113 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
第 一 題20 分
依據殺草劑抗藥性行動委員會(Herbicide Resistance Action Committee, HRAC),可將殺草劑分為三大類別。其中,影響細胞生長與分裂的類別所含有的殺草劑種類有哪些?並請舉例寫出一種藥劑的中英文普通名。
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核心觀念
HRAC(殺草劑抗藥性行動委員會)依殺草劑的作用機制分類,概分為影響光反應、影響細胞代謝,以及影響細胞生長與分裂三大類。本題要辨認第三類所涵蓋的作用機制與藥劑類型。
解題方法
先依 HRAC 分類中的「細胞生長與分裂」大類整理作用機制,再把各機制對應到殺草劑種類。此類藥劑會干擾細胞骨架、脂肪酸或纖維素合成,以及生長素作用或運輸,因而影響細胞分裂、生長或分化。
細胞生長與分裂類的殺草劑種類
依 HRAC 分類,此類涵蓋下列作用機制:
- 微管組裝抑制劑:干擾微管形成與細胞分裂。代表藥劑有 pendimethalin(二甲戊靈),屬 HRAC 第 3 組,舊制代碼為 K1。
- 微管組織化抑制劑:干擾微管組織排列,影響細胞分裂。屬第 23 組,舊制代碼為 K2。
- 極長鏈脂肪酸合成抑制劑:阻礙細胞膜等構成所需的極長鏈脂肪酸合成。屬第 15 組,舊制代碼為 K3。
- 纖維素合成抑制劑:妨礙細胞壁纖維素形成,影響細胞壁發育。屬第 29 組,舊制代碼為 L。
- 脂肪酸硫酯酶抑制劑:干擾脂肪酸代謝,屬第 30 組,舊制代碼為 Q。
- 生長素模擬劑:模擬植物生長素,造成生長調節失衡。屬第 4 組,舊制代碼為 O。
第 二 題20 分
自從穿孔線蟲入侵火鶴花後,農業部動植物防疫檢疫署於 113 年 6 月 26 日公告哪四種緊急防治藥劑?同時寫出這些藥劑各自的殺蟲作用機制。
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核心觀念
本題考查兩件事:一是辨認農業部民國 113 年 6 月 26 日公告的火鶴花穿孔線蟲緊急防治藥劑;二是依各有效成分的作用標的,說明其殺線蟲機制。
題目所稱「四種藥劑」是指四種有效成分。公告附件列有五項藥劑規格,其中氟派瑞有 400 g/L 與 500 g/L 兩種含量,因此按有效成分歸類仍是四種。
法源為《農藥管理法》第 13 條。以命題當年(民國 113 年)法規為準。
解題方法
先從公告的「火鶴花穿孔線蟲」緊急防治藥劑清單辨認有效成分,再將同一有效成分的不同含量合併計數。最後依藥劑作用標的分類:氟派瑞抑制粒線體呼吸;氟速芬作用機制不同於膽鹼酯酶抑制劑;醚殺滅與芬滅松則抑制乙醯膽鹼酯酶。
四種藥劑與殺線蟲作用機制
| 有效成分 | 藥劑類別 | 主要作用機制 |
|---|---|---|
| 氟派瑞(fluopyram) | SDHI 類藥劑 | 抑制粒線體電子傳遞鏈複合體 II 的琥珀酸脫氫酶,干擾呼吸作用與能量生成,進而抑制線蟲活動。 |
| 氟速芬(fluensulfone) | 新型殺線蟲劑 | 作用機制與膽鹼酯酶抑制劑不同;其對線蟲活動、取食及繁殖造成干擾,但具體分子標的尚未完全確立。 |
| 醚殺滅(oxamyl) | 氨基甲酸酯類 | 抑制乙醯膽鹼酯酶,使乙醯膽鹼累積、神經訊息持續傳遞,造成線蟲神經肌肉功能失常與麻痺。 |
第 三 題20 分
昆蟲生長調節劑可分為哪四大類作用機制?同時每一類請舉例寫出一種藥劑的中英文普通名。
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核心觀念
昆蟲生長調節劑(insect growth regulators, IGRs)藉由干擾昆蟲的蛻皮、變態或表皮形成,造成發育失常或死亡。作答時可依其主要作用機制分成四類:幼蟲激素類似物、蛻皮激素促效劑、幾丁質合成抑制劑,以及雙翅目昆蟲蛻皮干擾劑。
解題方法
先抓住昆蟲發育的兩個荷爾蒙調節重點:幼蟲激素(juvenile hormone, JH)維持幼蟲特徵;蛻皮激素(ecdysone)促進蛻皮與變態。再補上兩類直接干擾表皮形成或蛻皮的藥劑,即可整理成四類。
| 作用機制 | 作用說明 | 藥劑中文普通名 | 英文普通名 |
|---|---|---|---|
| 幼蟲激素類似物(juvenile hormone analogues, JHAs) | 模仿幼蟲激素,使幼蟲特徵持續,干擾正常變態及成蟲形成。 | 百利普芬 | pyriproxyfen |
| 蛻皮激素促效劑(ecdysone agonists) | 活化蛻皮激素受體,促使昆蟲提早啟動蛻皮反應,造成不正常蛻皮或死亡。 | 得芬諾 | tebufenozide |
| 幾丁質合成抑制劑(chitin synthesis inhibitors, CSIs) | 抑制新表皮幾丁質形成,使昆蟲在蛻皮時無法形成正常外骨骼。 | 二福隆 | diflubenzuron |
第 四 題20 分
在殺菌劑抗藥性行動委員會中所提出的 BM 類殺菌劑是指什麼?其中的 BM02 作用機制為何?並請舉例說明。
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核心觀念
FRAC(殺菌劑抗藥性行動委員會)依殺菌劑的作用機制與抗藥性風險分類。BM 是 Biologicals with multiple modes of action 的縮寫,指「具有多重作用機制的生物性防治資材」。其中 BM02 專指以微生物為基礎的類別,包括活微生物菌株,以及微生物的萃取物或代謝物。
BM02 並非單一作用標的的化學殺菌劑;其防病效果可由多種機制共同形成。
解題方法與作用機制
作答時先拆解代碼:BM 表示生物性、多重作用機制;02 表示微生物類。接著說明微生物如何抑制病原菌,並舉出微生物例子。
常見作用機制包括:
- 競爭:與病原菌爭奪養分或定殖空間,使病原菌較難生長。
- 寄生或菌寄生(mycoparasitism):有益微生物直接寄生病原真菌,抑制其生長。
- 抗生作用:產生抗菌物質或其他代謝物,抑制病原菌。
- 破壞病原菌細胞:產生具抑菌作用的脂胜肽,干擾細胞膜;或分泌分解酵素,破壞病原菌細胞壁等結構。
- 誘導植物防禦:促使植物啟動或增強自身防禦反應,降低病害發生。
這些機制會因微生物種類、菌株及其代謝產物而異,不代表每一種 BM02 資材都具備上述全部作用。
例子
例如,枯草桿菌(Bacillus subtilis)、木黴菌(Trichoderma spp.)及**解澱粉芽孢桿菌(*Bacillus amyloliquefac
第 五 題20 分
原本使用於防除雜草及紅豆植株乾燥等用途的巴拉刈,在禁止販賣與使用後,可用於防除雜草的替代藥劑有哪些?並說明其作用機制。
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核心觀念
本題考查巴拉刈禁用後的除草替代藥劑,以及不同藥劑如何藉由不同生理靶點或細胞傷害作用防除雜草。答題時應先限定用途:題目問的是防除雜草;紅豆植株乾燥是另一用途,其替代資材不應與除草藥劑混為一談。
巴拉刈(paraquat)是非選擇性、接觸型除草劑,作用於光合系統Ⅰ(PSⅠ)的電子傳遞,使電子轉移至巴拉刈並形成活性氧,進而造成膜脂過氧化、細胞膜破壞及植體迅速枯萎。
解題方法
從巴拉刈禁用後的替代方案,列出可用於雜草防除的藥劑,再依其作用機制分類說明:
| 替代藥劑 | 主要作用機制 | 與巴拉刈的差異 |
|---|---|---|
| 固殺草(glufosinate) | 抑制谷氨醯胺合成酶(GS),使氨累積並干擾光合作用及細胞代謝 | 主要靶點為 GS,並非直接作用於 PSⅠ |
| 嘉磷塞/草甘膦(glyphosate) | 抑制 5-烯醇丙酮醯莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS),阻斷莽草酸途徑及芳香族胺基酸合成 | 為系統性傳導型藥劑,作用於胺基酸合成途徑 |
| 壬酸(pelargonic acid/nonanoic acid) | 破壞植物細胞膜,造成細胞內容物外漏與組織乾枯 | 屬快速接觸性膜破壞作用,與巴拉刈的靶點不同 |
作答時宜指出,固殺草與嘉磷塞是常見的巴拉刈除草替代藥劑;壬酸亦曾作為非選擇性速效除草替代資材推廣。藥劑實際可用範圍仍應依作物、施用場所及登記使用方法判斷。