110 高普考高考三級 植物病蟲害防治 農業藥劑學 考古題詳解
第 一 題20 分
請試述下列名詞之意涵:(每小題 4 分,共 20 分)
(1) Axonic poison
(2) Dinitrophenol
(3) GHS
(4) Vip
(5) Preadaptation
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核心觀念
本題考查農藥的作用機制、生物性殺蟲物質、化學品危害溝通制度,以及抗藥性形成的演化概念。作答時,應先指出名詞所屬範疇,再說明其作用或用途。
解題方法與名詞釋義
(1)Axonic poison(軸突毒劑)
指作用於昆蟲神經軸突膜、干擾電位傳導的殺蟲劑。常見例子為**除蟲菊精類(pyrethroids)**及 DDT 類;此類藥劑會影響神經細胞膜上的電壓控制型鈉離子通道,使鈉離子通透及神經衝動傳導異常,造成神經過度興奮、麻痺,最後死亡。
此名稱是依作用部位概略分類。答題時宜說明「作用於軸突膜及鈉離子通道」,避免只寫成「神經毒劑」,因為作用於突觸的有機磷劑、氨基甲酸鹽類,主要是抑制乙醯膽鹼酯酶,作用方式不同。
(2)Dinitrophenol(二硝基酚)
二硝基酚是一類可干擾細胞能量代謝的化合物。其代表性作用是解偶聯粒線體氧化磷酸化:破壞粒線體內膜兩側的質子梯度,使電子傳遞與 ATP 合成脫鉤,降低 ATP 生成並使能量以熱散失。
作答重點是指出「氧化磷酸化解偶聯」,並說明其結果為能量利用效率下降、ATP 合成受阻。它不是透過抑制乙醯膽鹼酯酶來殺蟲,也不是專指一種神經軸突毒劑。
(3)GHS(全球化學品統一分類及標示制度)
GHS 全名為 Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals,中文常稱「全球化學品統一分類及標示制度」。其目的在於建立化學品危害分類與溝通的共同架構,讓化學品的危害資訊能以一致方式傳達。
主要內容包括:
- 依健康危害、物理性危害及環境危害等類別進行分類。
- 以危害圖式、警示語、危害警告訊息及防範措施等標示危害。
- 透過安全資料表(SDS)提供化學品的危害與安全處置資訊。
GHS 是危害分類與資訊傳達的制度,不是單一農藥名稱,也不是毒性試驗方法。
(4)Vip(Vegetative insecticidal protein,營養期殺蟲蛋白)
第 二 題20 分
請說明農藥原體與成品農藥的差別。(12 分)
並進一步說明目前的成品農藥依其新舊有效成分、劑型、含量與使用範圍,大致可分成哪四種類別。(提示:A-D 類)(8 分)
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核心觀念
本題考查農藥在「有效成分原料」與「可供實際使用的製劑」之間的區別,以及成品農藥依登記新舊程度所作的 A、B、C、D 類分類。
法規部分以命題當年(民國 110 年)《農藥管理法》為準。該法第 5 條規定:
- 成品農藥:用於防除農林作物或其產物之有害生物、調節農林作物生長或影響其生理作用、調節有益昆蟲生長,或經中央主管機關公告作為保護植物之藥品或生物製劑。
- 農藥原體:用以加工成品農藥所需的有效成分原料;但經中央主管機關公告可直接供前述用途使用者,視為成品農藥。
- 法規所稱「加工」,是將農藥原體製成成品農藥的過程。
解題方法
先從用途與製造階段區分原體和成品,再依成品農藥的有效成分、劑型、含量及使用範圍,判斷 A 至 D 類。分類時可依序問:
- 有效成分是否為新成分?
- 若是舊成分,劑型或含量是否不同?
- 劑型與含量相同時,使用範圍是否擴大?
- 若均與已核准且屆滿 8 年的產品相同,則屬 D 類。
農藥原體與成品農藥的差別
| 比較項目 | 農藥原體 | 成品農藥 |
|---|---|---|
| 性質 | 供加工使用的有效成分原料 | 已調製成可供防治或調節生長等用途的製劑 |
| 主要成分 | 以有效成分為主,尚未形成供使用的完整配方 | 含有效成分及必要的溶劑、載體、界面活性劑或其他配方成分 |
| 使用階段 | 加工製造的上游原料 | 登記後供實際使用的產品 |
| 重點 | 有效成分品質與原料規格 | 有效成分含量、劑型品質、標示及核准使用範圍 |
| 法規例外 | 原則上供加工成品農藥使用 | 公告可直接供防治或保護植物用途的原體,依法視為成品農藥 |
簡言之,原體是製造農藥製劑的有效成分原料;成品農藥則是經配方加工、具有特定劑型與含量,並供核准用途使用的產品。
成品農藥 A–D 類
第 三 題10 分
請說明達有龍(Diuron)的致毒機制。(6 分)
並說明其所導致的植物受害特徵。(4 分)
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核心觀念
達有龍(Diuron,又稱 DCMU)屬取代尿素類除草劑,為光合作用第二光系統(Photosystem II, PSII)電子傳遞抑制劑。題目分兩部分:先說明它在葉綠體內阻斷電子傳遞的位置與後果,再連結到植物受害症狀。
解題方法:致毒機制
達有龍作用於葉綠體類囊體膜上的 PSII,與反應中心 D1 蛋白的 (次級電子受體質體醌)結合位置結合,阻止質體醌接受電子。於是電子無法由 傳至 ,PSII 電子傳遞受阻,光合作用的電子流與能量轉換隨之下降。
電子傳遞受阻會抑制光合磷酸化及 ATP、還原力的形成,並降低二氧化碳固定與醣類合成。受阻的光能也會促進活性氧生成,造成葉綠素、類囊體膜及其他細胞成分的氧化傷害;傷害加劇時,葉片組織壞死,植株生長停止甚至死亡。
植物受害特徵
第 四 題25 分
請說明亞滅培、賜諾特與免速達三種殺蟲劑,在害蟲抗藥性管理策略中是否可以作為輪用藥劑來使用。(2 分)
為什麼?(5 分)
同時請分別說明此三種藥劑的作用位點(target site)與致毒機制(mode of action)。(12 分)
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核心觀念
本題考查三種殺蟲劑的 IRAC 作用機制分組,以及能否依作用機制進行抗藥性管理輪用。輪用的判斷重點是害蟲世代或施藥時序間,是否更換到不同 IRAC 作用機制組別;化學名稱或藥劑名稱不同,並不代表作用機制不同。
「作用位點」(target site)指藥劑作用的特定分子或生理部位;「致毒機制」(mode of action, MoA)則描述藥劑如何干擾該部位或生理功能,進而造成害蟲死亡或失能。若作用位點已知,IRAC 分組通常依共同作用位點與作用機制判定;若具體分子標的尚未確定,則依已知的生理作用分類。
解題方法
先將中文藥名對應到有效成分,再查其 IRAC 分組與作用機制:
| 中文藥名 | 有效成分 | IRAC 組別 |
|---|---|---|
| 亞滅培 | acetamiprid | 4A |
| 賜諾特 | spinetoram | 5 |
| 免速達 | bensultap | 14 |
三者分屬 IRAC 4A、5、14,作用機制不同,因此可作為輪用藥劑。輪用時應按照防治對象、作物登記及標示使用,並以不同作用機制組別安排施藥,避免連續多次使用同一組別。
三種藥劑的作用位點與致毒機制
一、亞滅培(acetamiprid;IRAC 4A)
- **作用位點:**昆蟲神經系統的菸鹼型乙醯膽鹼受體(nAChR)。
- **致毒機制:**亞滅培屬新菸鹼類,作用於 nAChR,造成受體持續活化及神經訊號異常,導致神經系統過度興奮、失調,最後麻痺死亡。
- **輪用判斷:**屬 IRAC 4A。其他同屬 4A 的藥劑不能因有效成分不同,就視為不同作用機制輪用藥劑。
二、賜諾特(spinetoram;IRAC 5)
- **作用位點:**昆蟲神經系統的菸鹼型乙醯膽鹼受體(nAChR),作用於不同於新菸鹼類的變構作用部位。
- **致毒機制:**賜諾特屬 spinosyn 類,是 nAChR 變構調節劑,干擾受體調控並造成神經傳導異常,致使害蟲興奮、失調、麻痺,最後死亡。
第 五 題15 分
請說明同屬於吡咯類(pyrrole)的 Chlorfenapyr 與 Fludioxonil,其中文普通名稱、作用害物與致毒機制。
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核心觀念
本題考查兩種含吡咯結構的農藥,能否分辨其中文普通名稱、主要防治對象,以及致毒機制。兩者雖同具吡咯環,作用對象與作用方式不同:克凡派是殺蟲、殺蟎劑;護汰寧是殺菌劑。
解題方法
依序掌握「名稱—害物—機制」三項,再以作用對象區分兩藥:
| 英文普通名稱 | 中文普通名稱 | 主要作用害物 | 致毒機制 |
|---|---|---|---|
| Chlorfenapyr | 克凡派 | 昆蟲及蟎類 | 經代謝活化後,解偶聯粒線體氧化磷酸化 |
| Fludioxonil | 護汰寧 | 真菌性病原 | 干擾真菌滲透壓調節訊息傳遞 |
一、Chlorfenapyr(克凡派)
克凡派主要防治害蟲及蟎類,屬於前驅型殺蟲劑。進入害蟲體內後,經氧化酵素代謝,移除其 -ethoxymethyl 基團,形成具活性的代謝物。此代謝物破壞粒線體內膜的質子梯度,使氧化電子傳遞與 ATP 合成失去耦聯,造成 ATP 生成受阻、能量耗竭,最後導致害蟲死亡。
二、Fludioxonil(護汰寧)
第 六 題10 分
人類健康風險評估構成要素之一的危害鑑定(Hazard identification),其中所涉及的危害與毒性(toxicity)定義有何不同?(4 分)
二者之間的相互關係又如何?(可以數學式輔助說明,6 分)
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核心觀念
本題考查人類健康風險評估中「危害鑑定」所稱的危害(hazard),與毒理學上的毒性(toxicity)。作答時須區分兩者的層次:危害說明物質具有造成不良健康影響的潛在能力;毒性則著重該物質在特定條件下造成何種影響、影響多大,以及劑量與反應之間的關係。
解題方法
先分別定義,再以「固有致害能力」與「劑量—反應特性」區分;最後說明毒性資料如何支持危害鑑定,以及暴露如何進一步影響實際風險。
- 危害(hazard):物質或因子所固有、可能造成不良健康影響的性質或能力。危害鑑定要判斷某物質是否能造成某種健康傷害,例如致癌、生殖毒性或神經毒性。
- 毒性(toxicity):物質造成生物體不良效應的性質與程度,通常須連同劑量、暴露途徑、暴露時間及生物體狀況來描述。毒理試驗所觀察到的效應及其劑量—反應關係,都是評估毒性的重要資料。