民國115年 高考三級 昆蟲 昆蟲生理與毒理學
第2題
請以蝗蟲為例，說明當昆蟲體內水分過多時，會以何種激素？如何進行 水分平衡調節？（25 分）
題目
請以蝗蟲為例，說明當昆蟲體內水分過多時，會以何種激素？如何進行 水分平衡調節？（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、水分平衡的基本架構：蝗蟲（如沙漠蝗 Schistocerca gregaria）的體液滲透壓與體積，主要由神經內分泌系統調控。排泄與調節器官為馬氏管（Malpighian tubules）及後腸（hindgut，含迴腸與直腸）；水分過多時，蝗蟲以提高初尿分泌、減少後腸水分再吸收的方式排出多餘水分。
- 二、主要激素：利尿激素（diuretic hormone, DH）是關鍵激素，屬促腎上腺皮質素釋放因子相關胜肽（CRF-related peptide），由腦部神經分泌細胞合成，經心側體（corpora cardiaca）釋放至血淋巴。另有血清素（5-hydroxytryptamine, 5-HT）可協同促進馬氏管分泌。
- 三、訊息傳遞機制：DH與馬氏管上皮細胞受體結合後，活化腺苷酸環化酶（adenylate cyclase），提高細胞內cAMP濃度，活化蛋白激酶A（PKA）。PKA磷酸化離子轉運蛋白與V型ATP酶，促進鉀、鈉、氯等離子主動分泌進入管腔，水再依滲透壓梯度被動進入管腔，形成初尿。
- 四、抗利尿激素的拮抗：蝗蟲另具離子轉運胜肽（ion transport peptide, ITP），具抗利尿作用，可促進後腸（尤其直腸）水分與離子再吸收。當體內水分過多時，DH釋放增加而ITP作用受抑制，使尿液量增加、糞便含水量上升，達到排水效果。
- 五、後腸與直腸的調節：蝗蟲直腸上皮具發達的直腸墊，可主動再吸收水分與離子。水分過多時，後腸再吸收活性下降，初尿中的水分不被回收而隨糞便排出；同時馬氏管分泌速率上升，兩者共同降低血淋巴滲透壓，維持體液恆定。
- 六、整合與限制：水分平衡是利尿與抗利尿激素、馬氏管分泌率及後腸再吸收三者協同的結果；乾燥環境時作用方向相反，以减少失水。此機制具快速調節特性，但過度利尿仍可能造成離子流失，故須與離子調節機制配合。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。