作物改良概要　申論題歷屆試題與參考架構

112 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   請說明如何應用組織培養於作物育種。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   組織培養利用植物細胞的全能性（totipotency），在無菌、人工培養基與植物生長調節劑條件下，使細胞、組織或器官再生為完整植株，可縮短育種年限、擴大變異來源並加速優良基因型繁殖，是現代育種的重要輔助工具。

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2. 2

   請說明多倍體的優點、適合誘導材料及誘導方法。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   多倍體（polyploid）指細胞內含三套以上染色體組的個體，常見於自然演化與育種；作答應涵蓋優點、適合誘導的材料與誘導方法三部分，並說明限制。

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3. 3

   請分別說明適合番茄和胡瓜雜交育種的方法。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   番茄為自花授粉作物，胡瓜為雌雄同株異花的異花授粉作物（雌花與雄花分開），兩者的花器構造與授粉習性不同，因此雜交育種的方法（去雄、授粉與雜交種生產）也不同，作答應分別說明。

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4. 4

   請說明生產雜交種子所運用的特性及其親本的育種目標。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   雜交種子的生產必須能大量、低成本、確保純度地取得F1，因此需要利用作物的花器與遺傳特性，避免母本自交；同時親本的育種目標與一般品種育種不同，重點在配合力與親本本身的種子生產力。

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111 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   請試述下列名詞之意涵：（每小題 5 分，共 25 分）

   （一） Xenogamy

   （二） Holliday junction

   （三） Karyotyping

   （四） Introgressive hybridization

   （五） Synteny

   （25 分）

   參考架構・破題

   本題為五個專有名詞的解釋，每題5分，應簡明定義並補上一句與育種或遺傳的關聯，避免只翻譯字面。

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2. 2

   請說明菊花切花品種的生理、遺傳特性及育種策略。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   菊花為重要的切花作物，商品價值取決於花色、花型、花期、切花壽命與整齊度，並以無性繁殖維持品種特性；育種策略需兼顧短日開花的生理特性與其高度雜合、多倍體的遺傳背景。

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3. 3

   由於氣候異常，導致小果番茄遭受病毒病之嚴重感染，致使露天栽培的產量嚴重受損。請說明小果番茄之育種策略，以及選育的新品種如何配合栽培管理技術達到抗病/避病、高產的目標。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   氣候異常使露天栽培的小果番茄病毒病（如粉蝨傳播的番茄黃化捲葉病毒、蚜蟲傳播的病毒等）發生嚴重；解決之道是以育種提供抗病基因，再配合栽培管理降低病媒與感染機會，兩者結合才能穩定產量。

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4. 4

   以蘭花為例，請說明商業品種多倍體的農藝特性，以及有那些方法可以創造多倍體，並說明造成多倍體之生理、遺傳基礎。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   蘭花的商業品種（如蝴蝶蘭、文心蘭）多為多倍體，多倍體常帶來花朵大、花瓣厚、花色濃與壽命長等農藝優勢；作答可從農藝特性、多倍體形成方法與生理遺傳基礎三方面展開。

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110 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   今有一基因型為 AA 的番茄植株經過自交後產生子代種子，請寫出下列子代組織或器官之基因型：小孢子母細胞、小孢子、種皮、胚、胚乳。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   本題考被子植物的有性生殖與各組織的染色體套數：應區分體細胞、配子與胚乳三種倍性，並注意種皮來自母本體細胞。

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2. 2

   純系學說（pure line theory）為番茄或其他蔬菜常用的選種基礎，請說明純系學說。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   純系學說（pure line theory）由丹麥遺傳學家約翰森（W. Johannsen）於1900年代初期以菜豆的研究提出，說明自花授粉作物的天然品種是由許多純系混合而成，在純系內選擇無效，因此是自花授粉作物選種與品種純度維持的理論基礎。

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3. 3

   蘆筍、玉米及甘藍等均屬異花授粉作物，在育種上往往較自花授粉作物來得複雜，請寫出這類作物之育種行為（至少 4 項）。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   蘆筍（雌雄異株）、玉米（雌雄異花同株）、甘藍（自交不親和）雖然都屬異花授粉作物，但族群多為雜合、自交會發生近親衰退，因此育種行為與自花授粉作物不同，至少可寫出四項並各以作物舉例。

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4. 4

   請比較下列每組專有名詞間之差異。 （每小題 10 分，共 20 分）

   （一）原原種及原種。

   （二）抗病性（resistance）及避病性（escape）。

   （20 分）

   參考架構・破題

   本題為兩組名詞比較。第一組屬種子繁殖與種子制度，第二組屬植物病害抗性，作答宜以表格式或並列式分別寫出定義、來源、用途與差異。

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5. 5

   某研究員擬以回交育種進行番茄 X 病毒病害的抗病育種，品種 A 為母本即回交親，其果實大但感病（基因型為 rr），品種 B 為父本，果實小但抗病性佳（RR），此抗病基因為顯性，請寫出回交育種的步驟。 （20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   回交育種是將具有優良性狀的輪迴親（本題為品種 A，果實大但感病，基因型 rr）與帶有目標基因的非輪迴親（供體親，本題為品種 B，抗病 RR）雜交後，連續以輪迴親回交，並逐代選拔帶有目標基因的個體，使最終品種幾乎回復輪迴親的遺傳背景，僅額外導入單一抗病基因。作答時應先交代親本角色，再依世代逐步寫出基因型、選拔方式與回交次數的意義。

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109 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   植 物 由 野 生 種 而 加 以 栽 培 管 理 使 成 為 作 物 之 過 程 稱 為 「 馴 化 」（Domestication），請說明馴化之原理。（20分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   馴化是人類對野生植物長期施加選拔，使族群遺傳組成朝「適合栽培、利於收穫、合乎人類需求」方向改變的演化過程。作答要從「遺傳變異＋選拔（人擇為主、天擇為輔）＋隔離」三個原理切入，再以馴化症候群舉證。

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2. 2

   有性繁殖作物依其授粉方式可分那三種？請以花器特徵與雜交率分別說明，並各舉例一種作物。（20分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   有性繁殖作物依天然雜交率與花器構造，分為自花授粉作物、常異花授粉作物、異花授粉作物三類；作答須逐類說明花器特徵、天然雜交率範圍並舉例。

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3. 3

   何謂雜種優勢？以基因立場而言，雜種優勢之遺傳意義為何？（20分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   雜種優勢指兩個遺傳背景不同的親本雜交，其 F1 在生長勢、產量、抗性等方面優於親本平均值（或優於較佳親本）的現象。遺傳意義需以顯性說、超顯性說及上位性說三種假說說明。

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4. 4

   請說明臺灣的良種繁殖三級制為何？分別由那些單位負責設置？（20分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   良種繁殖三級制是將育成品種的種子依序經「原原種、原種、採種」三級繁殖，逐級擴增數量並維持品種純度與遺傳特性，最後供應農民栽培的制度，臺灣以水稻等糧食作物最具代表性。

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5. 5

   試述下列名詞之意涵，並比較兩者之差異： （每小題10分，共20分）

   （一） Incompatibility、Male sterility。

   （二） Pure line、Inbred line。

   （20 分）

   參考架構・破題

   兩組名詞都是育種上容易混淆的概念：第一組都和「無法正常結實」有關，但不稔的原因不同；第二組都是遺傳上高度同質的系統，但來源與繁殖方式不同。作答要先各自定義，再列點比較差異。

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108 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   針對大豆的品質改良欲進行引種，請問引種需注意那些事項？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   引種是將外地（國外）的品種或種原引入本地，經試驗直接推廣或作為育種材料。大豆為短日性作物，對光週期敏感，引種時最需注意原產地緯度與本地生態條件是否相近，以及檢疫與品質性狀的評估。

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2. 2

   針 對 某 性 狀 進 行 水 稻 雜 交 育 種 ， 其 雜 種 F1 有 三 對 獨 立 異 質（heterozygous）因子，請回答其 F2 可能分離之基因型有多少種？並說明以譜系法處理雜種子代的過程。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   本題前半為孟德爾獨立分配的計算：F1 有 n 對獨立異質因子，F2 基因型數為 3 的 n 次方；後半說明自交作物雜交育種最常用的譜系法，即自 F2 起逐代單株選拔並記錄系譜的方法。

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3. 3

   某研究員想培育優良的玉米雜種 F1，請寫出培育雜種 F1 之方法。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   玉米為異花授粉、雜種優勢明顯的作物，培育雜種 F1 的核心流程是「育成自交系→配合力檢定→選定雜交組合→製種」，作答須依序說明每個步驟的做法。

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4. 4

   經多年育種後，有一甘藷新品系需進行命名，請問申請時要註明那些事項？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   新品系欲成為品種，須取一個符合規範的品種名稱並提出申請，申請文件需完整說明品種的來源、育成過程與可供識別的特性，以證明其具新穎性、可區別性、一致性與穩定性。甘藷為營養繁殖作物，申請時還需說明其繁殖方式與特性維持。

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5. 5

   改良場研究員進行雜交育種高產茄子，將栽培種茄子與野生種茄子雜交，發生遠緣雜交之“雜種不稔性”的問題，請寫出至少 4 種解決方法並說明之。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   遠緣雜交（種間或屬間雜交）常因雙親染色體組不同，使雜種減數分裂時染色體無法正常配對，產生不能形成正常配子的雜種不稔性。解決方法的核心是「讓染色體成對」或「繞過受精與發育障礙」，至少列出四種並說明原理與做法。

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107 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   請說明如何利用交互輪迴選種（reciprocal recurrent selection）之方法來改良作物之產量？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   交互輪迴選種是同時改良兩個遺傳上不同的族群，以對方族群作為測驗種，選出與對方配合力高的個體，再於本族群內相互雜交重組，循環進行，使兩族群間的雜交後代產量不斷提高。其特點是同時兼顧一般配合力與特殊配合力。

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2. 2

   試說明並比較重組自交系（recombinant inbred line）與近同源系（near isogenic line）有何不同？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   重組自交系與近同源系都是遺傳研究與分子育種常用的永久性族群或材料，差別在於：重組自交系是雙親基因組在全基因組範圍重組後固定的一群系統，用於定位多個性狀基因；近同源系則是遺傳背景幾乎與輪迴親本相同、只在目標基因附近不同，用於精準分析單一基因效應。

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3. 3

   試說明商業生產單交種（single hybrid）及雙交種（double hybrid）玉米的流程為何？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   單交種與雙交種都是利用雜種優勢的F1雜交品種，差別在親本數目（二個或四個自交系）與種子生產時由誰當母本。作答應從自交系育成、組合力測定一路寫到制種田的配置與種子生產，再比較兩者優缺點。

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4. 4

   試說明作物孢子體型自交不親和性（sporophytic self-incompatibility）的育種特徵（10 分），以及克服自交不親和性的方法。（10 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   孢子體型自交不親和性（SSI）由花粉親本（二倍體孢子體）的基因型決定花粉表現型，S對偶基因間有顯隱性關係，以十字花科為代表。作答先說明遺傳機制與育種特徵，再列出克服方法並連結F1雜交種制種。

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5. 5

   試說明並比較狹義遺傳率（narrow sense heritability）與實際遺傳率（realized heritability）有何不同？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   兩者都在估計性狀表型變異中可遺傳給後代的部分，差別在狹義遺傳率是用變方分量估計的「理論值」，實際遺傳率則是由選拔試驗的實際反應反推的「實測值」。作答需給定義、公式、估算方法並比較。

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106 年（考試時間 120 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   由於近年極端氣候影響且藜麥耐淹水種原缺乏，農業試驗所某研究員找到一個國外耐淹水品種，欲進行引種，請問：

   （一）引種需記錄那些資料？（15 分）

   （二）國內檢疫的機構為何？（5 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   引種是最快速取得新種原的育種方法，但必須完整記錄種原來源與特性以利保存與利用，並經植物檢疫防止病蟲害入侵。本題分兩部分：引種紀錄項目與國內檢疫主管機構。

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2. 2

   針對水稻與玉米之育種行為，請逐項比較說明下列項目：（每小題 5 分，共 20 分）

   （一）品系內同質結合體比例

   （二）第一代以後之選拔效果

   （三）雜交時是否需要人工去雄

   （四）混合選種法的效果

   （20 分）

   參考架構・破題

   水稻為自花授粉作物，玉米為異花授粉（雌雄同株異花、風媒）作物，授粉方式決定族群遺傳結構，進而影響同質結合比例、選拔效果、雜交操作與混合選種的效果。宜以授粉習性為主軸逐項比較。

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3. 3

   （一）請說明下列作物，以那些營養器官進行無性繁殖：⑴甘藷；⑵薑；⑶芋；⑷鳳梨；

   ⑸草莓。（10 分）

   （二）請說明題（一）之作物以無性繁殖較有性繁殖育種的優點為何（至少寫出兩項）？（10分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   題目五種作物都以營養器官繁殖，子代遺傳組成與母株相同。第一小題逐一指出繁殖器官，第二小題說明無性繁殖在育種上的優勢。

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4. 4

   種植抗除草劑轉基因玉米（GM corn）安全疑慮為何？請寫出三點並說明之。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   抗除草劑基因改造玉米（如抗嘉磷塞、抗固殺草）的安全疑慮可從食品安全、環境生態與農業生產三面向論述。題目要求三點，每點須說明原因、可能影響與管理方式。

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5. 5

   某研究員育成一個落花生品種，欲申請新品種登記，請問需符合那些登記要件？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   新育成落花生品種要取得法律保護，需依植物品種及種苗法申請品種權登記，核心要件為新穎性、可區別性、一致性、穩定性，並具備適當的品種名稱。作答依序說明各要件並以落花生具體舉例。

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105 年（考試時間 120 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   請說明作物演化（evolution）與馴化（domestication）及兩者之差異，並說明馴化的結果對作物育種之影響及如何因應。 （20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   演化是生物在自然選拔下長期的遺傳改變；馴化則是人類選拔下野生植物轉變為栽培作物的過程，屬於演化的一種特殊形式。作答先界定兩者，再比較差異，最後討論馴化造成的遺傳窄化及育種因應。

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2. 2

   以玉米二自交系 AA × aa 之雜交組合為例，說明 self-cross、full-sib、half-sib 之操作方式，並請繪圖（至少六個世代）表示其在品系純化至基因型同質化（homozygosity）過程中基因型之變化。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   以AA×aa得F1（Aa）為起點，比較自交、全同胞交配、半同胞交配三種近親交配方式對同質結合速度的影響。作答先說明操作，再以世代表或曲線圖呈現異質結合比例遞減，近親程度越高、同質化越快。

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3. 3

   列舉作物生殖或繁殖特性（reproductive characteristics）至少三個類型，每一類型各舉一代表性作物，並說明目前市場的主流品種與其主要育種方法、品種遺傳組成與種子（或種苗）之商業生產方式。 （20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   作物生殖特性決定族群遺傳結構，也決定育種方法與品種型態。作答應依自花授粉、異花授粉、無性繁殖（可加常異花授粉）分類，每類舉代表作物並說明主流品種、育種方法、遺傳組成與種子種苗生產方式。

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4. 4

   育種家育成一個品種後要取得植物品種權（plant variety right, PVR），以保護其智慧財產權，該品種需要具備那些基本特性，方能申請 PVR？請以大豆之新育成品種為例，說明其成為品種之基本特性。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   植物品種權是保護育種者智慧財產的制度，申請品種須具備新穎性、可區別性、一致性、穩定性（DUS加N），並有適當的品種名稱。作答說明各要件意義，並以新育成大豆品種具體舉例。

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5. 5

   市面販售之玉米果穗常混有不同顏色（黃、白、黑等）的子粒或不同米粒特性（糯性或非糯性；超甜或正常）之子粒，請問這是何種現象造成？育種家在採種時，或農民在栽培上需做那些措施才能避免此一情形發生？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   果穗上同時出現不同顏色或糯性、甜度不同的子粒，是玉米異交後的「花粉直感（xenia）」現象：外來花粉的基因在當代種子的胚乳就表現出來。作答先講成因，再分別寫育種家採種與農民栽培的防範措施。

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104 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   請說明下列專有名詞之意涵：（每小題 4 分，共 20 分）

   （一） centiMorgan（cM）

   （二） allotetraploid

   （三） protandry

   （四） karyotype

   （五） pollination

   （20 分）

   參考架構・破題

   本題五個名詞各 4 分，每個都要寫出中文名、定義，再補一句意義或實例，即可拿滿分。

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2. 2

   關於純系選種法，今有水稻地方種與棉花地方種均欲進行純系選種法，二者進行步驟有什麼差異？請說明之。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   純系選種法源自 Johannsen 的純系學說，是從地方種中選出優良單株、以其自交後代育成品種。水稻為自花授粉作物，棉花為常異交作物（天然異交率受昆蟲影響而偏高），因此兩者在控制授粉與自交代數上有明顯差異。

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3. 3

   今欲進行玉米雜交育種，關於親本選擇，請說明下列材料適合作為父本或母本：（每小題 4 分，共 20 分）

   （一）產量優良但不抗病的當地栽培品種。

   （二）生長力較差的品種。

   （三）帶有某一可作為鑑別用之顯性性狀的品種。

   （四）產生種子量較多的品種。

   （五）遠緣野生種。

   （20 分）

   參考架構・破題

   雜交育種選擇父母本的原則是：母本要結實多、適應當地、生長健壯；父本則提供所需性狀、花粉量足。玉米雖可正反交，但種子著生在母本上，母本性狀與細胞質影響採種量與成功率，據此逐項判斷。

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4. 4

   作物新品種需進行命名登記及權利登記，二者有何不同？請說明之。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   新品種的「命名登記」重在確認品種的身分與名稱，供市場流通辨識；「權利登記」則是授與育種者專屬的品種權，屬智慧財產保護。作答從目的、要件、效力、期間與審查等面向比較。

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5. 5

   請說明植物組織培養應用於作物育種時能縮短年限的理由。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   傳統育種耗時，主因是固定純合需多代自交、遠緣雜種難以獲得、選拔與繁殖受季節限制。植物組織培養利用細胞全能性，在這幾個環節都能省時，作答依育種流程逐項說明理由。

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103 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   種源收集與保育對育種有莫大的助益，對育種家而言，種源中心需收集與保育那些種質資源？（15 分）

   （15 分）

   參考架構・破題

   育種成敗取決於可利用的遺傳變異，種源中心的任務是收集、保存、評估並提供多樣的種質資源。作答先說明種源的重要性，再依類別列出應收集的種質，最後補充保育方式。

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2. 2

   採用組織培養方式來增殖營養繁殖作物的目的為何？（15 分）

   （15 分）

   參考架構・破題

   營養繁殖作物（如香蕉、馬鈴薯、甘藷、草莓、蘭花）以無性方式維持品種特性，但傳統扦插分株繁殖慢且易累積病毒。組織培養可在無菌條件下大量、快速且健康地增殖種苗，作答依目的逐項說明。

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3. 3

   吾人常用化學藥劑處理或放射線照射等方法實施誘變，以育成巨大型多倍體等有用的遺傳變異，誘變處理有那些需要注意的問題？（15 分）

   （15 分）

   參考架構・破題

   誘變育種以化學或物理誘變劑提高突變頻率，多倍體則多以秋水仙素等抑制紡錘絲形成使染色體加倍。突變具隨機性且多為不利，處理不當易致死或只得嵌合體，因此需從材料、劑量、處理方法、後代選拔與安全等面向注意。

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4. 4

   如何區分數量性狀（Quantitative traits）和質量性狀（Qualitative traits）之遺傳特質？（15 分）

   （15 分）

   參考架構・破題

   質量性狀與數量性狀的區分在於變異是不連續或連續、控制基因數目多寡、受環境影響程度，以及研究方法的不同。作答以定義開頭，接著列項比較並舉例，最後說明對育種選拔的意義。

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5. 5

   F1（ㄧ代雜交種）的選育為現今普遍採用，試述 F1 選育步驟。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   一代雜交種（F1）利用雜種優勢，產量高且整齊，又可保護育種者權益。選育流程可概括為：建立自交系→測定配合力→選出優良組合→建立採種制度→試驗推廣。

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6. 6

   請試述下列各名詞之意涵：（每小題 5 分，共 20 分）olyploid

   （20 分）

102 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   請試述下列名詞之意涵：（每小題 4 分，共 20 分）

   （一）轉位（translocation）

   （二）馴化（acclimatization）

   （三）雙交雜種（double cross）

   （四）原種（foundation seed）

   （五）異時開花（dichogamy）

   （20 分）

   參考架構・破題

   五個名詞各 4 分，每題寫「定義＋機制或類型＋在作物改良上的意義（或例子）」三層，即可拿滿分；篇幅平均分配，不要在單一名詞寫太長。

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2. 2

   請針對自交作物說明純系選種法之原理。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   純系選種法以 Johannsen 的純系學說為理論基礎：自交作物的地方品種是許多同質結合純系的混合族群，選種的作用是把其中最優良的純系分離出來；一旦成為純系，其內部變異只來自環境，再選無效。

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3. 3

   請寫出抗蟲育種的步驟。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   抗蟲育種是把作物對害蟲的抗性導入優良品種，必須先了解害蟲與抗性機制，再建立可靠的篩選方法，最後經雜交轉移並注意害蟲生物型變化。答題以「步驟」為主軸，每一步交代目的與做法。

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4. 4

   請說明回交育種的優點及步驟。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   回交育種是將供給親（donor parent）的少數優良基因導入輪迴親（recurrent parent，通常為優良推廣品種），經多次回交恢復輪迴親的遺傳背景，只改良少數性狀。答題分「原理、優點、步驟（顯性與隱性基因）、限制」。

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5. 5

   請說明雜交育種人工雜交的親本選擇要點。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   雜交育種的成敗取決於親本選擇，「選對親本就成功一半」。答題以要點條列，每點說明理由並舉例，最後補充母本與父本的安排。

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