地特三等申論題 105年 [農業技術] 作物生理學

第一題

📖 題組：
三、(一)微量元素之一的硫（sulfur; S）在作物生理及代謝上有何功能？（8 分） (二)試敘述作物吸收硫酸根（SO4 2-）進行同化作用之過程？（10 分） (三)為何缺硫生長下的作物比較不耐重金屬之毒害？（7 分）

📝 此題為申論題，共 3 小題

小題 (一)

微量元素之一的硫（sulfur; S）在作物生理及代謝上有何功能？

看到「硫的生理功能」，應立刻聯想其參與建構的三大核心物質：含硫胺基酸（決定蛋白質雙硫鍵結構）、代謝輔酶（輔酶A、維生素B1）以及抗逆境分子（穀胱甘肽、植物螯合肽）。答題時將這三大面向條列說明，即可完整涵蓋生理與代謝功能，穩拿8分。

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【破題】硫（S）在作物生理與代謝中扮演不可或缺的關鍵角色（註：植物營養學上多將其歸為次要大量元素），主要功能涵蓋蛋白質建構、代謝活化及抗逆境機制等面向。【論述】

試敘述作物吸收硫酸根（SO4 2-）進行同化作用之過程？

看到本題應立即聯想到植物的「硫同化作用」（sulfur assimilation）生化路徑。答題時依序從「根部吸收」、「活化（APS形成）」、「連續還原（硫酸根→亞硫酸根→硫化物）」，最後寫到「有機化（合成半胱胺酸）」四個階段來撰寫，以展現生理過程的完整性。

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【破題】作物自土壤中吸收硫酸根（SO₄²⁻）後，主要在葉綠體中經過一系列的活化與還原反應，最終同化為含硫胺基酸（半胱胺酸，Cysteine），此為硫同化作用（Sulfur assimilation）的核心過程。【論述】一、吸收與運輸：

為何缺硫生長下的作物比較不耐重金屬之毒害？

看到植物對重金屬毒害的耐受性，應直覺聯想到體內的「解毒機制」，特別是富含巰基（-SH）的穀胱甘肽（GSH）與植物螯合肽（PCs）。解題重點在於說明缺硫會阻礙含硫胺基酸的合成，導致這兩種關鍵解毒物質匱乏，使作物無法進行重金屬的「螯合隔離」與「活性氧清除」。

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【破題】缺硫作物不耐重金屬毒害，主因在於缺乏合成「穀胱甘肽（GSH）」及「植物螯合肽（PCs）」等含硫防禦物質，導致作物喪失重金屬螯合隔離與抗氧化的能力。【論述】