1.碘(甲狀腺素成分) 2.鈣(構成骨質) 3.鐵(血紅素成分) 鈉.鉀：神經衝動.肌肉收縮 水 最佳溶劑.調節溫度..(2L/day)
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國人的年齡和骨質變化
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每人每日需鈣量(單位：毫克)
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(必需脂肪酸)
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消化：食物分解為小分子的過程 作用方式 例子 作用次序 物理消化 軟化.乳化.切碎.磨碎.蠕動.攪拌 鳥類(砂囊).牙齒(咀嚼.磨碎).舌(吞嚥.攪拌) 先進行(協助化學消化) 化學消化 酵素將大分子食物分解為小分子 變形蟲.草履蟲.蛇(消化時間數日至一月) 後進行
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5-1.4 消化系統 5-1.5 消化作用 消化 構造 開口 消化方式 例子 臨時性的食泡 無 胞內消化(溶體分泌酵素)
變形蟲(單細胞).海綿… 囊狀的消化腔 一個(兼口及肛門) 先胞外再胞內消化 水螅(腔腸)… 管狀的消化管 二個(前端為口、後端為肛門) 胞外消化 蚯蚓.軟體.節肢.脊椎(人…)
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消化系統
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人類的消化系統：黏膜層(分泌黏液、消化液)、平滑肌蠕動(容納、攪拌、運輸食物)
括約肌(環肌)： 功能：防止食物逆流.限制食物流通 包括1.賁門(胃的上端) 2.幽門(胃與十二指腸相接處)：胃具有食糜 3.小腸(有乳糜)和大腸相接處 4.肛門(有排遺功能) 5.總膽管(胰管與肝管的共同開口) 胃潰瘍：發生在黏液不足和胃酸太多時(可能與幽門螺旋桿菌有關)
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消化管：口→咽→食道→胃→小腸→大腸→肛門
消化腺 消化液 物理消化 PH值 口腔 唾腺三對(腮.頷下.舌下腺) 唾液(濕潤、分解) 牙齒(咀嚼).舌(混合) 中性≒ 6.8 食道 蠕動 胃 胃腺 胃液(含鹽酸和酶-受酸性活化) 蠕動(攪拌.混合食物) 強酸≒2 小腸(消化.吸收的主要部位) (小)腸腺 腸液 蠕動(推進).分節運動(攪拌) 鹼性≒ 8.5中和胃酸 胰臟 胰液-胰管 肝臟 膽汁(含膽鹽)-肝管運輸 乳化(脂肪變為脂肪小球) 不具酵素
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耳下腺 舌下腺 人體的消化系統 頷下腺 (十二指腸)
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小腸的分節運動→ 攪拌食糜與消化液 小腸的蠕動→食糜前進
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小腸的構造
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5-1.6 養分的吸收：主要在小腸 部位 方式 物質運輸 胃 擴散 吸收酒精、藥物 小腸 擴散.主動運輸 有環狀皺襞、絨毛和微絨毛(增加吸收面積) 1.水溶性養分：水、鹽類、胺基酸、單糖、VitB.C…(絨毛→微血管→血液系統運送…) 2.脂溶性養分：大部分脂肪酸與甘油、VitA.D.E.K…(絨毛→乳糜管(微淋管)→淋巴系統運送…) 大腸 擴散.主動 分為盲腸、結腸和直腸 水分.部分無機鹽和維生素B、E(由結腸吸收)
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闌尾：盲腸上指狀突起(盲腸炎：闌尾發炎)，可能和免疫有關 結腸 呈倒U形 有吸收功能 直腸 排遺：糞便→直腸→肛門
大腸 功能 盲腸 人類退化，草食性動物發達(有共生菌) 闌尾：盲腸上指狀突起(盲腸炎：闌尾發炎)，可能和免疫有關 結腸 呈倒U形 有吸收功能 直腸 排遺：糞便→直腸→肛門 1糞便：食物殘渣、脫落腸道細胞、共生細菌(提供維生素B、E) 2顏色(膽汁變來)、臭味(共生菌產甲烷) 在脾臟破壞 在肝臟代謝 受小腸細菌作用 糞色：紅血球 血紅素 膽色素 黃棕色
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不同食性動物的盲腸比例 (肉食) (草食) (草食)
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5-1.7 肝臟的功能：最大的腺體(橫膈右下方、呈紫紅色、血液占每分鐘心臟輸出量的1/4)
產生膽汁： 1.膽鹽(不含消化酶)協助脂肪消化、吸收 2.肝(膽汁)→肝管→膽囊儲存→膽管→總膽管 調節血糖量：血糖(血液中的葡萄糖) 1.過高：變成肝糖儲存於肝或肌肉 2.下降：肝糖分解為葡萄糖(血糖) 解毒作用：酒精、藥物、食物毒素、腸內細菌腐敗毒素→肝(微粒體有酵素)→糞、尿排出 形成尿素：胺基酸、核苷酸→含氮廢物(氨→肝內鳥胺酸循環→尿素→腎內形成尿液排出) 與血液有關的作用：1.造血(於胚胎期) 2.產生凝血物質(纖維蛋白原、凝血酶原) 3.破壞老化紅血球(膽色素：血紅素的代謝物，隨糞便排出)、製造血漿蛋白 其他：1.儲存維生素A、D、B12、礦物質(鐵質…) 2.參與蛋白質、脂肪、膽固醇代謝等
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肝臟的功能
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第二節 循環作用與養分的運輸 單細胞動物(如草履蟲、變形蟲…)：擴散作用、原生質流動 多細胞動物：循環系統 5-2.1 循環系統的種類
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開放式 閉鎖式 微血管 無 有 血液 與體液相混合 與體液無相混合(在血管中) 血紅素 無(效率差) 有(效率好) 物質 交換 在體液中 在微血管中 例子 昆蟲(蝗蟲…) 蚯蚓、脊椎動物(人類…) 過程 背血管(動脈)←心臟 ↓ ↑ …→體腔→ …心孔 血管系統：心臟、血管、血液 淋巴系統：淋巴管、淋巴結、淋巴、脾臟
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多細胞的循環方式
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5-2.2 人體循環系統 5-2.3 血液和養分的運輸 血液循環：心臟、血管、血液 圍心膜：保護心臟 心搏(心跳)：循環動力(心房先收縮) 瓣膜：房室瓣、半月瓣、靜脈瓣(較大的靜脈)、淋巴活瓣(防止血液倒流)
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心臟 左心 右心 血液流向 肺靜脈→左心房→左心室→主動脈 上.下大靜脈→右心房→右心室→肺動脈 心肌 左心室最厚(體循環) 右心室次之(肺循環) 血液 含氧血(鮮紅色) 缺氧血(暗紅色) 第一心音 心室收縮時，房室瓣(心房和心室間)關閉(聲音如Lub) 第二心音 心室舒張時，半月瓣(心室和動脈間)關閉(聲音如Dub) 心搏 1.每分鐘60～80次(一次：心房舒張血液流回、心室收縮血液擠出) 2.節律點(右心房特化心肌)：受體溫、神經、內分泌調節引發心搏 3.運動時加快：供應更多氧氣到肌肉 心臟疾病 1.心音異常：聽診器 2.心電圖(EKG)：心搏時產生電位變化 3.心臟手術：心臟移植、人工瓣膜、人工心臟…
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人類的心臟 (三尖瓣) (二尖瓣)
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心電圖(EKG) P波(心房收縮)、QRS波(心室收縮)、T波(心室舒張)
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人體循環系統 靜脈血壓最小(甚至為負壓)
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動脈 靜脈 微血管(網) 管腔 較小 大 最小(單排血球過) 管壁 組成 三層(厚) 內皮.彈性纖維、平滑肌、結締組織 較薄 內皮.平滑肌.結締組織 僅有一層細胞 內皮細胞 管壁總橫面積最大 血流方向 離心 多含氧血 向心 多缺氧血 動脈→微血管→靜脈 流速 快 有脈搏 次快 沒有脈搏 最慢(才能和組織細胞充分交換物質) 血壓 最小 其次 瓣膜 無 有 疾病 動脈硬化(如高血壓) 靜脈曲張(瘤)：如痔瘡
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動脈 靜脈 微血管(網) 動力 1.心臟收縮 2.動脈管的彈性和收縮 3.血液總量的增減 1.大靜脈瓣膜 2.骨骼肌收縮 3.吸氣時，胸腔擴大產生負壓引起吸引力 4.身體的位置(姿勢) 2.生理活動需要(小動脈的收縮、舒張調節) 微血管前括約肌：體溫高時→舒張→散熱 血壓：血液對血管壁產生的壓力 1.成人：正常的收縮壓120mmHg(110～140)、舒張壓80mmHg(70～90) 2.影響因素：心輸出量(失血：血壓下降)、血管阻力(高血壓：動脈硬化160/90mmHg)
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微血管網模式圖 微血管網管壁很薄且細胞細胞間隙大︵適於交換物質︶利用微血管前括約肌調節血流量 括約肌舒張 括約肌收縮
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血液(血漿55％、PH7.4；血球45％)：總量佔體重的1/13(失血1/3以上會死亡)
水 血漿蛋白 成分 溶有養分、廢物、氣體 占90％ 部分激素(生長激素…)、血纖維蛋白原(凝血)、抗體(白血球中的B淋巴球產生) 占7～8％，幾乎全由肝臟製造 功能 1.供細胞利用(胺基酸.脂肪酸.葡萄糖.多種無機鹽離子) 2代謝廢物(尿素.尿酸等含氮廢物) 3.有O2和CO2 1.物質運輸(物質先和各種礦物質.激素結合再運輸) 2.抵抗病菌(球蛋白占42％) 3緩衝劑(兩性物質) 4凝血(血纖維蛋白原.凝血酶原) 5維持血液濃度(滲透壓)和黏度：白蛋白55％
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血球 紅血球(RBC) 白血球(WBC) 血小板(BP) 形狀 雙凹圓盤狀 圓球形 不規則 細胞核 無(僅哺乳類有) 有(不規則) 無 血紅素 有 運動 變形蟲運動(穿出微血管) 功能 運輸O2.運輸少許CO2 吞噬微生物.產生抗體 血液凝固 大小 次之(直徑7~8μ) 最大(直徑20μ) 最小(約2~4μ) 數目 400萬~500萬/mm3 5000~10000/mm3(清晨最少,下午漸多) 30萬/mm3 來源 紅骨髓 胸腺.紅骨髓.淋巴結.脾臟 壽命 120~127天 4~14天 4天 破壞處 肝和脾 粗糙血管壁 疾病 貧血 白血病(血癌) 血友病
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凝血過程：抗凝血劑(檸檬酸鈉.草酸鈉.肝素：利用Na＋取代Ca2 ＋)
輸血：1.種類：全血.血漿或血漿代用品(灼燙傷) .血小板或凝血因子 2.功能：檢驗血型、治療疾病
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體循環的一支 功能 路徑 肺循環 (小循環) 與外界氣體交換 右心室→肺動脈→肺(微血管) →肺靜脈→左心房 體循環 (大循環)
供O2.養分.排CO2.廢物 左心室→大(主)動脈→小動脈→身體各部微血管→小靜脈→(上.下)大靜脈→右心房 門脈循環 (肝門循環) 體循環的一支 養分送至肝 左心室→主動脈→胃.腸.脾胰小動脈→微血管(吸收水溶性養分.氣體交換) →肝門靜脈→肝(微血管：將水溶性養分儲存或轉化)→肝靜脈→下大靜脈→右心房 肝門靜脈兩端相連都是微血管 冠狀循環 供心肌養分、氧氣 左心室→主動脈→(左.右)冠狀動脈→小動脈→心肌微血管→ →(左.右)冠狀靜脈→大靜脈→右心房
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體循環(大循環)
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肺循環(小循環)
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人體血液循環途徑
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淋巴循環：微淋管(單層內皮細胞.末端封閉).淋巴管.淋巴結.淋巴.脾臟 分佈：右邊範圍小(右側頭、頸、右上半身)；左邊範圍大(其他部位)
動力：肌肉收縮.呼吸運動的壓力變化.淋巴管瓣膜 功能：防禦、運輸、協助維持恆定性 淋巴結：製造淋巴球.過濾異物(病菌.毒物…).延緩異物傳播(流速減慢,以利吞噬) 途徑： 左淋巴總管(胸管) 左鎖骨下靜脈 上大靜脈 右心房 微淋管 淋巴管 右鎖骨下靜脈 右淋巴總管
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血液 組織液 淋巴液 分佈 微血管 組織間隙 微淋巴管 成分 血漿.血球 部分血漿(蛋白質較少).巨噬細胞 部分血漿(蛋白質較少).淋巴球
乳糜管吸收脂溶性養分 顏色 紅色 無色 血漿：淡黃色黏稠的溶液(血液中加入抗凝血劑後取其上清液即是；下沈液是血球) 血清：血餅之外淡黃色的液體(血餅：血纖維蛋白纏住白血球和紅血球)☆蛋白質含量較少
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