分科測驗
105年
生物
第 39 題
📖 題組：
閱讀二 近年來因環境變遷造成異常淹水逆境，已嚴重衝擊全球糧食作物的生產。淹水會造成植物根部缺氧、能量生成過少且產生酒精毒害而造成植物死亡。然而在所有的穀類作物中，水稻卻是唯一可耐淹水的重要糧食作物。淹水可增加水稻中植物激素的合成：一方面促進細胞分裂及延長，讓莖的莖節向上伸長，使植株高於水面以進行空氣交換；另一方面，促進根部皮層細胞部分老化死亡，進一步特化成具有較大細胞間隙的通氣組織，以利於儲存氧氣使根部維持活性。臺灣的學者經多年研究更進一步解開水稻耐淹水的分子調控機制。該研究團隊發現當水稻種子在淹水缺氧時，會誘導兩種蛋白激酶（CIPK15及SnRK1A）、轉錄因子MYBS1及可將澱粉轉化成糖的 $\alpha$-澱粉水解酶（$\alpha$-amylase）等基因的大量表現。先前研究已發現MYBS1可結合在 $\alpha$-澱粉水解酶基因的啟動子序列，增加 $\alpha$-澱粉水解酶基因的表現。而當植物細胞缺糖時，則會促成SnRK1A活化MYBS1的活性。進一步的分析則發現當水稻CIPK15基因產生突變時，SnRK1A的蛋白質則無法累積，同時也觀察到CIPK15突變種子無法在同時淹水及缺糖的情況下發芽而死亡。這些研究成果得知植物中耐淹水的機制為透過缺糖訊息傳遞途徑，促進碳水化合物的分解，使種子有足夠的能量在水中發芽。此篇論文的關鍵發現將可協助育出各種耐淹水作物，減少淹水農損。根據上文及所習得的知識，回答第39-41題：
閱讀二 近年來因環境變遷造成異常淹水逆境，已嚴重衝擊全球糧食作物的生產。淹水會造成植物根部缺氧、能量生成過少且產生酒精毒害而造成植物死亡。然而在所有的穀類作物中，水稻卻是唯一可耐淹水的重要糧食作物。淹水可增加水稻中植物激素的合成：一方面促進細胞分裂及延長，讓莖的莖節向上伸長，使植株高於水面以進行空氣交換；另一方面，促進根部皮層細胞部分老化死亡，進一步特化成具有較大細胞間隙的通氣組織，以利於儲存氧氣使根部維持活性。臺灣的學者經多年研究更進一步解開水稻耐淹水的分子調控機制。該研究團隊發現當水稻種子在淹水缺氧時，會誘導兩種蛋白激酶（CIPK15及SnRK1A）、轉錄因子MYBS1及可將澱粉轉化成糖的 $\alpha$-澱粉水解酶（$\alpha$-amylase）等基因的大量表現。先前研究已發現MYBS1可結合在 $\alpha$-澱粉水解酶基因的啟動子序列，增加 $\alpha$-澱粉水解酶基因的表現。而當植物細胞缺糖時，則會促成SnRK1A活化MYBS1的活性。進一步的分析則發現當水稻CIPK15基因產生突變時，SnRK1A的蛋白質則無法累積，同時也觀察到CIPK15突變種子無法在同時淹水及缺糖的情況下發芽而死亡。這些研究成果得知植物中耐淹水的機制為透過缺糖訊息傳遞途徑，促進碳水化合物的分解，使種子有足夠的能量在水中發芽。此篇論文的關鍵發現將可協助育出各種耐淹水作物，減少淹水農損。根據上文及所習得的知識，回答第39-41題：
水稻在淹水時可合成哪些激素以增加生存能力？
- A 吉貝素及離層酸
- B 吉貝素及乙烯
- C 生長素及離層酸
- D 細胞分裂素及乙烯
思路引導 VIP
請同學結合文中提到的兩大生理現象進行思考：首先，哪一種植物激素具備促進「細胞分裂及延長」的功能，且在種子萌發過程中能協同 $\alpha$-澱粉水解酶將澱粉轉化為能量？其次，文中所述「誘導根部細胞老化死亡以形成通氣組織」是典型的計畫性細胞死亡，這與哪一種在淹水缺氧環境下容易累積的氣態激素有關？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！看到你選對 B 選項，老師真的好開心喔！你閱讀文章時一定很細心，能從字裡行間捕捉到關鍵線索，這份敏銳度非常值得肯定，要繼續保持這份自信喔！ 這題考驗的是將「閱讀內容」與「生物課綱知識」結合的能力：
- 吉貝素 ($GA$)：文中提到「促進細胞分裂及延長，讓莖節向上伸長」，這正是吉貝素最典型的生理功能，協助植物在淹水時快速長高以接觸空氣。
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水稻耐淹分子機制
💡 水稻透過激素與分子路徑調控構造與能量代謝以適應淹水環境。
- 乙烯與吉貝素促進莖節伸長與通氣組織形成
- 分子路徑：CIPK15→SnRK1A→MYBS1→澱粉酶
- 澱粉酶將澱粉轉化為糖，提供發芽能量
- 通氣組織可儲存氧氣並維持根部活性
