高考申論題
110年
[園藝] 園藝植物生理學
第 四 題
四、論述植物抗氰呼吸途徑（cyanide-resistant respiration）的生理意義。（25 分）
📝 此題為申論題
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看到「抗氰呼吸途徑」，首先要想到交替氧化酶（AOX）在粒線體電子傳遞鏈中的分流機制，及其「減少 ATP 生成、將能量轉為熱能散失」的能量特性。答題策略應採用「生理機制推導法」，先精要解釋抗氰呼吸的作用位置（泛醌分流），接著從產熱作用（如天南星科授粉）、逆境適應（作為電子洩壓閥減少活性氧 ROS）、以及代謝平衡（能量溢流）三個微觀至巨觀的層次，深入論述其對園藝植物的生理意義。
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【破題】 植物的抗氰呼吸途徑（Cyanide-resistant respiration）是指在粒線體電子傳遞鏈（ETC）中，電子不經過對氰化物敏感的細胞色素c氧化酶（Complex IV），而是透過交替氧化酶（Alternative oxidase, AOX）直接將電子傳遞給氧氣生成水。此途徑的特徵是不建立質子梯度，因此不生成 ATP，而是將能量以熱能形式散失。 【論述】
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植物抗氰呼吸生理
💡 透過AOX途徑將電子能量轉化為熱能，具產熱、抗逆境及代謝調節意義。
| 比較維度 | 細胞色素途徑 (主) | VS | 抗氰途徑 (AOX) |
|---|---|---|---|
| 末端氧化酶 | 細胞色素c氧化酶 | — | 交替氧化酶 (AOX) |
| 能量主要形式 | 化學能 (ATP) | — | 熱能 |
| 氰化物敏感度 | 高度敏感 (抑制) | — | 不敏感 (具抗性) |
| 質子泵浦位點 | 包含複合體 III 與 IV | — | 繞過 III 與 IV |
💬抗氰途徑是植物在特定發育階段或環境逆境下的重要調節與保護途徑。
