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高考申論題 105年 [植物病蟲害防治] 農業昆蟲學

第 五 題

📖 題組:
試說明下列昆蟲器官之構造與功能。(每小題 4 分,共 20 分) (一)濾室(Filter chamber) (二)氣孔(Spiracle) (三)馬氏管(Malpighian tubules) (四)翅鞘(Elytra) (五)圍食膜(Peritrophic membrane)
📝 此題為申論題,共 5 小題

小題 (五)

圍食膜(Peritrophic membrane)

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看到「圍食膜」,首先定位其於昆蟲消化系統的「中腸」。接著嚴格遵循『二分法』答題,先說明其由幾丁質與蛋白質組成的半透膜構造,再條列點出其物理保護(防摩擦)與生理篩選(防病原、輔助消化)功能,最後務必連結如蘇力菌(Bt)殺蟲劑的作用機制,以凸顯農業防檢疫與IPM的應用意義。

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「圍食膜(Peritrophic membrane)」為昆蟲消化系統中負責防護與調節消化的重要薄膜構造。 構造:位於中腸(midgut)內腔,是由中腸上皮細胞分泌形成的一層管狀半透膜。其主要化學與組織成分為幾丁質(chitin)微纖維以及多種糖蛋白(glycoproteins)交織而成的網狀結構。 功能:

小題 (一)

濾室(Filter chamber)

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看到「濾室」,應直覺聯想到吸食植物韌皮部汁液的半翅目昆蟲(如蚜蟲、葉蟬)。答題需精準運用『二分法』:先描述前中腸與後腸折疊包覆的『構造』,再解釋快速排除水分、濃縮養分的『功能』,最後務必連結蜜露排泄與引發煤煙病之農業重要性。

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【重點】考查半翅目昆蟲適應吸食植物汁液的特化消化器官及其引發的農業危害。 【解析】 一、構造(解剖位置與組織組成)

小題 (二)

氣孔(Spiracle)

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看到「氣孔」,應迅速啟動『二分法』思維,先定位其在體壁兩側的解剖結構與防護/開閉構造,再切入其呼吸與水分調節的雙重功能。對於農業昆蟲學而言,務必補上氣孔在害蟲防治上(如薰劑或窄域油阻塞窒息)的應用意義,以展現專業度。

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「氣孔(Spiracle)」為昆蟲呼吸系統與外界環境相通的開口,主要分布於胸部與腹部兩側之體壁上。 (1) 構造:外部周緣常有骨化加厚的氣門片(Peritreme),內部通常具有心房(Atrium)及防止異物侵入的過濾構造(如細毛或剛毛)。最關鍵的構造是其內部具有由肌肉控制的氣孔瓣(閉鎖器,Closing apparatus)。 (2) 功能:主要負責氣體交換,引導氧氣進入氣管系統並排出二氧化碳。此外,透過氣孔瓣的開閉調節,能有效降低體內水分隨呼吸作用蒸散流失,為昆蟲適應陸地乾燥環境的關鍵生理機制。

小題 (三)

馬氏管(Malpighian tubules)

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考生看到馬氏管,應立即採用『二分法』作答:先定位其解剖位置(中腸與後腸交界處、游離於血淋巴的盲管),再說明其生理功能(吸收代謝廢物、調節滲透壓)。最後務必點出其將廢物轉化為固態尿酸排出,是昆蟲防旱保水、適應陸地農業環境的關鍵演化機制。

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【重點】考查昆蟲排泄系統核心器官的解剖構造、生理功能及其在水分調節與陸生適應上的重要性。 【解析】 一、構造(解剖位置與組織組成):

小題 (四)

翅鞘(Elytra)

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看到「翅鞘」,應立刻聯想到鞘翅目(甲蟲)的前翅特化。答題時需依循『二分法』,先說明其高度骨化與缺乏翅脈的解剖構造,再闡述其保護後翅、防止水分散失的生存功能,並務必點出此特化結構在農業害蟲防治上(如阻擋接觸性藥劑滲透)的實務意義。

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「翅鞘(Elytra)」為昆蟲特化的前翅構造,主要見於鞘翅目(甲蟲)與革翅目(蠼螋)等類群。

  1. 構造(解剖位置與組織組成):位於昆蟲胸部之中胸背板兩側,為特化之前翅。其組織因表皮細胞分泌大量幾丁質並經歷高度骨化(sclerotization),變得堅硬、角質化且不透明,多數種類已完全退化並缺乏典型的膜質翅脈構造。靜止時,兩片翅鞘會於腹部背中線緊密相接。
  2. 功能(生理與生存任務):主要功能為「防護」與「保水」。靜止時可覆蓋並保護其下方用於飛行的脆弱膜質後翅及柔軟的腹部背板,免受物理性機械傷害與天敵攻擊;同時能有效減少體表水分散失(防止乾燥)。部分水棲種類(如龍蝨)更能藉由翅鞘與腹部之間的腔室儲存空氣,做為潛水時的「物理鰓」以利呼吸。

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昆蟲重要器官的構造、功能與生理機制
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