108 高普考高考三級 體育行政 運動自然科學 考古題詳解

核心觀念

本題測驗運動生理學與運動生物化學中「蛋白質與胺基酸在長時間耐力運動下的能量代謝機制」。核心概念包含：

1. 支鏈胺基酸（BCAA）之組成與代謝特異性：包含白胺酸（Leucine）、異白胺酸（Isoleucine）及纈胺酸（Valine）。不同於多數胺基酸需在肝臟代謝，BCAA 之分解主要在骨骼肌進行，關鍵調節酵素為「支鏈胺基轉移酶（BCAT）」與「支鏈 $\alpha$-酮酸脫氫酶複合體（BCKDH）」。
2. 骨骼肌直接氧化供能（ATP 生成）：於長時間耗竭性運動（肌醣原耗盡）時，BCKDH 活性被去磷酸化活化，BCAA 代謝產物進入三羧酸循環（TCA Cycle）直接產生三磷酸腺苷（ATP）。
3. 葡萄糖－丙胺酸循環（Glucose-Alanine Cycle）與糖質新生：BCAA 轉移胺基給丙酮酸生成丙胺酸，經血液循環送至肝臟進行糖質新生，維持血糖恆定並運送骨骼肌產生的氨。
4. 中樞疲勞假說（Central Fatigue Hypothesis）與神經能量調控：長時間運動引發游離脂肪酸（FFA）上升，置換與白蛋白結合之色胺酸；游離色胺酸（f-Trp）與 BCAA 競爭血腦障壁（BBB）上的大型中性胺基酸載體（LAT1），影響腦部 5-羥色胺（5-HT，血清素）合成，進而調控中樞驅動能力。

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解題方法

本題屬「申論說明題」，作答切入點應採「微觀生化代謝 $\rightarrow$ 跨器官系統整合 $\rightarrow$ 中樞神經調節」的三層遞進架構：

1. 第一層（肌纖維內部代謝）：開門見山說明 BCAA 的特異性代謝酵素存在於骨骼肌，論述長時間運動下肌醣原耗竭如何誘發 BCKDH 活化，並導引出進入 TCA 循環的代謝途徑與供能佔比。
2. 第二層（肌—肝器官協同）：以「葡萄糖－丙胺酸循環」為核心，解析胺基氮的轉移機制、血糖恆定之維持，以及對骨骼肌蛋白質與醣原的節省作用（Sparing Effect）。
3. 第三層（周邊代謝與中樞交互作用）：延伸說明 BCAA 在血液中濃度的改變如何影響色胺酸穿透血腦障壁，解釋能量受質代謝與中樞疲勞之間的因果鏈，使答案具備運動生理學的高階整合深度。

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選項分析（本題為申論題，此處為答題要點逐項剖析）

本題為民國 108 年高考三級申論題，評分標準要求考生完整交代下列四大核心要點：

• 要點一：骨骼肌直接氧化代謝與生成 ATP（得分權重約 30%）

• 說明：長時間運動（特別是持續 60～90 分鐘以上）中，骨骼肌醣原大幅消耗，AMP/ATP 比值上升，刺激 BCKDH 去磷酸化（活化狀態）。白胺酸經代謝轉化為乙醯輔酶 A（Acetyl-CoA）或乙醯乙醯輔酶 A（Acetoacetyl-CoA）；異白胺酸轉化為 Acetyl-CoA 與琥珀醯輔酶 A（Succinyl-CoA）；纈胺酸轉化為 Succinyl-CoA。上述產物直接進入 TCA 循環氧化供能，約可提供運動中總能量消耗的 $3\% \sim 10\%$（極度耗竭時可達 $15\%$）。

• 要點二：驅動「葡萄糖－丙胺酸循環」以維持血糖（得分權重約 30%）

• 說明：BCAA 透過 BCAT 將胺基（$-\text{NH}_2$）轉移給 $\alpha$-酮戊二酸生成麩胺酸，麩胺酸再經由丙胺酸轉胺酶（ALT）將胺基轉移給糖解作用產生的丙酮酸（Pyruvate），合成丙胺酸（Alanine）。丙胺酸經血液運送至肝臟進行脫胺作用，轉化為葡萄糖釋放回血液（糖質新生），並將具毒性的氨藉由尿素循環排除，保障長時間運動時中樞神經與活性肌群的葡萄糖供應。

• 要點三：蛋白質抗異化與肌醣原節省效應（得分權重約 20%）

• 說明：外源性或血中游離 BCAA 氧化增加，可反饋抑制骨骼肌結構性蛋白質的分解代謝（特別是 Leucine 能活化 mTOR 訊息傳導路徑、降低泛素－蛋白酶體系統降解活性）；同時，提供替代碳架做為氧化燃料，延緩內生性肌醣原與肝醣原耗盡的時間點。

• 要點四：延緩中樞神經疲勞（中樞能量調節）（得分權重約 20%）

• 說明：長時間耐力運動造成脂肪水解增加，血中游離脂肪酸（FFA）增加並爭奪白蛋白結合位，使游離色胺酸（f-Trp）濃度升高。f-Trp 與 BCAA 共用大型中性胺基酸轉運蛋白（LAT1）跨越血腦障壁。當骨骼肌大量攝取並氧化 BCAA 導致血中 BCAA 濃度下降時，f-Trp/BCAA 比值遽增，大量 f-Trp 進入大腦合成 5-HT（血清素），誘發中樞性嗜睡與疲勞感。

核心觀念

本題出自運動自然科學中的「運動心理學」（Sports Psychology）範疇，核心在於探討運動員動機歷程中的兩大核心理論——目標設定理論（Goal Setting Theory）​與成敗歸因理論（Attribution Theory）​之間的動態交互關係。

1. 運動目標設定理論（Locke & Latham）：

• 目標層次：分為「結果目標」（Outcome goals，關注勝負排名，可控性最低）、「表現目標」（Performance goals，關注自身數據標準，可控性中等）、「過程目標」（Process goals，關注技術動作與戰術執行細節，可控性最高）。
• 作用機制：指引注意焦點、動員體能與心理努力、增強堅持度，並促使選手發展解決問題的戰術策略。

2. 韋納成敗歸因理論（Weiner's Attribution Theory）： 個體對比賽或訓練結果（成功或失敗）所推論的原因，由三個認知維度與四大常見因素構成：

• 三維度：
• 控制源（Locus of Causality）：內部（Internal）vs. 外部（External）
• 穩定性（Stability）：穩定（Stable）vs. 不穩定（Unstable）
• 可控制性（Controllability）：可控制（Controllable）vs. 不可控制（Uncontrolled）
• 四大因素：能力（內部、穩定、不可控）、努力（內部、不穩定、可控）、工作難度（外部、穩定、不可控）、運氣（外部、不穩定、不可控）。

3. 核心交會點： 目標設定是「行動前與行動中」的導引機制；成敗歸因是「行動後」的認知解釋。兩者並非單向獨立，而是構成「目標設定 $\rightarrow$ 競技表現 $\rightarrow$ 成敗歸因 $\rightarrow$ 心理/情緒反應（期望值與自我效能） $\rightarrow$ 調整下一階段目標設定」的動機循環歷程。

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解題方法

本題為典型的申論題，切入架構應採取「理論鋪陳 $\rightarrow$ 雙向因果關係探討 $\rightarrow$ 動機動態循環整合」的三段式邏輯，展現高階分析能力：

1. 破題與定義：簡述兩者的定義與維度分類，建立理論比較的基礎座標。
2. 面向一：目標設定對歸因傾向的影響（目標 $\rightarrow$ 歸因）：分析設定不同性質的目標（結果目標 vs. 表現/過程目標）如何直接引導運動員在賽後偏向特定維度的歸因。
3. 面向二：成敗歸因對後續目標設定的調節（歸因 $\rightarrow$ 目標）：依據韋納的歸因維度（尤其是「穩定性」影響未來期望值、「可控制性」影響自我效能），分析運動員如何依據歸因結果調高、調低或修正目標類型。
4. 結語整合：點出教練與選手在實務上應如何利用「過程/表現目標」搭配「可控與不穩定歸因（努力與策略）」，以預防習得無助感（Learned Helplessness）。

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選項分析

本題為申論題，非選擇題型。在公職閱卷評分標準中，考生作答之構面應涵蓋以下四項指標以獲取高分：

1. 理論架構完整性（滿分佔比約 30%）：是否準確列出韋納（Weiner）的三維度/四大因素，以及洛克（Locke）的三層次目標。缺漏維度或層次者扣分。
2. 「目標設定 $\rightarrow$ 歸因」之機轉（滿分佔比約 25%）：能否論述設定「結果目標」容易引發外部不可控歸因，而「表現/過程目標」能引導內部可控歸因。
3. 「歸因 $\rightarrow$ 目標設定」之機轉（滿分佔比約 25%）：能否論述失敗時若歸因於內部不可控（如能力不足），會導致目標大幅退縮甚至放棄；若歸因於內部可控（如努力不足、策略錯誤），則能維持動機並設定精確的調整型目標。
4. 實務與運動心理應用（滿分佔比約 20%）：是否能提出具體運動情境（如選手遭遇連敗或突破瓶頸時）之整合策略。

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解題技巧

1. 掌握雙向箭頭，切忌單向作答：考生最常犯的錯誤是只寫「歸因後怎麼設目標」，遺漏了「一開始設定什麼目標，就決定了賽後會怎麼歸因」。務必分列「目標影響歸因」與「歸因反饋目標」兩個次標題。
2. 善用心理學關鍵變數作為橋樑：

• 穩定性維度 $\rightarrow$ 連結到「未來的成功期望值（Expectancy of Success）」。
• 控制源與可控性維度 $\rightarrow$ 連結到「自我效能（Self-efficacy）」與「自尊/情緒反應（Pride / Shame）」。
• 這兩組心理變數正是決定下一階段「目標難度與目標種類」的關鍵仲介機制。

3. 避免泛泛而談：不要通篇只寫「目標要具體、要努力」，必須直接套用運動心理學名詞（如過程目標、成就目標取向、習得無助感、內外控等）。

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【答案】

試述「運動目標設定」與「運動成敗歸因」之關係

核心觀念

本題為體育行政高考試題中「運動生理學」與「運動訓練學」之基礎核心整合題，主要考核兩大主軸：

1. 體能要素與能量代謝系統的定義：精確界定肌力（Force/Tension）、肌肉動力（Power = Work/Time = Force $\times$ Velocity）、肌耐力（Endurance/Fatigue resistance）、有氧動力（Aerobic Power, 即 $\dot{V}\text{O}_2\max$）與無氧動力（Anaerobic Power, ATP-PC 與無氧糖解釋能速率）之生理機轉、物理公式及測量指標。
2. 人體適應環境與負荷之生理刺激原理：掌握過負荷、漸進、專異性（特殊性）、個別化、可逆性（消退性）、多樣性（週期化）及休息恢復等七大運動訓練一般原則。

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解題方法

申論題採「定義破題 $\rightarrow$ 生理與物理公式輔助 $\rightarrow$ 實務指標佐證 $\rightarrow$ 系統化條列原則」的層次化架構：

1. 第一部分（名詞定義）：各名詞分別從「生理學定義」、「物理本質（含公式）」與「評估指標／典型測驗」切入，凸顯答題深度，清楚劃分「力（Force）」、「功（Work）」、「功率／動力（Power）」及「時間（Time）」之向度差異。
2. 第二部分（訓練原則）：以條列化分段，每項原則明確列出「核心定義」、「生理適應機轉（如神經、肌纖維、代謝酵素）」及「訓練實務操作」，展現運動訓練學的完整知識脈絡。

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選項分析

本題為典型申論題型，無選項設計。針對各題旨關鍵概念之對比與辨析要點如下：

• 肌力 vs. 肌肉動力 vs. 肌耐力：
• 肌力強調「最大張力（$F$）」，與時間無關。
• 肌肉動力強調「單位時間的作功速率（$P = F \times v$）」，為肌力與收縮速度的結合。
• 肌耐力強調「亞極大負荷下抵抗疲勞的持續時間或反覆次數」。
• 有氧動力 vs. 無氧動力：
• 動力（Power）代表「最大釋能速率（Rate）」，非容量（Capacity）。
• 有氧動力受限於心肺氧氣輸送及粒線體氧化能力；無氧動力受限於肌肉內高能磷酸化合物分解與快速糖解代謝酵素的活化速率。

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解題技巧

1. 公式帶入加分法：凡遇「動力（Power）」務必寫出 $P = \frac{W}{t} = F \times v$，可強化定義的科學嚴謹度。
2. 避免「動力」與「容量」混淆：

• 「動力（Power）」指能量產生的「最高速率」（單位時間的產出）。
• 「容量（Capacity）」指能量產生的「總量」。不可將無氧動力誤答為無氧乳酸耐受總量。

3. 訓練原則記憶口訣：「特、負、漸、個、退、變、恢」（專異性、過負荷、漸進、個別化、消退／可逆、變化／多樣、恢復超補償），閱卷老師評閱時採關鍵字給分，小標題精確度至關重要。

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【答案】

一、五大體能與代謝名詞之定義

1. 肌力（Muscular Strength）

• 定義：指單一肌肉或肌群在特定收縮速度下，所能產生的最大收縮張力或阻力抵抗能力（Maximal Force Production）。
• 關鍵特徵與評估：生理機制取決於運動單元的徵召數量、放電頻率、神經同步化程度及肌肉生理橫截面積（PCSA）。臨床與實務上常以單次反覆最大重量（1-Repetition Maximum, 1RM）作為評估黃金標準。

2. 肌肉動力（Muscular Power）

• 定義：指肌肉在單位時間內所能執行的機械作功量，亦即力量與收縮速度的乘積，俗稱「爆發力」。
• 物理數學式： $P = \frac{W}{t} = \frac{F \times d}{t} = F \times v$ （$P$ 為動力，$W$ 為作功，$t$ 為時間，$F$ 為肌力，$v$ 為收縮速度）
• 關鍵特徵與評估：強調在極短時間內產生最大力量的能力，通常出現在最大肌力約 30%～60% 1RM 之負荷與最快動作速度的交會點。常見測驗包括立定跳遠、垂直跳及爆發力挺舉。

3. 肌耐力（Muscular Endurance）

• 定義：指肌肉或肌群在抵抗亞極大負荷（Submaximal Load）時，重複進行肌肉收縮，或維持特定等長收縮張力抵抗疲勞

核心觀念

本題測驗「運動生物力學」中定性分析（Qualitative Biomechanical Analysis）​的學理架構，及其在人體週期性運動——跑步（Running）​技術診斷上的具體應用。

1. 定性分析的定義與模型：

• 定性分析指分析者（教練、體育教師或運動表現分析師）利用系統性觀察與內省判斷，無須依賴龐大數值儀器（如測力板、紅外線三維動態捕捉系統），藉由生物力學原理評估動作表現並提出修正策略的過程。
• 經典理論架構多採 Knudson & Morrison（2002）的定性分析四階段模型： $\text{準備（Preparation）} \rightarrow \text{觀察（Observation）} \rightarrow \text{評估／診斷（Evaluation / Diagnosis）} \rightarrow \text{介入／修正（Intervention）}$

2. 跑步技術的生物力學本質：

• 跑步前進速度公式：$v = \text{步長（Stride Length）} \times \text{步頻（Stride Frequency）}$。
• 步態週期（Gait Cycle）劃分：
• 支撐期（Stance phase）：著地緩衝期（Initial contact / Absorption）、向前推蹬期（Propulsion）。
• 擺動期（Swing phase）：初期擺動（Initial swing）、末期伸展與著地準備（Terminal swing）。
• 關鍵力學原理：牛頓第三運動定律（地面反作用力 $GRF$）、轉動慣量原理（$I = \sum m r^2$，折疊小腿縮短迴轉半徑 $r$ 以加快擺腿角加速度 $\alpha$）、衝量與動量定理（減小著地前向制動衝量 $J_{\text{braking}} = \int F_{\text{braking}} dt$）。

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解題方法

申論此題時，必須採取​「理論模型為骨架，跑步技術為血肉」​的系統性鋪陳：

1. 破題界定：簡述定性分析與定量分析的差異，指出定性分析具備「即時性」、「高實務價值」與「系統化」特點。
2. 縱向階段開展：嚴格依照 Knudson & Morrison 的四階段（準備、觀察、評估與診斷、介入）依序說明。
3. 橫向技術切入：在「觀察」與「評估」階段，將跑步分解為矢狀面（Sagittal plane）​與額狀面（Frontal plane），並對應至支撐期與擺動期的關鍵力學指標（軀幹前傾角、著地點相對質心位置、過度跨步、骨盆晃動、膝外翻等）。
4. 回饋閉環：說明如何透過口語提示、分解練習等「介入」手段修正跑步動作，完成定性分析之回饋循環。

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選項分析

本題為申論題型（無選擇題選項）。閱卷標準之核心評分向度與論述指標如下：

評分向度	評估指標與給分關鍵	考生常犯失分缺失
一、定性分析基礎理論	能否精準闡述定性分析定義，並寫出標準階段架構（如準備、觀察、評估、介入）。	僅憑直覺描述「用眼睛看」，未交代定性分析的系統化理論步驟。
二、跑步分期與力學連結	能否將跑步切分為支撐期與擺動期，並連結牛頓定律、轉動慣量、地面反作用力。	泛泛而談「跑得快不快」、「姿勢美不美」，缺乏力學名詞與原理解釋。
三、觀察視角與診斷要點	能否從不同解剖平面（矢狀面、額狀面）指出過度跨步（Overstriding）、制動效應、旋轉對稱性等缺陷。	觀察描述雜亂無章，未依平面或動作分期依序條列。
四、介入與指導策略	能否提出具生物力學效益的具體教學回饋（如提升步頻、減小著地前伸距離）。	寫完問題即戛然而止，缺乏「介入修正」步驟，導致分析流程不完整。

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解題技巧

1. 破除「定性分析等於主觀亂看」的陷阱： 定性分析強調「客觀的生物力學知識引導主觀觀察」。切忌只寫一般體適能口語，通篇必須出現專業術語：轉動慣量、水平制動力、質心垂直位移、地面反作用力。

核心觀念

1. 動力（Power）與容量（Capacity）的生理學區別：

• 動力（Power，功率）：指人體能量系統「單位時間內釋放能量的最高速率」（$\text{Rate} = \frac{\Delta \text{Energy}}{\Delta \text{Time}}$）。
• 容量（Capacity）：指特定能量系統所能釋放的「總能量多寡」。

2. 無氧動力（Anaerobic Power）：

• 指在不依賴氧氣代謝的條件下，肌肉以最快速度釋放能量的速率。
• 主要生理機轉為磷化物系統（ATP-PCr 系統）​的高速分解與再合成，代表極限強度、極短時間（約 $1 \sim 10$ 秒內）的爆發性機械功率輸出（如 Wingate 測試之尖峰功率 Peak Power）。

3. 有氧動力（Aerobic Power）：

• 指人體在劇烈運動時，心肺循環與骨骼肌攝取、運送及氧化利用氧氣的「最大速率」，即最大攝氧量（$\text{VO}_2\max$）。
• 生理限制因子主要為心輸出量（Cardiac Output, $Q = \text{HR} \times \text{SV}$）、微血管密度與粒線體氧化酵素濃度。

4. 訓練計畫架構原則（FITT-VP 與間歇要素）：

• 強度（Intensity）、持續時間（Duration/Work Interval）、休息時間與動態模式（Rest Interval & Relief Type）、運動休息比（Work-to-Rest Ratio, W:R）、重複次數與組數（Reps & Sets）。

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解題方法

本題屬於運動生理學與訓練學的綜合申論題。解題關鍵在於精準界定「動力」之定義，並依此量身打造相應的運動處方：

1. 破題定義：先分別釐清「無氧動力」與「有氧動力」對應的代謝系統與生理指標，避免將動力（Power）與容量／耐力（Capacity/Endurance）混淆。
2. 處方參數化：訓練計畫切忌流於空泛描述，應依序寫出「生理目標」、「運動強度」、「單次持續時間」、「運動休息比（W:R）」、「恢復方式」與「週頻率」。
3. 設計具體操作課表：針對兩者分別給出代表性的訓練範例（例如無氧動力的「衝刺間歇／爆發力訓練」，以及有氧動力的「最大攝氧量間歇訓練」）。
4. 統整對比：以結構化表格或條列總結兩者在代謝路徑、強度區間與恢復機制上的異同，以展現完整的專業視野。

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選項分析

本題為高考三級之申論題（非選擇題，無選項）。依國家考試閱卷標準，將考點與評分向度解析如下：

1. 子題一：無氧動力訓練計畫（評分權重約佔 50%）

• 關鍵得分點：必須明確指向 ATP-PCr 系統（而非乳酸無氧系統）。運動時間必須限制在 $10$ 秒以內，且休息時間必須充足（W:R 達 $1:3 \sim 1:5$ 或更長），以確保磷酸肌酸（PCr）充分再合成，避免乳酸大量堆積導致功率下降。
• 常見偏誤扣分：將「無氧耐力／容量」（如 $30 \sim 60$ 秒的全力衝刺）當成「無氧動力」來寫。

2. 子題二：有氧動力訓練計畫（評分權重約佔 50%）

• 關鍵得分點：核心指標為 $\text{VO}_2\max$。運動強度必須落在 $90\% \sim 100\%\ \text{VO}_2\max$（或 $95\% \sim 100\%\ \text{HR}_{\max}$）；單次工作區間以 $2 \sim 5$ 分鐘最佳（確保心肺系統達到最高負荷平台期）；W:R 通常設定為 $1:1$ 或 $2:1$。
• 常見偏誤扣分：將長時間低強度慢跑（LSD）誤當成有氧動力訓練；LSD 提升的是有氧耐力／容量與脂肪氧化能力，而非有氧動力的上限值（$\text{VO}_2\max$）。

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解題技巧

1. 數字參數法：閱卷委員極度重視客觀參數。只要寫出「強度（%$\text{HR}_{\max}$ 或 %$\text{VO}_2\max$）」、「時間（秒／分）」、「W:R 比值」，分數必然名列前茅。
2. 記憶口訣：

• 無氧動力：「極限衝刺、秒數極短、充分休息、PCr 重建」（$1 \sim 10$ 秒，強度 $100\%$，W:R = $1:3 \sim 1:5$ 以上）。
• 有氧動力：「逼近極限、分秒兼具、等長微休、刺激心肺」（$2 \sim 5$ 分鐘，強度 $90\% \sim 100\%\ \text{VO}_2\max$，W:R = $1:1$）。

3. 表格化呈現：將訓練計畫的主要變數繪製成對照表，能使答題層次分明，便於閱卷者在短時間內掌握關鍵答案。

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【答案】

一、無氧動力與有氧動力之生理定義

1. 無氧動力（Anaerobic Power）： 指人體在無氧狀態下，由磷化物系統（ATP-PCr）​以最快速率進行能量釋放的能力，反映神經肌肉系統在極短時間內的瞬間爆發輸出（Peak Mechanical Power）。主要評估指標包含立定跳遠、垂直跳、短跑瞬間衝刺及 Wingate 測試前 5 秒的尖峰功率。
2. 有氧動力（Aerobic Power）： 指人體在極限運動負荷下，骨骼肌利用氧氣產生能量的最高速率，其生理代表指標即為最大攝氧量（$\text{VO}_2\max$）。有氧動力取決於心血管系統的氧運送能力（最大心輸出量 $Q$）與骨骼肌纖維的氧攝取與利用率（動靜脈氧差 $\text{a-vO}_2\ \text{diff}$）。

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二、「無氧動力」訓練計畫

無氧動力訓練的核心目的在於最大化快肌纖維（Type IIx）動員率、神經傳導速率，以及肌細胞內肌酸激酶（CK）與肌球蛋白 ATP 酶（Myosin ATPase）的活性。