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​莫斯利自然科學

受精與胚胎的發育過程全攻略 | 莫斯利自然科學

4天前
讀畢需時 5 分鐘

當一個微小的精子與成熟的卵子在輸卵管中相遇,生命的奇蹟就此展開。從最初的精卵結合、細胞分裂(卵裂)、子宮著床,到胚外膜與胎盤的形成,人類的胚胎發育是一場極其精密且充滿奧妙的生物學旅程。


選修生物III 胚胎發育

一、 受精作用(精卵結合)的精密過程

當男性射精後,精子藉由鞭毛擺動,從子宮頸 ➔ 子宮 ➔ 輸卵管一路前行。同一時間,卵巢排出的次級卵母細胞會停留在輸卵管上端三分之一處等待。當兩者相遇時,會依序發生以下關鍵步驟:   


  1. 精子穿透: 精子穿透次級卵母細胞的細胞膜。   


  2. 精核進入: 精子的細胞核正式進入次級卵母細胞內。   


  3. 觸發完成減數分裂: 精子的進入會刺激次級卵母細胞完成減數分裂第二階段。   


  4. 形成卵與極體: 產生成熟的卵細胞與第二極體。   


  5. 核融合: 卵細胞內的卵核與精核相互融合,正式形成雙倍體的受精卵(Zygote,₂ₙ)。   


二、 胚胎在女性體內孕育成長的時序表

受精卵一邊朝子宮方向移動,一邊進行卵裂與發育,其重要時序與生理里程碑如下表:


受精後時間

生理發育事件與說明

第 24~27 小時

卵裂: 開始持續進行有絲分裂,細胞數目增加,但單一細胞體積變小,整體胚胎總體積維持不變。   


3 天後

形成桑椹胚:受精卵持續分裂、分化形成囊胚,到達子宮,囊胚表面的細胞發育成滋養層。   


第 7 天

著床開始: 滋養層分泌酵素分解子宮內膜,使囊胚嵌人子宮內膜中。   


第 11 天

著床完成。   


第 2 週

絨毛膜可分泌人類絨毛膜促性腺激素(HCG);羊膜、卵黃囊產生。   


第 3 週

尿囊產生。   


第 4 週

胚胎開始有心搏,推動血液循環,協助養分與代謝廢物的運輸。   


第 8 週

胚胎具有人形,正式稱為胎兒。   


第 28 週

開始轉動身體,使頭部朝向子宮頸。   


第 28~45 週

子宮收縮,將胎兒產出 ➔ 分娩(平均約 38 或 40 週)。   


三、 胚外膜、胎盤與臍帶的分工解構

在胚胎發育過程中,會形成四個重要的胚外膜來提供保護與代謝支援:


  1. 絨毛膜(Chorion): 與胚胎發育無直接關聯,但會與子宮內膜相接,具有絨毛,與子宮壁共同形成胎盤;同時能分泌人類絨毛膜促性腺激素(HCG)。   


  2. 羊膜(Amnion): 形成羊膜囊並充滿羊水,負責保護胎兒免受撞擊與震盪。   


  3. 卵黃囊(Yolk sac): 在人類為臍帶的一部分(功能已退化),但在胚胎早期具有造血功能。   


  4. 尿囊(Allantois): 在人類為臍帶的一部分,擔任何胚胎早期的造血功能,並發育形成2 條臍動脈與 1 條臍靜脈。   


胎盤與臍帶的物質交換機制:

  • 胎盤: 是母體與胎兒間物質交換的場所,兩者血液不直接相通。母體血液流入胎盤的血腔,絨毛膜內的胎兒血管從血腔中擴散獲得氧氣與養分,並排出二氧化碳與廢物。   


  • 臍帶: 由羊膜包裹著卵黃囊與尿囊形成,內部含有:


    • 2 條臍動脈: 內含缺氧血與代謝廢物,將胎兒的二氧化碳與廢物送往胎盤。   


    • 1 條臍靜脈: 內含充氧血與養分,將從胎盤獲得的氧氣與養分送給胎兒。   


四、 講義精選例題解析

【題型一:受精卵卵裂過程的體積變化】

【題目】 人體的胚胎發育過程中,受精卵會一邊發生卵裂,一邊向子宮方向移動。試問受精卵在發生卵裂過程時,細胞的分裂以及細胞的總體積變化情形為何? (A) 細胞核分裂,細胞質分裂,細胞總體積明顯變大   


(B) 細胞核分裂,細胞質分裂,細胞總體積大致不變   


(C) 細胞核分裂,細胞質不分裂,細胞總體積明顯變大   


(D) 細胞核分裂,細胞質分裂,細胞總體積大致不變   


【解析】


  • 受精卵在輸卵管進行早期卵裂時,細胞會透過有絲分裂不斷增加細胞數目(細胞核與細胞質皆分裂),但因為被包覆在透明帶內,細胞的總體積大致維持不變,也就是每顆分出來的小細胞變得越來越小。


  • 正確答案:(B)(或(D),兩者敘述相同)   


【題型二:懷孕生理特性與著床時間判斷】

【題目】 下列有關人類懷孕時期的生理特性,下列敘述何者錯誤? (A) 受精卵到達子宮後的第 6 天,囊胚開始嵌入增厚的子宮內膜中進行著床   


(B) 懷孕是自受精至胎兒產出的過程,平均約需 267 天   


(C) 胚胎發育的前 3 個月稱為胚胎期   


(D) 胎兒藉由臍帶與胎盤從母體獲得氧氣與養分,並排出二氧化碳與其他廢物   


【解析】


  • 在醫學與生物學定義中,胚胎發育的前 2 個月(或前 8 週)稱為「胚胎期」(Embryonic period),第 3 個月開始到出生則稱為「胎兒期」(Fetal period)。因此選項 (C) 說「前 3 個月稱為胚胎期」是錯誤的(前 2 個月才是胚胎期,第 3 個月已進入胎兒期)。


  • 正確答案:(C)   


【題型三:受精與卵母細胞分裂階段的先後順序】

【題目】 人類精子與卵結合的受精作用過程中,包含步驟甲:精核與卵核結合形成受精卵,以及步驟乙:進行減數分裂的卵母細胞。請問步驟甲與乙的發生先後順序為何?以及步驟乙中的卵母細胞正在進行減數分裂的哪一階段? (A) 先步驟甲再乙,步驟乙中的卵母細胞正在進行減數分裂第一階段   


(B) 先步驟甲再乙,步驟乙中的卵母細胞正在進行減數分裂第二階段   


(C) 先步驟乙再甲,步驟乙中的卵母細胞正在進行減數分裂第一階段   


(D) 先步驟乙再甲,步驟乙中的卵母細胞正在進行減數分裂第二階段   


【解析】


  • 根據受精的生理機制:女性排出的次級卵母細胞原本卡在減數分裂第二階段的中期。當精子穿透細胞膜進入時,會先刺激次級卵母細胞完成減數分裂第二階段(步驟乙),產生卵細胞與極體;隨後精核與卵核才會融合形成受精卵(步驟甲)。


  • 因此順序是先步驟乙再步驟甲,且此時卵母細胞正在進行減數分裂第二階段。   


  • 正確答案:(D)   


五、 莫斯利重點整理

  1. 受精發生在哪? 輸卵管上端三分之一處。   


  2. 卵裂鐵律: 細胞數量增加,但總體積不變(細胞越分裂越小)。   


  3. 著床時間點: 受精後約 7 天左右,囊胚會嵌入子宮內膜。   


  4. 臍帶血流密碼: 2 條臍動脈(送走廢物與二氧化碳)、1 條臍靜脈(帶來氧氣與養分)。兩者血液在胎盤中不直接相通,全靠擴散作用交換。   


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