115 年 國立臺灣大學病理學研究所《普通生物學（A）》

核心觀念

植物細胞壁主要由纖維素、半纖維素與果膠等成分構成，具有支撐細胞、維持形狀及調控細胞膨脹方向等功能。植物細胞通常固定在組織中，器官的生長與形態形成主要依靠細胞分裂、細胞伸長及細胞分化，而不是像動物細胞那樣快速移動到新位置。

解題方法

判斷各選項是否符合細胞壁的結構與功能。細胞壁能支撐細胞、影響生長方向，也不會阻斷所有細胞間交流；但它會限制細胞形狀的快速改變與細胞移動。因此，描述植物細胞能像動物細胞一樣快速遷移以形成器官的選項，與植物細胞壁的限制及植物器官發育方式最不相符。

選項分析

• A 正確。 細胞壁提供機械支撐，並限制細胞形狀的變化。細胞內膨壓推擠細胞壁時，細胞壁能抵抗過度膨脹，協助維持細胞形狀。

核心觀念

本題考查植物維管束中木質部與韌皮部的細胞構造及運輸功能。

木質部的導水細胞成熟後通常失去細胞質，形成中空的管狀通道；細胞壁加厚，能支撐植物並輸送水分。韌皮部則由活的篩管分子運輸有機養分，篩管分子旁有小型且具細胞核的伴細胞，負責協助其代謝與運輸功能。

解題方法

先依細胞是否存活、細胞壁是否加厚來判斷 Tissue X：題目指出它由大型、中空、壁厚且沒有細胞質的細胞構成，符合木質部導水細胞的特徵。

再判斷 Tissue Y：題目指出它由活的輸導細胞及其旁邊的小型有核細胞構成，符合韌皮部的篩管分子與伴細胞。因此，X 是木質部，Y 是韌皮部。

選項分析

這題考驗對韌皮部（phloem）長距離運輸機制（即「壓力流假說」，pressure-flow hypothesis）的理解。

選項 A 錯誤。張力驅動流（tension-driven flow）是木質部（xylem）水分運輸的主要機制，與蒸散作用（transpiration）有關，而不是韌皮部。
選項 B 錯誤。擴散（diffusion）是分子在濃度梯度下的隨機運動，適用於短距離運輸，但不足以解釋韌皮部中大量有機物的長距離、定向運輸。
選項 C 正確。

這題考驗對植物發育可塑性（developmental plasticity）原因的理解。植物的可塑性是指植物在發育過程中，能夠根據環境變化調整其生長和形態的能力。

選項 A 錯誤。植物細胞一般是固著的，不像動物細胞那樣能夠自由遷移來重排胚層（germ layers）。植物胚層的形成和發育主要依賴於細胞的分裂和分化。
選項 B 錯誤。植物的發育極大地受到環境條件（如光照、溫度、水分、養分）的影響。例如，日照長度會影響開花，水分狀況會影響根系發育。
選項 C 錯誤。

核心觀念

氣孔開閉取決於保衛細胞的膨壓變化。水勢公式為：

$$\Psi_w=\Psi_s+\Psi_p$$

其中：

• $\Psi_w$：水勢
• $\Psi_s$：溶質勢；溶質增加時會變得更低、更負
• $\Psi_p$：壓力勢，主要反映細胞膨壓

保衛細胞吸收鉀離子等溶質後，溶質勢降低，使水勢下降。由於水會由水勢較高處流向水勢較低處，水便進入保衛細胞，使其膨壓增加。保衛細胞因細胞壁厚薄不均而彎曲，中央氣孔因此開啟。

解題方法

題幹已指出氣孔處於開啟狀態，判斷重點是：

1. 保衛細胞必須先吸水。
2. 吸水需要保衛細胞的水勢低於周圍細胞。
3. 最直接的原因是保衛細胞溶質勢變得更負。
4. 吸水後膨壓增加，造成氣孔開啟。

因此，正確描述應是「溶質勢較低、水進入保衛細胞、氣孔開啟」。

選項分析

核心觀念

氣孔開閉取決於保衛細胞的膨壓變化。水勢公式為：

$$\Psi_w=\Psi_s+\Psi_p$$

其中：

• $\Psi_w$：水勢
• $\Psi_s$：溶質勢；溶質增加時會變得更低、更負
• $\Psi_p$：壓力勢，主要反映細胞膨壓

保衛細胞吸收鉀離子等溶質後，溶質勢降低，使水勢下降。由於水會由水勢較高處流向水勢較低處，水便進入保衛細胞，使其膨壓增加。保衛細胞因細胞壁厚薄不均而彎曲，中央氣孔因此開啟。

解題方法

題幹已指出氣孔處於開啟狀態，判斷重點是：

1. 保衛細胞必須先吸水。
2. 吸水需要保衛細胞的水勢低於周圍細胞。
3. 最直接的原因是保衛細胞溶質勢變得更負。
4. 吸水後膨壓增加，造成氣孔開啟。

因此，正確描述應是「溶質勢較低、水進入保衛細胞、氣孔開啟」。

選項分析

核心觀念

本題考查氣孔開閉與保衛細胞水勢、離子運輸及植物激素 ABA 的關係。

• 氣孔開啟：保衛細胞吸收 $K^+$ 等溶質，使溶質勢 $\Psi_s$ 降低（水勢變得更負），水分進入，膨壓上升。
• 氣孔關閉：ABA 促使保衛細胞陰離子與 $K^+$ 外流，溶質減少，水分外流，膨壓下降。
• 水勢關係為：

$$\Psi_w=\Psi_s+\Psi_p$$

其中 $\Psi_w$ 為水勢、$\Psi_s$ 為溶質勢、$\Psi_p$ 為壓力勢。

圖中所示為氣孔關閉狀態，應選擇能促進保衛細胞離子外流與失水的變化。

解題方法

判斷各選項對保衛細胞水分與膨壓的影響：

1. 若離子進入保衛細胞，$\Psi_s$ 降低，水分進入，膨壓上升，氣孔開啟。
2. 若離子流出保衛細胞，$\Psi_s$ 上升，水分流出，膨壓下降，氣孔關閉。
3. ABA 是乾旱逆境下促進氣孔關閉的主要植物激素。

因此，最直接促進氣孔關閉的變化是 ABA 訊號增加並引發離子外流。

選項分析

• A. ABA signaling increases, triggering ion efflux from guard cells.

核心觀念

乾旱時，植物因蒸散失水增加而感受水分逆境，會促進植物荷爾蒙脫落酸（abscisic acid, ABA）累積。ABA 作用於保衛細胞後，啟動離子外流，使保衛細胞水勢降低並失水，膨壓下降，最終造成氣孔關閉。

關鍵因果關係為：

$$\text{乾旱} \rightarrow \text{ABA 增加} \rightarrow \text{陰離子與 }K^+\text{ 外流} \rightarrow \text{保衛細胞失水} \rightarrow \text{膨壓下降} \rightarrow \text{氣孔關閉}$$

在分子機制上，ABA 與 PYR/PYL/RCAR 受體結合，抑制 PP2C；之後活化 SnRK2／OST1，促進陰離子通道（如 SLAC1）開啟。陰離子外流造成膜去極化，進一步促進 $K^+$ 外流。細胞內溶質減少後，水分依滲透作用離開保衛細胞，膨壓下降，氣孔關閉。

解題方法

本題要求判斷乾旱逆境下「早期事件」的正確先後順序。判斷重點是：

1. 乾旱訊號首先促進 ABA 增加。
2. ABA 作用於保衛細胞，促進離子外流。
3. 離子與水分外流使保衛細胞膨壓下降。
4. 保衛細胞膨壓下降後，氣孔才會關閉。

因此，符合生理順序的選項為：

$$\text{ABA}\uparrow \rightarrow \text{ion efflux} \rightarrow \text{guard cell turgor}\downarrow \rightarrow \text{stomata close}$$

選項分析

A. Water loss → guard cell turgor↑ → stomata open → ABA ↑

這題考驗對植物激素信號傳導特徵的理解。植物激素在植物生長、發育和響應環境中扮演關鍵角色，但其作用方式具有複雜性。

讓我們逐一分析選項：
A. Each hormone triggers a single, specific physiological response across all tissues.
這是錯誤的。大多數植物激素的作用是多樣的，一個激素可以在不同的組織、不同的發育階段或在不同的濃度下引起不同的響應。例如，生長素（auxin）在低濃度時促進莖生長，但在高濃度時可能抑制莖生長，而在根中則在極低濃度時促進生長，較高濃度時則抑制生長。

B. A hormone always produces the same transcriptional response regardless of environmental conditions.
這是錯誤的。激素的作用結果會受到環境條件的影響。例如，同一種激素在不同的光照、溫度或胁迫條件下，可能會誘導不同的基因表達或調控不同的生理過程。

C. Hormone action is independent of dosage; only presence/absence matters.
這是錯誤的。植物激素的作用通常是濃度依賴性的（dose-dependent）。

這是一個配對題，需要將圖示或描述與植物水分和礦物質運輸的相關術語進行配對。

首先，我們來理解一下選項的含義：
A) Apoplastic route (質外體途徑)：通過細胞壁和細胞間隙進行的水分運輸。
B) Casparian strip / Endodermis barrier (卡氏帶 / 中柱鞘屏障)：中柱鞘細胞壁上的蠟質層，阻止水分和溶質通過質外體進入中柱，迫使它們進入質內體途徑。
C) Cortex (皮層)：位於表皮和維管束之間的植物組織。
D) Phloem (韌皮部)：運輸有機物的維管組織。
E) Plasmodesmata (質壁連生絲)：連接相鄰植物細胞細胞質的通道，是質內體運輸的途徑。
F) Symplastic route (質內體途徑)：通過細胞質和質壁連生絲進行的水分運輸。
G) Transmembrane route (跨膜途徑)：水分通過細胞膜、細胞質和細胞核膜等細胞器膜的運輸，實際上是質外體和質內體途徑的組合，但也涉及跨膜運輸。
H) Xylem (木質部)：運輸水分和礦物質的維管組織。

核心觀念

這題考植物的向光性。莖受到單側光照時，生長素（auxin）會較多分布在背光側；在莖中，生長素促進細胞伸長，因此背光側伸長較快，造成莖朝光源方向彎曲。

解題方法

先判斷生長素較多的位置，再判斷它對莖細胞伸長的影響：

1. 單側光照使生長素偏向背光側。
2. 生長素促進背光側細胞伸長。
3. 背光側伸長較快，莖便朝向光源彎曲。

選項分析

這題考驗對植物發育可塑性（developmental plasticity）的理解，特別是哪些因素「最不可能」是其「直接」原因。植物的可塑性是指其能夠根據環境或內部信號調整發育和形態的能力。

我們逐一分析選項，判斷其是否為植物可塑性的直接原因：
A. Changes in the orientation of cell division (細胞分裂方向的改變)：細胞分裂的方向決定了組織和器官的生長方向和結構，是形態形成的重要因素，直接影響可塑性。例如，在不同環境下，根系或莖的生長方向會改變。

B. Changes in the rate and direction of cell elongation (細胞伸長速率和方向的改變)：細胞伸長是植物生長的主要方式，其速率和方向的改變直接影響植物的形態。例如，向光性是細胞伸長方向改變的結果。

C. Large-scale migration of cells to new positions (細胞的大規模遷移到新位置)：這是「最不可能」成為植物可塑性的直接原因的選項。

核心觀念

本題考察肥料標示法與植物生長的「限制因子」概念。

肥料標示 16-16-16，依序代表肥料中：

• 氮（N）：按質量計占 $16\%$
• 磷：以五氧化二磷（$P_2O_5$）形式表示，占 $16\%$
• 鉀：以氧化鉀（$K_2O$）形式表示，占 $16\%$

這三個數字不是表示植物一定能等量吸收元素氮、磷、鉀，也不是土壤酸鹼值。

植物生長受最缺乏的必要因子限制。若其他條件不變，增加某種養分只有在該養分是限制因子時，才會明顯促進生長。

解題方法

先判斷肥料標示的真正意義，再套用限制因子概念：

1. 16-16-16 表示 $N$、$P_2O_5$、$K_2O$ 各占肥料質量的 $16\%$。
2. $P_2O_5$ 與 $K_2O$ 是化合物表示法，不等於含有 $16\%$ 的元素磷與元素鉀。
3. 即使氮、磷、鉀供應充足，若鐵（Fe）等其他必要元素不足，植物生長仍會受到限制。
4. 因此，均衡肥料不代表在所有土壤條件下都能使生長達到最大。

若進一步換算元素含量：

$$\text{P 的質量分率}= \frac{2(30.97)}{141.94}\approx 43.6\%$$

所以 $16\%$ 的 $P_2O_5$ 約含：

$$16\%\times 43.6\%\approx 6.97\%$$

而：

$$\text{K 的質量分率}= \frac{2(39.10)}{94.20}\approx 83.0\%$$

所以 $16\%$ 的 $K_2O$ 約含：

核心觀念

本題考查植物的光週期反應與夜間中斷效應（night-break effect）。

• 長日植物：夜晚短於臨界夜長時開花；長夜被光中斷後，等效夜長變短，較容易開花。
• 短日植物：夜晚必須長於臨界夜長才開花；夜間紅光會中斷長夜，使其不易開花。
• **紅光（R）與遠紅光（FR）**主要透過光敏素（phytochrome）調節：
  • 紅光使 Pr 轉為 Pfr。
  • 遠紅光可將 Pfr 轉回 Pr，因此能逆轉紅光夜間中斷的效果。

解題方法

圖中第 3 列是在長夜期間先給予短暫紅光，再給予遠紅光：

$$\text{R} \rightarrow \text{FR}$$

紅光原本會使長夜被中斷：

• 對長日植物：有利於開花。
• 對短日植物：抑制開花。

但隨後的遠紅光會逆轉紅光造成的光敏素狀態，使夜晚恢復為接近未被中斷的長夜。因此：

• 長日植物：沒有形成有效的短夜，不開花。
• 短日植物：恢復長夜條件，開花。

選項分析

這是一個判斷題。

原敘述：「植物缺乏神經系統；因此，長距離信號傳輸在植物中是不可能的。」

這句話是錯誤的。雖然植物沒有像動物那樣的神經系統，但它們擁有其他機制來實現長距離的信號傳輸。這些機制包括：

1. 植物激素（Phytohormones）：如生長素（auxin）、細胞分裂素（cytokinin）、赤霉素（gibberellins）、脫落酸（abscisic acid, ABA）、乙烯（ethylene）等，可以在植物體內通過維管束系統（木質部和韌皮部）進行長距

這是一個判斷題。

原敘述：「大多數成熟的木質部導管（xylem vessels）是死亡的細胞，但它們仍然可以運輸水分。」

這句話是正確的。木質部主要由兩種運輸水分的細胞組成：導管元素（vessel elements）和管胞（tracheids）。

• 導管元素：成熟時，導管元素會死亡，細胞核和細胞質消失，細胞壁變厚。

這是一個判斷題。

原敘述：「植物的向光性主要來自被照亮那一側更強的光合作用，導致該側生長更快。」

這句話是錯誤的。向光性（phototropism）是植物莖部向光源彎曲的現象，其主要機制是生長素（auxin）在植物莖部的分布不均。光線照射會導致生長素從向光側（lit side）遷移到背光側（shaded side）。

這是一個判斷題。

原敘述：「在大多數情況下，氣孔的開放和關閉是由保衛細胞的滲透調節和膨壓變化決定的。」

這句話是正確的。氣孔（stomata）的開合是植物蒸騰作用和 $CO_2$ 攝取的主要調控機制。其核心是保衛細胞（guard cells）的膨脹和收縮。

這是一個判斷題。

原敘述：「植物器官的形態建成（morphogenesis）主要依賴於細胞分裂的方向和細胞的伸長，而不是細胞的遷移。」

這句話是正確的。植物器官的形成和發育，即形態建成，是一個複雜的過程，主要涉及：

1. 細胞分裂 (Cell division)：決定了細胞數量的增加和組織的生長。分裂的方向（isodiametric 或 anticlinal/periclinal）直接影響組織的生長模式和形態。
2. 細胞伸長 (Cell elongation)：是植物生長的主要驅動力，尤其是在莖和根的生長區域。

這題是關於植物激素（生長素 NAA 和細胞分裂素 Kinetin）對植物組織培養中芽（shoot）形成影響的研究。圖 1(a) 是野生型（wild type, WT）植物的響應，圖 1(b) 是某突變體（mutant）的響應。題目問的是，這個突變體最可能在哪個受體/信號通路上有缺陷。

分析圖 1(a) (野生型)：

• 在圖 1(a) 中，橫軸是 Kinetin 濃度，縱軸是 NAA 濃度。圖中的等高線代表芽形成的比例（% shoot formation）。
• 我們看到，隨著 Kinetin 濃度的增加，芽形成的比例普遍升高，尤其是在較低的 NAA 濃度下。
• 這表明，對於野生型植物來說，細胞分裂素（Kinetin）是促進芽形成的主要激素。生長素（NAA）的作用相對較弱，或者需要與細胞分裂素協同作用。

這題要求根據圖 1 的數據，解釋為什麼推斷突變體在細胞分裂素信號通路中有缺陷。

圖 1(a) (野生型 WT) 的響應分析：

• 圖 1(a) 顯示了在不同濃度的 Kinetin (細胞分裂素) 和 NAA (生長素) 組合下，野生型植物組織培養中芽形成的百分比。
• 觀察圖 1(a)，當 Kinetin 濃度增加時（無論 NAA 濃度如何），芽形成的百分比普遍升高。例如，在 Kinetin 濃度為 1000 ng/ml 時，即使 NAA 濃度很低（如 0 ng/ml），芽形成率也達到很高水平。
• 這表明，對於野生型來說，細胞分裂素是誘導芽形成的主要激素。生長素（NAA）在調節芽形成中也可能起作用，但細胞分裂素的作用更為顯著。

圖 1(b) (突變體 mutant) 的響應分析：

• 圖 1(b) 顯示了突變體在相同條件下的響應。
• 觀察圖 1(b)，即使在最高濃度的 Kinetin (1000 ng/ml) 下，芽形成的百分比也僅有很低的水平（例如，在 NAA 為 0 時，芽形成率約為 20-30%），遠低於野生型在相同條件下的響應（約 80-90%）。
• 突變體對 Kinetin 的響應非常遲鈍或幾乎不存在。高濃度的 Kinetin 無法有效誘導芽的形成。

這題考驗對細胞分裂素（cytokinin，在此為 BA）對植物根生長影響的理解，根據圖 2(a) 的數據。

圖 2(a) 顯示了不同細胞分裂素（BA）濃度對野生型（WT）和幾個突變體（cre1-1, cre1-2, ein2-1）的根生長百分比的影響。我們需要關注的是野生型（WT）的曲線。

在圖 2(a) 中，標示為 "Ler" 和 "Columbia" 的曲線代表不同的野生型背景。由於 cre1-1 和 cre1-2 的背景分別是 Ler 和 Columbia，我們應該觀察這兩條曲線。然而，通常情況下，這類實驗會使用一個標準的野生型對照。在此，我們假設 Ler 和 Columbia 代表了實驗中使用的野生型背景。

觀察 Ler 和 Columbia 的曲線（代表 WT）：

• 在 BA 濃度從 0 增加到 10 ng/ml 時，根生長百分比略有下降。
• 當 BA 濃度進一步增加到 100 ng/ml 時，根生長百分比進一步下降。

這題考驗對 ACC（1-氨基環丙烷-1-甲酸，乙烯前體）對野生型（WT）和 cre1 突變體根生長影響的比較。ACC 是合成乙烯的前體，其作用通常與乙烯的作用相似。

我們需要觀察圖 2(b)，其中顯示了不同 ACC 濃度對根生長百分比的影響。

• 觀察 WT 的曲線（例如 Ler 或 Columbia，假設它們代表 WT）。ACC 在低濃度時（如 1-10 ng/ml）對根生長的抑制作用不大，但隨著濃度升高（如 100-1000 ng/ml），根生長受到明顯抑制。
• 觀察 cre1 突變體（cre1-1, cre1-2）的曲線。
  • 在低濃度 ACC 下，cre1 突變體的根生長百分比與 WT 相似。

這題考驗對 IAA（吲哚-3-乙酸，一種生長素）對野生型（WT）和 cre1 突變體根生長影響的比較。

我們需要觀察圖 2(c)，其中顯示了不同 IAA 濃度對根生長百分比的影響。

• 觀察 WT 的曲線（例如 Ler 或 Columbia）。IAA 在低濃度時（如 1-10 ng/ml）對根生長幾乎沒有影響或略有促進。但隨著 IAA 濃度升高（如 100-1000 ng/ml），根生長受到明顯抑制。
• 觀察 cre1 突變體（cre1-1, cre1-2）的曲線。
  • 在低濃度 IAA 下，cre1 突變體的根生長百分比與 WT 相似。

這題考驗對 ABA（脫落酸）對野生型（WT）和 cre1-2 突變體根生長影響的比較。

我們需要觀察圖 2(d)，其中顯示了不同 ABA 濃度對根生長百分比的影響。

• 觀察 WT 的曲線（例如 Ler 或 Columbia）。ABA 在所有濃度下都對根生長有抑制作用，且隨著濃度升高，抑制作用增強。
• 觀察 cre1-2 突變體的曲線。
  • 在低濃度 ABA 下（例如 1-10 ng/ml），cre1-2 突變體的根生長百分比與 WT 相似。

這題要求根據圖 2(a) 到 (d) 的數據，判斷 CRE1 基因產物（可能是一個受體或信號傳導組分）是特異性地作用於一種激素，還是廣泛地參與多種激素的響應。

數據總結：

• 圖 2(a) (BA - Cytokinin)：WT 根生長受 BA 抑制。cre1 突變體對 BA 的抑制作用也存在，但與 WT 相比，其根生長抑制程度似乎略小（例如，在 1000 ng/ml BA 下，WT 根生長約 40%，cre1 約 50%）。不過，這個差異相比於其他激素來說不算非常顯著。
• 圖 2(b) (ACC - Ethylene precursor)：WT 根生長受 ACC 抑制。cre1 突變體對 ACC 的抑制作用明顯減弱，表現為「insensitive」。
• 圖 2(c) (IAA - Auxin)：WT 根生長受 IAA 抑制。cre1 突變體對 IAA 的抑制作用明顯減弱，表現為「insensitive」。
• 圖 2(d) (ABA)：WT 根生長受 ABA 抑制。cre1-2 突變體對 ABA 的抑制作用明顯減弱，表現為「insensitive」。

分析：

1. CRE1 突變體對多種激素的響應減弱：從圖 2(b), (c), (d) 可以清楚看到，cre1 突變體（包括 cre1-1 和 cre1-2）對 ACC（乙烯）、IAA（生長素）和 ABA（脫落酸）的抑制生長作用都表現出「insensitive」的表型，意味著它們對這些激素的響應減弱。
2. CRE1 突變體對細胞分裂素的響應：圖 2(a) 顯示了對 BA（細胞分裂素）的響應。

核心觀念

人眼視網膜的盲點位於視神經盤（optic disc），又稱視神經乳頭（optic nerve head）。此處是視網膜神經節細胞（ganglion cells）的軸突集中、穿出眼球，形成視神經（optic nerve）的位置。

視神經盤沒有視桿細胞與視錐細胞，因此光線投射到此處時無法產生視覺訊號，形成生理性盲點。

視網膜的訊息傳遞方向為：

$$光受器細胞 \rightarrow 雙極細胞 \rightarrow 神經節細胞 \rightarrow 視神經$$

其中，神經節細胞的軸突在視神經盤處集合，離開眼球後形成視神經。

解題方法

題幹詢問盲點是哪一類細胞的軸突聚集位置。判斷關鍵如下：

1. 盲點即視神經盤。
2. 視神經盤是視神經離開眼球之處。
3. 視神經主要由視網膜神經節細胞的軸突組成。
4. 因此，盲點是神經節細胞軸突的集中位置。

選項分析

A) ganglion cells

正確。視網膜神經節細胞的軸突在視神經盤集中，穿過鞏膜後形成視神經。由於視神經盤缺乏光受器細胞，故稱為盲點。

核心觀念

本題考查動物的色覺（color vision）與視覺感光蛋白。

色覺的基礎是不同感光細胞具有不同光譜敏感性，能比較不同波長光線所引起的訊號差異。感光細胞中的視紫質由兩部分組成：

• Opsin：蛋白質部分，決定感光色素對不同波長光線的敏感性。
• 視黃醛（retinal）：由維生素 A 衍生的發色團，吸收光子後引發構形改變。

若動物具有兩種以上、光譜敏感性不同的 opsin，神經系統便能比較各感光細胞的活性，進而辨別顏色。例如人類視網膜的三類視錐細胞分別含有對長波、中波、短波較敏感的 opsin，形成三色視覺。

解題方法

題目問神經生物學家要觀察哪些結構，以判斷動物是否能看見顏色。判斷重點是：

1. 色覺必須依賴光感受器。
2. 光感受器能否區分不同波長，取決於其感光色素的光譜敏感性。
3. 感光色素的主要差異來自 opsin 蛋白。
4. 因此，研究者會尋找動物是否具有多種、光譜特性不同的 opsins。

若只有單一類型的感光色素，動物主要只能分辨明暗；具有多種不同 opsin，才具備產生色覺的生理基礎。

選項分析

A) opsins——正確

核心觀念

心臟的 pacemaker cells（起搏細胞） 具有自發性去極化能力，能在沒有外來神經刺激的情況下，週期性產生動作電位，決定心臟跳動的基本頻率。

正常情況下，心臟的主要起搏中心是 sinoatrial node（竇房結，SA node），位於右心房上方、接近上腔靜脈開口處。竇房結產生的電氣訊號會依序傳遍心房，再經房室結、房室束與浦肯野纖維傳至心室，使心臟按照正常順序收縮：

$$\text{竇房結} \rightarrow \text{心房} \rightarrow \text{房室結} \rightarrow \text{心室}$$

因此，竇房結又稱為心臟的「自然節律器」。

解題方法

判斷本題的關鍵是辨認「正常心臟節律的起始位置」。

起搏細胞具備下列特徵：

1. 能自發產生週期性動作電位。
2. 能設定心臟的基本心跳頻率。
3. 其產生的訊號會驅動其他心肌細胞依序興奮。

在正常生理狀態下，竇房結的自發去極化速率最快，因此會壓制其他部位較慢的潛在起搏細胞，成為主導節律的結構。竇房結位於右心房，而不是左心房、心室、大血管或肺靜脈。

選項分析

A) sinoatrial node

正確。

竇房結由具有自動節律性的特殊心肌細胞組成，能週期性產生動作電位，並將興奮傳播至左右心房，啟動心房收縮。正常成人竇房結的自發放電頻率約為每分鐘 $60$ 至 $100$ 次，因此是正常心臟的主要起搏器。

B) the ventricles

錯誤。

核心觀念

排卵（ovulation）是成熟卵泡受到下視丘—腦下垂體—卵巢軸調控後，發生卵泡破裂並釋放次級卵母細胞的過程。其直接誘發因素是腦下垂體前葉突然大量分泌黃體生成素（luteinizing hormone, LH），稱為 LH surge（LH 高峰或 LH 突增）。

在月經週期中，成熟卵泡分泌的大量雌二醇（estradiol）先對下視丘與腦下垂體產生正回饋，使 GnRH、LH 分泌急遽增加；其中 LH surge 會直接促成：

• 卵泡壁內蛋白水解酶與膠原蛋白酶活性上升；
• 卵泡壁局部組織降解；
• 卵母細胞完成減數分裂第一階段；
• 卵泡破裂並排出次級卵母細胞；
• 殘餘卵泡逐漸轉變為黃體。

因此，題目問「排卵是卵泡對哪一種激素大量分泌的反應」，應選擇直接引發排卵的 LH。

解題方法

判斷此題可依照「排卵在月經週期中的時間點」切入：

1. 排卵發生於卵泡期末、黃體期開始前。
2. 排卵前會出現短時間且明顯的 LH 大量分泌。
3. LH surge 直接刺激成熟卵泡破裂，因此是排卵的直接生理誘因。
4. 雌二醇雖然參與造成 LH surge，但不是題目所問的直接觸發排卵之激素。

核心因果關係可整理為：

$$\text{成熟卵泡分泌大量雌二醇} \rightarrow \text{正回饋} \rightarrow \text{LH surge} \rightarrow \text{排卵}$$

所以正確答案為 LH。

選項分析

A) luteinizing hormone（LH）——正確

LH 高峰是排卵的直接誘發訊號。LH 作用於卵泡細胞後，促進卵泡壁重塑、局部發炎反應、血流與液體壓力變化，以及卵母細胞成熟，最終造成成熟卵泡破裂。

排卵通常發生在 LH surge 開始後約 24～36 小時，因此 LH 是本題的正確答案。

B) progesterone（黃體酮）——錯誤

黃體酮主要由排卵後形成的黃體分泌，屬於黃體期的重要激素。其主要功能包括：

核心觀念

蝌蚪變態成青蛙時，尾部會逐漸縮小並消失，主要機制是細胞凋亡（apoptosis），也稱為程序性細胞死亡。

細胞凋亡是一種由細胞內部基因程式控制的死亡方式，細胞會有秩序地縮小、核 DNA 斷裂，最後形成凋亡小體，再由鄰近細胞或吞噬細胞清除。此過程通常不會引起明顯發炎反應。

蝌蚪變態期間，甲狀腺素等激素訊號會誘導尾部組織中的細胞發生凋亡，使尾部逐步被移除。

解題方法

題幹指出的是「蝌蚪變態時尾巴縮小」。判斷重點在於：

1. 尾部原有的細胞被有計畫地移除。
2. 這不是細胞分裂增加，也不是細胞重新轉變成其他細胞型態。
3. 變態過程中的組織重塑，典型機制就是程序性細胞死亡。

因此，蝌蚪尾部的縮小是由 apoptosis 所造成，選擇 B。

選項分析

A) regeneration（再生）

錯誤。再生是組織或器官受損後重新形成的過程，例如蝾螈重新長出肢體。蝌蚪尾巴在變態時是逐漸退化、消失，而非重新生長，因此不是 regeneration。

B) apoptosis（細胞凋亡）

正確。蝌蚪變態時，尾部細胞受到發育訊號誘導而進行程序性細胞死亡，接著由吞噬作用清除死亡細胞，使尾部逐步縮小。

核心觀念

人體心臟分為右心與左心：

• 右心接收全身回流的缺氧血，並將血液送往肺部，進行肺循環。
• 左心接收肺部回流的含氧血，並將血液送往全身，進行體循環。

心室負責將血液推出心臟：

• 右心室：將血液經肺動脈送入肺部。
• 左心室：將血液經主動脈送入全身。

因此，直接將血液推入肺循環的心臟腔室是右心室。

解題方法

判斷血液要前往哪個循環，再找負責將血液推出心臟的心室：

$$\text{右心房} \rightarrow \text{右心室} \rightarrow \text{肺動脈} \rightarrow \text{肺部}$$

右心室收縮時，將缺氧血打入肺動脈，血液隨後流向肺部進行氣體交換。因此正確答案為 B) right ventricle。

選項分析

核心觀念

本題考查神經元靜止膜電位、鉀離子通透性與膜電位變化的關係。

神經元靜止時，細胞膜內側相對細胞外呈負電位，例如：

$$V_m=-65\ \text{mV}$$

鉀離子 $K^+$ 帶正電。若更多 $K^+$ 從細胞質移出，等於更多正電荷離開細胞，使細胞內相對變得更負，膜電位低於原本的 $-65\ \text{mV}$。

• 去極化（depolarization）：膜內電位變得較不負，接近 $0$。
• 超極化（hyperpolarization）：膜內電位變得更負，遠離 $0$。

因此，$K^+$ 外流增加會造成神經元超極化。

解題方法

直接判斷帶電離子的移動方向：

1. 鉀離子 $K^+$ 帶正電。
2. $K^+$ 從細胞質移出，表示正電荷離開細胞。
3. 細胞內正電荷減少，膜內變得更負。
4. 膜電位由 $-65\ \text{mV}$ 變成更負的數值。
5. 這種變化稱為超極化。

以電流方向表示，正離子外流會使膜內電位下降：

$$K^+\ \text{外流增加} \Rightarrow \text{細胞內正電荷減少} \Rightarrow V_m\ \text{變得更負} \Rightarrow \text{超極化}$$

選項分析

A) depolarization of the neuron

錯誤。去極化是膜內電位變得較不負，例如由 $-65\ \text{mV}$ 接近 $-50\ \text{mV}$ 或 $0\ \text{mV}$。$K^+$ 外流會帶走正電荷，使膜內更負，方向與去極化相反。

B) hyperpolarization of the neuron

正確。$K^+$ 外流增加會使細胞內正電荷減少，膜電位變得比 $-65\ \text{mV}$ 更負，因此造成超極化。

核心觀念

本題考查感覺受器依刺激類型的分類：

• 機械受器（mechanoreceptors）：感受壓力、伸展、振動、觸碰與聲波等機械刺激。
• 熱受器（thermoreceptors）：感受溫度變化。
• 化學受器（chemoreceptors）：感受化學物質，例如氣味、味道與血液中的氣體濃度。
• 電受器（electroreceptors）：感受外界電場，常見於部分魚類。
• 痛覺受器（nociceptors）：感受可能造成組織損傷的刺激。

聽覺系統位於內耳耳蝸，負責感受聲音的受器細胞是毛細胞（hair cells）。聲波造成耳蝸液體振動，使毛細胞頂端的纖毛彎曲，進而開啟機械敏感性離子通道，引發受器電位並將訊息傳給聽覺神經。因此，毛細胞屬於機械受器。

解題方法

判斷感覺受器的關鍵，在於先辨認刺激來源：

1. 大聲音本質上是空氣壓力的週期性變化，屬於機械振動。
2. 聲波經外耳、中耳傳入耳蝸，造成耳蝸基底膜與內淋巴液振動。
3. 毛細胞的纖毛因機械力量而偏轉，開啟離子通道。
4. 長時間或過強的聲波會損傷耳蝸毛細胞及其纖毛，造成感音神經性聽力損失。

核心觀念

本題考查神經肌肉接合處的訊息傳遞，以及乙醯膽鹼（acetylcholine, ACh）與骨骼肌細胞膜上**菸鹼型乙醯膽鹼受體（nicotinic ACh receptor）**的作用。

正常流程如下：

1. 運動神經動作電位抵達神經末梢。
2. 突觸前膜釋放 ACh。
3. ACh 結合肌肉終板上的受體。
4. 受體開啟陽離子通道，使終板去極化。
5. 產生肌肉細胞動作電位，觸發肌漿網釋放 $Ca^{2+}$。
6. $Ca^{2+}$ 促使肌動蛋白與肌凝蛋白交互作用，造成肌肉收縮。

若化學戰劑阻止 ACh 與肌肉受體結合，便會中斷第 3 步，後續的肌肉動作電位與收縮都無法正常發生。

解題方法

關鍵在於辨認「阻止 ACh 與肌肉受體結合」代表的是受體拮抗作用，而不是 ACh 過量或乙醯膽鹼酯酶（AChE）被抑制。

受體無法被 ACh 活化時：

• 配體門控陽離子通道不開啟；
• 終板電位不足以引發肌肉細胞動作電位；
• 肌漿網不會大量釋放 $Ca^{2+}$；
• 肌肉無法產生正常收縮；
• 最終造成弛緩性麻痺（flaccid paralysis）。

因此正確答案為 B。

選項分析

A) Action potentials would be continuously generated, causing convulsive muscle contractions.

錯誤。

這種情況通常是 ACh 在突觸間隙中持續存在，例如 AChE 被抑制時，會造成受體持續受到刺激，導致肌肉持續去極化、痙攣與抽搐。

本題是阻止 ACh 與肌肉受體結合，受體無法被活化，因此不會持續產生肌肉動作電位，也不會造成痙攣性收縮。

核心觀念

精子在睪丸的曲細精管中形成後，仍未完全具備運動能力與受精能力。精子接著進入附睪（epididymis），在其中完成進一步成熟、獲得運動能力，並暫時儲存。

因此，題目所問的結構是附睪。

解題方法

依照男性生殖系統中精子的通行順序判斷：

$$\text{睪丸} \rightarrow \text{附睪} \rightarrow \text{輸精管} \rightarrow \text{射精管}$$

精子於睪丸產生後，首先進入附睪。附睪的主要功能包括：

• 促進精子成熟
• 使精子獲得運動能力
• 暫時儲存精子

所以正確答案為 B) epididymis。

選項分析

核心觀念

本題考查「適應性免疫（adaptive immunity）」的基本特徵與先天性免疫的區別。

適應性免疫主要由 B 淋巴球與 T 淋巴球負責，其核心是：

1. 抗原特異性辨識：淋巴球上的受體能辨識特定抗原。
2. 克隆選擇與增殖：能辨識抗原的淋巴球被活化並大量增殖。
3. 免疫記憶：初次感染後形成記憶細胞，再次接觸相同抗原時反應更快、更強。
4. 受體多樣性：不同淋巴球具有不同的抗原受體，因此能辨識大量不同抗原。

相較之下，先天性免疫主要依靠模式辨識受體，辨認病原體共有的分子特徵，反應速度快但專一性與免疫記憶較有限。

解題方法

判斷本題的關鍵，是找出最能代表適應性免疫本質的敘述。

適應性免疫不是單純辨認「一群病原體共有的特徵」，而是針對特定抗原或抗原上的特定表位進行辨識。因此，直接描述「抗原特異性辨識」的選項，即符合適應性免疫的定義。

選項分析

A) traits common to groups of pathogens

此選項指的是「不同病原體群體共同具有的特徵」，例如細菌的脂多醣、病毒的雙股 RNA 等。這些共同特徵通常由先天性免疫的模式辨識受體辨認，屬於先天性免疫的典型機制。

適應性免疫強調對特定抗原的專一性，因此 A 錯誤。

B) antigen-specific recognition

此選項為「抗原特異性辨識」，正是適應性免疫的核心。

B 淋巴球受體與抗體能辨識特定抗原；T 淋巴球受體則辨識由主要組織相容性複合體（MHC）呈現的特定抗原片段。這種專一性也使適應性免疫能產生免疫記憶。

因此 B 正確。

這題考驗對早期胚胎發育階段的理解，特別是胚層（germ layers）的形成。

胚胎發育的關鍵階段之一是「原腸胚形成」（gastrulation）。

• 受精 (Fertilization)：精子和卵子結合形成合子。
• 卵裂 (Cleavage)：合子經過一系列快速的有絲分裂，細胞數量增加，但總體積不變，形成桑椹胚（morula）和囊胚（blastocyst）。
• 決定 (Determination)：細胞的命運被確定，即它們將發育成哪種組織或器官。

核心觀念

本題考查五種基本味覺及其主要刺激物：

• 甜味：糖類，例如 glucose。
• 鹹味：主要由 sodium ions 等無機離子引起。
• 酸味：hydrogen ions，即 $H^+$。
• 苦味：多種苦味化合物。
• 鮮味：主要由胺基酸 glutamate 引起。

鮮味受體主要是由 T1R1 與 T1R3 組成的 G protein-coupled receptor（GPCR），可偵測 glutamate；食品中常見的 monosodium glutamate（MSG，味精）所產生的鮮味，主要來自其解離後的 glutamate。

解題方法

先將題幹的關鍵字 umami receptor 對應到基本味覺中的「鮮味」。

鮮味是蛋白質或胺基酸豐富食物的重要味覺，主要刺激物為胺基酸 glutamate。因此直接選擇代表 glutamate 的選項即可。

選項分析

A) glucose

錯誤。Glucose 是葡萄糖，屬於糖類，主要刺激甜味受體。甜味受體主要由 T1R2/T1R3 組成，並非鮮味受體。

核心觀念

本題考查體細胞核移植（somatic cell nuclear transfer, SCNT）與細胞核重編程。

複製羊 Dolly 的基本流程如下：

1. 從供核羊取出已分化的體細胞，來源是乳腺細胞。
2. 從另一隻羊取得卵母細胞，並移除其細胞核，形成去核卵母細胞。
3. 將供核體細胞與去核卵母細胞融合，使體細胞的細胞核進入卵細胞。
4. 以電刺激促使融合細胞開始分裂發育。
5. 將早期胚胎植入代理母羊子宮。

卵細胞中的細胞質含有能將已分化細胞核重新設定為胚胎狀態的因子，因此成熟體細胞的細胞核仍能恢復多能性並發育成完整個體。

Dolly 的遺傳來源可分為：

• 核基因組：來自供核羊的乳腺體細胞核。
• 粒線體 DNA：主要來自提供卵母細胞的羊。
• 子宮環境：來自代理母羊，不決定 Dolly 的核基因型。

因此，Dolly 的核基因組與供體細胞羊相同，但並非與卵細胞供體在全部遺傳物質上完全相同。

解題方法

判斷此題的關鍵是確認三件事：

1. 使用的是哪一種細胞提供細胞核？
2. 卵細胞是否保留原本的細胞核？
3. Dolly 是否具有正常生殖能力？

只要掌握「去核卵母細胞＋已分化體細胞的細胞核」這個核心流程，即可判斷正確選項為 D。

選項分析

A) Dolly was genetically identical to the egg-cell donor.

錯誤。

卵細胞供體只提供去核卵母細胞的細胞質，原本的卵細胞核已被移除。因此，Dolly 的核基因組不是來自卵細胞供體，而是來自提供乳腺體細胞核的羊。

嚴格而言，Dolly 的粒線體 DNA主要來自卵細胞供體，所以 Dolly 與供核羊並非所有遺傳物質都完全一致。

B) Dolly was cloned by fusing an egg with an embryonic stem cell.

錯誤。

Dolly 並不是由卵細胞與胚胎幹細胞融合而成，而是使用已分化的乳腺體細胞作為供核細胞。

這項實驗的重要性正是在於證明：即使細胞已經分化，其細胞核仍保留形成完整個體所需的完整遺傳資訊，只是基因表現狀態需要經過卵細胞質重編程。

這題考驗對循環系統中不同血管內血流速度的理解。

血液在循環系統中的流速受到多種因素影響，包括心臟輸出力、血管的總橫截面積、血管阻力等。

• 動脈 (Arteries)：將血液從心臟輸送到全身，壓力高，流速快。
• 小動脈 (Arterioles)：是動脈的分支，負責調節進入毛細血管的血流量，具有較高的阻力，血流速度開始減慢。

核心觀念

本題考查各種血液成分或激素的主要生理功能，以及它們對心跳速率的影響。

心率主要由竇房結（sinoatrial node, SA node）中的起搏細胞決定，並受到自律神經與腎上腺髓質激素調控：

• 交感神經活性增加 → 心率上升
• 副交感神經活性增加 → 心率下降
• 腎上腺素（epinephrine）增加 → 刺激心臟的 $\beta_1$ 腎上腺素受體 → 心率上升

這種使心率增加的作用稱為正變時作用（positive chronotropic effect）。

解題方法

逐一判斷各選項的主要功能，再確認是否能直接刺激心臟或竇房結。

腎上腺素由腎上腺髓質分泌，主要作用於心肌與竇房結的 $\beta_1$ 受體。其訊息傳遞如下：

$$\text{Epinephrine} \rightarrow \beta_1\text{ receptor} \rightarrow G_s \rightarrow \text{adenylyl cyclase} \rightarrow \uparrow cAMP$$

在竇房結起搏細胞中，$cAMP$ 增加會提高起搏電流與鈣離子通道活性，使舒張期去極化速度加快，更快達到閾值，因此：

$$\text{達到閾值的頻率增加} \rightarrow \text{心率增加}$$

腎上腺素也會增加房室結傳導速度與心肌收縮力，但本題詢問的是心率，最直接的判斷就是腎上腺素會刺激竇房結，使心跳加快。

選項分析

A) low-density lipoproteins（低密度脂蛋白，LDL）

LDL 的主要功能是將膽固醇由肝臟運送至周邊組織。血中 LDL 長期升高會增加動脈粥樣硬化與冠狀動脈疾病的風險，但不是立即提高心率的主要調節因子。

核心觀念

本題考查**心肌梗塞（myocardial infarction）**的成因與定義。

心肌梗塞是指供應心臟肌肉的冠狀動脈發生阻塞，使心肌無法獲得足夠的血液與氧氣，持續缺血後造成部分心肌細胞死亡、壞死。

常見機制如下：

$$冠狀動脈粥樣硬化 \rightarrow 斑塊破裂與血栓形成 \rightarrow 血管阻塞 \rightarrow 心肌缺血與壞死$$

因此，判斷本題的關鍵在於找出「冠狀血管阻塞，導致心肌血流不足」的敘述。

解題方法

先辨認疾病的核心病理變化：

1. 心肌需要冠狀動脈供應氧氣與養分。
2. 冠狀動脈阻塞時，血液無法充分流入相應區域。
3. 缺血若持續存在，心肌細胞會受損並死亡。
4. 這種心肌組織壞死即稱為心肌梗塞。

選項 D 直接描述「血管阻塞造成心臟血流不足」，符合心肌梗塞的主要病理機制。

選項分析

A) arteries harden or lose their elasticity

動脈硬化是指動脈壁變厚、變硬，彈性降低，屬於血管的慢性病理變化。動脈粥樣硬化可促成冠狀動脈阻塞，因此是心肌梗塞的重要危險因子。

但「動脈硬化」本身不是心肌梗塞的直接定義，故此項錯誤。

B) the electrical control of the heart leads to an elevated heart rate

核心觀念

機械受器（mechanoreceptor）是能感受機械刺激的感覺受器，包括壓力、觸碰、伸展、振動與水流等刺激。題目問「能對壓力變化產生反應的機械受器」屬於哪一種感覺系統。

魚類的側線系統（lateral line system）由許多神經丘（neuromast）組成。神經丘內具有感覺毛細胞，水流或壓力變化會使感覺毛彎曲，進而改變毛細胞的膜電位，將機械刺激轉換為神經訊號。

解題方法

判斷各選項所描述的感覺系統，先區分其主要受器類型：

• 味覺與嗅覺：主要是化學受器。
• 痛覺：主要是傷害感受器。
• 節肢動物的眼睛：主要是光受器。
• 魚類側線：是典型的機械受器系統，可感受水流與壓力梯度。

因此，與「壓力變化」最直接對應的是魚類的側線系統。

側線感受的並非單純靜止水壓，而是魚體周圍水流造成的壓力差與振動。這些資訊能協助魚類偵測獵物、障礙物、掠食者及群游同伴的移動。

選項分析

• A) human sense of taste

  人類味覺主要依靠味蕾中的味覺受器細胞，感受甜、酸、鹹、苦、鮮等化學物質。味覺屬於化學感覺，不是以壓力變化為主要刺激，因此錯誤。

• B) pain receptors in birds

  鳥類的痛覺受器屬於傷害感受器（nociceptor），主要偵測可能造成組織損傷的強烈機械、熱或化學刺激。

核心觀念

CD4 與 CD8 是表現於 T 細胞表面的共受體（co-receptors），協助 T 細胞受體（T-cell receptor, TCR）辨識抗原與主要組織相容性複合體（major histocompatibility complex, MHC）的結合。

• CD4：主要表現於輔助型 T 細胞（helper T cell），與 MHC class II 結合。
• CD8：主要表現於細胞毒性 T 細胞（cytotoxic T cell），與 MHC class I 結合。

TCR 主要辨識「抗原胜肽－MHC 複合體」，而 CD4 或 CD8 則協助穩定此結合，並參與傳遞活化訊號。因此，CD4 與 CD8 屬於 T 細胞表面的免疫辨識分子，而不是抗原本身或抗原呈現細胞分泌的蛋白質。

解題方法

判斷本題可抓住兩個關鍵：

1. CD4、CD8 的位置：位於 T 細胞表面。
2. CD4、CD8 的功能：作為共受體，分別與 MHC class II、MHC class I 互動。

因此，符合完整描述的選項是 D。

MHC 與 T 細胞的配對關係如下：

T 細胞類型	表面分子	主要互動的 MHC
輔助型 T 細胞	CD4	MHC class II
細胞毒性 T 細胞	CD8	MHC class I

選項分析

A) proteins secreted by antigen-presenting cells

錯誤。CD4 與 CD8 不是抗原呈現細胞（antigen-presenting cells, APC）分泌的蛋白質，而是鑲嵌在 T 細胞細胞膜上的表面分子。

抗原呈現細胞可表現 MHC 分子，並以細胞表面展示抗原胜肽；它們也會分泌細胞激素，但 CD4 與 CD8 不屬於這些分泌物。

B) receptors present on the surface of natural killer cells

錯誤。CD4 與 CD8 的典型表現位置是 T 細胞表面，不是自然殺手細胞（natural killer cell, NK cell）的代表性受體。

核心觀念

無性生殖（asexual reproduction）不需要配子融合，通常由單一親代產生後代。由於沒有減數分裂與受精造成的基因重組，後代的基因型大多與親代相同，形成近似克隆的族群。

無性生殖的主要優勢是：

• 不需尋找配偶，繁殖速度快、繁殖成本低。
• 有利於在環境條件穩定、資源充足且適合生存時，迅速增加個體數量。
• 能保留親代已適應良好環境的基因組合。

其主要限制是遺傳變異較少，因此面對環境劇烈改變、新病原體或新天敵時，族群的適應能力通常較弱。

解題方法

判斷各選項是否符合無性生殖的典型特徵：

1. 無性生殖產生的後代遺傳組成高度相似。
2. 遺傳變異少，適合複製已成功的基因型。
3. 穩定且有利的環境中，快速繁殖是明顯優勢。
4. 不穩定環境與新病原體通常需要較高的遺傳變異，較有利於有性生殖。

因此，符合「穩定且有利環境下迅速擴張」的選項為正確答案。

選項分析

A) allows the species to endure long periods of unstable environmental conditions

錯誤。環境長期不穩定時，族群需要較多遺傳變異，才能提高部分個體適應新條件的機會。無性生殖後代彼此相似，面對環境變化時容易同時受到不利影響，因此這通常是無性生殖的限制，而非優勢。

B) enhances genetic variability in the species

此題考驗對神經元動作電位（action potential）各階段離子變化的理解。圖中顯示了一個典型的動作電位曲線，包括靜息電位、去極化、再極化和過極化階段。

首先，我們需要識別圖中的各個階段：

• A: 靜息電位（Resting potential），約為 -70 mV。
• B: 去極化（Depolarization）的起始，膜電位開始上升。
• C: 超極化（Overshoot），膜電位達到峰值，約為 +35 mV。
• D: 再極化（Repolarization），膜電位下降。
• E: 過極化（Hyperpolarization），膜電位低於靜息電位。

接下來，我們識別控制這些階段的主要離子流動：

階段 A: 靜息電位 (Resting Potential)

• 離子：主要由細胞內鉀離子（$K^+$）濃度高於細胞外，以及細胞膜對 $K^+$ 的高通透性決定。鈉鉀泵（$Na^+$-$K^+$ pump）也持續工作，維持離子濃度梯度。
• 作用：維持細胞膜內負外正的電位狀態。
• 離子流動：少量 $K^+$ 順濃度梯度外流，通過靜息 $K^+$ 通道。

階段 B: 去極化 (Depolarization) 的起始

• 離子：由閾值（threshold）水平觸發，電壓門控鈉離子通道（voltage-gated $Na^+$ channels）打開。
• 作用：$Na^+$ 離子順濃度梯度和電位梯度快速內流。
• 離子流動：大量的 $Na^+$ 內流，導致膜電位迅速向正值移動。

階段 C: 超極化 (Overshoot)

• 離子：主要仍然是 $Na^+$ 離子通道的開放和 $Na^+$ 的內流，但同時，電壓門控鉀離子通道（voltage-gated $K^+$ channels）開始緩慢打開。
• 作用：膜電位達到峰值，超過 0 mV，變為正值。
• 離子流動：$Na^+$ 內流達到最大，然後 $K^+$ 開始緩慢外流。