高考申論題 105年 [農業技術] 作物生理學

第二題

📖 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 (二)

試敘述作物吸收硫酸根（SO4 2-）進行同化作用之過程？

考生應首先定位硫同化的核心發生場所（主要在葉綠體/質體），並利用『吸收→活化→還原→同化』的四階段邏輯來構築答題骨架。務必精確寫出關鍵生化反應、酵素（如ATP硫酸化酶、APS還原酶）與最終核心產物（半胱胺酸），以展現生化代謝的專業度。

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【破題】作物吸收硫酸根（SO4 2-）後，主要在葉部的葉綠體（或根部質體）內進行同化作用。此過程為一消耗能量（ATP）與還原力（電子供體）的生化代謝，最終將無機硫轉化為有機態的半胱胺酸（Cysteine），作為後續合成其他含硫化合物之樞紐。【論述】硫酸根的同化作用可分為以下四個主要階段：

微量元素之一的硫（sulfur; S）在作物生理及代謝上有何功能？

看到此題，首先應從硫的組成物質（如含硫胺基酸、輔酶）切入，接著延伸至其在蛋白質結構（雙硫鍵）、氧化還原（穀胱甘肽）、電子傳遞（鐵硫蛋白）及次級代謝產物（防禦機制）等生理功能。同時，可技巧性點出硫實為「次要大量元素」，展現專業精準度。

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【破題】硫（Sulfur, S）在植物營養學上實屬「次要大量元素」（Secondary macronutrient），而非微量元素。其在作物生理與代謝中扮演著極為關鍵的結構組成與代謝調節角色。【論述】

為何缺硫生長下的作物比較不耐重金屬之毒害？

看到此題，應立即聯想「硫代謝」與「重金屬解毒/抗氧化」的生化連結。核心解題關鍵在於指出硫是合成「穀胱甘肽（GSH）」與「植物螯合肽（PCs）」的必需元素，接著詳述這兩種物質如何透過「螯合區隔化」與「清除活性氧（ROS）」來解除重金屬毒害，最後得出缺硫會阻斷此防禦機制的結論。

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【破題】缺硫作物不耐重金屬毒害的核心原因在於：硫（S）是植物體內合成穀胱甘肽（Glutathione, GSH）、植物螯合肽（Phytochelatins, PCs）及金屬硫蛋白（Metallothioneins, MTs）等「重金屬解毒與抗氧化關鍵物質」的必需元素。【論述】

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