專技高考-植物診療師植物生理及生理障礙診斷與治療學114 年第 2 題單選題
關於「C3」、「C4」與「CAM」型的植物特性,下列敘述何者最適當?
AC3植物在光合作用中利用夜間固定二氧化碳,減少水分散失
BC4植物具有葉肉細胞與維管束鞘細胞分工合作,能提高二氧化碳濃度,減少光呼吸正確答案
CCAM植物在白天吸收二氧化碳,並將其固定為四碳酸,夜間則釋放二氧化碳並進行光合作用
DC3植物在應對逆境方面具有優勢
B正確答案
C4 植物靠葉肉細胞與維管束鞘細胞的 Kranz 構造分工,濃縮 CO₂、抑制光呼吸,光合效率高。
為什麼答案是 B
C4 植物具有 Kranz(花環)構造:葉肉細胞先以 PEP 羧化酶固定 CO₂ 形成四碳酸(蘋果酸/天門冬胺酸),再運送至維管束鞘細胞釋放高濃度 CO₂ 供 Rubisco 使用,有效抑制光呼吸,提高高溫強光下的光合效率。
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完整詳解
Pro · 無限重點 C4 植物靠葉肉細胞與維管束鞘細胞的 Kranz 構造分工,濃縮 CO₂、抑制光呼吸,光合效率高。
關鍵字:C4=Kranz 構造=濃縮 CO₂=抑制光呼吸,選 B 穩過。
逐選項分析
A✕ 陷阱
夜間固定 CO₂ 是 CAM 植物的特徵(如仙人掌、鳳梨),不是 C3。C3 植物白天氣孔打開直接固定 CO₂,在高溫乾旱下水分散失反而嚴重。此選項把 C3 與 CAM 的特性張冠李戴。
B✓ 正確
C4 植物具有 Kranz(花環)構造:葉肉細胞先以 PEP 羧化酶固定 CO₂ 形成四碳酸(蘋果酸/天門冬胺酸),再運送至維管束鞘細胞釋放高濃度 CO₂ 供 Rubisco 使用,有效抑制光呼吸,提高高溫強光下的光合效率。
C✕ 陷阱
敘述時序完全顛倒。CAM 植物是「夜間」開氣孔吸收 CO₂ 固定為四碳酸(蘋果酸)儲於液泡,「白天」氣孔關閉才釋放 CO₂ 進行卡爾文循環,以節省水分。
D✕
C3 植物在高溫、乾旱、強光下光呼吸旺盛、效率下降,反而是三者中最不耐逆境的。耐逆境優勢在 C4(耐高溫強光)與 CAM(耐極端乾旱)。
C3 / C4 / CAM 三型植物比較
| 類型 | CO₂ 固定時間 | 固定酶/首產物 | 構造特徵 | 代表植物 |
|---|
| C3 | 白天一階段 | Rubisco / 3-PGA(三碳) | 僅葉肉細胞 | 水稻、小麥、大豆 |
| C4 | 白天兩階段空間分離 | PEPC→Rubisco / 草醯乙酸(四碳) | Kranz 構造(葉肉+維管束鞘) | 玉米、甘蔗、高粱 |
| CAM | 夜固定/日還原時間分離 | PEPC→Rubisco / 蘋果酸(四碳) | 液泡儲酸、氣孔夜開 | 仙人掌、鳳梨、蘆薈 |
本題 A、C 兩選項刻意把 C3、C4、CAM 三者的時間點與特徵互相調換。最常見陷阱是「夜間固定 CO₂」→ 這是 CAM 的招牌,與 C3 無關;而「白天吸 CO₂、夜間釋放」則是把 CAM 的時序完全倒裝。