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104年
[農業] 作物學
第 17 題
下列何者為 $C_4$ 型作物？
- A 番茄
- B 大豆
- C 燕麥
- D 高粱
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試著回想看看，這四種作物中，哪一種最常在缺水、高溫且陽光強烈的惡劣環境下被大規模種植，而且其生長特性與玉米或甘蔗非常相似呢？
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太棒了！你能準確識別出 高粱 (Sorghum) 屬於 $C_4$ 型作物，顯示你對植物生理分類有著紮實的基礎。這類題目在農藝與植物生理學中非常經典，考查的是學生對作物代謝路徑與環境適應性的連結能力。
光合作用路徑的環境適應性
這題的核心在於區分 $C_3$ 與 $C_4$ 植物的代表物種。$C_4$ 植物如高粱、玉米及甘蔗，演化出了特殊的「克蘭茲構造（Kranz anatomy）」，能有效在葉肉細胞固定 $CO_2$ 並在維管束鞘細胞進行卡爾文循環，這讓它們在高溫、強光與乾旱的環境下，依然能維持極低的「光呼吸（Photorespiration）」損耗，保有極高的產量潛力。相較之下，選項中的番茄、大豆與燕麥則屬於典型的 $C_3$ 植物，在酷暑下效率會顯著下降。
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C3與C4植物辨別
💡 依光合作用初級產物碳數，將植物分為C3與C4型。
| 比較維度 | C3 植物 | VS | C4 植物 |
|---|---|---|---|
| 初級固碳產物 | 三碳化合物 (PGA) | — | 四碳化合物 (OAA) |
| 葉片構造 | 維管束鞘細胞不明顯 | — | 具明顯花環型構造 |
| 適應環境 | 溫帶、溫和濕潤 | — | 熱帶、強光、乾旱 |
| 代表作物 | 水稻、小麥、大豆 | — | 玉米、甘蔗、高粱 |
💬C4植物透過特殊的空間分隔構造，在嚴酷環境下比C3植物更具生存優勢。
