114 年 國立中山大學海洋生態與保育研究所(在職生)《普通生物學》

本題主要在考驗學生對於浮游生物分類方法的理解。浮游生物（plankton）是指那些無法主動抵抗水流，只能漂浮在水體中的生物。牠們的分類方式非常多元，可以從不同的角度進行。

(A) 營養位階（Trophic status）：浮游生物可以根據其在食物鏈中的位置進行分類，例如生產者（如浮游植物）、初級消費者（如浮游動物）、次級消費者等。

本題考驗學生對台灣地區海洋生態系分佈的認識。台灣位於亞熱帶，擁有豐富多樣的海岸生態系。

(A) 珊瑚礁生態系：台灣南部、東部及離島海域有發達的珊瑚礁。
(B) 沙岸生態系：台灣西海岸及部分東海岸有廣闊的沙灘。

本題考驗學生對台灣常見外來入侵種的認識。外來物種（invasive species）是指非本地原生，但已引入或擴散到一個地區，並對當地生態、經濟或人類健康造成負面影響的物種。

(A) 葡萄牙牡蠣 (Crassostrea angulata)：原產於歐洲，在台灣養殖，部分已逸出，具入侵性。
(B) 斑馬貽貝 (Dreissena polymorpha)：原產於歐洲，已入侵台灣的淡水及半淡鹹水區域，造成嚴重危害。

本題在探討「紅潮」的成因。紅潮（Red tide）又稱赤潮，是指海水中某些藻類（主要是浮游植物）或藍綠菌在特定環境條件下（如營養鹽增加、水溫適宜等）大量繁殖，導致海水變色，並可能釋放毒素，對海洋生態系統造成嚴重影響。

本題考驗學生對浮游生物定義的理解，以及水母的特性。浮游生物（plankton）的定義是不能主動抵抗水流的生物。

(A) 體型大小：水母的體型大小不一，但這不是其被歸類為浮游生物的主要原因。
(B) 以捕食其他生物維生（Carnivorous）：這是水母的攝食方式，與其是否為浮游生物無關。
(C) 無法抵抗水流：這是浮游生物最核心的定義。

本題主要在考驗學生對族群成長模型的理解，特別是J型曲線的意義。族群成長模型描述了族群數量隨時間變化的趨勢。

J型曲線（J-shaped curve）是指族群數量呈指數級增長，即族群大小隨時間呈指數函數增加。這種成長模式通常發生在資源無限、空間充足且無天敵或疾病限制的理想條件下。

(A) K-選擇（K-selection）：通常與邏輯型成長相關，生物體投資較多資源於後代，數量趨於穩定在環境承載量（K值）附近。
(B) 指數型成長（exponential growth）：這正是J型曲線所代表的意義，族群數量以固定的比率快速增加。

本題在考驗學生對人類生殖過程中受精部位的知識。異位妊娠（ectopic pregnancy）是指受精卵著床在子宮腔以外的地方，例如輸卵管、卵巢、腹腔等。

人類的生殖過程如下：

1. 排卵：卵巢釋放出卵子。
   (E) 卵巢（ovary）是卵子產生的部位，但不是受精部位。
2. 受精：精子與卵子在女性生殖道的特定部位結合。
   (A) 陰道（vagina）：是精子進入女性體內的地方，但不是受精的主要部位。

本題考驗學生對與食慾和代謝相關的激素及其分泌障礙的知識。食慾是受複雜的神經內分泌系統調控的，其中瘦素（leptin）扮演著關鍵角色。

(A) 瘦素（leptin）：是一種由脂肪細胞分泌的激素，主要作用是抑制食慾，增加能量消耗，從而調節體重。如果瘦素分泌不足或身體對瘦素產生抗性（leptin resistance），大腦會誤以為身體能量不足，導致食慾大增，出現不斷進食的不正常現象。
(B) 促甲狀腺激素（thyroid-stimulating hormone, TSH）：由腦下垂體前葉分泌，作用是刺激甲狀腺分泌甲狀腺素，調節新陳代謝。

本題考驗學生對植物種子結構與功能的知識，特別是真雙子葉植物種子的養分儲存部位。

植物種子由種皮、胚和胚乳（有時退化）組成。胚則包含胚根、胚芽、胚軸和子葉。

(A) 種皮（seed coat）：是種子的保護層，由珠皮發育而來，主要功能是保護胚免受機械損傷、乾燥和病原體的侵害。它不儲存養分。
(B) 胚芽（embryos）：是將發育成新植株的結構，包含將發育成莖和葉的部分。胚芽本身需要養分來生長，而不是主要的養分儲存部位。
(C) 胚乳（endosperm）：是植物種子內由受精的極核發育而來的組織，主要功能是為胚發育提供養分。在許多雙子葉植物中，胚乳的養分會被轉移到子葉中儲存，使得成熟的種子胚乳退化或消失。
(D) 胚根（radicle）：是胚的一部分，將發育成根。它需要養分來生長，而不是儲存部位。
(E) 子葉（cotyledons）：是胚的一部分，在雙子葉植物中，子葉通常是主要的養分儲存器官。在種子萌發時，子葉會將儲存的養分轉移給胚。

對於「真雙子葉植物（eudicots）」，其種子的養分儲存情況有兩種主要模式：

1. 胚乳種子（Albuminous seeds）：胚乳發育良好，並作為主要的養分儲存組織，例如蓖麻。
2. 無胚乳種子（Exalbuminous seeds）：胚乳在發育過程中，其養分會被轉移到子葉中儲存，成熟的種子幾乎沒有胚乳，例如豆類、花生。

本題考驗學生對細胞學說中「內共生理論」（Endosymbiotic theory）的理解。該理論解釋了真核細胞中某些胞器的起源。

內共生理論提出，真核細胞中的粒線體（mitochondria）和葉綠體（chloroplasts）最初是由於一個較大的古細菌（archaea）細胞吞噬了獨立生活的原核生物（細菌），但並未將其消化，而是與之共生。這些被吞噬的原核生物逐漸演化，最終成為細胞器的組成部分。

(A) 粒線體和溶酶體：溶酶體（lysosome）是細胞內消化和分解的胞器，其起源與內共生理論無關，通常認為是由高基氏體（Golgi apparatus）出芽形成的。
(B) 粒線體和葉綠體：粒線體是細胞進行有氧呼吸的主要場所，而葉綠體是植物和藻類進行光合作用的場所。

本題考驗學生對人體消化系統中水分吸收部位的知識。雖然消化道各部位都會吸收水分，但吸收量最大的部位是結腸。

(A) 盲腸（cecum）：是連接小腸與大腸的起始部分，主要功能是容納食物殘渣，並進行一些細菌分解，水分吸收量相對較少。
(B) 結腸（colon）：是人體大腸的主要部分。食物殘渣進入結腸後，其中的水分會被大量吸收，使殘渣逐漸脫水、固化，形成糞便。結腸是人體吸收水分最多的地方。

本題考驗學生對不同病毒傳播途徑的知識，特別是茲卡病毒與其他病毒的比較。茲卡病毒（Zika virus）屬於黃熱病毒科（Flaviviridae），與登革熱病毒、黃熱病毒等同屬一科。

茲卡病毒的主要傳播途徑是通過受感染的蚊子叮咬，特別是埃及斑蚊（Aedes aegypti）。此外，茲卡病毒也可以通過性行為、輸血以及母嬰垂直傳播。

我們來分析其他選項的傳播途徑：
(A) B型肝炎病毒（Hepatitis B virus, HBV）：主要通過血液、性接觸和母嬰垂直傳播。

本題考驗學生對「不溶性纖維」的化學本質的認識。纖維素（Cellulose）是植物細胞壁的主要成分，屬於一種多醣體（polysaccharide）。

(A) 蛋白質（Protein）：是胺基酸組成的聚合物，不是纖維素。
(B) 纖維素（Cellulose）：是植物細胞壁的主要結構成分，屬於膳食纖維的一種，人體無法消化，因此被稱為「不溶性纖維」。它在水中不溶，結構穩定。

本題考驗學生對膽鹽（bile salt）功能和來源的認識。膽鹽是肝臟分泌的膽汁中的重要成分，其主要功能是幫助脂肪的消化和吸收。

(A) 它是酵素：膽鹽本身不是酵素，它是一種膽汁酸鹽，屬於類固醇衍生物。酵素是具有催化功能的蛋白質。
(B) 它是由胰臟製造：膽鹽是由肝臟細胞合成，然後分泌到膽汁中，儲存在膽囊，最後排入十二指腸。胰臟分泌的是胰液，其中含有多種消化酵素。
(C) 它在十二指腸中乳化脂肪：這是膽鹽最主要的功能。

本題考驗學生對脊椎動物視網膜結構與感光功能的理解。視網膜是負責接收光線並將其轉化為神經訊號的感光層。

(A) 桿狀細胞（rod cells）和椎狀細胞（cone cells）：這兩類細胞是視網膜中的感光細胞（photoreceptor cells）。桿狀細胞對光線非常敏感，負責在弱光下的視覺（黑白視覺），而椎狀細胞則在較強的光線下工作，負責顏色視覺和細節視覺。它們是接收光線訊號的第一道關卡。
(B) 幹細胞與葉細胞：幹細胞是具有分化潛能的細胞，葉細胞是植物細胞。這與動物視網膜的感光細胞無關。
(C) 雙極細胞（bipolar cells）：位於感光細胞和神經節細胞之間，接收來自感光細胞的訊號，並將其傳遞給神經節細胞。

Catadromous 是指魚類的一種生命週期模式，特徵是牠們在淡水環境中成長，但在繁殖季節會洄游到海洋中產卵。

例如，鰻魚（Anguillidae）就是典型的 catadromous 魚類。牠們在河流、湖泊等淡水水域生活、成長，當性成熟後，會長途跋涉洄游至海洋中的特定繁殖場（如馬尾藻海）進行繁殖，產卵後親魚通常

Protandry 指的是一種「雄性先熟」的現象，這是一種性別轉換（sequential hermaphroditism）的生殖策略。在這種情況下，一個生物體在生命週期的一個階段表現為雄性，然後在後來的階段轉變為雌性。

Beta diversity（β多樣性）是指在不同棲地或生態系統之間，物種組成變異的程度。它衡量的是群落（community）之間的差異性。

相較於 Alpha diversity（α多樣性，指單一個棲地或生態系統內的物種豐富度）和 Gamma diversity（γ多樣性，指一個大區域內所有棲地的總物種豐富度），Beta diversity 更關注物種在空間尺度上的「替換率」或「異質性」。

Precautionary principle（預警原則）是一個在環境保護和公共衛生領域廣泛應用的原則。其核心思想是：如果一項活動或政策可能對人類健康或環境造成潛在的、嚴重的或不可逆轉的危害，即使缺乏充分的科學證據來證明這種危害確實存在，也應當採取預防措施來避免或減少這種風險。

Marine Protected Area（MPA，海洋保護區）是指在海洋或海岸區域，透過法律或行政手段，對人類活動進行限制或管理的區域，目的是為了保護和管理海洋生態系統、生物多樣性、自然資源和文化遺產。

本題要求列舉台灣領海範圍內的五種海洋生態系，並分別描述其環境特色、主要生產者和面臨的威脅。這需要結合台灣的地理位置、海岸條件和生態知識。

以下為五種可能的海洋生態系及其描述：

1. 珊瑚礁生態系 (Coral Reef Ecosystem)

• 環境特色: 主要分佈在溫暖、清澈、陽光充足且穩定的淺海區域，水溫通常在 20-28°C 之間，鹽度穩定。基質為堅硬的碳酸鈣骨骼。
• 主要生產者: 珊瑚蟲體內的共生藻（蟲黃藻, zooxanthellae）進行光合作用，提供珊瑚蟲大部分能量。此外，也有浮游植物和附著性藻類。
• 面臨威脅:
  • 氣候變遷: 海水溫度升高導致珊瑚白化（coral bleaching），海洋酸化影響珊瑚骨骼的形成。
  • 人為污染: 陸源污染物（如營養鹽、沉積物、農藥）進入海洋，破壞水質，抑制珊瑚生長。
  • 過度捕撈: 影響珊瑚礁食物網的平衡，例如捕撈食草魚類導致藻類過度生長。
  • 破壞性漁業行為: 如底拖網、採集珊瑚等。

2. 沙岸生態系 (Sandy Shore Ecosystem)

• 環境特色: 由細小的沉積物（沙粒）構成，海岸線常有海浪拍打，潮間帶範圍大，底質鬆軟且易受擾動，水體鹽度變化較大（尤其在河口附近）。
• 主要生產者: 主要是附著在沙粒上的微藻（如矽藻）和少量的海草（如大葉滿月浪）。浮游植物在近岸水域也有貢獻。
• 面臨威脅:
  • 海岸開發: 填海造陸、港口建設、觀光設施開發，破壞棲地。
  • 人為污染: 陸源垃圾、油污、化學物質污染。
  • 過度採集: 採挖貝類、海膽等底棲生物。
  • 氣候變遷: 海平面上升可能淹沒部分沙灘。

3. 岩岸生態系 (Rocky Shore Ecosystem)

• 環境特色: 由堅硬的岩石、礁石組成，潮間帶明顯，生物附著在岩石表面，受潮汐影響劇烈，有明顯的垂直分佈帶（如海藻帶、藤壺帶、貽貝帶等）。

本題要求學生了解台灣的國家公園及其海洋保育相關資訊。

(1) 中華民國國家公園中，管轄範圍中有海洋的國家公園：

• 墾丁國家公園
• 東沙環礁國家公園
• 台江國家公園
• 澎湖南方四島國家公園
• 北門國家公園 (註：北門國家公園尚未正式成立，但已在規劃中，通常國家公園考試不會考未定案的，但若有出現，可視情況回答。在此以已成立的為主。)
• 金門國家公園 (部分海岸區域)
• 馬祖國家公園 (部分海岸區域)

常考且確認為涉海國家公園的有：墾丁、東沙、台江、澎湖南方四島。

(2) 這些範圍中有海洋的國家公園分別座落在哪個縣市？

• 墾丁國家公園: 屏東縣
• 東沙環礁國家公園: 高雄市 (旗津區，東沙群島由高雄市政府管轄)
• 台江國家公園: 台南市
• 澎湖南方四島國家公園: 澎湖縣

(3) 請排列出這些國家公園設立時間的先後順序：

• 墾丁國家公園: 1984年7月1日
• 東沙環礁國家公園: 2007年9月20日
• 台江國家公園: 2009年10月1日
• 澎湖南方四島國家公園: 2014年6月30日

排序：墾丁 (1984) → 東沙環礁 (2007) → 台江 (2009) → 澎湖南方四島 (2014)

本題主要探討紅樹林生態系統的功能、服務及其在台灣面臨的爭議，即「疏伐」紅樹林的原因與地點。

(1) 紅樹林的生態系功能 (Ecosystem function) 及生態系服務 (Ecosystem services)：
紅樹林生態系同時具有生態系功能（指生態系統內部的過程，如物質循環、能量流動）和生態系服務（指生態系統對人類的益處）。

• 生態系功能:

  • 初級生產力高 (High Primary Productivity): 紅樹林植物通過光合作用，能將大量的二氧化碳轉化為有機物，是能量進入生態系的主要來源。
  • 養分循環與淨化 (Nutrient Cycling and Purification): 紅樹林根系能有效攔截陸地來的污染物（如營養鹽、沉積物），並將其轉化或儲存，淨化水質。
  • 碳封存 (Carbon Sequestration): 紅樹林能大量吸收和儲存碳，是重要的「藍碳」（blue carbon）庫。
  • 棲地提供與繁殖 (Habitat Provision and Reproduction): 複雜的根系和水域環境為各種海洋生物（魚類、蝦蟹、貝類、鳥類、爬行類、昆蟲等）提供了重要的棲息地、育幼場和覓食場所。

• 生態系服務:

  • 海岸保護 (Coastal Protection): 紅樹林能有效減緩海浪和風暴潮的衝擊，減輕海岸侵蝕，保護沿海社區和基礎設施。
  • 漁業資源 (Fisheries Support): 作為許多商業性魚蝦蟹的育幼場和棲地，紅樹林對維持周邊海域的漁業產量至關重要。
  • 生物多樣性保育 (Biodiversity Conservation): 紅樹林是許多獨特物種的家園，支持了高度的生物多樣性。
  • 觀光與遊憩 (Tourism and Recreation): 紅樹林獨特的景觀和豐富的生態吸引遊客，提供生態旅遊和教育機會。
  • 水質淨化 (Water Quality Improvement): 透過過濾和吸收污染物，改善入海口的水質。

（任選四項，可混合生態系功能與服務）