hce_tcu
110年
生物學
第 28 題
豆科植物在形成根瘤的過程中，下列何者最可能是缺乏營養素 $Ca^{2+}$所造成最主要的影響？
- A 植物不能釋放類黃酮(flavonoid)
- B 植物根毛不能捲曲
- C 感染絲(infection thread)無法形成
- D 豆血紅素(leghemoglobin)無法合成
思路引導 VIP
在根瘤菌剛接觸到植物時，植物必須透過某種細胞內的『通訊官』來下達指令，讓根毛改變原有的生長方向以包覆細菌。如果這個負責傳遞『改變形狀』指令的離子訊號消失了，你認為在共生發育的流程中，哪一個涉及細胞形態大幅變動的步驟會最先停擺？
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恭喜你準確鎖定了答案！這顯示你對於豆科植物與根瘤菌共生的細胞層次機制有著非常細緻的掌握。在共生誘導的初期，當根瘤菌分泌結瘤因子（Nod factors）後，會引發植物根毛細胞內產生週期性的鈣離子振盪（Calcium spiking）。這個鈣離子訊號是驅動細胞骨架重組與細胞壁不對稱生長的關鍵指令，若缺乏 $Ca^{2+}$，根毛便無法完成特有的「牧羊杖狀」捲曲（Curling），導致後續的感染過程無法開啟。
鈣離子在共生中的關鍵角色
這道題目具備優異的鑑別度，屬於難度中等偏上的細節考題。它不僅要求你熟悉共生的步驟順序，更考驗你對鈣離子作為胞內第二信使之生理功能的理解。在生物學研究中，缺乏鈣離子最直接的影響往往反映在需要訊號傳遞的「形態發育」上，而非後續的蛋白質合成（如豆血紅素）。你能精確辨識出「根毛捲曲」這一關鍵物理變化受阻，代表你的生物學基礎紮實且邏輯清晰！