112 高普考高考三級 植物病蟲害防治 昆蟲分類學 考古題詳解
第 一 題30 分
請試述下列名詞之意涵:
(一) Binomial nomenclature
(二) Lectotype
(三) Outgroup
(四) Tegmina
(五) Agglomerate eye
(六) Johnston’s organ
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核心觀念 本題評量昆蟲分類學與昆蟲形態學之基本核心素養,範疇涵蓋三大領域:
- 國際動物命名法規(ICZN)與分類學史:雙名法命名原則(Binomial nomenclature)、模式標本指定制度(Lectotype)。
- 親緣分支分類學(Phylogenetics / Cladistics):親緣關係樹之定根與性狀極性分析(Outgroup)。
- 昆蟲外部形態與感覺受器解剖學:特化前翅構造(Tegmina)、非典型視覺器官(Agglomerate eye)、特化機械與聲音感覺器(Johnston’s organ)。
解題方法 回答昆蟲分類學名詞解釋題,應依循「標準四層次陳述法」切入,確保評分要點完整不遺漏:
- 中文正名與定義:給出權威中文譯名,以一句話界定其學術定義。
- 位置、構造或運作機制:闡述該名詞在昆蟲體表之解剖位置、組織構成,或在命名規約/親緣分析中之運作原則。
- 功能或分類學意義:說明其適應功能、演化意涵,或在分類鑑定中的判定價值。
- 實例舉證(Taxa Example):明確列出具代表性的昆蟲綱、目、科或特有分類群。
名詞深度解析
(一) Binomial nomenclature(雙名法)
- 定義:由瑞典自然學家林奈(Carl Linnaeus)創立,現由《國際動物命名規約》(ICZN)所規範之標準物種命名系統。
- 結構規範:每個物種的學名(Scientific name)由兩個拉丁化單詞構成:
- 屬名(Genus name):為名詞,字首大寫。
- 種小名/種加詞(Specific epithet):為形容詞或名詞所有格,全部小寫。
- 印刷體一律以斜體呈現(手寫時加底線);學名後方可附上最初發表者姓氏及發表年代(年代與作者間以逗號或空格隔開;若後續移轉屬別則作者加括號)。
- 學術意涵:消弭各國俗名(Common names)多名一物或同名異物之混亂,確立全球統一且具跨語言穩定性的物種指涉代號。
(二) Lectotype(選模標本/選定模式標本)
- 定義:依據 ICZN 規約,當原始作者發表新種時未明確指定單一正模標本(Holotype),而是以一系列「綜合模式標本(Syntypes)」作為命名依據時;後續的修訂研究者自該批 Syntypes 中正式指定為代表該種名稱的單一標準標本,即為 Lectotype。
- 規約程序與效果:
- 一旦選模標本經合法發表選定,其餘原屬 Syntypes 的其餘標本位階自動轉為「副選模標本(Paralectotypes)」。
- 其主要功能在於終局解決物種模式標本混雜或包含複數物種之爭議,使該分類單元擁有唯一的名稱承載模式(Name-bearing type),以維持命名法的客觀穩定性。
(三) Outgroup(外群)
- 定義:在親緣分支分析(Cladistics)中,選取位於研究目標群(內群,Ingroup)之外,但與內群具有已知且緊密演化親緣關係之分類群(Taxon)。
- 分析功能:
- 性狀極性判定(Character Polarity):藉由比較外群與內群的特徵狀態,將外群所呈現之狀態視為「祖徵(Plesiomorphy)」,而內群中不同於外群之新特徵狀態界定為「衍徵(Apomorphy)」,藉以找出能定義單系群的共有衍徵(Synapomorphy)。
- 系統發育樹定根(Tree Rooting):將無根樹(Unrooted tree)轉換為具演化時間軸與極性方向之有根樹(Rooted tree)。
(四) Tegmina(覆翅/革質前翅;單數為 Tegmen)
- 定義:昆蟲前翅特化形成之革質(Leathery)或羊皮紙狀(Parchment-like)翅型。
- 形態與機能:
- 翅脈通常仍清晰可辨,質地較一般膜質翅厚韌,但未完全骨化如鞘翅(Elytra)。
- 主要功能為在靜止時覆蓋並保護膜質的後翅及腹部背板,飛行時通常不提供主要拍擊推力,而是張開作為滑翔輔助面或平衡平衡翼。
- 代表類群:直翅目(Orthoptera,如蝗蟲、螽斯、蟋蟀)、蜚蠊目(Blattodea,如蜚蠊、螳螂)、竹節蟲目(Phasmatodea)。
(五) Agglomerate eye(集合眼/聚集眼)
- 定義:節肢動物與部分原始或特化昆蟲中,由一群彼此緊密相鄰、各自獨立之小眼(Ommatidia 或側單眼 Stemmata)聚集而成之複合視覺構造,但其小眼間無共用之規則六角形角膜晶體,結構不同於典型之半球型真複眼(Compo
第 二 題20 分
請寫出下列昆蟲的中文名及其分類地位(包括中英文目名及中文科名),並試述其危害的寄主植物。
(一) Aleurodicus dispersus
(二) Scotinophara lurida
(三) Phyllotreta striolata
(四) Thrips palmi
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核心觀念
本題考查重點在於農業重要經濟害蟲之學名辨識、分類階元(中英文目名、中文科名)及寄主範圍。本科目(昆蟲分類學)常與應用昆蟲學(農業害蟲學)相互結合,命題委員慣常挑選台灣農業上具重大經濟危害性、受檢疫管制或近年好發之指標害蟲,檢驗考生是否具備將「二名法學名」精確對應至「分類地位」與「田間寄主」的基礎實務能力。
解題方法
本題採條列結構化方式切入,每一小題必須精準對應題目所要求的四大要件:
- 中文名:寫出台灣植物保護圖鑑或農業試驗所公認之標準中文俗名。
- 目名(中英文):半翅目現行分類已將同翅類(Homoptera)整併為亞目,作答時以半翅目(Hemiptera)為標準答案,若有舊制分類亦可輔以括號註記。
- 科名(中文):對應至主流分類科名。
- 寄主植物:先點出該蟲是「寡食性」或「多食性」,再列出其最主要的偏好科別(如十字花科、禾本科、葫蘆科)與重要經濟栽培作物。
各題詳細分析
(一) Aleurodicus dispersus
- 中文名:螺旋粉蝨(又稱白粉蝨)
- 分類地位:
- 中文目名:半翅目(舊同翅目)
- 英文目名:Hemiptera(舊 Homoptera)
- 中文科名:粉蝨科
- 危害寄主植物:
- 本種為廣食性(多食性)害蟲,寄主範圍超過百種。
- 主要果樹:番石榴(芭樂)、香蕉、木瓜、芒果、柑橘類、酪梨、波羅蜜。
- 觀賞植物與林木:聖誕紅、九重葛、朱槿、白水木。
- 危害特徵:主要以成、若蟲群集於葉背刺吸汁液,分泌大量白色棉絮狀蠟質與蜜露,進而誘發煤煙病,阻礙光合作用。
(二) Scotinophara lurida
- 中文名:黑椿象(或稱水稻黑椿象)
- 分類地位:
- 中文目名:半翅目
- 英文目名:Hemiptera
- 中文科名:椿象科
- 危害寄主植物:
- 專一偏好**禾本科(Poaceae)**植物,為水稻的重要傳統害蟲。
- 主要作物:水稻(主要危害分櫱期至乳熟期之植株莖基部)。
- 其他寄主與雜草:茭白筍、甘蔗、玉米、稗草、李氏禾。
- 危害特徵:成蟲與若蟲常群集於水稻近水面的莖基部刺吸汁液,受害嚴重時葉片變黃、生長停滯,形成「枯心」或「枯穗」;近年在台灣部分友善耕作與有機水稻田有復發猖獗之趨勢。
(三) Phyllotreta striolata
- 中文名:黃條葉蚤
- 分類地位:
- 中文目名:鞘翅目
- 英文目名:Coleoptera
- 中文科名:金花蟲科(或葉蚤科)
- 危害寄主植物:
- 專一危害**十字花科(Brassicaceae)**蔬菜。
- 主要作物:小白菜、青江菜、甘藍、包心白菜、芥藍、蘿蔔、花椰菜、油菜等。
- 危害特徵:成蟲啃食葉片造成圓形微小孔洞(紗窗狀食痕);幼蟲棲息於土中,專門啃食根部表皮或細根,造成植株發育不良,並易引發軟腐病等二次性病原菌感染。
第 三 題20 分
昆蟲的後胚胎發育具多樣性,多數具有 Metamorphosis 之現象,請從昆蟲的食性、習性及生態等來論述 Metamorphosis 的型式?也請寫出各型昆蟲幼期階段的專有名詞,並各舉出一個實例。
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核心觀念
本題聚焦於昆蟲綱(Insecta)之**後胚胎發育(Postembryonic development)與變態(Metamorphosis)**機制,核心評分範疇涵蓋以下生學概念與分類架構:
- 變態之定義與型式分類:依據翅的發生方式(外生翅類 Exopterygota 與內生翅類 Endopterygota)、有無蛹期、以及幼期與成蟲之形態差異,主要劃分為無變態(Ametabola)、不完全變態(Hemimetabola)(廣義包含漸進變態 Paurometabola 與狹義半變態 Hemimetabola sensu stricto)及完全變態(Holometabola)。
- 生活史策略與生態演化意義:從食性(Trophic niche)、**行為習性(Behavioral habits)與生態棲位(Ecological niche)**切入,論述各變態型式如何透過幼期與成蟲間的資源分配或生態位分離(Niche differentiation),以降低種內競爭(Intraspecific competition)並增強對逆境之適應性。
- 發育發育階段之專有名詞精準度:仔蟲(Young / Juvenile)、若蟲(Nymph)、稚蟲(Naiad)、幼蟲(Larva)、蛹(Pupa)、亞成蟲(Subimago)等發育期術語的正確對應與代表分類群實例。
解題方法
本題為標準的「比較與論述型申論題」,作答時應避免僅單純列舉各變態類別之形態特徵,而須以題目要求的**「食性、習性及生態」**作為論述主軸,採用結構化對比法進行破題:
- 綱舉目張,層級分明:依演化序列將變態型式依序分為「無變態」、「漸進變態」、「狹義半變態」、「完全變態」(並可適度補充「原變態/過渡變態」展現廣度)。
- 面向整合論述:針對每一型式,嚴格分段說明其「食性分化程度」、「運動與行為習性」、「生態棲位與生境關聯」,並提煉其生態適應優勢。
- 名詞精確與實例佐證:明確標示該發育型式的幼期專有名詞(中英文對照),並提出一個具代表性且分類定位明確的實例(註明目名與昆蟲名)。
選項分析(申論題各子題考點分析)
本題非選擇題,屬於綜合申論題型。依據閱卷計分標準,拆解四大評分要點剖析如下:
- 論述面向之完整性(食性、習性、生態):
- 常見缺漏:考生常僅著重於形態(如翅芽外生或內生、有無蛹期),忽略題目明示之「食性(取食對象與口器型式)」、「習性(活動模式與棲身行為)」與「生態(棲地重疊度與種內競爭關係)」。未連結此三面向者將嚴重失分。
- 不完全變態之細分精確度:
- 評分關鍵:不完全變態若僅籠統統稱,無法突顯專業水準。必須精確區分出陸生、幼成蟲生態習性相似的「漸進變態(Paurometabola)」,以及幼期水生、生態棲位徹底分化的「半變態(Hemimetabola sensu stricto)」。
- 幼期階段專有名詞之排他性:
- 若蟲(Nymph)僅限用於漸進變態等陸生外生翅類。
- 稚蟲(Naiad)專指蜻蛉目、蜉蝣目等水生外生翅類之幼體。
- 幼蟲(Larva)嚴格保留給具完全變態(內生翅類)之幼期。若將鱗翅目或鞘翅目幼期寫成若蟲即屬重大名詞誤用。
- 實例選取之典型性:
- 舉例宜選用農業經濟重要害蟲或昆蟲分類學經典代表種,並附上所屬「目名」,以彰顯專業嚴謹度。
解題技巧
- 比較矩陣口訣:
- 無變態:「同吃、同住、同習性,無蛹無翅終生蛻」。
- 漸進變態:「同吃、同住、翅外生,若蟲陸棲漸長成」。
- 狹義半變態:「幼水、成空、食性殊,稚蟲水棲具氣鰓」。
- 完全變態:「幼成、分化、棲位離,化蛹重組奪先機」。
- 答題規範重點:名詞寫出中文時,務必在括號內附上標準英文專有名詞(如 Nymph、Naiad、Larva、Pupa),以展現閱卷委員最看重的學術規範度。
- 避開常見陷阱:
- 陷阱一:將蜉蝣的「亞成蟲(Subimago)」誤認為稚蟲。
- 陷阱二:混淆薊馬(纓翅目)或粉蝨(半翅目)的「偽蛹/擬蛹(Pseudopupa)」發育,若論述為「過渡變態(Neometabola)」需特別標明其生態特徵。
【答案】
昆蟲的後胚胎發育(Postembryonic development)中,變態(Metamorphosis)是其適應多樣化環境並在地球上取得極大演化優勢的核心特徵。依翅的發生型式、各蟲期形態、食性、習性與生態特徵,可分為以下主要型式:
一、無變態(Ametabola / Ametabolous development)
- 食性、習性及生態論述:
- 食性:幼期與成蟲口器型式完全相同(均為咀嚼式),取食對象一致,多取食腐植質、地衣、真菌菌絲或澱粉類有機碎屑。
- 習性:幼期與成蟲活動習性幾無二致,均營隱居、避光、喜潮濕環境,具負趨光性。成蟲性成熟後仍可持續脫皮。
第 四 題10 分
何謂 Downward classification?何謂 Upward classification?試比較兩者間之差異。
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核心觀念
本題測驗「分類學原理與歷史發展」(Principles and History of Systematic Entomology)之核心基礎概念。其探討生物分類學家在建立分類體系與分類階元(taxa/ranks)時,所採取的兩種相反邏輯進路:
- 下行分類法(Downward classification):根植於古希臘亞里斯多德(Aristotle)以來的經院哲學「邏輯劃分法」(Logical division),採取**由上而下(Top-down)、演繹法(Deduction)**的方式,透過少數預先選定的關鍵性狀,將高階元逐層向下分割至種。
- 上行分類法(Upward classification):發軔於 18 世紀經驗主義(如 Adanson)並成熟於達爾文演化論之後,採取**由下而上(Bottom-up)、歸納法(Induction)**的方式,以個體或物種為基層單元,全面評估多種性狀之相似度或親緣演化關係,逐層向上聚合為較高級別的自然類群。
解題方法
本題屬於典型之「名詞定義暨比較型」申論題,在國家考試評分標準中,切入點應把握「先立論定義、次列對比、終結實務角色」之結構:
- 分別定義:精確界定兩者的哲學基礎、思維方向(Top-down vs. Bottom-up)、性狀評估方式及歷史代表人物。
- 多維度對比:自「出發起點」、「推論邏輯」、「性狀加權方式」、「所成體系性質」、「分類學價值」等維度以系統化架構(或對照表)逐項比較。
- 連結現代應用:指明兩者在現代分類學的實務分工——Downward classification 轉化為「二分檢索表(Dichotomous keys)」的製作工具;Upward classification 則成為建構「親緣演化樹與自然分類體系(Phylogenetic system)」的基石。
選項分析
本題為申論題,答題層次與得分要點解析如下:
- Downward classification 之內涵剖析:
- 定義:從最高分類範疇(如綱、目)出發,設定一項或少數幾項先驗原則的關鍵性狀(Essential characters),利用「排中律」與「二分法」(Dichotomy)將大類群逐級向下細分,直到最後確定物種。
- 本質:屬於演繹邏輯(Deductive)。早期林奈(Carolus Linnaeus)的「人為分類法」(Artificial classification,例如依據雄蕊數量的植物分類)即為代表。
- 缺陷:容易因單一特徵的選取偏誤,將親緣相近的物種拆散,或將無演化關係但具趨同性狀的生物併入同群。
- Upward classification 之內涵剖析:
- 定義:從客觀存在的個體或基本分類單元(物種 Species)出發,廣泛檢測形態、解剖、生理、分子等多種性狀(Overall characters),藉由歸納相近特徵,逐步將相似的種聚合成屬、屬聚合成科、科聚合成目。
- 本質:屬於歸納邏輯(Inductive)。符合現代演化生物學之自然分類法(Natural classification)或親緣分支系統學(Cladistics)。
- 優勢:能夠如實反映生物演化歷程與真實親緣關係(Monophyly)。
- 核心差異比對維度:
- 包含起始方向(高階往低階 vs. 低階往高階)、邏輯手段(演繹法 vs. 歸納法)、性狀依據(少數先驗加權性狀 vs. 多數後驗整體性狀)、體系真實度(人為檢索系統 vs. 自然親緣系統)。
解題技巧
- 作答架構公式:名詞題切忌僅寫兩三行白話。「定義(包含專有名詞) 比較表(結構化) 現代啟示(加分亮點)」是高考三級取得 20 分以上高分的標準範式。
- 避免極端化陷阱:不可寫「Downward classification 是錯誤且已被廢棄的無用方法」。
第 五 題20 分
試比較下列昆蟲間之形態差異處:
(一) 蝗亞目(Acridodea)、螽亞目(Tettigoniodea)
(二) 管尾亞目(Tubulifera)、錐尾亞目(Terebrantia)
(三) 鳥蝨(Bird-lice)、蝨(True-lice)
(四) 葉蟬科(Cicadellidae)、蠟蟬科(Fulgoridae)
(五) 均翅亞目(Zygoptera)、不均翅亞目(Anisoptera)
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題評量應用昆蟲分類學中五組重要分類群的「關鍵外部形態鑑別特徵(Diagnostic morphological characters)」,涵蓋直翅目(Orthoptera)、纓翅目(Thysanoptera)、蝨毛目(Phthiraptera / 傳統食毛目與蝨目)、半翅目頸喙亞目(Hemiptera: Auchenorrhyncha)及蜻蛉目(Odonata)。考驗考生是否熟記亞目(Suborder)及科(Family)層級在頭部附肢(觸角、複眼、口器)、胸部結構(翅型、翅脈、足之特化)與腹部末端構造(產卵器、尾器、呼吸與聽器)的對比差異。
解題方法
採用「系統解剖部位對比法」,針對各子題之昆蟲對象,依序以「頭部附肢」、「胸部及附屬器官(足、翅)」與「腹部及末端構造(生殖器、聽器/呼吸器官)」三大解剖體軀分區,列出高辨識度之對立形態特徵,並補充稚蟲期(若蟲期)特徵以確保評分完整性。
各題形態差異詳細解析
(一) 蝗亞目(Acridodea / Caelifera)vs. 螽亞目(Tettigoniodea / Ensifera)
| 形態部位 | 蝗亞目(Acridodea) | 螽亞目(Tettigoniodea) |
|---|---|---|
| 觸角形態 | 觸角較短(短於體長或前胸長),節數少(通常 節),呈絲狀、劍狀或棒狀。 | 觸角極為細長(長度常超過體長),鞭狀且節數眾多(通常 節)。 |
| 產卵器 | 雌蟲產卵器短而粗短,呈瓣狀或短鑿狀,特化用於掘土產卵。 | 雌蟲產卵器高度發達且外露,呈扁平劍狀、鐮刀狀或針刺狀。 |
| 聽器(鼓膜器)位置 | 位於第一腹節兩側背板下方。 | 位於前足脛節基部內外側。 |
| 發音構造 | 多為後足腿節內側之發音齒摩擦前翅縱脈(腿節—前翅型)。 | 以前翅基部左、右翅之音銼(Stridulatory file)與刮器(Scraper)相互摩擦(前翅—前翅型)。 |
| 跗節節數(Tarsal formula) | 跗節多為 3 節。 | 跗節通常為 4 節(如螽蟴科)或 3 節(如蟋蟀總科)。 |
(二) 管尾亞目(Tubulifera)vs. 錐尾亞目(Terebrantia)
| 形態部位 | 管尾亞目(Tubulifera) | 錐尾亞目(Terebrantia) |
|---|---|---|
| 腹部末端形態 | 第 10 腹節特化呈細長圓筒狀之「管狀(Tube)」,肛門與生殖孔開口於管端。 | 腹部末端呈圓錐形或尖銳狀,第 10 腹節不延長成管狀。 |
| 雌蟲產卵器 | 無鋸齒狀外露產卵器,產卵器退化或內縮,直接將卵產於寄主表面。 | 具發達且外露的鋸齒狀(錐狀)產卵器,可鋸開植物表皮組織行組織內產卵。 |
| 前翅翅脈與微毛 | 前翅無縱脈與橫脈(或僅基部殘存退化短脈),翅表面無微毛。 | 前翅常具 1 至 2 條縱脈與橫脈,翅表面密生微毛(Microtrichia)。 |
| 翅之緣毛(Cilia) | 翅緣的纓毛(緣毛)直接插生於翅邊緣的微窩中;後緣常具複緣毛。 | 翅緣的纓毛由翅緣微小的瘤狀突起生出。 |
| 休息時翅之收摺 | 休息時雙翅完全水平重疊覆蓋於腹部背面。 | 休息時雙翅平行置於腹背,或沿背中線略呈縱向重疊。 |
(三) 鳥蝨(Bird-lice)vs. 蝨(True-lice)
註:傳統分類分為食毛目(Mallophaga)與蝨目(Anoplura),現代系統分類併入蝨毛目(Phthiraptera)。
| 形態部位 | 鳥蝨(Bird-lice / 咀嚼蝨) | 蝨(True-lice / 吸血蝨) |
|---|---|---|
| 口器構造 | 咀嚼式口器(Mandibulate),大顎骨化發達,取食宿主羽毛、皮屑及表皮毛髮。 | 刺吸式口器(Piercing-sucking),具 3 根可縮入頭內口囊的吻針(Stylets),專性吸血。 |
| 頭部與前胸寬度 | 頭部扁平膨大,頭寬明顯大於前胸寬。 | 頭部細長狹窄,頭寬明顯小於前胸寬。 |
| 足與攀握爪 | 各足跗節具 1 或 2 爪,爪較細小,主要適應羽毛間爬行或微弱抓握。 | 各足特化為強大的攀握足,脛節具指狀突,與單個巨大彎爪形成「對握夾鉗」,適於緊扣哺乳動物毛髮。 |
| 寄主範圍 | 絕大多數寄生於鳥類(少數寄生於袋鼠、齧齒類等哺乳類)。 | 專性寄生於胎盤哺乳類動物(包含人類)。 |
(四) 葉蟬科(Cicadellidae)vs. 蠟蟬科(Fulgoridae)
| 形態部位 | 葉蟬科(Cicadellidae) | 蠟蟬科(Fulgoridae) |
|---|---|---|
| 後足脛節構造 | 後足脛節細長,斷面多呈稜角狀,外側緣具 1 至多列整齊緊密排列的可動剛毛/細刺。 | 後足脛節粗壯,側面僅具 少數(通常 1~3 枚)粗大的固定棘刺,末端具冠狀短齒。 |
| 觸角著生位置 | 觸角著生於兩複眼之間的前方(額部),基部不膨大。 | 觸角著生於 複眼下方的頰部(側下方);觸角梗節常膨大成球狀或感器囊,末端具芒。 |