112 專技高考高等考試 水產養殖技師 水產生物生理學 考古題詳解
第 一 題20 分
試述各種不同魚類尾鰭之運動特徵，並說明這些魚類主要的棲息分布水域？
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核心觀念
本題考魚類以軀幹與尾鰭推進時的游泳型態，以及尾鰭運動和棲地、游泳需求之間的關係。魚體兩側肌肉交替收縮，使身體產生側向波動，波動由頭部向尾部傳遞，尾鰭向水中施力而產生推力。常見型態由全身參與波動，逐漸過渡到主要由尾部或尾鰭擺動：
- 鰻形游泳（anguilliform）
- 次鰹形游泳（subcarangiform）
- 鰹形游泳（carangiform）
- 鮪形游泳（thunniform）
- 箱魨形游泳（ostraciiform）
這些名稱描述的是游泳運動方式，不是魚類分類階層；同一魚種也可能依速度或行為改變游泳方式。
解題方法
依序比較「身體波動範圍、尾柄與尾鰭的參與程度、運動特性」，再以魚體構形和生活方式說明常見棲息水域。解題時須注意，棲地分布是典型關聯，不代表某一型態只能出現在單一水域。
各型態的運動與棲息水域
| 游泳型態 | 尾鰭及身體運動特徵 | 代表魚類與主要棲息分布 |
|---|---|---|
| 鰻形游泳 | 身體細長，側向波動由頭至尾分布，幾乎全身都參與推進；尾部常與背、臀鰭相連或尾鰭不明顯。能在狹窄空間中靈活穿行，但持續高速游泳能力較弱。 | 鰻、七鰓鰻等。常見於河川、河口、沿岸底層及洞穴、草叢等遮蔽環境；部分鰻類具有洄游生活史。 |
| 次鰹形游泳 | 身體前段波動較小，後半身至尾部的波幅逐漸增大；尾鰭擺動幅度明顯，推進力和加速能力較鰻形強。 | 鱒魚、鮭魚等。多見於河川、湖泊及近岸水域，也包括在海洋與河川間洄游的種類。 |
| 鰹形游泳 | 身體前段大致保持穩定，主要由身體後段、尾柄與尾鰭作較大幅度的左右擺動； |
第 二 題20 分
海水生物其體液滲透壓的調節可分為 Osmoconformer 和 Osmoregulator，請敘述兩者定義為何並各舉出一例；而淡水生物之體液滲透壓調節僅有 Osmoregulator 形式，請說明理由。
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核心觀念
本題考查生物如何維持體液的總滲透濃度，以及體液滲透濃度與外界水體滲透濃度的關係。
- 滲透順應者（osmoconformer）：體液總滲透濃度大致隨環境水體改變，通常與外界接近或達到滲透平衡。順應的是總滲透濃度，不代表體液中的各種離子組成也與海水相同。
- 滲透調節者（osmoregulator）：能透過生理調節，使體液總滲透濃度維持在一定範圍，或與外界水體保持明顯差異，因此須調節水分與溶質的進出。
解題方法
先比較生物體液與環境水體的滲透濃度：若兩者大致相同，屬滲透順應；若生物主動維持差異，則屬滲透調節。再用海水與淡水的滲透濃度差異，說明淡水生物為何必須調節。
海洋無脊椎動物中有許多種類的體液滲透濃度接近海水，屬滲透順應者，例如海星。
第 三 題20 分
試說明魚類演化過程中，身體有哪些構造可以具有氣體交換的功能？並各舉一例。
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核心觀念
本題考魚類呼吸構造的多樣性：魚類主要以鰓進行水中氣體交換；在演化過程中，有些魚類也利用身體其他薄而血管豐富、能與水或空氣接觸的表面吸收氧氣、排出二氧化碳。這些構造包括皮膚、口咽與鰓蓋腔、消化道，以及肺或具呼吸功能的鰾。
判斷某構造是否具有氣體交換功能，重點在於它是否具有足夠的交換表面、薄的擴散屏障與豐富血液供應。魚類可同時使用鰓與輔助呼吸構造；輔助呼吸構造不代表鰓已失去功能。
解題方法
依氣體交換表面所在位置分類，再各舉一例。答題時要把「一般供水中呼吸的鰓」與「演化形成或利用的輔助呼吸部位」都列入，並以具體魚種說明，避免只列構造名稱而未回答「各舉一例」。
構造與例子
| 氣體交換構造 | 功能說明與例子 |
|---|---|
| 鰓 | 鰓是魚類主要的水中氣體交換器官，鰓絲與鰓小片提供廣大交換面積。多數硬骨魚，例如鯉魚，以鰓自水中攝取氧、排出二氧化碳。 |
| 皮膚及鰭的表面 | 皮膚薄、血管豐富時，可直接進行氣體擴散；部分魚類離水或處於缺氧環境時，會增加皮膚呼吸。彈塗魚在潮間帶活動時，可利用潮濕皮膚進行部分氣體交換。 |
| 口腔、咽腔與鰓蓋腔 | 這些腔室的內壁若具有豐富血管與呼吸上皮，可在吞入空氣後進行氣體交換。彈塗魚可利用口咽部等腔室的表面輔助呼吸； |
第 四 題20 分
在室外的藻水養殖池，有哪些水質參數具有日夜變化？原因為何？對養殖生物有何潛在影響？
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核心觀念
本題考查室外藻水養殖池中，藻類與池內生物的光合作用、呼吸作用及日夜溫度變化，如何造成水質參數的日變化，以及這些變化對養殖生物的影響。
白天有光時，藻類光合作用旺盛，消耗二氧化碳並產生氧氣；白天與夜間，魚蝦、藻類、浮游生物及微生物都持續呼吸，消耗氧氣並產生二氧化碳。夜間沒有光合作用，呼吸作用仍持續，因此清晨日出前常是溶氧最低、二氧化碳最高的時段。
解題方法
依序從「光合作用與呼吸作用」、「日照造成的水溫變化」及「受 pH、溫度影響的化學平衡」三方面，整理具有日夜變化的參數。
| 水質參數 | 白天的典型變化 | 夜間至清晨的典型變化 | 原因與對養殖生物的影響 |
|---|---|---|---|
| 溶氧（DO） | 隨藻類光合作用增加，午後常較高；藻量大時可能過飽和 | 光合作用停止，但生物及微生物持續呼吸，溶氧逐漸下降，清晨日出前常最低 | 清晨低溶氧會使魚蝦呼吸受阻、攝食與活動力下降，嚴重時造成浮頭或死亡。午後高溶氧則可能出現過飽和，快速變化也增加生物的生理壓力 |
| 二氧化碳（CO₂） | 光合作用消耗 CO₂，濃度通常下降 | 呼吸作用產生 CO₂，濃度通常上升 | CO₂ 過高會妨礙水生生物排出體內 CO₂，並使血液酸鹼平衡受影響；也會促使水體 pH 降低 |
| pH | 因 CO₂ 被藻類移除，碳酸作用減弱，pH 通常上升 | CO₂ 累積形成碳酸系統，pH 通常下降 | pH 大幅變動會造成酸鹼壓力；午後高 pH 也會提高非離子氨（NH₃）的比例，增加氨毒性 |
| 水溫 | 日照使水溫逐漸上升，午後常較高 | 夜間散熱，水溫通常下降，清晨較低 | 高水溫會提高生物代謝與耗氧速率，同時降低氧氣在水中的溶解度；溫度升高也會提高 NH₃ 的比例。短時間或大幅變溫會造成溫度壓力 |
第 五 題20 分
請試述蝦類的免疫系統，並說明其和魚類的免疫系統有何不同？
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核心觀念
本題考查甲殼類蝦的免疫防禦機制，以及無脊椎動物蝦與脊椎動物魚類在免疫系統上的主要差異。作答時可先交代蝦類以先天性免疫為主，再依「細胞性防禦、體液性防禦、屏障防禦」說明其機制，最後與魚類的先天性及適應性免疫並列比較。
蝦類沒有脊椎動物典型的 B、T 淋巴球與抗體介導的適應性免疫；但牠們具有多種模式辨識受體、免疫訊息傳遞路徑及防禦效應分子，能辨識並清除病原。
解題方法
先從蝦類如何「辨識病原」切入：免疫細胞及體液中的模式辨識分子辨認病原相關分子，再引發細胞性或體液性反應。接著把免疫機制分類說明，可避免只列出名詞而未解釋作用。最後以免疫細胞、抗體、免疫記憶及免疫器官逐項對照魚類。
蝦類的免疫系統
一、屏障防禦
蝦的外骨骼、體表及消化道上皮構成第一道防線，可減少病原入侵。若體表受損，凝血與傷口封閉有助於降低血淋巴流失，也能限制病原擴散。
二、細胞性免疫
蝦的血淋巴中有不同類型的血球（haemocytes），主要執行下列作用：
- 吞噬作用：血球吞入並消化細菌等較小病原。
- 結節形成與包囊作用：將無法單獨吞噬的微生物或大型異物聚集成結節，或以血球包圍隔離。
- 細胞毒殺與活性氧產生：血球可釋放活性氧等物質，協助殺傷病原。
- 凝血與傷口封閉：減少血淋巴外漏，並降低病原進入或擴散的機會。
三、體液性免疫
蝦的血淋巴含有可溶性防禦分子，主要包括：
- 模式辨識分子：如凝集素及可結合微生物表面成分的蛋白，辨認病原相關分子，並協助啟動後續反應。
- proPO 系統與黑化反應：病原被辨識後，絲胺酸蛋白酶級聯反應可活化酚氧化酶原（prophenoloxidase, proPO），生成酚氧化酶（phenoloxidase, PO）。PO 促進黑色素形成，有助於包埋、限制病原，並產生具毒性的反應中間物。
- 抗菌胜肽：例如 crustin、penaeidin 等，可抑制或殺傷細菌、真菌等微生物。
- 其他防禦因子：包括溶菌酶、凝血蛋白、抗氧化酵素及活性氧、活性氮等，可共同參與清除病原或調節防禦反應。