113 年 國立臺灣大學藥學系碩士班《普通生物學（B）》

本題考查心臟傳導系統中，何處負責發動心跳。心臟的起搏點（pacemaker）是指能夠自主性地產生電脈衝，進而引發心臟收縮的特殊心肌細胞。在正常情況下，這個功能由位於右心房上部的竇房結（sinoatrial node, SA node）負責。
(A) 房室結（atrioventricular node, AV node）位於心房與心室之間，主要功能是延遲心房傳來的電訊號，確保心房收縮完成後，心室才開始收縮。

本題考查神經元膜電位的變化，特別是造成神經元細胞膜內外電位差變大（超極化，hyperpolarization）的離子。
神經元的靜止膜電位（resting membrane potential）約為 -70 mV，這是由於細胞內外離子濃度差異及膜對不同離子的通透性不同所致。超極化是指細胞膜內側的電位變得比靜止膜電位更負（例如變成 -80 mV）。
膜電位的變化主要與離子的跨膜運輸有關：

• Na$^{+}$的內流會使細胞內電位變正，導致去極化（depolarization）。
• K$^{+}$的內流或外流會影響膜電位。若K$^{+}$大量內流，會使細胞內電位變正；若K$^{+}$外流（從細胞內流向細胞外），則會使細胞內電位變負，導致超極化。
• Ca$^{2+}$的內流會使細胞內電位變正，導致去極化。
• H$^{+}$的影響較複雜，但在某些情況下，H$^{+}$的移動也可能影響膜電位。Mg$^{2+}$在神經傳導中的直接作用較不顯著。

本題考查鈣離子（Ca$^{2+}$）作為細胞內第二信使（second messenger）在各種生理過程中扮演的角色，並找出一個不涉及Ca$^{2+}$作為第二信使的事件。

第二信使是指在細胞外訊號（如荷爾蒙、神經傳導物質）作用於細胞膜上的受體後，在細胞內產生的一系列下游訊號分子，這些分子會放大原始訊號並引發細胞反應。Ca$^{2+}$是其中一種重要的第二信使。

我們逐一分析各選項：
(A) 動作電位的傳播（Propagation of action potential along an axon）：動作電位的產生和傳播主要依賴於電壓閘門鈉離子通道（voltage-gated Na$^{+}$ channels）和鉀離子通道（voltage-gated K$^{+}$ channels）的開關。雖然鈣離子通道的開啟與神經傳導物質的釋放有關，但動作電位沿軸突的傳播本身主要不是由Ca$^{2+}$作為第二信使觸發的。神經傳導物質的釋放（選項E）則與Ca$^{2+}$內流密切相關。
(B) 皮質反應（Cortical reaction）形成卵黃膜（vitelline envelope）：在受精過程中，當精子進入卵子後，會引發卵子內質網釋放大量Ca$^{2+}$。Ca$^{2+}$的升高會觸發皮質顆粒（cortical granules）釋放出內容物，這些內容物會改變卵黃膜的結構，形成受精膜，阻止多精受精（polyspermy）。此過程確實由Ca$^{2+}$作為第二信使觸發。

本題考查Bohr效應（Bohr effect），這是指pH值（以及CO$_2$濃度、2,3-BPG濃度）影響血紅素（hemoglobin）對氧氣（O$_2$）親和力的現象。

Bohr效應的核心是：

• 當組織中CO$_2$濃度升高時，會導致pH值下降（變酸）。
• pH值下降（或CO$_2$濃度升高，或2,3-BPG濃度升高）會降低血紅素對氧氣的親和力。
• 這使得血紅素更容易在組織處釋放氧氣，滿足組織細胞對氧氣的需求。
• 相反，在肺部，CO$_2$濃度較低，pH值較高，血紅素對氧氣的親和力增強，更容易結合氧氣。

因此，Bohr效應描述的是pH值（以及其他因素）如何影響血紅素與氧氣的結合能力。

本題考查調節人類生殖的荷爾蒙及其受體的特性。題目詢問哪個荷爾蒙的受體「不是」跨膜蛋白質（transmembrane protein）。跨膜蛋白質受體通常位於細胞膜上，當荷爾蒙結合後，會引發細胞內的一系列訊號傳導。而非跨膜蛋白質受體（即細胞內受體）通常位於細胞質或細胞核內，荷爾蒙需要穿過細胞膜才能與之結合。

我們來分析各選項：
(A) 濾泡刺激素（follicle-stimulating hormone, FSH）：FSH是一種胜肽荷爾蒙（peptide hormone），作用於卵巢和睪丸的細胞膜上的G蛋白偶聯受體（GPCRs）。GPCRs是典型的跨膜蛋白質。
(B) 雌二醇（estradiol）：雌二醇是一種類固醇荷爾蒙（steroid hormone），它是雌激素的主要形式。

本題考查脊椎動物的循環系統類型。循環系統根據血液在心臟中通過的次數分為單循環（single circulation）和雙循環（double circulation）。

• 單循環：血液在一次完整的心臟搏動週期中，只通過心臟一次。通常發生在較原始的脊椎動物，如魚類。
• 雙循環：血液在一次完整的心臟搏動週期中，通過心臟兩次。一次是流向肺部（肺循環，pulmonary circulation），另一次是流向身體其他部位（體循環，systemic circulation）。雙循環又分為不完全雙循環（如兩棲類和爬行類，心臟有部分混合）和完全雙循環（如鳥類和哺乳類，心臟完全分隔為兩側）。

本題考查動物之間用來溝通的化學物質。題幹描述的是用於「與同種個體溝通」（communicate with conspecific individuals）的化學物質。

我們來分析各選項：
(A) 自身分泌素（autocrine）：指細胞分泌的物質作用於其自身的受體。這是細胞內的訊號傳遞，不是個體間的溝通。
(B) 配體（ligand）：配體是一個廣泛的術語，指能夠結合特定受體的分子。這可以是細胞內或細胞外的分子，包括荷爾蒙、神經傳導物質、離子等，但它本身不特指個體間溝通的化學物質。

本題考查在後生動物（Metazoa，即動物界）中獨有，而在其他真核生物（如真菌、植物、原生生物）中不存在的特徵。

我們逐一分析各選項：
(A) 世代交替（Alternation of generations）：這是植物和部分藻類（如綠藻、紅藻）的生命週期特徵，指有性世代（配子體，gametophyte）和無性世代（孢子體，sporophyte）的交替。動物通常是二倍體的孢子體世代，以有性生殖為主，沒有明顯的配子體世代。因此，世代交替不是動物獨有，反而在植物中更為典型。
(B) 膠原纖維（Collagen fiber）：膠原蛋白是動物結締組織中最主要的結構蛋白質，廣泛存在於動物的細胞外基質中，提供結構支撐和強度。雖然其他生物也有結構蛋白，但膠原蛋白及其纖維結構是動物界的一個顯著特徵，在其他真核生物類群中（如植物、真菌）不普遍存在或以不同的形式出現。

本題考查適應性免疫（adaptive immunity）的特徵，並找出一個不屬於適應性免疫的組成或機制。適應性免疫又稱獲得性免疫，是後天獲得的、具有特異性、記憶性，且主要由淋巴細胞（T細胞和B細胞）介導的免疫。

我們逐一分析各選項：
(A) 抗體（Antibody）：抗體是由B細胞分化成的漿細胞產生的蛋白質，能夠特異性地結合抗原，是適應性免疫，特別是體液免疫（humoral immunity）的核心成分。
(B) 克隆選擇（Clonal selection）：克隆選擇是適應性免疫系統的一個基本原則。當淋巴細胞（T細胞或B細胞）遇到能與其表面受體特異性結合的抗原時，會被活化並進行增殖，形成一個具有相同受體的細胞克隆。這是適應性免疫產生特異性反應和記憶的基礎。
(C) 體液免疫反應（Humoral immune response）：體液免疫是指由B細胞介導的免疫反應，主要通過產生抗體來清除細胞外的病原體或毒素。這是適應性免疫的兩個主要分支之一（另一個是細胞免疫）。

本題考查脊椎動物胚胎發育過程中，視網膜（retina）的來源。視網膜是眼睛中負責感光並將光訊號轉換為神經衝動的組織。

在脊椎動物胚胎早期，神經管（neural tube）會分化成三個主要部分：前腦（forebrain）、中腦（midbrain）和後腦（hindbrain）。

• 前腦（prosencephalon）進一步發育為端腦（telencephalon，最終形成大腦皮層）和間腦（diencephalon，最終形成視丘、下視丘等）。
• 中腦（mesencephalon）最終發育成中腦。
• 後腦（rhombencephalon）進一步發育成後腦（metencephalon，形成小腦和腦橋）和延腦（myelencephalon，形成延髓）。

眼睛的發育與神經管的前腦和中腦區域密切相關。具體來說，視網膜（retina）以及眼柄（optic stalk）和視神經（optic nerve）是由神經管的間腦（diencephalon，前腦的一部分）向外側和向前側的囊狀膨出（optic vesicle）發育而來的。

核心觀念

抗利尿激素（ADH，又稱加壓素）主要由下視丘神經元合成，沿軸突運送至腦下垂體後葉儲存並釋放。血漿滲透壓升高，或血容量、血壓下降時，會促進 ADH 分泌。

ADH 作用於腎臟遠曲小管後段與集合管，使水通道蛋白增加，提升水的再吸收。水分回到血液後，尿液體積減少、濃度升高，因此尿液可呈高滲透壓，亦即尿液滲透壓高於血漿。

解題方法

先掌握 ADH 的作用位置與生理效果：它主要調節遠曲小管後段和集合管的水分通透性，不負責近端小管原本就會進行的水分再吸收。再依序判斷分泌來源、尿液濃度、滲透壓刺激方向及血壓變化，即可選出正確敘述。

選項分析

(A) 錯誤。 ADH 是胜肽激素，但不是由腎上腺釋放；它在下視丘合成，儲存並由腦下垂體後葉釋放。

核心觀念

這題考腎上腺皮質醇分泌的調控。正常情況下，下視丘分泌促腎上腺皮質激素釋放素（CRH），刺激腦下垂體前葉分泌促腎上腺皮質激素（ACTH），再促使腎上腺皮質分泌糖皮質激素。糖皮質激素也會對上游產生負回饋，抑制 ACTH 分泌。

地塞米松是合成糖皮質激素，會抑制 ACTH。若 ACTH 降低後，血中皮質醇仍維持偏高，表示腎上腺皮質可能不再依賴 ACTH、而自行過度分泌。

解題方法

先看正常組：給予地塞米松後，血中皮質醇由高降至低，符合「地塞米松抑制 ACTH，進而降低腎上腺皮質分泌」的反應。

再看患者 X：地塞米松使 ACTH 有效降低，但圖中患者的皮質醇仍偏高。因此異常位置在 ACTH 下游、負責分泌皮質醇的腎上腺皮質。

選項分析

本題考查康拉德·洛倫茲（Konrad Lorenz）的經典實驗，描述了雛鳥在孵化後不久對第一個移動物體產生依戀並跟隨的現象。這是一種學習過程，對其後續行為有影響。

我們來分析各選項：
(A) 古典制約（classical conditioning）：指一種學習過程，透過將中性刺激與無條件刺激重複配對，最終使中性刺激也能引發無條件反應。例如巴夫洛夫的狗。這與雛鳥主動跟隨移動物體的現象不同。
(B) 印記（imprinting）：這是由康拉德·洛倫茲提出的概念，特指在動物（尤其是幼年動物）生命早期的一個關鍵敏感期（critical period），對特定刺激（通常是移動的物體，如父母）產生一種快速、不可逆的依戀和學習過程。雛鳥對第一個看到的移動物體產生跟隨行為，並將其視為「母親」，這就是典型的印記現象。

本題考查達爾文雀（Darwin's finches）的演化例子，描述了在地理隔離（allopatric）和地理共存（sympatric）條件下，兩種雀鳥（Geospiza fuliginosa 和 G. fortis）的喙形態差異。當它們在同一島嶼上共存時（sympatric），由於食物競爭，它們的喙形態發生了分化：G. fuliginosa 的喙變得更淺小，而 G. fortis 的喙變得更深大。這種形態的改變有助於它們利用不同的食物資源，從而減少競爭。

我們來分析各選項：
(A) 適應性輻射（adaptive radiation）：指一個物種（或一組物種）在相對較短的地質時間內，分化成多個新物種，以適應不同的生態位。雖然達爾文雀整體是一個適應性輻射的例子，但這裡描述的是同一物種內或兩個物種之間，在共存時因競爭而產生的形態差異，這是一個更具體的現象。
(B) 貝氏擬態（Batesian mimicry）：指一個無毒或無害的物種模仿一個有毒或有害的物種，以逃避捕食者。

核心觀念

本題考的是強化作用（reinforcement）：自然選擇因雜交的適合度代價，而促進交配前生殖隔離的演化。

當兩個近緣物種接觸，若雜交後代的存活率、生殖力等較低，能辨識並選擇同種配偶的個體便具有較高的繁殖成功率。因此，自然選擇會促進求偶訊號與配偶偏好的分化，減少異種交配，進一步加強生殖隔離。

本題須掌握三個概念：

• 同域（sympatry）：兩物種的分布重疊，有相遇與異種交配的機會。
• 異域（allopatry）：兩物種在地理上分離，避免彼此雜交的選汰壓力較弱。
• 交配前隔離：藉由外觀、鳴聲、求偶行為等辨識配偶，在交配前阻止異種交配；屬於合子前生殖隔離。

解題方法

解題關鍵是把雄鳥外觀差異與雌鳥的物種辨識效果連結起來。

1. 來自異域族群的兩種雄鳥外觀相似：雌鳥在這些雄鳥之間選擇配偶時，常誤選異種雄鳥。
2. 來自同域族群的兩種雄鳥外觀差異明顯：雌鳥在這些雄鳥之間選擇配偶時，不選異種雄鳥。
3. 因此，同域中的外觀分化具有提高配偶辨識、減少異種交配的功能，對應強化作用所促進的交配前隔離。

其演化機制可整理為：

雜交具有適合度代價 → 選擇同種配偶較有利 → 求偶訊號與配偶偏好分化 → 交配前隔離增強。

題幹未直接提供雜交後代的適合度資料；這是強化作用的機制背景。本題所依據的原始研究指出，同域中的雌性擇偶促進雄鳥羽色分化，而這種分化降低了雜交頻率，支持強化作用的解釋。

注意：題幹交代的是供選擇的雄鳥來自同域或異域族群，並未交代實驗中雌鳥的來源。

選項分析

本題考查異營類（heterokonts），又稱原生質體（stramenophiles）的葉綠體來源。異營類是一大類單細胞或多細胞真核生物，包括矽藻（diatoms）、褐藻（brown algae）、卵菌（oomycetes）等。其中，矽藻和褐藻是光合作用生物。

葉綠體的起源通常被認為是通過內共生（endosymbiosis）事件。

• 原核生物的內共生（Primary endosymbiosis）：指一個真核細胞吞噬了一個原核生物（如藍綠菌/藍細菌），而該原核生物最終演化成葉綠體。這是所有植物（包括綠藻、紅藻、陸生植物）葉綠體的起源。原核內共生產生的葉綠體外面有兩層膜，外膜來自宿主細胞的吞噬泡，內膜則來自原核生物的細胞膜。
• 真核生物的內共生（Secondary endosymbiosis）：指一個真核細胞吞噬了一個已經具有葉綠體的真核生物（如綠藻或紅藻），而該真核生物最終演化成宿主細胞內的葉綠體。通過二次內共生形成的葉綠體，其外面通常有三層或四層膜。

本題考查真菌（fungi）的菌絲（hyphae）結構，特別是「合胞菌絲」（coenocytic hyphae）。合胞菌絲是指菌絲體中，細胞質連續，但沒有完整的細胞壁將細胞分隔開，而是由多個細胞核共存在一個連續的細胞質中。

我們來分析各選項：
(A) 幾丁質（chitin）：幾丁質是構成真菌細胞壁的主要成分，賦予細胞壁強度。合胞菌絲也具有細胞壁，因此也含有幾丁質。
(B) 微管（microtubules）：微管是真核細胞骨架的一部分，參與細胞分裂、物質運輸等。所有真核生物的細胞都含有微管。
(C) 鞭毛細胞（flagellated cells）：雖然大多數真菌的菌絲體是無鞭毛的，但有些真菌（如壺菌、藻狀菌）的游動孢子（zoospores）或配子具有鞭毛。

本題考查苔蘚植物（bryophyte）的生命週期及其結構的染色體倍性。苔蘚植物的生命週期中，配子體（gametophyte）是主要的、綠色的、獨立生存的世代，是單倍體（haploid, n）的。孢子體（sporophyte）是附著在配子體上、依賴配子體營養的世代，是二倍體（diploid, 2n）的。孢子體由足（foot）、柄（seta）和孢蒴（capsule）組成。孢蒴內產生單倍體的孢子（spores）。

我們來分析各選項：
(A) 足（foot）：足是孢子體的一部分，用來從配子體吸收營養，它是二倍體（2n）的。

本題考查蕨類植物（fern）的孢子囊群（sorus）的定義。蕨類植物是孢子體世代佔優勢的維管束植物。在孢子體成熟時，會在葉的背面（葉脈上）形成孢子囊（sporangium），孢子囊內產生單倍體的孢子。

• 孢子囊（sporangium）：是產生孢子的結構。
• 孢子囊群（sorus）：是一個或多個孢子囊聚集在一起形成的結構。
• 裸生孢子囊群（naked sorus）：孢子囊直接聚集在葉片表面，通常無包膜（indusium）保護。例如蕨類植物。
• 被蓋孢子囊群（indusiate sorus）：孢子囊被一層薄膜狀的附屬物（indusium）覆蓋。例如腎蕨。

本題考查開花植物（angiosperms）的雌配子體（female gametophyte）的結構。在開花植物中，雌配子體是高度退化的，通常稱為胚乳囊（embryo sac）。

我們來分析各選項：
(A) 胚乳囊（embryo sac）：這是開花植物雌配子體的名稱。它是一個含有七個細胞（包括卵細胞和兩個極核）和八個細胞核的結構。
(B) 珠心（nucellus）：珠心是胚珠（ovule）的組成部分，位於珠被（integuments）內，是將來產生大孢子母細胞（megasporocyte）的母細胞組織。珠心本身不等於雌配子體。

本題考查植物的初生分生組織（primary meristems）。初生分生組織是植物體內能夠持續進行細胞分裂的組織，它們在胚胎發育過程中形成，並負責植物體初級生長（長度生長）。

初生分生組織主要有三種類型：

1. 原形成層（protoderm）：發育成表皮（epidermis）。
2. 基本分生組織（ground meristem）：發育成基本組織，如皮層（cortex）、髓（pith）、葉肉（mesophyll）等。
3. 原形成層（procambium）：發育成維管束（vascular tissues），包括木質部（xylem）和韌皮部（phloem）。

核心觀念

本題考查典型陸生植物葉片的背腹性構造（dorsiventral leaf）。葉片上下表面接受的環境不同：

• 上表面直接接受較強光照，蒸散作用與失水風險較高。
• 下表面通常較背光、溫度較低，氣孔多分布於此，以降低水分散失。
• 葉片內部通常由上而下排列為：上表皮、柵狀葉肉、海綿葉肉、下表皮。

角質層（cuticle）是覆蓋在表皮外側的蠟質防水層，可減少水分由葉片表面散失。因此，典型水平葉片的上表面通常具有較厚的角質層。

解題方法

判斷各構造在葉片上、下表面的相對分布：

1. 上表面光照強、蒸散失水壓力較大。
2. 為減少水分散失，上表面需要較發達的防水構造。
3. 角質層具有防止水分散失的功能，因此上表面的角質層通常較厚、含量較多。
4. 與此相反，氣孔通常集中於下表面。

所以正確選項為 (B) cuticle。

選項分析

(A) stomata，氣孔：錯誤

氣孔是氣體交換與蒸散作用的開口。水平葉片的上表面直接受光，若氣孔大量分布於上表面，會增加葉片受到高溫與乾燥空氣影響時的失水量。

因此，多數陸生雙子葉植物的氣孔較常位於下表面，稱為下表皮氣孔型（hypostomatic leaf）。上表面的氣孔通常較少，不符合題意。

(B) cuticle，角質層：正確

角質層覆蓋於表皮外側，主要由角質素與蠟質組成，功能包括：

本題考查C3植物和C4植物在光合作用上的比較。C4植物演化出了一種特殊的固碳途徑，以適應高溫、強光和乾旱的環境，減少光呼吸（photorespiration）的損失。

我們逐一分析各選項：
(A) carries out more photorespiration. (進行更多的光呼吸)：C4植物最主要的優勢之一就是能顯著減少光呼吸。在C3植物中，Rubisco酶在CO$_2$濃度低、O$_2$濃度高時會催化RuBP與O$_2$反應，導致光呼吸。C4植物通過PEP羧化酶（PEP carboxylase）在葉肉細胞中先將CO$_2$固定到PEP上，形成C4化合物，然後將C4化合物運輸到維管束鞘細胞，再釋放出CO$_2$，在維管束鞘細胞中通過Rubisco將CO$_2$固定到RuBP上。這種PEP羧化酶對CO$_2$的親和力遠高於Rubisco，且不與O$_2$反應，因此能在低CO$_2$濃度下高效固定碳，並在維管束鞘細胞中形成高濃度的CO$_2$，抑制光呼吸。所以，C4植物的光呼吸比C3植物少得多，而不是更多。此選項錯誤。
(B) has a lower photosynthetic efficiency. (光合作用效率較低)：在溫暖、乾燥、強光的環境下，C4植物的光合作用效率通常高於C3植物，因為它們能有效減少光呼吸。此選項錯誤。
(C) has more Rubisco. (含有更多的Rubisco)：Rubisco是C3途徑中的關鍵酶。

本題考查植物組織培養（tissue culture）的相關技術。組織培養是指在無菌條件下，在人工培養基上培養植物的細胞、組織或器官。

我們來分析各選項：
(A) 微體繁殖（micropropagation）：這是一種利用植物組織培養技術，從少量起始材料（如頂芽、腋芽、莖段）快速大量繁殖植物的方法。它完全依賴於組織培養。
(B) 克隆繁殖（clonal propagation）：這是一個廣泛的概念，指通過無性生殖方式獲得遺傳上相同的後代。微體繁殖是克隆繁殖的一種形式，而組織培養是實現微體繁殖的主要技術手段之一。因此，克隆繁殖（尤其是在現代植物育種和繁殖中）常常涉及組織培養。
(C) 原生質體融合（protoplast fusion）：原生質體是指去除細胞壁的植物細胞。

本題考查植物氣孔關閉的過程。氣孔是由一對保衛細胞（guard cells）圍成的孔隙，其開關由保衛細胞的膨壓（turgor pressure）變化控制。

氣孔打開：保衛細胞吸收鉀離子（K$^+$）和氯離子（Cl$^-$），導致細胞內溶質濃度升高，水勢（water potential）降低。水從周圍的表皮細胞滲透進入保衛細胞，使保衛細胞膨壓升高，細胞壁的特殊結構導致保衛細胞伸長，氣孔打開。

氣孔關閉：保衛細胞主動釋放鉀離子（K$^+$）和氯離子（Cl$^-$），導致細胞內溶質濃度降低，水勢升高。水從保衛細胞滲透到周圍的表皮細胞，使保衛細胞膨壓降低，細胞壁的張力恢復，氣孔關閉。

因此，氣孔關閉的起始事件是保衛細胞主動釋放溶質，導致細胞內溶質濃度下降，進而引起水分外流。

本題考查花的結構，特別是花各組成部分（花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊）在花托（receptacle）上的著生順序。

花的組成部分通常從外向內（或從下往上）依序為：

1. 花萼（sepals）：最外層，通常是綠色的，保護花蕾。
2. 花瓣（petals）：位於花萼內側，通常色彩鮮豔，吸引傳粉者。
3. 雄蕊（stamens）：位於花瓣內側，是雄性生殖器官，由花絲（filament）和花藥（anther）組成。
4. 雌蕊（carpels/pistil）：最內層，是雌性生殖器官，通常由柱頭（stigma）、花柱（style）和子房（ovary）組成。

所以，從外向內（或從下往上）的順序是：花萼 → 花瓣 → 雄蕊 → 雌蕊。
這意味著花萼是著生在花托的最低（最外側）部分，然後是花瓣，再是雄蕊，最後是雌蕊在最頂端（最內側）。

本題考查植物體內蔗糖（sucrose）從葉片運輸到根部的機制。蔗糖的運輸是通過韌皮部（phloem）進行的，主要由篩管元素（sieve-tube elements）負責。這個過程涉及蔗糖的裝載（loading）和運輸。

從葉片（生產部位，source）將蔗糖運輸到根部（儲存或消耗部位，sink）的過程，主要分為以下幾個步驟：

1. 蔗糖的產生：在葉肉細胞中通過光合作用產生蔗糖。

2. 蔗糖的裝載：蔗糖從葉肉細胞運輸到篩管元素中。這個過程通常涉及主動運輸，因為篩管元素中的蔗糖濃度通常高於葉肉細胞。

   • 短距離運輸：蔗糖可能通過胞間連絲（plasmodesmata）從葉肉細胞轉運到鄰近的伴生細胞（companion cells）或直接轉運到篩管元素。
   • 長距離運輸（裝載到篩管）：蔗糖從伴生細胞被裝載到篩管元素中。這個過程通常是主動運輸，需要消耗能量（ATP），因為篩管元素中的蔗糖濃度很高。特別是將蔗糖從伴生細胞運輸到篩管元素的過程中，通常是逆濃度梯度進行的，需要能量。

3. 韌皮部運輸：一旦蔗糖進入篩管元素，會在水勢驅動下，通過質流（bulk flow）沿著韌皮部運輸到植物體的其他部位（如根部）。

本題考查植物激素和信號分子，並詢問哪一種酚類化合物（phenolic compound）結構與阿斯匹靈（aspirin）相似。阿斯匹靈的化學名稱是乙醯水楊酸（acetylsalicylic acid）。水楊酸（salicylic acid）是阿斯匹靈的母體結構。

我們來分析各選項：
(A) 系統素（systemin）：一種植物肽類激素，參與植物對傷口的反應。
(B) 開花素（florigen）：一種被認為是觸發開花的信號分子，其確切化學結構仍在研究中，但可能與長鏈脂肪族或單萜類化合物有關，而非酚類。

本題考查種子萌發（seed germination）的過程，並找出一個與之不相關的事件。種子萌發是指種子在適宜的環境條件下（水分、溫度、氧氣等）重新恢復生長，發育成幼苗的過程。

種子萌發通常涉及以下幾個關鍵步驟：

1. 吸水（imbibition）：種子吸收水分，體積膨脹。這是萌發的第一步，也是觸發後續事件的關鍵。
2. 酶的活化和合成：種子內儲存的營養物質（如澱粉、蛋白質、脂肪）需要被轉化為可利用的形式，這需要酶的參與。水分的進入會啟動或活化種子中已有的酶，同時也會啟動基因表達，合成新的酶。
3. 代謝活躍：呼吸速率增加，利用儲存的營養物質提供能量和合成砌塊。
4. 細胞分裂和生長：胚的細胞開始分裂和生長，最終突破種皮，形成胚根（radicle）和胚芽（plumule）。

核心觀念

熱帶雨林分布於全年高溫、降雨量豐富且季節變化較小的地區。其主要特徵包括：

• 植物多為常綠植物，全年維持葉片。
• 林冠層濃密，植物彼此競爭陽光。
• 樹幹與枝條上常有大量附生植物（epiphytes）。
• 由於林冠遮蔽，大量光線被上層葉片吸收，森林底層通常光照不足，植物覆蓋並不特別豐富。

本題要求找出「錯誤」的敘述，關鍵在於分辨熱帶雨林的上層林冠與下層地表環境。

解題方法

逐項對照熱帶雨林的典型生態特徵：

1. 是否符合熱帶雨林植物的葉片特性？
2. 是否符合林冠層的光競爭？
3. 是否符合森林底層的光照與植物分布？
4. 是否符合附生植物的分布？
5. 是否符合熱帶雨林的氣候條件？

其中最重要的判斷是：熱帶雨林雖然整體植物量很大，但植物主要集中在林冠層；地表下層因光線難以穿透，植物覆蓋反而相對稀疏。

選項分析

(A) They contain plants that are either evergreen or leafless for short periods.

熱帶雨林中多數植物是常綠植物（evergreen），因為全年溫度高且水分供應充足，植物可以持續進行光合作用。

部分植物則會在短時間內落葉，之後迅速長出新葉。這種短暫的無葉期並不違反熱帶雨林的特徵，因此本選項正確。

(B) There is strong competition for light.

熱帶雨林的林冠層非常濃密，上層葉片會攔截大量陽光，使下層植物獲得的光線有限。

因此，植物會透過快速向上生長、攀援、形成高大樹冠等方式爭取光線，林冠之間存在強烈的光競爭。本選項正確。

核心觀念

$ob$ 基因負責製造脂肪細胞激素瘦素（leptin）；$db$ 基因負責製造瘦素受體。瘦素與受體結合後，能抑制食慾、減少攝食。$ob/ob$ 小鼠無法製造瘦素；$db/db$ 小鼠雖能製造瘦素，卻缺乏正常的瘦素受體，因此無法對瘦素產生正常反應。

解題方法

配對（d）的受試鼠為 $ob/ob,\ db^+/db^+$，夥伴鼠為 $ob^+/ob^+,\ db/db$。判斷時要分別看兩隻鼠的「瘦素來源」與「瘦素反應能力」：

• 受試鼠是 $ob/ob$，不能製造瘦素；但有正常的 $db^+$ 受體，能回應血液中的瘦素。
• 夥伴鼠是 $ob^+/ob^+$，能製造瘦素；但因為是 $db/db$，缺乏正常受體，不能正常回應瘦素。

本題考查植物世代交替（Alternation of Generations）在陸地植物適應陸地環境中的作用。

核心概念：
世代交替是指在一個生物的生命週期中，單倍體（n）的配子體世代（gametophyte）和二倍體（2n）的孢子體世代（sporophyte）交替出現。

陸地植物的特點：
與水生生物不同，陸地環境充滿挑戰，例如：

• 缺乏水分（乾燥）
• 缺乏支撐（重力）
• 紫外線輻射
• 乾旱和溫度波動

世代交替對陸地植物生存的貢獻：
在陸地植物（包括苔蘚植物、蕨類植物、種子植物）的演化過程中，世代交替的模式發生了顯著變化，以更好地適應陸地環境。主要體現在以下幾個方面：

1. 孢子體世代的優勢化和獨立化：

   • 在早期陸生植物（如苔蘚植物）中，配子體是主要的、獨立的世代，而孢子體較小，依賴配子體。
   • 隨著演化，孢子體變得越來越大，結構越來越複雜，並且能夠獨立進行光合作用（例如蕨類植物）。
   • 在種子植物中，孢子體（如種子植物的植株本身）是絕對優勢的世代，而配子體（雌配子體發育成胚乳囊，雄配子體發育成花粉粒）高度退化，並且被包裹在孢子體組織內，受到保護，不易受到外界環境的傷害。

2. 保護配子體和胚胎：

   • 孢子體能夠為配子體（或其衍生物，如花粉粒）提供保護，防止乾燥和紫外線。例如，種子植物的花粉粒（雄配子體）被堅韌的外壁包裹。
   • 受精卵發育成胚胎後，也受到孢子體結構（如子房壁、種皮）的保護，直到種子能夠獨立生長。這種對胚胎的保護極大地提高了陸地植物的繁殖成功率，尤其是在乾旱環境下。

3. 孢子散佈和多樣化：

   • 孢子體產生的大量單倍體孢子，通常具有堅韌的外壁（含有孢粉素），能夠抵抗不良環境，並通過風、水或動物散佈到遠處。這有助於植物擴散到新的棲息地。