高考申論題
110年
[化學安全] 環境微生物學
第 三 題
三、自然水體中不同深度可能存在不同之光合作用微生物，請問造成此差別之可能原因為何？（25 分）
📝 此題為申論題
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看到此題，應立即聯想自然水體隨深度增加所產生的「環境梯度」。核心切入點有二：第一是「光（光強衰減與光質/波長改變）」，結合不同微生物的光合色素吸收光譜作答；第二是「氧氣與氧化還原電位（好氧至厭氧區的轉變）」，對應產氧與不產氧光合作用微生物的代謝需求，再輔以營養鹽與溫度梯度進行完整論述。
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【破題】 自然水體（如湖泊、海洋）隨深度增加，會形成明顯的物理化學環境梯度（如光照、溶氧及溫度）。這些環境因子的空間異質性，決定了不同生理特性之光合作用微生物的垂直分佈，使其各自佔據最適宜的生態區位（Ecological niche）。 【論述】
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水體微生物垂直分佈
💡 環境因子梯度決定光合微生物的垂直分佈與生態位差異。
| 比較維度 | 表層水體微生物 | VS | 深層水體微生物 |
|---|---|---|---|
| 環境狀態 | 高光強、高溶氧 | — | 極弱光、厭氧/硫化氫 |
| 代謝類型 | 產氧光合作用 | — | 不產氧光合作用 |
| 電子供體 | 水 (H2O) | — | 硫化氫 (H2S) 或硫 |
| 主要色素 | 葉綠素 a、藻膽素 | — | 細菌葉綠素、綠體 |
💬微生物隨深度梯度演化出特定色素與代謝路徑以佔據最適生態位。
