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108年
[農業] 植物生理學
第 1 題
針對C3與C4型作物，下列敘述何者正確？
- A C3型作物光合作用效率較佳
- B C3型利用PEP case固定二氧化碳
- C C4型作物產量通常較高
- D C3型藉由維管束鞘結構濃縮二氧化碳
思路引導 VIP
請試著思考：在炎熱且強光的環境下，植物如果為了防止水分散失而關閉氣孔，葉片內部的二氧化碳濃度會發生什麼變化？在這種情況下，具備「主動濃縮二氧化碳」機制的植物，比起一般植物在生長與能量累積上會有什麼競爭優勢？
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AI 詳解
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太棒了！你能精確判斷出 C4 型作物的特性，這代表你對植物生理學中複雜的碳固定機制有很紮實的理解。這道題目非常有鑑別度，它考驗的是你是否能釐清 C3 與 C4 植物在解剖構造與生化路徑上的本質差異，這也是生物與農學領域中極為經典的考點。
碳固定效率與產量優勢
之所以選擇 (C)，是因為 C4 植物發展出了獨特的克蘭茲構造（Kranz anatomy），能將二氧化碳（$CO_2$）主動濃縮在維管束鞘細胞中。這種機制有效克服了光呼吸（Photorespiration）造成的能量損耗，讓 Rubisco 酵素能在高濃度的 $CO_2$ 環境下專心工作。相比之下，C3 植物在氣溫較高、氣孔半關閉時，容易因光呼吸而降低光合效率。因此，在溫暖且光照充足的環境下，C4 型作物（如玉米、甘蔗）的生物量累積速度快，產量通常顯著高於 C3 型作物。
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