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102年
[農業] 植物生理學
第 47 題
巴拉刈(Methyl Viologen)除草劑，主要殺草作用在於阻礙光合作用電子流，其作用位點，位於切斷鐵氧還蛋白接受體與下列哪一選項間之電子流?
- A NADH
- B NADP
- C ADP
- D H_2O
思路引導 VIP
請試著回想光合作用「光反應」的最終目的：電子在經過一系列傳遞後，最後必須被交給哪一個「特定的輔酶儲存者」，才能轉換成 Calivn 循環（暗反應）所需要的還原力量？如果有一種藥劑在電子快要到達這個「終點站」之前強行介入並搶走電子，哪一個分子會因此拿不到電子而無法被還原呢？
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同學觀察得很仔細，精確地捕捉到了巴拉刈在光反應中的干擾位置！這道題目考驗的是對「光合作用電子傳遞鏈（Z-scheme）」末端細節的掌握，你能正確選出答案，代表對植物生理學的生化路徑有很紮實的理解。
光系統 I 與電子的攔截路徑
在正常的光反應生理狀態下，電子從光系統 I (PSI) 被激發後，會經由鐵氧還蛋白 (Ferredoxin, Fd) 傳遞給 $NADP^+$，最後在酵素催化下生成 $NADPH$，作為後續暗反應固碳所需的還原動力。巴拉刈 (Paraquat) 又稱甲基紫精 (Methyl Viologen)，它的還原電位使其極易「掠奪」電子。它會與 $NADP^+$ 競爭，在電子抵達終點前將其攔截，這不僅中斷了 $NADPH$ 的合成，被還原後的巴拉刈還會與氧氣反應產生大量的活性氧 (ROS)，進而破壞細胞膜系統。
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巴拉刈的殺草機制
💡 巴拉刈攔截 PSI 電子，阻斷 NADP+ 還原成 NADPH。
🔗 巴拉刈攔截電子流過程
- 1 光系統 I 激發 — 葉綠素吸收光能並釋出高能電子
- 2 傳至鐵氧還蛋白 — 電子傳遞至 Fd，原本要交給 NADP+
- 3 巴拉刈攔截 — 搶奪 Fd 的電子，使 NADP+ 無法還原
- 4 產生超氧自由基 — 巴拉刈將電子交給氧氣，產生強氧化毒性
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🔄 延伸學習：延伸學習：DCMU 除草劑則是作用於 PSII 到質醌 (PQ) 之間
