PDF《大学入学考试中心 研究用试卷》

大学入学考试中心 研究用试卷 自然考科(卷一) -作答注意事项- 考试时间:

80 分钟 作答方式: B选择题用 2B 铅笔在「答案卷卡」上作答;

更正时,应 以橡皮擦擦拭,切勿使用修正液(带).

B选择题作答例:正确选项(A) . B非选择题用笔尖较粗之黑色墨水的笔在「答案卷卡」上 作答;

更正时,可以使用修正液(带). 本试卷(含参考答案)预定於107年11月26日公布在大考中心网站http://www.ceec.edu.tw N107131 A 著作权属财团法人大学入学考试中心基金会所有,仅供非营 利目的使用,转载请注明出处.若作为营利目的使用,应事 前经由财团法人大学入学考试中心基金会书面同意授权. 本试卷与试题为研究测试用,后续仍会进行评估或调整修改,并非大考中心未来正式考试 的最终确定型式.关於适用於

108 课纲相关考试之组卷与试题型式,请以本中心未来公告 之考试说明与参考试卷为准. 第1页N107131 共11 页 自然考科 -

1 - 说明:答案必须写在「答案卷」上.计算题必须写出计算过程,最后答案应连同单位划线标 出.作答务必使用笔尖较粗之黑色墨水的笔书写,且不得使用铅笔.非选择题每一子 题配分标於题末,选择题每题5分. 题组一有「地球之肺」美名的亚马逊雨林,是塑造大气成分功不可没的一个重要角色. 亚马逊雨林之所以重要,并非在於众多的树木行光合作用将二氧化碳转变为氧气, 而成为地球供氧的来源;

当雨林提供氧气之时,整个雨林系统同时进行呼吸作用消耗氧气,因此并不会有足够多余的氧供给到整个地球.那麽亚马逊雨林还有什麽方式,可以帮助地球带来氧气?关键便在於其大量蒸散释放的水气.雨林的植物们透过蒸散作用,将大量的水气逸散至空中,使雨林上空形成一片广大的流动「 云河」;

当这些流动的云河撞击安地斯山脉后,受地形作用抬升凝结成雨滴,迅速流下山坡后回到亚马逊盆地.而在这移动的过程中,藉由侵蚀岩石,将其化为沉积物后冲入海洋,成为海洋中矽藻( diatom)的最佳养分( 包含氮、锌、磷、二氧化矽等来源).所以矽藻,才是主要供给地球氧气的角色之一!矽藻为地球贡献了约20% 氧气. 这样的例子说明在地球上,看似不相干的生态系统之间,其实存在绝妙的互动.1. 植物可以透过光合作用产生氧气与葡萄糖,其光合作用的化学式反应式如下(反应尚未平衡):(1) 请平衡上述方程式.(2分)(2) 请参考上述方程式,假设雨林中呼吸作用消耗氧气的速率为每分钟一公升(一大气压,25℃ ) , 经光合作用每小时须产生几莫耳的氧气才可达到氧气的供需平衡?(气体体积每莫耳24.5 公升)(4分)(3) 如已知氧气是由水氧化生成(如下式),葡萄糖是由二氧化碳还原产生,请问生成一莫耳的葡萄糖需要几莫耳的电子来还原二氧化碳?(4分)2H2O 4H+ + O2 + 4eC 2. 雨林的植物透过蒸散作用将水气逸散到空中,下列对於蒸散作用的叙述何者正确?(应选2项)(A) 蒸散作用为主动运输,植物藉蒸散作用加强根部对水分的吸收(B) 植物进行蒸散作用时,还会带走热量,有调节叶片温度的功能.(C) 蒸散作用越旺盛,泌液现象越明显(D) 物质在植物体中的行进方向由蒸散作用控制,当蒸散作用效率低时,水分与养分由上往下运输(E) 蒸散作用有利於水分在植物体内由下往上的运输光CO2 + H2O C6H12O6 + O2 叶绿素 N107131 第2页自然考科 共11 页-2-3. 依疚,从整个地球系统的角度来看碳循环,单单亚马逊雨林对於减缓大气中二氧化碳增长并没有长远的效益.最主要的原因是雨林树木中的碳元素属於(甲);

当 那些树木进行光合作用与呼吸作用时,其碳元素吸收和排放的对象是(乙)和(丙);

而现今大气中增长的二氧化碳来源最可能原因是燃烧来自(丁)的化石燃料.请在甲、乙、丙、丁空格中填入分属地球系统中的哪个子系统(地 圈、水圈、气圈、生物圈、冰圈)? (

4 分)4. 若要利用雨林或矽藻减缓大气中二氧化碳的增长,哪些做法最没有效果?(应选2项)(A) 广泛地种植树木(B) 在适合的海域养殖矽藻(C) 砍伐原始雨林树木并掩埋(D) 建立人工种植、掩埋树木的循环系统(E) 建立大规模人工雨林和矽藻的生态系统题组二根醚俗罱谋ǖ,过去的十年间,大气中的甲烷( CH

4 )含量骤升,已达工业革命前的2.5 倍.甲烷具有强大的吸热能力,虽然大气中甲烷的排放量相较於二氧化碳较少,在大气中存留十年左右后,即几乎侦测不到,但甲烷造成温室效应的威力,却是二氧化碳的25 倍.大气中的甲烷,除了20%源自於天然气的成气与传输过程,其他80% 则来自甲烷菌所造成的有机反应中.为了确认不同的甲烷来源,科学家可检测所取的气体样本中13C的比例,用以辨识样本中的甲烷来源.来自湿地或家畜所产生的甲烷, 其中13C比例较燃烧化石燃料所产生的甲烷低.近年来的研究发现,大气中甲烷含量虽上升,但其中的13C比例却越来越少,意味著源自生物性产生的甲烷占大气中甲烷的比例越来越高.科学家们对於目前「大气中甲烷含量骤升的原因」,无法产生一致的科学解释及共识.有些科学家认为目前大气中甲烷的含量与上升程度仅是一点点「小麻烦」,有些科学家却认为这是令人「毛骨悚然」的环境危机.科学家们认为「大气中生物性甲烷增加」的可能原因如下:(a) 农牧业造成的影响:因为印度及中国的牛群数量及东南亚的稻田数量越来越多.生物性产生的甲烷,多来自於甲烷菌.甲烷菌为厌氧菌,来自潮湿的土壤与反刍动物的肠道,例如牛的瘤胃.甲烷菌在瘤胃中,能够将纤维素消化成可以被细菌吸收的物质.根3页N107131 共11 页 自然考科 -

3 - 合国粮食及农业组织(FAO) 於2006 年的报告,人类饮食造成的温室气体排放量同样不容小觑.(b) 气候变迁的效应:有些科学家认为,当热带湿地变得越来越潮湿及温暖,更利於甲烷菌的生存. 这是最引人忧虑的解释,因为如同全球暖化造成的北极回圈效应,会让这些湿地更加潮湿与温暖,进而释放更多的甲烷,或更糟的情况是让现有的湿地围更加扩大.(c) 大气中氢氧自由基(.OH) 的减少:有研究团则是认为大气中.OH 的减少,是大气中甲烷骤升在数学上最有可能的解释.因为. OH可与甲烷反应,产生水及二氧化碳,进而消解大气中的甲烷. 然而为什麽大气中.OH会减少则是另一个未解的难题.1. 依疚,可将大气中甲烷的来源简化为生物与非生物,但科学家们主要探讨的是「生物性甲烷增加」的原因.请问:(1) 如何区分大气中甲烷的来源是生物性还是非生物性?(2分)(2) 为什麽科学家们要聚焦在生物性甲烷增加原因的研究?试从大气中甲烷来源与近年来甲烷性质的变化来说明.(4分)(3) 右图是联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC) 在2014 年发表的全球温室气体排放进大气中的组成比例( 已排除水气和臭氧).依疚暮陀彝,请以30 字以内解释为什麽在探讨全球暖化时,相较於二氧化碳的被重视,甲烷的增加没有引起太大的关注.(4分)2. 依疚,下列关於生物性甲烷的叙述哪些正确?(应选3项)(A) 牛只消化系统内的甲烷菌和牛的关系是互利共生(B) 牛只消化系统内的甲烷菌是化学自营生物(C) 气候变迁的效应中,湿地环境及甲烷菌的回圈,属於正回馈效应(D) 若已知甲烷与.OH之反应式第一步骤为CH4+. OH→. CH3+H2O+62.8kJ/mol, 则此反应属於放热反应(E) 大气中生物性甲烷的增加,其来源只会有农牧业和湿地N107131 第4页自然考科 共11 页-4-3. 依疚,科学家们之所以对於目前「大气中甲烷含量的骤升的原因」,无法产生一致的科学解释及共识,下列哪些是可能的原因?(应选2项)(A) 科学家采集数亩韵蟛煌,例如牛群数量或是湿地环境数,皆用以解释「大气中甲烷含量的骤升」(B) 科学家对於造成「 大气中甲烷含量的骤升」的 因素不同,有些认为是农牧业的影响,有些则认为是「大气中.OH的减少」(C) 科学家想验证「 大气中. OH的减少」,对「 大气中甲烷含量的骤升」造 成的影响时,所用的统计方法不同(D) 科学家想验证「 全球气候暖化的回圈效应」对「 大气中甲烷含量的骤升」造 成的影响时,采集数亩韵蟛煌(E) 关於造成「 大气中甲烷含量的骤升」的 甲烷来源,文中有些科学家认为是生物性甲烷,有些科学家则认为是燃烧化石燃料产生的4. 小柯想探讨「.OH对甲烷的影响」,根喙匚南咨杓屏艘韵率笛.小柯取了三个2公升装的宝特瓶,各自滴入一滴的水并装满空气后锁紧(此时水会蒸发成水蒸气),分别编号A、 B、 C. 除了A瓶以外, B 瓶及C瓶先各自抽出5毫升的空气,然后添加5毫升的二氧化碳到B瓶,添加5毫升的甲烷到C瓶.另外,找一个60 瓦灯泡当作加热的光源.小柯先进行实验甲,开启灯泡持续对三个宝特瓶进行照射,三个宝特瓶内气体上升温度随时间的变化曲线如下图:(1) 上述实验中宝特瓶A扮演的角色为何?(2分)A瓶空气 + 水B瓶空气 + 水+CO2 C 瓶 空气 + 水+CH4 第5页N107131 共11 页 自然考科 -

5 - 承上述实验,进行完实验甲之后小柯继续设计实验乙.然而水蒸气会因为紫外线照射而形成.OH, .OH可与甲烷反应,产生水及二氧化碳消解甲烷.故进行实验乙时,先以紫外灯照射三个宝特瓶一段时间后,才开启灯泡进行与实验甲相同的实验步骤来进行探究.(2) 倘若实验乙的变化曲线中,A、 B 曲线几乎没有改变,但C曲线变得较贴近B曲线,可推论其原因为何?(4分)(3) 对於实验目的而言,仅需要进行实验乙即可?还是两组实验都要做?并请简要说明原因.(4分)(请以「仅需进行实验乙,因为…」或是「两组实验都要做,因为…」作为开头,否则不记分.)题组三神秘果(Synsepalum dulcificum) 浆果外表光滑,似咖啡豆,成熟时呈橙红色,有一层薄薄的果肉,吃了神秘果半小时内再吃酸性食品,会觉得很甜,故名神秘果.神秘果内含的神秘果蛋白是一种糖蛋白.该蛋白本身并没有甜味,但能让人在品尝原本不甜的酸性食物时尝出甜味.这种特性属於一种味觉修改功能.神秘果蛋白是一种由191 个胺基酸以及一些糖链组成的糖蛋白,其中的糖成分有氨基葡萄糖、甘露糖、岩藻糖、木糖和半乳糖.神秘果蛋白本身没有甜味,但可以改变舌头上的味觉细胞的结构,使得甜味感受器会被酸所激活,於是通常是酸的东西变成似乎是甜的.该作用会一直持续到味蕾恢复正常为止.而在阳离子存在的环境下(例如存在钙离子Ca2 + 或镁离子Mg2 + ) , 将会干扰神秘果蛋白的活性糖与甜味感受器之间的结合,因此神秘果蛋白的味觉修改能力就失效了.有另外一种同样能产生味觉修改,但本身具有甜味的仙茅甜蛋白.仙茅甜蛋白存在於仙茅科植物宽叶仙茅(Curculigo latifolia) 的果实中,其在与舌头接触后,会和甜味感受器结合,使得水及酸性溶液引发的仙茅甜蛋白甜度分别等同於6.8%和12%的蔗糖溶液,并能保持这种甜味分别长达5分钟和10 分钟.在pH 值中性的溶液中,如果存在二价离子如钙(Ca2 + ) 或者镁(Mg2 + ) , 则会消减其味觉改变的功能,而如果溶液呈酸性,则不受此影响.然而无论是中性还是酸性的溶液中,一价离子如钠(Na+ ) 和氯(Cl? ) 都不会对仙茅甜蛋白的作用产生影响.1. 下列哪个选项最适合作为这篇文章的标题?(A) 神秘果与仙茅果实的应用(B) 神秘果名称的由来(C) 阳离子对味觉辨识的影响(D) 阴离子对味觉辨识的影响(E) 神秘果与仙茅果实改变味觉的原因N107131 第6页自然考科 共11 页-6-2. 下列与神秘果蛋白及仙茅甜蛋白对甜味修饰相关的叙述,哪些正确?(应选2项)(A) 神秘果蛋白及仙茅甜蛋白本身即有甜味(B) 阳离子存在的环境下神秘果蛋白及仙茅甜蛋白味觉修改能力就失效了(C) 舌头接触神秘果蛋白后,H2O即可使舌头感受到甜味(D) 舌头接触仙茅甜蛋白后,H+ 即可使舌头感受到甜味(E) 舌头接触仙茅甜蛋白后,H+ 比H2O能使舌头感受甜味的时间长3. 神秘果蛋白中醣类结构如下表.甘露糖 氨基葡萄糖 岩藻糖 木糖 半乳糖 (1) 与上表结构相关的叙述................