📘 生理基礎(考生完整複習版)
共 21 題 · 2 節 · 已解析 21/21。本版已整合教材骨架、題庫解析、搜尋與自測功能。
考生學習地圖
本冊定位
- 基本生理公式、膜電位與運輸機制。
- 擴散、滲透、通道、受體與回饋。
- 公式單位、方向與常見陷阱。
建議讀法
- 先讀每節教材骨架,建立「題目在問什麼」的分類感。
- 再展開練習題,用逐題公布檢查題眼與排除理由。
- 第二輪改用整節交卷,錯題回看同節高頻考點。
考前排序
- 題數多的章節先讀,因為回報率最高。
- 含數字、時間、禁忌、分期、分類的章節要最後再背一次。
- 跨科章節用題眼歸位,不要只背單題答案。
自測規則
- 答錯題要補三件事:正解關鍵字、錯選項為何錯、相鄰概念。
- 看到「錯誤、最不適當、例外」先反向標記題幹。
- 送分或多答題保留概念,不浪費時間鑽牛角尖。
1. 細胞膜與電位/運輸 [生理學] 18題
🎯 學習目標
- 用「是否耗 ATP、是否順濃度梯度、是否需要膜蛋白」三個問題,把所有跨膜運輸方式一眼分類。
- 釐清初級 vs 次級主動運輸的能量來源差異,並能舉例(Na⁺-K⁺ ATPase vs Na⁺-葡萄糖共同轉運)。
- 記住 H⁺-K⁺ ATPase(胃壁細胞)維持體內最大離子梯度 這個高頻數值題。
- 用 Nernst 與 GHK 觀念推導:靜止膜電位為何接近 K⁺ 平衡電位、開不同通道時電位往哪邊跑。
- 用滲透濃度(osmolarity)觀念判斷高張/等張/低張,並連到細胞體積變化。
📖 核心講解
一、跨膜運輸總表:三個問題定生死
推理鏈:先問「需不需要膜蛋白?」→ 再問「順還是逆濃度梯度?」→ 最後問「直接耗 ATP 嗎?」
| 運輸方式 | 需膜蛋白? | 順/逆梯度 | 能量來源 | 例子 |
|---|---|---|---|---|
| 單純擴散(simple diffusion) | 否 | 順 | 不需要 | O₂、CO₂、脂溶性分子 |
| 促進性擴散(facilitated diffusion) | 是(載體/通道) | 順 | 不需要(蛋白只降低活化能) | 葡萄糖經 GLUT、K⁺ 漏通道 |
| 初級主動運輸 | 是(幫浦) | 逆 | 直接水解 ATP | Na⁺-K⁺ ATPase、Ca²⁺ ATPase、H⁺-K⁺ ATPase |
| 次級主動運輸 | 是(共/逆向轉運) | 一物質逆、另一物質順 | 借用既有離子梯度(多為 Na⁺) | Na⁺-葡萄糖共轉運、Na⁺-H⁺ 逆向轉運 |
> 一句話總結:促進性擴散是「順水推舟、不花錢」;主動運輸是「逆水行舟」,初級「自己付 ATP」,次級「賒帳——花別人(Na⁺)早就存好的梯度」。
二、促進性擴散:常被考的三個性質
- 順濃度梯度進行,不直接耗能;膜蛋白(載體/通道)只是降低活化能、加速跨膜。
- 有飽和性(saturation):載體數量有限,濃度高到一定程度速率不再上升(單純擴散則無上限)。
- 具特異性與競爭性:同類分子可競爭同一載體。
> 考點:「促進性擴散何者正確?」→ 抓住順梯度 + 需膜蛋白 + 不耗 ATP + 可飽和。陷阱常寫成「逆梯度」或「需 ATP」。
三、初級 vs 次級主動運輸
| 初級(primary) | 次級(secondary) | |
|---|---|---|
| 能量 | 直接水解 ATP | 借用其他離子(多為 Na⁺)的濃度梯度 |
| 例子 | Na⁺-K⁺、Ca²⁺、H⁺-K⁺ ATPase | Na⁺-葡萄糖共轉運(SGLT)、Na⁺-H⁺ 逆向轉運、Na⁺-Ca²⁺ 交換 |
| 共/逆向 | — | 同向 = symport;反向 = antiport |
- H⁺-K⁺ ATPase(胃壁細胞):把 H⁺ 打入胃腔,造成胃液 pH≈1 與血漿 pH≈7.4 的巨大落差 → 維持體內最大的離子(H⁺)濃度梯度(可達百萬倍級)。這是高頻單選題。
- 次級主動運輸的「源頭活水」其實仍是 Na⁺-K⁺ ATPase——它先建立 Na⁺ 梯度,SGLT 才有梯度可借。
- Na⁺-K⁺ ATPase 的化學計量(高頻):每水解 1 ATP,打出 3 個 Na⁺、打入 2 個 K⁺(3:2),淨送出一個正電 → 屬生電性(electrogenic),對靜止膜電位有小幅(約 -2 至 -4 mV)直接貢獻;被 ouabain / 毛地黃(digoxin) 抑制。
四、運輸方向判斷(高濃度→低濃度 = 順梯度)
題目常列幾項問「哪些是由高濃度到低濃度?」判準:該物質本身是順著自己的濃度梯度移動嗎?
| 例子 | 該物質流向 | 是否順梯度 |
|---|---|---|
| Ca²⁺ 經 Ca²⁺ ATPase 回收至肌漿網 | 逆梯度(主動) | 否 |
| Na⁺ 經 SGLT 進入小腸上皮 | 順 Na⁺ 梯度 | 是 |
| 近端腎小管 H⁺ 經 Na⁺-H⁺ 逆向轉運分泌至管腔 | H⁺ 被「推」出去(借 Na⁺ 入胞之能) | 否(對 H⁺ 而言是逆梯度的次級主動) |
| K⁺ 經漏通道流出細胞 | 順 K⁺ 梯度 | 是 |
> 陷阱:次級主動運輸題中,被共同帶動的 Na⁺ 是順梯度,但被推送的另一物質(葡萄糖逆向、H⁺ 逆向)往往逆梯度;判斷時要鎖定「題目問的是哪個離子」。
五、靜止膜電位與平衡電位
推理鏈:膜電位由「各離子平衡電位」依其膜通透性加權平均(GHK 方程式)。靜止時膜對 K⁺ 通透最高,故 Vm 最接近 E_K(約 -90 mV)。
- Nernst 方程式算單一離子的平衡電位:E_ion = 61/z · log([外]/[內])(37°C)。
- 常見平衡電位:E_K ≈ -90 mV、E_Na ≈ +60 mV、E_Cl ≈ -70 mV、E_Ca 高度為正。
- 開哪種通道,Vm 就被拉向該離子的平衡電位:
- 開 Na⁺ 通道 → 去極化(往 +60 走) → 動作電位上升期。
- 開 K⁺ 通道 → 過極化/復極(往 -90 走)。
- 若靜止膜電位介於 E_Cl 與 E_K 之間,打開某通道時,離子的流向取決於 Vm 與該離子平衡電位的相對位置(電化學驅動力 = Vm − E_ion)。
六、滲透濃度與細胞體積
| 溶液 | 滲透濃度 | 細胞反應 |
|---|---|---|
| 高張(hypertonic) | > 300 mOsm/L(高於體液) | 水流出 → 細胞皺縮 |
| 等張(isotonic) | ≈ 300 mOsm/L | 體積不變(生理食鹽水 0.9% NaCl) |
| 低張(hypotonic) | < 300 mOsm/L | 水流入 → 細胞腫脹甚至溶解 |
> 一句話總結:「張力(tonicity)」看的是「有效(不可穿透)滲透物」造成的水流方向;高張把水『吸出去』,細胞縮。
>
> 滲透濃度(osmolarity) ≠ 張力(tonicity):張力只算「無法穿膜」的有效滲透物。可穿膜溶質(如尿素、最終可被代謝的葡萄糖)雖計入滲透濃度,卻不產生持久水流。例:5% 葡萄糖初始等滲(≈278 mOsm/L),但葡萄糖被攝取代謝後等同輸入純水,最終效果為低張(細胞腫脹)——此為常見陷阱。
⭐ 高頻考點(含常見陷阱)
| 考點 | 正解 | 常見陷阱 |
|---|---|---|
| 維持體內最大離子濃度梯度的 ATPase | H⁺-K⁺ ATPase(胃壁細胞分泌胃酸) | 誤選 Na⁺-K⁺ ATPase |
| 促進性擴散的性質 | 順梯度、需膜蛋白、不耗 ATP、可飽和 | 寫成逆梯度或需 ATP |
| 初級 vs 次級主動運輸差別 | 初級直接耗 ATP;次級借 Na⁺ 等離子梯度 | 把 SGLT 當成直接耗 ATP |
| 「由高濃度到低濃度」的選項 | Na⁺ 經 SGLT 入胞、K⁺ 經漏通道出胞(該離子順梯度者) | 把逆梯度的 Ca²⁺ ATPase 回收算成順梯度 |
| 靜止膜電位最接近哪個平衡電位 | E_K(≈ -90 mV),因 K⁺ 通透性最高 | 誤以為接近 E_Na |
| 開 Na⁺ 通道時 Vm 走向 | 往 E_Na(+60 mV) → 去極化 | 方向寫反 |
| 高張溶液定義 | 滲透濃度 > 300 mOsm/L → 細胞皺縮 | 把高張誤判為細胞腫脹 |
| 等張溶液 | 0.9% NaCl(≈300 mOsm),體積不變 | 誤選 5% 葡萄糖長期效果 |
| 次級主動運輸能量真正源頭 | Na⁺-K⁺ ATPase 建立的 Na⁺ 梯度 | 以為共轉運蛋白自己耗 ATP |
2. 體溫/運動/整合生理 [生理學] 3題
🎯 學習目標
- 以下視丘為「體溫設定點」 的觀念,理解產熱/散熱機制與發燒(fever)和中暑(heat stroke)的根本差異。
- 用「能量系統依時間排序」記住骨骼肌 ATP 來源:磷酸肌胺酸 → 醣解 → 有氧。
- 從惡性貧血的機轉(內因子缺乏 → B12 吸收不良) 推到正確的營養補充選擇。
- 能把整合生理題中的關鍵字(設定點、最初幾秒、巨球性貧血)連到對應機轉與處置。
📖 核心講解
一、體溫調節:下視丘是恆溫器
推理鏈:下視丘設定「目標體溫(set point)」→ 比較實際體溫 → 啟動產熱或散熱使其回到設定點。
- 體溫調節中樞位於下視丘(hypothalamus):
- 前側下視丘(視前區 POA) 主管散熱(感熱);受損 → 高體溫。
- 後側下視丘主管產熱/保溫(感冷);受損 → 失溫。
| 機制 | 產熱(體溫低時) | 散熱(體溫高時) |
|---|---|---|
| 血管 | 皮膚血管收縮 | 皮膚血管舒張 |
| 肌肉 | 顫抖(shivering) | — |
| 代謝 | 甲狀腺素↑、交感↑(產熱) | — |
| 汗腺/行為 | 豎毛、添衣 | 出汗(蒸發散熱)、減衣 |
發燒 vs 中暑(高頻區分):
| 發燒(fever) | 中暑(heat stroke) | |
|---|---|---|
| 設定點 | 被致熱原(PGE₂)調高 | 正常,但散熱失敗 |
| 機轉 | 內生致熱原(IL-1、IL-6、TNF)→ 下視丘 PGE₂↑ | 環境過熱/散熱機制崩潰 |
| 退燒藥(NSAID/普拿疼) | 有效(抑 PGE₂) | 無效(設定點本來就正常) |
| 處置 | 抗發炎退燒 | 物理降溫(體外/體內冷卻) |
> 一句話總結:發燒是「恆溫器被人為調高」;中暑是「恆溫器正常,但冷氣壞了散不掉熱」。
二、運動時骨骼肌的 ATP 來源:按時間排隊
推理鏈:身體永遠先用「最快但量少」的系統,再換「慢但量大」的系統。
| 階段(時間) | 主要能量系統 | 特點 |
|---|---|---|
| 最初幾秒(~0–10 秒) | 磷酸肌胺酸(creatine phosphate, phosphocreatine) | 反應最快、即時供 ATP;ATP-PCr 系統;不需氧 |
| ~10 秒–2 分鐘 | 無氧醣解(anaerobic glycolysis) | 產乳酸;中短時高強度 |
| > 2 分鐘(持續運動) | 有氧代謝(oxidative phosphorylation) | 量最大、最持久;需氧 |
- 重點:題目問「開始運動最初幾秒骨骼肌 ATP 最可能來源」→ 磷酸肌胺酸(creatine phosphate)。
- 機轉:肌酸激酶(CK)催化 phosphocreatine + ADP → creatine + ATP,瞬間補充 ATP,是肌肉內的「即時電池」。
> 一句話總結:最初幾秒靠「現金(ATP/PCr)」,接著刷「短期信用卡(醣解,欠乳酸債)」,最後才動用「定存(有氧)」。
三、惡性貧血(pernicious anemia):補對營養素
推理鏈:胃壁細胞萎縮/自體免疫 → 內因子(intrinsic factor)缺乏 → 維生素 B12 無法在迴腸末端吸收 → 巨球性貧血 + 神經病變。
- 病因:自體免疫破壞胃壁細胞(parietal cells)或抗內因子抗體 → 內因子缺乏。
- 後果:B12(cobalamin)吸收不足 → 巨球性(megaloblastic)貧血、亞急性脊髓合併變性(SCD)。「合併」指後柱(本體感覺/振動覺異常)+ 側柱皮質脊髓徑(痙攣、反射亢進)同時受損——這是命名與考點所在;葉酸缺乏則無神經症狀(此為鑑別關鍵)。
- 正確補充:維生素 B12(cobalamin);因吸收路徑受損,常需肌肉注射或高劑量口服繞過內因子。
- 陷阱:補鐵或補葉酸不能根治——葉酸雖能改善血液學表現,卻會掩蓋並加重神經損傷,因此惡性貧血必須補 B12。
| 鑑別 | 機轉 | 補充 |
|---|---|---|
| 惡性貧血 | 內因子缺乏 → B12 吸收不良 | B12(常需注射) |
| 葉酸缺乏 | 攝取/需求問題 | 葉酸;但有神經症狀要先排除 B12 缺乏 |
| 缺鐵性貧血 | 鐵不足(小球性) | 鐵劑 |
> 一句話總結:惡性貧血的「惡」在內因子缺,治本要補 B12,不能只補葉酸(會掩蓋神經病變)。
⭐ 高頻考點(含常見陷阱)
| 考點 | 正解 | 常見陷阱 |
|---|---|---|
| 體溫調節中樞 | 下視丘(hypothalamus) | 誤選腦幹/視丘 |
| 散熱中樞 vs 產熱中樞 | 前/視前區散熱;後側產熱 | 兩者位置記反 |
| 發燒 vs 中暑的設定點 | 發燒設定點上調;中暑設定點正常 | 以為中暑也能用退燒藥 |
| 退燒藥對中暑 | 無效,須物理降溫 | 誤給 NSAID 退「中暑」 |
| 運動最初幾秒的 ATP 來源 | 磷酸肌胺酸(creatine phosphate) | 誤選有氧代謝或無氧醣解 |
| 持續長時間運動主要供能 | 有氧代謝 | 與最初幾秒混淆 |
| 惡性貧血缺乏的物質 | 維生素 B12(因內因子缺乏) | 誤選鐵或葉酸 |
| 惡性貧血補葉酸的問題 | 改善血液學但掩蓋並惡化神經病變 | 以為葉酸可替代 B12 |
| 惡性貧血根本機轉 | 內因子(intrinsic factor)缺乏 | 誤以為單純飲食攝取不足 |