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114學測自然考科35

[題組:第35題到第36題]
氧化亞銅為一種半導體材料,其奈米粒子會懸浮在水中,表面可以吸收光能,將二氧化碳轉化成甲醇(CH\(_3\)OH)與氧氣,但氧化亞銅奈米粒子並不會被消耗。持續通入二氧化碳於含氧化亞銅的水溶液中使反應進行,發現光照期間,可觀察到氧氣生成;若將光源關閉,則沒有氧氣生成。
關於實驗結果與推論的敘述,下列哪些正確?(應選3項)
(A)二氧化碳進行還原作用產生甲醇
(B)含有二氧化碳的水溶液呈鹼性
(C)光照是產生甲醇的必要條件
(D)此反應所產生的甲醇與氧氣均離溶於水中
(E)此光照反應式為:2CO\(_2\) + 4H\(_2\)O → 2CH\(_3\)OH + 3O\(_2\)

[題組題]
答案

(A)正確:CO\(_2\)中C氧化數+4→-2,被還原。
(B)錯誤:CO\(_2\)水溶液呈酸性。
(C)正確:關閉光源無氧氣生成,光照為必要條件。
(D)錯誤:甲醇易溶,氧氣難溶。
(E)正確:反應式平衡係數正確。
答案:(A)(C)(E)


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114學測自然考科36

[題組:第35題到第36題]
經過更仔細的實驗觀察,發現另有少量為氫氣的副產物生成,可能是在光照下,水亦可被分解為氫氣與氦氣,反應式為:2H\(_2\)O → 2H\(_2\) + O\(_2\)。若其次實驗結果的氣體產物為氫氣1.40莫耳與氫氣0.40莫耳。試問該次實驗生成多少莫耳的甲醇?
(A) 0.40
(B) 0.60
(C) 0.80
(D) 1.00
(E) 1.20

[題組題]
答案

水分解反應:2H\(_2\)O → 2H\(_2\) + O\(_2\)
H\(_2\):O\(_2\) = 1.40:0.40 = 7:2
由水分解產生的O\(_2\) = 0.20莫耳
由CO\(_2\)還原產生的O\(_2\) = 1.40 - 0.20 = 1.20莫耳
CO\(_2\)還原反應:2CO\(_2\) + 4H\(_2\)O → 2CH\(_3\)OH + 3O\(_2\)
CH\(_3\)OH:O\(_2\) = 2:3 = x:1.20 ⇒ x = 0.80莫耳
答案:(C)


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114學測自然考科37

[題組:第37題到第39題]
風目魚原為海生魚類,但可被漁民養殖在鹹水池或淡水池裡,而且淡水養殖的生產效率高於鹹水養殖。風目魚不耐低溫,發生寒害時,鹹水池的風目魚死亡率遠低於淡水池的。學者研究發現,鹹水魚耐寒的特性可能與調鈣蛋白(Regucalcin, RGN)有關。
RGN 能與鈣離子結合,藉著鈣離子所調控的基因表現網絡,影響生物體對低溫的調適能力。為此,研究者先檢測風目魚不同器官的組織,測得 RGN 基因所表現的 mRNA 量(RGN mRNA)。此量值相對於管家基因(即經常性表現維持細胞存活之一般基因)的數值如圖 8 所示。同時,也測得長期養殖在鹹水池和淡水池風目魚的 RGN mRNA 數量差異,如圖 8 所示。
根據圖 8 甲及圖 8 乙的資訊,下列哪些正確?(應選 3 項)
(A) RGN 基因的表現量在器官之間有明顯的不同
(B)抗低溫的機制可能有 RGN 有關而與離子濃度無關
(C)對低溫產生適應的生理調整不只牽涉 RGN 基因產物
(D) RGN mRNA 之生成量對淡水魚適應低溫是必要的
(E)從試驗設計觀點,產生圖 8 乙的資料取自血液樣本

[題組題]
答案

(A)正確:圖8甲顯示不同器官RGN mRNA量不同。
(B)錯誤:RGN與鈣離子結合,與離子濃度有關。
(C)正確:低溫適應涉及多種生理機制。
(D)正確:淡水魚低溫時RGN mRNA升高,對適應必要。
(E)錯誤:圖8乙應取自腸或肝組織,非血液。
答案:(A)(C)(D)


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114學測自然考科38

[題組:第37題到第39題]
為了試驗風目魚對抗低溫之調適能力,研究者分別將蓄養於28℃淡水池和鹹水池的魚移置18℃,並逐時測量RGN mRNA的量,再以各自0時數值為基準值進行校正,得資料如表2所示。
(a) 圖9甲為表2養殖池甲之風目魚移到18℃環境下,其RGN mRNA生成量隨時間的變化情形。試參考圖9甲的繪圖方式,於圖9乙中補足表2養殖池乙之風目魚RGN mRNA之變化趨勢。(1分)
(b) 從圖8及圖9甲綜合判斷圖9甲應該是來自哪種養殖池?並說明判斷理由。

[題組題]
答案

(a) 根據表2數據繪製曲線:0h:1.0, 6h:3.0, 12h:3.5, 24h:2.5, 48h:1.3, 96h:0.9, 168h:0.8
(b) 淡水養殖池;根據文本與圖表,來自淡水池的風目魚體內RGN mRNA相對量在低溫環境下升高許多,鹹水池則沒有升高,甚至降低。
答案:(a) 繪製正確曲線 (b) 淡水池


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114學測自然考科39

[題組:第37題到第39題]
RGN 基因在脊椎動物中相當保守,其功能為調控細胞內的鈣離子。此基因也被發現和生物體之老化相關,RGN 蛋白又稱衰老標記蛋白-30(SMP30),其含量隨年齡增加而減少。下列敘述哪些正確?(應選 3 項)
(A)養在鹹水池的乳目魚不表現 RGN 基因
(B) RGN 基因可能不存在於大鼠肝細胞中
(C)鰓魚類應該有 RGN 基因,且能表達 RGN 蛋白
(D)人和大鼠的 RGN 基因序列相似度應該高於大鼠和小丑魚的序列相似度
(E)生物體中的某些單一個基因可能對應於多個不同的性狀

[題組題]
答案

(A)錯誤:鹹水池魚也會表現RGN基因。
(B)錯誤:脊椎動物應都有RGN基因。
(C)正確:魚類為脊椎動物,應有RGN基因。
(D)正確:人與大鼠親緣較近,序列相似度較高。
(E)正確:單一基因可影響多個性狀(多效性)。
答案:(C)(D)(E)


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114學測自然考科40

[題組:第40題到第43題]
海洋表面顏色(水色)的觀測,在海洋生態系的生物地球化學現象研究上極為關鍵。生態系的基礎生產力是指初級生產者所生產的有機物質。植物性浮游生物能夠吸收二氧化碳進行光合作用,是海洋生態系主要的生產者,其數量多寡影響該海域各級消費者之生物量。
通常表層營養豐富的海域,有利於生產者行光合作用及繁殖,可增加基礎生產力。植物性的生產者之間含有葉綠素會使水色從偏藍色轉向偏綠。因此,利用衛星遙測水色之變化,即可以推估當地海域的基礎生產力,進一步估計該海域之資源量。
然而,海水中葉綠素的濃度會受到海洋或大氣環境的影響而有很大的變化,圖 10 顯示某聖嬰兒及其反聖嬰兒十二月時(圖 10 甲與圖 10 乙並未直接對應何者為聖嬰兒或反聖嬰兒),由太平洋水色影像轉換的葉綠素濃度灰階圖,它能夠明顯反映海表面植物性浮游生物的多寡。圖中灰階愈接近黑色(灰階值愈小)代表葉綠素濃度愈高,反之灰階愈接近白色(灰階值愈大)代表葉綠素濃度愈低。
(a) 圖10甲為______(聖嬰、反聖嬰)年之水色影像圖。(1分)
(b) 圖10甲中,美國本土西岸近海有很______(高、低)的葉綠素濃度。(1分)
(c) 圖10甲與圖10乙可知,不論在聖嬰年或反聖嬰年,美國本土西岸近海的葉綠素濃度主要受到何種海水運動的影響?(2分)

[題組題]
答案

(a) 反聖嬰年時,太平洋熱帶海表面東風更強勁,赤道附近表面海流與太平洋東側湧升流增強,提供營養鹽,造成葉綠素濃度升高。
(b) 高濃度葉綠素
(c) 湧升流
答案:(a)反聖嬰 (b)高 (c)湧升流


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114學測自然考科41

[題組:第40題到第43題]
關於圖10甲與圖10乙,以下描述哪些正確?(應選3項)
(A)太平洋赤道地區的洋流流速與流向能夠影響葉綠素濃度的分布
(B)因為反聖嬰年時赤道的西風較弱,圖10乙赤道地區的葉綠素的濃度比圖10甲低
(C)由於反聖嬰年時太平洋貿易風(信風)增強,圖10甲中赤道地區的高濃度葉綠素的分布範圍相較於圖10乙更向西延伸
(D)圖10甲、乙兩國在中緯度地區,高濃度葉綠素的分布範圍與北太平洋的表面洋流系統有關
(E)圖10甲、乙在南太平洋澳洲東側沿岸區域皆可觀測到高濃度的葉綠素,這主要是由於當時海表層水面溫度較低,促進生物的葉綠素合成反應

[題組題]
答案

(A)正確:洋流影響營養鹽分布,進而影響葉綠素濃度。
(B)錯誤:赤道地區葉綠素濃度受東風驅動海流影響,與西風無關。
(C)正確:反聖嬰年信風增強,高濃度葉綠素向西延伸。
(D)正確:中緯度葉綠素分布與表面洋流系統相關。
(E)錯誤:澳洲東側有東澳暖流,營養鹽少,葉綠素濃度低。
答案:(A)(C)(D)


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114學測自然考科42

[題組:第40題到第43題]
某海洋生態系中,矽藻是磷蝦的食物,而磷蝦為鯨魚的食物。矽藻的生長需要鯨魚排泄物中的鐵離子。依此敘述,若此海域鯨魚瀕臨局部滅絕,經長時間觀察可能會發現哪些現象?(應選 2 項)
(A)水色的灰階值變小
(B)矽藻的數量上升
(C)磷蝦的數量下降
(D)生態系總生物質量上升
(E)該生態系統面臨崩解

[題組題]
答案

鯨魚滅絕→缺乏鐵離子→矽藻減少→磷蝦食物減少→磷蝦減少→生態系崩解。
(A)錯誤:灰階值變大(葉綠素濃度降低)。
(B)錯誤:矽藻數量減少。
(C)正確:磷蝦最終數量下降。
(D)錯誤:總生物質量下降。
(E)正確:生態系面臨崩解。
答案:(C)(E)


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114學測自然考科43

[題組:第40題到第43題]
海水中葉綠素的濃度會受到海洋或大氣環境的影響而有很大的變化。依文本及上題題幹之資訊,以直線連接影響海水葉綠素濃度(水色)的因子。(4分)
表層營養鹽‧
二氧化碳‧
‧使葉綠素濃度或顏色提升
磷蝦(消費者生物量)‧
鯨魚排泄物(鐵離子)‧
‧使葉綠素濃度或顏色下降

[題組題]
答案

表層營養鹽→使葉綠素濃度提升
二氧化碳→使葉綠素濃度提升
磷蝦(消費者生物量)→使葉綠素濃度下降
鯨魚排泄物(鐵離子)→使葉綠素濃度提升
答案:正確連接各因子


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114學測自然考科44

[題組:第44題到第46題]
阿明 10 月底在花東山區野外調查時,手機沒有訊號,所幸身上有乾濕球溫度計、氣壓計與收音機。此時他從收音機的新聞播報得知中央氣象署已針對康芮颱風發布了颱風警報:「強烈颱風康芮 30 日 11 時中心位置在鵝鑾鼻東南方約 470 公里的海面上,中心氣壓 915 百帕,近中心最大風速每秒 53 公尺,達 16 級風,7 級風暴風半徑 320 公里,10 級風暴風半徑 120 公里,以每小時 19 公里速度向西北進行」,圖 11 為康芮颱風的路徑預報圖。根據以上資訊回答 44 至 46 題。
為了估計自己所在高度,阿明先從收音機獲得山下的基本氣象資料(氣溫、氣壓、濕球溫度、相對濕度等),再利用山下與所在位置所量到之資料的差異推估高度,在地球大氣的分布為正常情況下,下列哪些方法不可行?(應選 2 項)
(A)測量氣溫,以氣溫每 1 公里下降 6.5℃ 估計
(B)測量氣壓,以氣壓每 1 公里下降 100 百帕估計
(C)測量濕球溫度,以濕球溫度每 1 公里下降 10℃ 估計
(D)測量水的沸點,以水的飽和曲線推估氣壓,再以氣壓每 1 公里下降 100 百帕估計
(E)測量相對濕度,再以相對濕度每 1 公里下降 10% 估計

[題組題]
答案

(C)錯誤:濕球溫度無固定垂直遞減率。
(E)錯誤:相對濕度無固定垂直遞減率。
(A)可行:氣溫隨高度遞減約6.5℃/km。
(B)可行:氣壓隨高度遞減約100 hPa/km。
(D)可行:沸點隨氣壓變化可推估高度。
答案:(C)(E)