110 專技高考高等考試 園藝技師 園藝作物育種學與繁殖學 考古題詳解
第 一 題20 分
試述種子從播種到發芽可分為哪三個階段或時期？
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核心觀念
本題考查種子吸水與萌發過程的三階段分類。種子萌發不是單一瞬間，而是由吸水開始，經過種子內部代謝活化，直到胚根突破種皮的一連串生理變化。
解題方法：依吸水與胚根變化分期
- 吸水期（浸潤期）：乾燥種子接觸水分後，快速吸水膨脹。這一階段以物理性的吸水為主，種子體積與重量增加。
- 活化期（遲滯期）：吸水速率趨緩，種子內部代謝逐漸恢復。呼吸作用增強，酵素活化，貯藏養分開始分解並供胚利用；
第 二 題20 分
試述組織培養癒傷組織經由逆分化和再分化，最後形成完整植株之途徑。
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核心觀念
本題考查植物組織培養中，已分化細胞如何在適當培養條件下改變發育方向，並由癒傷組織再生為完整植株。關鍵概念是逆分化（dedifferentiation）、再分化（redifferentiation）與植物細胞的全能性（totipotency）。
- 逆分化：原本已分化的細胞失去部分原有的形態與功能特性，恢復分裂能力，形成未充分分化、可增殖的細胞群。
- 癒傷組織（callus）：培殖體受傷或受培養條件誘導後，增殖形成的細胞團；其細胞組成及分化能力會因植物種類、培殖體與培養條件而異。
- 再分化：具有再生能力的細胞，在適當的植物生長調節劑與培養條件下，形成特定器官或胚狀體，進而發育成植株。
- 全能性：植物細胞在適當條件下，能重新建立完整植株所需的發育程序。
解題方法
依「培殖體 → 逆分化與增殖 → 再分化 → 植株馴化」的順序作答，並指出再生完整植株的兩種主要途徑：
- 間接器官發生：由癒傷組織先分化出芽或根，再形成完整植株。
- 體細胞胚發生：由體細胞形成具有胚發育特徵的胚狀體，再萌發成植株。
形成完整植株的過程
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培殖體消毒與接種 取葉片、莖段、芽或其他適當植物材料作為培殖體，經表面消毒後接種於無菌培養基。培殖體的種類、年齡與生理狀態會影響後續反應。
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誘導逆分化與癒傷組織形成 將培殖體培養於含適當植物生長調節劑的培養基，使部分細胞恢復分裂能力並增殖，形成癒傷組織。
第 三 題20 分
無性繁殖（asexual reproduction）可分為營養體繁殖（vegetative reproduction）與無融合生殖（apomixis），試說明其差異。
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核心觀念
本題考查植物無性繁殖的兩種方式：營養體繁殖與無融合生殖。兩者都不經雌、雄配子受精而形成新個體，但繁殖材料與形成途徑不同：
- 營養體繁殖（vegetative reproduction）：利用根、莖、葉等營養器官，或其特化構造，直接形成新植株。
- 無融合生殖（apomixis）：形成種子，但種胚不經正常受精而發育；在典型情形下，胚由未受精的胚珠內細胞形成。
「無性繁殖」是上位概念，涵蓋上述兩種方式。要判別兩者，應先看繁殖單位是營養器官或其衍生體，還是不經受精形成的種子。
解題方法
可從三個面向比較：
| 比較面向 | 營養體繁殖 | 無融合生殖 |
|---|---|---|
| 繁殖單位 | 根、莖、葉等營養器官或其特化構造 | 不經正常受精形成的種子 |
| 新個體形成途徑 | 營養器官直接生長，或經器官再生形成植株 | 胚由未受精的胚珠內細胞發育；依類型可由胚囊內細胞或珠心、珠被等體細胞形成 |
| 是否經受精 | 否 | 否 |
| 後代遺傳特性 | 通常與母株相同或高度相近 | 典型無融合胚與母株基因型相同或高度相近； |
第 四 題20 分
何謂 autopolyploid 與 allopolyploid？請分別說明其在園藝作物育種上之利用。
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核心觀念
本題考查多倍體的兩種來源，以及它們如何改變園藝作物的性狀與育種用途。
- Autopolyploid（同源多倍體）：染色體組來自同一物種或同一基因組。以基本染色體數 表示，四倍體可寫為 。它常由體細胞染色體加倍，或未減數配子參與受精而形成。
- Allopolyploid（異源多倍體）：染色體組來自不同物種或不同基因組。遠緣雜交後，雜種染色體加倍，可使原本難以配對的染色體各自找到同源染色體，恢復配對與育性。
解題方法
作答時先依「染色體組的來源」區分兩者，再連結「染色體配對與育性」說明育種利用。
同源多倍體的染色體組相似，減數分裂時可能形成多價體，配對與分離較不規則，常造成結實率下降；異源多倍體具有不同來源的染色體組，染色體加倍後各組較能成對配對，因而可恢復雜種育性，並結合親本性狀。
育種上的利用
同源多倍體
染色體組數增加常使細胞與器官增大，可用來改良花朵、果實或營養器官的大小與觀賞性。三倍體因減數分裂時染色體不易均等分離，常呈低育性或不育，可用於育成無籽果實，例如三倍體西瓜。培育三倍體時，常以四倍體與二倍體雜交，形成三倍體後代。
第 五 題20 分
試述無性繁殖作物常以誘變育種方法改良品種之原因與理由。
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核心觀念
本題考查無性繁殖作物的品種改良方式，以及誘變育種特別適合這類作物的原因。無性繁殖作物以營養器官繁殖後代，例如扦插、嫁接、分株、球莖或組織培養；繁殖所得植株通常保有母株的基因型，形成營養系。
許多優良無性繁殖品種具有高度雜合性，且其優良性狀由多個基因共同決定。若以有性雜交改良，後代會發生基因分離與重組，原有優良基因組合容易被打散。誘變育種則可在既有品種中造成新的遺傳變異，再透過無性繁殖固定並保留變異個體的基因型。
解題方法
作答可從「原品種的優點能否保留」切入，依序說明無性繁殖作物的遺傳特性、雜交育種的限制，以及誘變後能否透過營養繁殖保存優良突變。
- 原品種常有值得保留的基因組合：長期選拔出的品種可能具有高產、優良品質、抗逆性或特殊外觀等優點；其基因型常高度雜合，且性狀組合不易重新重建。
- 有性繁殖會造成分離與重組：雜交後代的性狀和基因型產生變化，原有品種的優良組合不一定能在後代維持；若要重新選出符合需求的個體，所需時間與族群規模都可能增加。
- 誘變可在原品種背景上創造變異：利用物理或化學誘變劑處理植株、繁殖材料或離體培養材料，產生新的突變，再選拔符合育種目標的個體。
- 無性繁殖可保存選出的突變型：一旦選到有利突變，可用營養繁殖大量繁殖，讓後代維持該突變型及原品種的其他優良性狀。
原因與理由
- 保留既有優良性狀：誘變是在既有品種中尋求新變異，選得有利突變後，能以無性繁殖保留原品種大部分優良特性，減少雜交造成的基因重組與性狀分離。