108 高普考高考三級 自然保育 普通生物學(包括分類學) 考古題詳解

核心觀念

本題考查基因改造生物的定義、近代基因工程的基本原理與操作方法，以及基因改造生物釋入環境後可能造成的生態影響。

GMO 是 genetically modified organism 的縮寫，中文常稱「基因改造生物」。廣義上，凡其遺傳物質經人工方式改變的生物，均可納入討論；狹義上常指以基因工程技術，將特定基因導入生物，使其產生預期性狀的生物。轉殖基因生物（transgenic organism）是 GMO 的一類，通常特指帶有來自其他生物之基因者。

解題方法

作答依「定義—原理與方法—生態疑慮」三層次展開。說明方法時，先交代基因工程如何形成具有新性狀的個體，再列出常見的基因導入、篩選與確認步驟；生態疑慮則從基因流動、族群與群落效應、非目標生物及抗性演化等面向說明。

近代產生 GMO 的原理與方法

基因工程的基本原理，是依據生物遺傳密碼具有共通性，選取與目標性狀相關的基因，將其置於適當的調控序列之下，導入受體細胞，使基因在受體中表現，並經篩選、再生或繁殖，取得帶有預期性狀的個體。基因不一定來自不同物種；基因編輯也可在不導入外源基因的情況下改變生物的 DNA 序列。

常見方法包括：

1. 重組 DNA 技術：選取目標基因，與啟動子、終止子等調控序列組成表現構築體，再藉載體或其他方式導入受體細胞。
2. 基因導入方式：

• 植物常用農桿菌媒介法，利用農桿菌將目標 DNA 導入植物細胞；也可用基因槍將包覆 DNA 的微粒射入細胞。
• 動物細胞可用顯微注射、病毒載體或脂質體等方式導入核酸。

3. 基因編輯：如 CRISPR-Cas 系統，可在基因組的特定位點造成 DNA 切割，再利用細胞修復機制產生基因剔除、置換或插入等變化。

核心觀念

本題考查三種二氧化碳固定途徑，以及它們在高溫、乾旱環境下的生理差異。比較重點包括：初始碳固定方式、第一個穩定產物、碳固定與卡爾文循環的時間或空間安排、氣孔開閉及光呼吸程度。

三者最後都以卡爾文循環合成糖類；差別在於二氧化碳如何進入葉片、如何被固定，以及如何降低光呼吸。

解題方法

依序比較「初始固定酵素與產物」、「碳固定的時空安排」及「水分利用與光呼吸」，再連結全球暖化造成的高溫、缺水和大氣二氧化碳濃度上升，判斷哪類植物較具農業潛力。

核心觀念

本題考查被子植物的形態與繁殖特徵，以及這些特徵如何提升繁殖成功率、擴展棲地並促進物種分化。作答宜採「構造—功能—適應優勢」的方式，說明被子植物的優勢來自多種特徵共同作用，而非單一構造。

解題方法

依繁殖歷程與植物生活史整理重點：先說明花與授粉，再談胚珠、種子和果實如何保護及散布後代，接著補充雙重受精、維管組織及生活史特性如何提高資源利用與繁殖效率。

特殊構造及其適應優勢

1. 花：以花被與生殖構造促進授粉 花是被子植物的生殖構造，包含雄蕊與雌蕊；花瓣、花蜜、氣味或花形可吸引動物，花粉因而由訪花者傳送至柱頭。部分植物則以風或水傳粉。相較於直接依賴水中精子游動，花粉傳遞讓被子植物能在多樣的陸域環境中繁殖；花的形態也能與不同授粉者配合，促進生殖隔離與物種分化。

2. 胚珠包藏於子房內：保護胚珠並形成果實 被子植物的胚珠位於雌蕊子房內，受精後胚珠發育為種子，子房通常發育成果實。子房可在種子發育期間提供保護；果實則能保護種子，並藉由果肉、翅、刺或其他構造協助動物、水流或風力散布，降低親代與幼苗競爭。

3. 雙重受精：有效配置胚發育所需養分 花粉管將兩個精細胞送入胚囊：一個與卵細胞結合形成二倍體合子，發育為胚；另一個與中央細胞的極核結合，通常形成三倍體胚乳。胚乳可供胚發育利用。胚乳通常在受精後形成，能避免未受精胚珠先投入大量養分，是被子植物繁殖上的資源配置優勢。

核心觀念

三域分類系統（three-domain system）依據生物的演化親緣關係，將地球上的生物分為：

• 細菌域（Bacteria）：包括一般細菌與藍綠菌（現稱藍菌）。
• 古菌域（Archaea）：包括古菌。古菌雖然沒有細胞核，但在部分分子特徵上與真核生物較接近，並非細菌域的一支。
• 真核生物域（Eukarya）：包括具有細胞核的生物，如原生生物、真菌、植物與動物。

解題方法

題目有兩個作答重點：先完整列出三域名稱，再說明分類系統的主要證據來源。三域系統的關鍵依據是比較核糖體 RNA 的鹼基序列，以推定生物間的演化親緣關係。

主要分析對象是原核生物的 16S rRNA，以及真核生物相對應的 18S rRNA。

核心觀念

本題考查物種形成（speciation）、形成新物種所需的演化條件，以及植物透過**雜交（hybridization）與多倍化（polyploidization）**促成同域物種形成（sympatric speciation）的機制。

物種形成是族群逐漸分化，並建立生殖隔離，終而成為不同物種的過程。生殖隔離使不同族群間的基因交流減少或中斷；依其發生時點，可分為：

• 合子前隔離：阻止交配或受精，例如棲地、繁殖季節、求偶行為或生殖構造不同。
• 合子後隔離：受精後降低雜種的存活或繁殖能力，例如雜種不育或後代適存度低。

物種形成可由地理隔離促成，也可在相同地理區域內發生。同域物種形成的關鍵，是族群內部出現能降低基因交流的差異，例如染色體倍數改變。

解題方法

作答分成兩部分：先說明物種形成的一般條件，再以植物雜交與多倍化說明同域物種形成的特別途徑。核心邏輯是：

族群差異產生並累積 → 基因交流減少 → 生殖隔離建立 → 形成不同物種。

物種形成沒有單一固定的必要步驟；地理隔離是常見促成因素，但並非所有物種形成都必須經過地理隔離。真正使族群維持為不同演化單位的關鍵，是生殖隔離及其背後累積的遺傳差異。

物種形成所需的條件

1. 族群間產生遺傳差異 突變提供新變異，重組產生不同的基因組合；自然選擇、遺傳漂變等作用，使族群的等位基因頻率逐漸分歧。不同環境下的選擇壓力，尤其能促使族群朝不同方向適應。

2. 基因交流降低 若不同族群持續大量交配，基因交流會減緩彼此分化。地理屏障、棲地差異、繁殖時間錯開或染色體差異，都可能降低族群間的交配與基因交流。地理隔離常促成異域物種形成，但同域物種形成可在沒有地理屏障時發生。

3. 生殖隔離建立並維持 隨著遺傳差異累積，族群可能形成合子前或合子後隔離。生殖隔離使族群即使再次接觸，也不易恢復基因交流，因而能維持各自的演化方向。

4. 差異足以持續分化 族群間必須有穩定的遺傳分化，且基因交流不足以將差異完全沖淡。當生殖隔離與族群分化持續存在，便可形成不同物種。

Hybridization 與 polyploidization 在植物同域物種形成的角色

核心觀念

本題考查物種的地理來源、引入方式與生態影響。判斷時須區分「是否原生」、「是否由人為引入」及「是否已造成或具有明確的生態危害」；外來種不等於入侵種，入侵種則屬於具有危害性的外來種。

• 原生種：在某一地區自然分布、繁殖與演化形成的物種，其存在並非由人類引入。原生是相對於特定地區而言；同一物種在一地可以是原生種，在另一地則可能是外來種。
• 外來種：因人類有意或無意的活動，直接或間接被帶入原自然分布範圍以外的物種。外來種不一定能在野外存活、繁殖或擴散，也不一定會造成生態危害。
• 入侵種：成功在引入地建立族群，並持續擴散，且對當地原生生物、生態系或人類利益造成不利影響的外來種。判定入侵的關鍵在於建立、擴散與危害，不是只看物種是否來自外地。

解題方法

可依「來源 → 建立與擴散 → 影響」三步驟作答：

1. 先依物種是否自然分布於該地，區分原生種與外來種。
2. 再判斷外來種是否在野外建立族群並擴散。
3. 最後說明其是否造成生態危害；若有，才符合入侵種的核心特徵。

因此，三者不是單純並列的分類：外來種可能尚未建立族群，也可能建立後未造成明顯危害；入侵種則是外來種中已建立、擴散並產生不利影響者。

入侵生物對當地物種及生態系的影響

對當地物種的影響

• 競爭：爭奪食物、棲地、光照或繁殖場所，降低原生種的生存與繁殖成功率。
• 捕食或攝食：直接捕食原生物種，或取食其卵、幼體與其他生活史階段，使族群量下降。