110 高普考高考二級 植物病蟲害防治 農業藥劑學研究 考古題詳解

核心觀念與解題方法

本題是五個名詞解釋題，重點在把每個名詞說清楚，並連結到農業藥劑學的應用。作答時可依序交代：定義、關鍵機制或公式、農業上的例子或意義。其中 Weber–Fechner Law 須寫出比例關係與對數式；Hydroxyl radical 須辨明它是自由基，而非氫氧根離子。

(一) Hormesis（低劑量刺激效應）

Hormesis 是一種雙相劑量反應：同一種物質在低劑量或低濃度時，可能刺激生物的某項反應；劑量提高後，則轉為抑制或毒害。其劑量反應曲線常呈 U 形或 J 形。

在植物與農藥學中，某些除草劑在低劑量下可能刺激植物生長或生理反應，高劑量則造成藥害。低劑量刺激可能涉及輕度逆境誘發的適應或補償反應；但 Hormesis 是對劑量反應現象的描述，不代表所有低劑量刺激都有相同機制，也不表示低劑量農藥適合作為生長促進劑。

**作答要點：**寫出「低劑量刺激、高劑量抑制」的雙相反應，並舉出農藥或植物例子。

(二) Hydroxyl radical（羥基自由基，$\cdot\mathrm{OH}$）

Hydroxyl radical 是含有一個未成對電子的氧自由基，反應性極高，能迅速氧化細胞中的蛋白質、脂質、核酸及其他分子，因此會造成氧化傷害。生物體內可由過氧化氫參與的反應產生，例如 Fenton 反應：

它須與 **hydroxide ion（氫氧根離子，$\mathrm{OH^-}$）**區別：前者是反應性很高的自由基，後者是帶負電的離子。植物受到逆境或藥劑造成的氧化壓力時，羥基自由基等活性氧若生成過多，便可能損害細胞組成。

**作答要點：**標明自由基符號 $\cdot\mathrm{OH}$、高反應性與氧化傷害，並避免與 $\mathrm{OH^-}$ 混淆。

(三) Weber–Fechner Law（韋伯–費希納定律）

此定律描述物理刺激強度與主觀感覺強度的關係。韋伯定律指出，能被察覺的最小刺激增量 $\Delta I$，與原有刺激強度 $I$ 成比例：

其中 $k$ 為韋伯常數。費希納據此提出，感覺強度 $S$ 隨刺激強度的對數增加：

其中 $I_0$ 是感覺閾值，$k$ 為比例常數。其意義是刺激強度增加時，感覺強度並非等比例增加，而約呈對數關係。此定律常用於描述感官對刺激的反應；在農業藥劑學相關脈絡中，可用來理解人對氣味或其他感官刺激強弱的知覺變化。

**作答要點：**交代「最小可察覺差與原刺激成比例」及「感覺強度與刺激強度呈對數關係」兩層意義。

(四) Glutathione conjugation（穀胱甘肽結合反應）

核心觀念

細胞色素 P450 單氧化酶（cytochrome P450 monooxygenases，簡稱 P450）是重要的第一相代謝酵素，能催化多種氧化反應，改變農藥等外來化合物的結構。反應常使分子極性增加，便於後續結合代謝或排出；但代謝結果不一定都是解毒，部分反應也可能活化農藥。

「多功能氧化酵素」指的是 P450 能催化多種不同類型的氧化反應，並非只進行單一種氧化作用。

解題方法

題目要求任列三種解毒方式，作答時列出三種由 P450 催化的代謝反應，並簡述反應如何改變農藥分子即可。可從羥化、脫烷基化、環氧化等常見反應選答。

1. 羥化作用（hydroxylation）：在分子上引入羥基，提高極性與水溶性，通常有利於排出或後續結合代謝。

核心觀念

本題考查二醯胺類殺蟲劑的有效成分辨識，以及其作用目標與致毒機制。依民國 110 年題意，臺灣登記在案的三種有效成分為：

作用目標為魚尼丁受體（ryanodine receptor, RyR），IRAC 分類屬第 28 組，即魚尼丁受體調節劑（ryanodine receptor modulators）。

解題方法

先從農藥有效成分辨認三種二醯胺類，再將化合物名稱與作用機制連結。回答時要區分「作用目標」（target site）與「作用機制」（mode of action）：前者是藥劑作用的分子或受體，後者是藥劑作用後引起的生理變化及其致死結果。

致毒機制

核心觀念

本題考查作物農藥殘留檢測的三大類方法：生物檢定法、生化分析法、化學分析法。三者主要差異在於檢測訊號的來源：觀察生物反應、測量酵素活性變化，或直接分離與測定農藥成分。

農藥殘留分析通常須先將檢體中的農藥萃取、淨化，再依檢測方法判定種類與含量。快篩方法適合初步篩檢；確認農藥種類及精確定量，則以儀器化學分析較具優勢。

解題方法

依「生物反應 → 酵素反應 → 儀器分析」的順序作答，逐一說明原理與優缺點。回答時要分清：生物檢定及生化分析通常用於快速篩檢，化學分析則能針對特定農藥進行定性與定量。

三種檢測方法

一、生物檢定法（bioassay）

**原理：**將作物樣品萃取液，或受測作物與指標生物接觸，觀察生物的死亡率、生長抑制或其他生理反應，再與標準劑量反應比較，推估農藥殘留是否存在及其相對含量。早期可利用蒼蠅等昆蟲對農藥的反應進行檢測。

**優點：**方法直觀、設備需求較低；可反映樣品中殘留物對生物造成的整體生物效應。

**缺點：**結果受生物種類、品系、健康狀況、環境條件及觀察時間影響，精密度與重複性較差；通常無法準確辨認是哪一種農藥，也不適合微量殘留的精確定量。

二、生化分析法（biochemical assay）

**原理：**利用特定農藥對酵素活性的抑制作用作為檢測訊號。常見例子是有機磷及氨基甲酸酯類農藥抑制乙醯膽鹼酯酶（AChE）；測量反應前後酵素活性或顏色變化，據以判定是否有抑制性農藥殘留。抑制程度可用於估計殘留的相對多寡。

**優點：**操作快速、成本較低，適合大量樣品的初步篩檢；不必為每一種農藥都配置個別的儀器分析方法。

核心觀念

本題考兩種刺吸式口器害蟲防治藥劑的 IRAC 作用機制分組、作用位點，以及停止取食後致死的生理途徑。要分清楚「作用機制代碼」與「作用位點」：兩藥都影響昆蟲的弦音器官（chordotonal organ），但分屬不同 IRAC 組別，已知作用標的也不同。

解題方法

先記農藥中文普通名稱，再對照 IRAC 分組：

Pymetrozine 的已知作用與弦音器官中的 TRPV 通道有關；Flonicamid 也會干擾弦音器官功能，但其作用位點與 Pymetrozine 不同。IRAC 將 Flonicamid 列為第 29 組，不能因兩者都會使刺吸式害蟲停止取食，就把它們併列為同一組。

致毒機制與差異

**Pymetrozine（派滅淨）**作用於昆蟲弦音器官的 TRPV 通道，干擾感覺訊號傳遞及運動協調。受藥昆蟲很快停止刺吸、取食，並出現運動失調；因不能持續吸食植物汁液，逐漸飢餓、脫水而死亡。