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1.(a) (i) 反密碼子 (anticodon) 是轉移 RNA (transfer RNA, tRNA) 分子上的三鹼基核苷 酸序列 (three - base nucleotide sequecne) 而密碼子 (code) 為信息核糖核酸 (messenger RNA, mRNA) 分子上的三鹼基核苷酸序列反密碼子與密碼子為互 補的 (complementary)。 (ii) 連續變異:群体內各個体間的差異常呈連續性的正態分佈,這類性狀不能明確 區分為相對性狀,它們之間存在著一系列的中間過渡類型例:體重,身高不連 續變異:相對性狀之間界線明顯,其間不存中間的過渡類型,性狀的變異是不 連續的。 例:血型,捲舌與非捲舌 (b) (i)

(1) 色盲的基因是隱性的。 因為所有個体 A 的女兒均從其父親獲得一有色盲基因的 X 染色體,但她 們卻全為非色盲者。故此色盲基因必定為隱性。 (2) 血友病的基因是隱性的。 因個体 D 的兒子為血友病者,故個體 D 的兒子必是從其母親 (個體 D) 獲 得一有血友病基因的 X 染色體,但個體 D 卻不是血友病者故血友病基因 必為隱性。

(ii)

A:XcY B:XhX C:XhY D:XhXc E:XhXh

Xc 代表帶有色盲基因的 X 染色體 Xh 代表帶有血友病基因的 X 染色體 X 代表正常 X 染色體 Y 代表正常 Y 染色體

(iii) 個體 F:XhXc

F1 基因型 : 表現型 : 女性

XhX 正常 男性

XhY 血有病 女性

XcX XcY 正常 色盲 男性

∴F 的兒子患血友病機率: 50%

高級程度生物科評卷參考 1993 (卷二)

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2. (a) 擴散作用 擴散過程不需消耗能量

主動運輸 運輸過程有能量消耗

氣體 (例:氧氣),離子及小的極性 分子 (葡萄糖) 的擴散方向是跟隨 濃度梯度

通過膜把分子運輸的方向是逆濃度梯度

可逆的

通常為單方向性

沒有特別的載體

需要載体或“ 泵”的作用

(b) 四個影響因素: 溫度、酸鹼度、光照強度、氧氣濃度、風速、濕度、泥土中的水份含量植物的含鹽 量。 (i) 溫度: 當溫度上升,植物体內酶的反應 / 呼吸作用 / 主動運輸的速率便會增加。但 當到達某個溫度後,因酶受到破壞則效應則會受到抑制 / 溫度上升,蒸騰速率 便會增加,水的集體流動便會增加。 (ii) 酸鹼度: 電解質的電離受環境的酸鹼所影響。 例如:在酸性情況下有較多一價的磷酸根離子。在鹼性情況下,有較多二價或 三價的磷酸根離子。 / 酸鹼度會影響酶的反應,因而影響植物呼吸作用/ 主動運輸。 (iii)光照強度: 光照強度會影氣孔的開關及蒸騰速率等,因而影響水的集体流動 (mass flow of water) 故此礦物鹽被吸收的速率使受到影響 / 光照強度會影響光合作用 / 能 量的產生,故會影響主動運輸。 (iv) 氧氣濃度: 氧氣的濃度會影響植物的呼吸作用速率,故影響可供主動運輸利用的 ATP 數量。 (c) (i) (1) 從腎小管把葡萄糖再吸收入血液中 (2) 從腸腔吸收己被消化的食物 (3) 經神經元的膜運輸鈉 / 鉀離子 (ii) 例子 1: 確保從腎小球濾液 (glomerular filtrate) 把所有葡萄糖再吸收,否則葡萄糖便會 被排泄及浪費了。

高級程度生物科評卷參考 1993 (卷二)

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例子 2: 確保把所有已消化的養料從消化道中吸收過來,否則養料便會被排遺及浪費。 例子 3: 維持細胞膜內外的離子濃度梯度,從而維持膜內外的極快(膜內帶負電荷) 用以 產生靜止時的膜電勢。 (iii)數目多的粒線體提供運輸所需能量 - ATP / 載體系統用來運載某些特別的分子 / 大的表面積 (例如長/ 絨毛 / 微絨毛) 會增與被運輸的分子的接觸面積。 (其中 2 項) 3.(a) (i) (ii)

外形薄及扁平:提供最大的表面積暴露於陽光中。 表皮:單層細胞,透明的 (transparent) ,容許光線穿過,到達進行光合作用 的細胞的葉綠體。外層被角質覆蓋防止過多的水份由葉面散失。

(iii) 柵狀葉肉細胞 (palisade mesophyll cell):排列緊密,細胞內有大量葉綠体從而 吸取最大量的陽光。 (iv) 氣孔:氣孔開關用以控制氣体交換及水份的流失。氣孔不均勻的分佈與控制 水份流失有關。 (v) 海綿葉肉組織 (spongy mesophgyll cell):排列疏鬆,從而提供氣室 (air space) 有利於水蒸汽, 氧氣及二氧化碳的氣體交換。 (vi) 葉脈 (vein):提供支持性骨格予葉肉,用以維持葉片的形狀。 (b)

葉綠體 6CO2 (g) + 6H2O(l)---→C6H12O6(s) + 6O2 (g) 陽光 二氧化碳吸收,氧氣的產生及乾重的增加 / 碳水化物含量均可用來量度光作用的 速率。

(c) 任何指定時間內,-包括多個反應驟的生化過程會受某些因素所影響,當某個因素 供應量為眾因素中最少時,此因素便稱為限制因素。 例如:在光合作用的暗反應中,反應會受光反應所產生的 NADPH2 及 ATP 的數量 所影響。

高級程度生物科評卷參考 1993 (卷二)

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二氧化碳為光合作用暗反應所需的天然物質,反應後二氧化碳會被固定為有機化合 物在大氣中,二氧化碳的正常濃度範圍為 0.03% 至 0.04%。但若想增加光合作用 的反應速率,可將生長中的植物置於一個較高二氧化碳濃度的地方,例如:溫室內。 當光照強度增加,在二氧化碳濃度為 0.04% 的環境的植物其光合作用速率起初是 會增加的,但最後速率便維持在某一水平。這便顯示了限制因素的存在。當二氧化 碳濃度增加,光合作用速率又會再次上升,這便顯示了二氧化碳為一限制因素。

4.(a) (i) (ii) (iii) (iv) (v) (vi)

關節必為可活動的。 活動關節的骨之間須以韌帶 (ligaments)連接。 從而避免移位。 在運動中,這些關節兩骨的接觸面會有摩擦。 故在兩骨之間有透明軟骨 (hyaline cartilage)。 及滑液 (synovial fluid) 以將摩擦減至最小。

(vii) 骨胳肌 (skeletal muscle) 會以腱 (tendon) 與關節骨骼 (jointed bones) 連接, 形成一槓桿系統 (lever system)。 (viii) 鍵的一端會與一骨骼相連,稱為肌始(origin)。 (ix) 而鍵的另一端會與另一骨骼連接,稱為肌止(insertion)。 (x) 同一對拮抗骨骼肌 (antagonistic skeletal muscles) (作用方向相反) 會連接同一 對骨骼的關節。 (xi) 關節移動時是需要拮抗肌對中其中一肌肉收縮,而與此同時另一肌肉則放鬆。 (xii) 肌肉的收縮及放鬆完全由中央神經系統 (central nervous system) 所輸出的神 經脈冲訊息所控制。 (12 選 10,每個 0.5 分) (b) (i) 神經末梢的神經脈冲導致。 (ii) 細胞外的鈣離子進入神經末梢。 (iii) 神經末梢釋放乙酰膽鹼 (acetylcholine, ACh) / 神經遞質(neurotransmitter) 進 入神經肌肉接點 (neuromuscular junction)。 (iv) 乙酰膽鹼在接點後膜 (postjunctional membrane) 與受體 (receptors) 結合。 (v) 導致膜的去極化作用 (depolarization) 達到動作電勢 (actional potential) 的臨 界值 (threshold)。 (vi) 令到肌纖維膜 (sarcolemma/muscle membrane) 自體產生 (self-propagation) 動作電勢。 (vii) T 管 / T 系統 (T-tubules / T-system) 的去極化作用產生肌動蛋白間作用 (action-myosin interaction) 因而導致肌肉收縮。 ( 7 選 5,每個 1 分)

高級程度生物科評卷參考 1993 (卷二)

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(c) (i)

骨骼肌的橫紋是由於明帶及暗帶重覆相間所形成。 每條肌纖維由含有可收縮的肌球蛋白及肌動蛋白的粗幼肌絲規則地相間排列成 的。 (ii) 當肌纖維膜產生動作電勢後骨骼肌便開始被激活 (activation) 肌球蛋白的頭作 用於肌動蛋白絲上,形成橫橋 (cross-bridge),兩蛋白絲互相滑入(sliding action) 令明帶變短,於是便造成肌肉收縮然後剛才被消耗的 ATP 會再次被合成,而橫 橋會分開,並等待下次肌肉收縮。

高級程度生物科評卷參考 1993 (卷二)

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5.

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身體結構上相同和相異之處: 腔腸動物

絛蟲

蚯蚓 (1)

多細胞動物 雙胚層的(diploblastic) 啫喱狀的中膠層 (mesoglea)夾在外胚層及 內胚層(endoderm) 之間

三胚層的(triploblastic): 外胚層,中胚層(mesoderm) 及內胚層

(1)

組織分化 (tissue- level) 系統

器官分化系統 (organ - level) (很多 器官不發達)

器官分化系統

(2)

無體腔動物 (acoelomate)

無體腔動物﹝不斷繁 殖節片 (proglottid)﹞

體腔動物 (coelomate)

(1)

身體分為很多體節

(1)

身體沒有分節 輻射對稱

兩側對稱(bilaterally symmerical)

(1)

(radially symmerical) (最多 6 分) 不用比較形式 → 無分,只比較兩種動物,而另一個為錯的 0.5 分 差異的重要性: 雙胚層 Vs 三胚層 與其體積比較, 中胚層令三胚層動物比雙胚層動物含有較多細胞物質。 中胚層用於形成新組織及器官,例如:肌肉組織,排泄系統,片殖系統 (0.5 + 0.5) 因而令到消化道與體壁有明顯分離,並且導致運輸氧氣,排泄物殳食物產生困難。 (0.5 + 0.5) 在絛蟲 (三胚層動物),它限制其體積大小及以身體扁平的方法解決養料 / 氧氣供應 的困難。(0.5 + 0.5) 在排泄方面,在中胚層中有一以管把各節片的焰細胞 (flame-cell) 連接起來並開口於 表面的系統,而這系統負責絛蟲的排泄 (0.5 + 0.5) 組織分化系統 Vs 器官分化系統 組織分化發生於水螅。同一組大量連貫的細胞會同司一種或以上的功能,例如:肌 上皮組織 (musculo- epithelial tissue),神經組織。觸手 (tentacles) 為一腔腸動物獨有 的器官,觸手含有幾種不同的組織﹝肌上皮細胞,感覺細胞, (sensory cells),間質 細胞 (interstitial cells),刺細胞 (nematoblasts) 內胚層細胞﹞互相聯絡並一起執行一 項或以上的功能﹝捕捉食物,把食物運送到口,彎曲爬行 (looping movement)﹞大量 細胞的分化導致器官的形成,在絛蟲及蚯蚓中這些器官會特化並擁有一些較複雜的 功能,例如:絛蟲中的卵巢及精巢,蚯蚓的腎管 (nephridia)。 絛蟲為了適應其寄生生活,故牠沒有消化道,牠靠體表吸收寄生的已消食物。 神經 高級程度生物科評卷參考 1993 (卷二)

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系統退化,產生大量節片,越成熟的節片會處於身體較後端,每塊成熟的節片內含 有一套雄性及雌性的生殖器官。(0.5 x 5) 無體腔動物 Vs 體腔動物 體壁的運動與腸壁的蠕動及消化過程各自獨立運作,互不影響 (1)。 體腔提供一較大的空間供器官發育,而各器官可在互不影响下執行其功能 (1)。 體腔內器官所處於的位置,令它們需要一些排泄及繁殖的管道把片成物運送到體表 (1)。 體腔液提供支持/保護及維持體形。(0.5) 體腔的發展導致需要有血液一血管系統用來運輸氧氣及已消化食物 (1)。 節片 Vs 體節 蚯蚓的身體分節,每體節均完全相同 (0.5)。 雖然體節間被分隔開,但它們是互相 聯繫並且機能相同 (0.5) 體節最大優點是提供機會給某些體節在不影響其他體節的 情況下發生特化 (0.5)。 與絛蟲的節片比較,蚯蚓有一定數量的體節,而且無一定區域負責不斷繁殖體節的。 越成熟的體節位於身體越前的位置。 但在絛蟲則會不斷繁殖節片,從而產生大量的卵用以增加動物生存率 (0.5 + 0.5)。 輻射性對稱 Vs 兩側對稱 任何有關身體對稱的適合重要性。 如:輻射性對稱是腔腸動物對水中固着或漂浮 (sessile) 片活的一適適應 (2)。 6. 以下是水在生物體功能運作方面所扮演的角色,水的化學性質。 (a) 一參與很多原生質內的代謝活動的試劑 (0.5) 如:在綠色植物的植物的光合作用中提供還原性氫離子 (NADPH2) (0.5 + 0.5) 生物體內的水解反應所必需,如:消化 / 酶的活化 (0.5 + 0.5) (b) 為很多物質的主要溶劑 (0.5) 只有溶解了的物質才能參與代謝活動 (0.5) 如:所有物質只能在水溶液狀態下才能進出活細胞,這對於散作用非常重要 (0.5 + 0.5) 在生物體內只有在水溶液的狀態下,運輸才能進行 (0.5) 如:養料 / 排泄物 / 溶解的氣體 / 無機離子/ 激素等 (0.5) (c) 高介電常數 (high dielectric constant),因此很易令溶解於水的物質離解 (0.5)。因 此,影響了水的化學 / 電的活動及因而影响生物體的功能 (0.5)。 如:離子溶液的滲透濃度 (0.5)

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水的物理性質: (d) 高的比潛熱 (0.5): 生物體不能忍受週圍環境的溫度過份劇烈地波動,因這些影響生化反應速率 (0.5)。吸收由生物體內的化學反應所產生的熱能,從而避免生物體的溫度過份上 升而令生物死亡 (0.5)。 (e) 高導熱性 (0.5) 產片良好的熱轉送 / 平均分配身體的熱量 / 避免發生有害的地區性“熱點”(hot spots) 的機會 (0.5)。 (f) 在 4°C 較大的密度 (冰的密度較水小) (0.5) 大部份的水均由上層向下結冰/ 在底 部保持為液態,這保存了很多水生生物的生命/ 令很多在水中生活的生物不會突 然被其週圍的水凍結。(0.5 + 0.5)。 (g) 水的低黏度 (viscosity) (0.5) 令它能快速地進出細胞 (0.5) 令水成為一有用的潤滑劑 (0.5) 如:黏液 (mucus) / 滑液(synovial fluid) / 胸膜液 (pleural fluid) 等 (0.5)。 (h) 高的汽化潛熱 (0.5) 一種優良蒸發冷卻劑,它能把陸生動物的過量熱能帶走。(0.5) 如:人類的排汗 / 狗的喘氣 (panting) 等 (0.5)。 (i) 水分子之間的強大內聚力 (cohesive force) 及黏附力 ( adhesive force) (0.5 + 0.5) 造成水在泥土中的毛細管作用 (capillarity) 及植物運輸液體的毛細管作用的原因 (0.5 + 0.5)。在葉片產生的蒸騰牽引力 (transpiration pull) 中造成木質部中產生一 連續水柱 (0.5 + 0.5)。 (j) 不被壓縮 (incompressible ) (0.5) 可作用支持/ 保持形狀,如:水狀液( aqueous humour ) / 玻璃狀液 (vitreou humour) / 水骨骼 (hydrostatic skeleton) / 作為水墊子作保護作用,如:羊水 (turgor pressure) 陰莖 (penis) 的勃起 (erection) (0.5 + 0.5) (k) 水的高密度 (0.5) 協助水生動物浮於水中 (0.5) (l) 液體介質 (0.5) 在受精過程(fertilizatiion)中讓雄配子(male gametes)游動/孢子及種子之散播(0.5) 高級程度生物科評卷參考 1993 (卷二)

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(m) 高表面張力 (0.5) 容許居住在水面的生物進行呼吸 (0.5),如:蚊的幼蟲利用倒掛在水面/ 在水面運 動來進行呼吸。 影響細胞膜與水熔液在細胞膜間活動,這些活動與生理學過程有關 (0.5)。 如:細胞膜的選透性 / 吸收 / 水份的吸脹作用 (imbibition) / 原生質川流 (protoplasmic streaming)。

7. 氧氣與呼吸有關的氣體包括氧氣和二氧化碳 肺泡微血管膜 (alveolar- capillary membrane) 兩側的氧氣分壓有差異 (difference in the partial pressure of oxygen (PO2) ),由此在肺泡腔內的氧氣會經肺泡膜擴散入肺微 血管 (pulmonary capillaries) 的血液中 (在肺泡中氧分壓較高:105 mmHg,在體靜脈 血液,systemic venous blood,中氧分壓較低:40 mmHg) (0.5 + 0.5)。 血液中 (0.5),有多於 98% (1) 的氧氣會與血紅蛋白 (haemoglobin) 結合被紅血球携 帶 (1)。故在正常情況下,在血液中的 PO2 會較在肺泡的 PO2 為低。因此氧氣的 擴散作用會趨向於由肺泡腔進入血液中 (0.5)。PO2 的差 (constant flow of blood) (ventilation mechanism) 所維持 (0.5 + 0.5)。每一個血紅素分子 (含有鐵原子) 可與 4 個氧分子結合 (1)。 動脈血管系統中 ( PO2 > 70 mmHg),95%的血紅素會與氧氣結合 (1)。大量血液由心 臟流向身體其他部份 (1)。 有幾個因素會影響血紅素的飽和程度。這些包括血液中的 CO2 含量 (0.5), H+ 的 濃度 (0.5) 及溫度 (0.5)。當這些因素增加時 (例如在一些活躍細胞中),血紅素與氧 的親合力 (affinity) 便會下降 (0.5)。結果使血紅素釋較多的氧氣。 當身體處於休息狀態下,組織由於 (cellular utilization) / 細胞的代謝作用 (cellular metabolism) 造成的濃度梯度。故氧氣由組織液 ( interstitial fluid) (0.5 + 0.5) 令氧氣 由微血管擴散入組織液中 (0.5)。 此時,血液的 PO2 較紅血球的 PO2 為低 (0.5) 故氧氣由紅血球擴散入血液中 (0.5)。因為導致氧氣與血紅素的離解作用,因此令氧氣被釋放 (0.5)。 二氧化碳 組織細胞代謝過程產生二氧化碳及消耗氧氣 (0.5)。故此細胞中二氧化碳的分碳的分 壓 (PCO2) 漸較血液的為高 (0.5)。因而導致二氧化碳由細胞擴散入血液中 (1)。 在微血管中,有小部份 (0.5) 的二氧化碳 (10%) 會溶於血漿中並被血液運輸。 另一部份的二氧化碳 (0.5) (30%) 會與紅血球的血紅素反應生成 (氨甲酰化合物, (carbamino compound) (0.5)。 而最多二氧化碳 (0.5) (60%) 會在紅血球內被轉化為碳酸氫鹽 (0.5)。 當碳酸氫鹽生成,大部份的碳酸氫鹽便會離開 (0.5) 紅血球並進入血漿中,由血漿 運輸 (0.5)。這是二氧化碳被運輸到肺部的最主要途經。在肺微血管中,體靜脈血液 高級程度生物科評卷參考 1993 (卷二)

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擁有高的 PCO2 (0.5),因此二氧化 碳便會由血液擴散入肺泡腔內 (0.5) 血液中的 PCO2 下降 (0.5)。 在紅血球內,二氧化碳會從氨甲酰化合物中被釋放出來 (1)。而在血漿內的碳酸氫鹽 會再次進入紅血球內並被轉化為二氧化碳 (0.5)。然後這些二氧化碳會由紅血球擴散 到血漿中 (0.5)。 以上各過程的結果是所有二氧碳會由組織先轉送到血液,再轉送到肺泡中 (0.5)。 二氧化碳會經呼氣排出體外。

8. 溫度對酶反應的普遍影響:(0.5) - 當溫度每升高 10°C,反應速率大的會增加一倍。(0.5) - 在高溫時,因酶的變性作用 (denaturation) 令反應速率急劇下跌。(0.5 + 0.5) - 有些生物當處身低於臨界溫度最小值下時牠們會變得不活躍,因此這對片存是很重 要的。(0.5 + 0.5) 如:高等植物的種子 / 低等植物的孢子 / 胞囊形式的動物 (encysted animals) (0.5) 溫度對植物生理過程的影響: (1) 蒸騰作用 (transpiration) - 由於溫度升高會令葉的氣室與大氣之間的水蒸汔壓差異增加 (0.5 + 0.5)。除此 之外,還會增加水蒸汔經氣孔擴散的速率 (因水分子動能增加) (0.5) 以上的影響是當其他影響蒸騰作用的因素不變的情況下。(0.5) (2) 光合作用 (photosynthesis) - 當沒有其他會影響光合作用的酶反應的因素限制下,當溫度上升,光合作用速 率也會上升。(0.5 + 0.5) (3) 生長 / 衰老 (senescence) / 落葉 (abscission): - 大部份植物,當溫度突然急劇上升時,會在初時加速生長。(0.5) - 之後生長速率會適當地減慢下來- 熱片長反應 (thermo- growth reaction)。(0.5) - 極端的溫度會加速衰老。(0.5) - 極端的溫度會加速落葉。(0.5) (4) 種子的萌發 (germination) - 溫度增加,萌發速率增加。(0.5) 這是由於當溫度上升,經過種皮 (testa) 對水的吸脹 (imbibition) 作用的速率會 上升。(0.5) (5) 對種子 / 芽(buds) 的休眠(dormancy) 的影響 - 通過激素的作用,故溫度的轉變會引起休眠 / 影響休眠及打破休眠 (0.5 + 0.5) (6) 在不同溫度下的感性反應 (nastic response) / 感熱反應 (thermonastic response) (0.5)。 例如:因為溫度的不同,導致某些花會開花 / 閉合 (0.5) 高級程度生物科評卷參考 1993 (卷二)

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(7) 開花 (flowering) 冷藏處理/急凍處理(cold treatment) 會影響開花﹝春化作用(vernalization)﹞(0.5) 溫度對動物的生理反應的影響: (1) 外溫動物 (poikilotherms / ectothe) (0.5) - 溫度上升會引致代謝率上升 / 溫度下降會引致代謝率下降 (0.5) - 行為反應 (behavioural responses) 如:高溫引致昆蟲/ 青蛙/ 爬行動物 (reptiles) 的夏眠 (aestivation) (0.5) 低溫引致青蛙 / 蛇的冬眠 (hibernation) (0.5) (2) 內溫動物 (homoiotherms / endotherm) (0.5) 顯示體溫調節機制 (thermoregulatory mechanism) (0.5) 當溫度上升: - 下丘腦(hypothalamus)的溫度感受器(thermoreceptors)會測量血液的溫度(0.5)。 -

發出神經脈冲會引致 (0.5)。 通氣率增加 (0.5)。 皮膚小動脈會擴張,從而會更多血液流近膚表面 (0.5)。 汗尿減少 (urination) (0.5)。 汗腺 (sweat gland) 排出汗液及狗會喘氣 (0.5),因而令較多熱散失。 下丘腦的熱散失中樞 (heat loss centre) 會把溫度的訊息傳到腦部較高的中樞 (0.5)。於是引起有意的行為,如飲水 / 找尋陰暗處 / 除衫,等等。(0.5)

當溫度下降: - 皮 膚 的 溫 度 感 受 器 會 把 訊 息 傳 送 到 下 丘 腦 的 熱 產 生 及 維 持 中 樞 (heat production & conservation centre) (0.5)。 - 神經脈冲被傳送 (0.5) - 訊息令皮膚小動脈收縮 (0.5) - 皮膚的毛髮豎直 (erection) (0.5) - 肌肉發抖 (0.5) - 基礎代謝率增加 (0.5) - 訊息經下丘腦傳至腦中較高等的中樞產生有意的行為,如:有力的運動 / 穿多 些衣服來保暖。(0.5 + 0.5)

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1993 生物 AL Marking Paper 2