114年:營養營養學(2)
下列何種組織或器官是在懷孕時的胚胎發育過程中最早開始發育？
A心臟
B眼睛
C外生殖器
D中樞神經系統
詳細解析
本題觀念：
本題考查的是人體胚胎發育的時間軸 (Timeline of Human Embryonic Development) 以及各器官系統的關鍵發育期 (Critical Periods)。這是胚胎學與營養學中相當基礎且重要的概念，特別是涉及到「致畸胎原 (Teratogens)」對特定器官影響最大的時期。
在標準的胚胎發育圖表（如 Keith L. Moore 的 The Developing Human 中的致畸胎敏感期圖表）中，各器官開始發育的時間點是解題關鍵。
選項分析：
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(A) 心臟 (Heart)：
- 發育時間：心臟發育始於第 3 週中期（約受精後第 18-19 天），由中胚層的心臟生成區（Cardiogenic area）開始分化。
- 特徵：心臟通常被稱為「第一個具有功能 (functional) 的器官」，因為它在第 21-22 天左右就開始跳動並推動血液。
- 比較：雖然心臟發育非常早，但就「結構開始分化」的時間點而言，中樞神經系統（神經板的形成）通常被視為略早於或與心臟同時開始，但在大多數教科書的「關鍵期圖表」中，中樞神經系統的敏感期條狀圖起始點通常是排在最前面的（第 3 週起始）。
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(B) 眼睛 (Eyes)：
- 發育時間：眼睛的發育始於第 4 週（約第 22 天後），最早的徵兆是前腦兩側出現的視溝（Optic sulci），隨後形成視泡（Optic vesicles）。
- 結論：發育時間明顯晚於中樞神經系統和心臟。
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(C) 外生殖器 (External genitalia)：
- 發育時間：外生殖器的形態分化較晚。雖然生殖結節在第 4 週出現，但直到第 7 週至第 9 週，性別特徵才開始明顯分化（男女性外生殖器在此之前外觀相似）。
- 結論：這是選項中發育最晚的系統。
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(D) 中樞神經系統 (Central Nervous System)：
- 發育時間：中樞神經系統的發育始於第 3 週初（約受精後第 17-18 天）。
- 過程：隨著原條（Primitive streak）和脊索（Notochord）的形成，誘導上方的外胚層增厚形成神經板（Neural plate），這標誌著神經系統發育的開始（神經胚形成，Neurulation）。隨後形成神經溝與神經管。
- 結論：在胚胎發育的「關鍵期圖表」中，中樞神經系統（腦與脊髓）的長條圖通常是最早出現的，且其發育貫穿整個胚胎期與胎兒期。因此，它是最早開始發育的組織系統。
答案解析
正確答案為 (D) 中樞神經系統。
詳細理由： 依據胚胎學的標準時序：
- 第 3 週 (Week 3)：中樞神經系統開始發育（神經板形成）。這發生在原腸胚形成（Gastrulation）之後幾乎緊接著的時刻。
- 第 3 週中期至末期：心臟開始發育並開始跳動（雖然非常早，但起始訊號略晚於神經板的誘導）。
- 第 4 週 (Week 4)：眼睛與肢芽開始發育。
- 第 7-9 週：外生殖器開始有明顯的性別分化。
題目問的是「最早開始發育」，因此根據神經板（Neural plate）出現的時間點（約第 17-18 天），中樞神經系統是最早啟動分化程序的系統。這也解釋了為什麼在營養學上強調懷孕極早期（甚至在察覺懷孕前）補充足量葉酸的重要性，因為神經管閉合發生在受精後第 28 天之前，若發育初期缺乏葉酸，極易造成神經管缺陷。
核心知識點
考生應掌握以下胚胎發育關鍵期 (Critical Periods) 的順序與營養重點：
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發育順序口訣：神經 (CNS) → 心臟 (Heart) → 肢體/眼/耳 → 外生殖器。
- CNS (中樞神經)：第 3 週開始（最早），貫穿全期。
- 心臟：第 3 週中後開始，第 8 週完成主要結構（第 1 個有功能的器官）。
- 四肢/眼：第 4 週開始。
- 外生殖器：第 7-9 週開始分化。
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關鍵營養素：
- 葉酸 (Folate)：必須在受孕前至懷孕初期 (前 3 個月) 補充足夠，以預防神經管缺陷 (Neural Tube Defects, 如脊柱裂)，因為神經管在第 4 週就閉合了。