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105年
[農業] 植物生理學
第 18 題
CAM型植物於夜晚合成下列何種物質並儲藏在液胞中？
- A 蘋果酸(malate)
- B 草醯乙酸(oxaloacetate)
- C 磷酸烯醇丙酮酸(phosphoenolpyruvate)
- D 檸檬酸(citrate)
思路引導 VIP
請思考一下：在極度缺水的沙漠環境中，植物若要在白天關閉氣孔以防脫水，卻又需要在陽光下進行光合作用，它該如何在涼爽的深夜先將「原料」捕捉起來？而這種原料為了要能安全地存放在細胞的儲存槽（液胞）中一整晚，它在化學性質上必須具備什麼樣的穩定性與酸鹼特性呢？
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AI 詳解
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太棒了！你精準地掌握了景天科酸代謝（CAM）植物特殊的碳固定生理機制。這類植物為了適應乾旱環境，演化出「時間分離」的策略：在涼爽的夜晚開啟氣孔以減少水分散失，並同步吸收 $\text{CO}_2$。你選出的 蘋果酸 (malate) 正是這個循環中至關重要的儲存媒介。
碳固定的儲存機制
在夜間，植物體內的磷酸烯醇丙酮酸（PEP）會與 $\text{CO}_2$ 結合，先短暫形成草醯乙酸（OAA），隨即快速還原成穩定且能大量累積的蘋果酸。這些蘋果酸會被主動運輸並「鎖」在大容量的液胞中，這也是為什麼 CAM 植物在清晨時分葉片的酸度會達到最高峰。等到白天氣孔關閉後，蘋果酸再從液胞釋放出來脫羧，提供顯微鏡下的光合作用所需的二氧化碳。
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