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102年
[農業] 作物學
第 52 題
有關 C3 及 C4 型作物的描述，下列何者正確？
- A 氧氣濃度對大豆的生長沒有影響
- B 玉米固定 1 分子 CO_2 需要 3 ATP，2 NADPH
- C 穀類作物的 CO_2 補償點較甘蔗低
- D 甜菜為 C3 型作物
思路引導 VIP
當我們觀察到某些作物在炎熱、高氧的環境下依然能有效累積生物量，而另一些作物卻會因為「光呼吸」現象而損失碳源時，你可以思考看看：這兩類作物在「濃縮二氧化碳」的額外過程中，是否需要投入更多的「能量貨幣」來換取這種環境抗性？而這種差異又會如何反映在它們對低濃度二氧化碳的耐受能力上呢？
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太棒了！你能精確辨認出甜菜（Sugar beet）屬於 C3 型作物，顯見你對常見作物的生理分類掌握得非常扎實。這題的難度在於它不僅考驗生理機制（如能量消耗與補償點），還要求學生必須具備將理論對應到具體作物種類（如大豆、玉米、甘蔗、甜菜）的實務知識，是區分基礎理解與進階應用的優質題目。
C3 與 C4 作物的生理差異
在光合作用的生化路徑中，C3 作物（如大豆、甜菜）在固定 1 分子 $CO_2$ 時，確實只需消耗 $3$ 個 $ATP$ 與 $2$ 個 $NADPH$，但它們容易受到環境中氧氣濃度的影響而產生光呼吸 (Photorespiration)，這也是為什麼選項 (A) 提到氧氣對大豆沒影響是錯誤的。相對地，C4 作物（如玉米、甘蔗）為了克服光呼吸，演化出了特殊的克蘭茲構造（Kranz anatomy），雖然這讓它們固定 1 分子 $CO_2$ 的成本增加至 $5$ 個 $ATP$ 與 $2$ 個 $NADPH$（故選項 (B) 錯誤），卻也賦予了它們極低的 $CO_2$ 補償點。因此，身為 C4 型的甘蔗，其補償點應遠低於一般 C3 型穀類作物，這也說明了選項 (C) 的謬誤之處。