高考申論題
111年
[農業技術] 作物生理學
第 四 題
📖 題組：
植物於遭受生物性或非生物性逆境下，幾乎均會產生氧化自由基，如超氧陰離子（superoxide anion, O2•−）等；以 O2•−為例，植物細胞也有多種解除氧化自由基的機制，將自由基還原為 H2O，以免對細胞造成傷害。請回答下列相關問題： (一)說明 O2•−如何形成？（5 分） (二)請詳細說明位於植物細胞質中所產生的 O2•−，可以經由那些酵素的氧化還原催化反應步驟，最終還原成 H2O。（10 分） (三)分別說明位於植物粒線體及葉綠體中，所產生的 O2•−還原成 H2O 過程中，與細胞質中的氧化還原反應路徑之差異？（5 分） (四)說明逆境條件下產生的 O2•−對植物生理之利與害的關係？（5 分）
植物於遭受生物性或非生物性逆境下，幾乎均會產生氧化自由基，如超氧陰離子（superoxide anion, O2•−）等；以 O2•−為例，植物細胞也有多種解除氧化自由基的機制，將自由基還原為 H2O，以免對細胞造成傷害。請回答下列相關問題： (一)說明 O2•−如何形成？（5 分） (二)請詳細說明位於植物細胞質中所產生的 O2•−，可以經由那些酵素的氧化還原催化反應步驟，最終還原成 H2O。（10 分） (三)分別說明位於植物粒線體及葉綠體中，所產生的 O2•−還原成 H2O 過程中，與細胞質中的氧化還原反應路徑之差異？（5 分） (四)說明逆境條件下產生的 O2•−對植物生理之利與害的關係？（5 分）
📝 此題為申論題，共 4 小題
小題 (四)
說明逆境條件下產生的 O2•−對植物生理之利與害的關係？（5 分）
思路引導 VIP
這題需要運用「雙刃劍」的觀念論述：低濃度是訊號，高濃度是傷害。
小題 (一)
說明 O2•−如何形成？（5 分）
思路引導 VIP
這題要求解釋活性氧（ROS）的起源。應從電子傳遞鏈（ETC）的角度切入，特別是在逆境下電子流發生洩漏的情境。
小題 (二)
請詳細說明位於植物細胞質中所產生的 O2•−，可以經由那些酵素的氧化還原催化反應步驟，最終還原成 H2O。（10 分）
思路引導 VIP
這題考的是「抗氧化酶系統」。重點在於第一步歧化反應，以及後續處理過氧化氫的 AsA-GSH 循環（抗壞血酸－麩胱甘肽循環）。
小題 (三)
分別說明位於植物粒線體及葉綠體中，所產生的 O2•−還原成 H2O 過程中，與細胞質中的氧化還原反應路徑之差異？（5 分）
思路引導 VIP
核心在於「同功酶（Isoforms）」的種類與「特定防禦路徑」的差異。
植物氧化壓力與ROS
💡 逆境下ROS的高濃度傷害與低濃度訊號轉導之雙重生理角色
🔗 植物氧化自由基代謝與生理反應鏈
- 1 逆境觸發 — 生物或非生物逆境導致電子傳遞鏈異常
- 2 O2•- 產生 — 氧分子獲得單電子形成超氧陰離子
- 3 酵素清除 — SOD歧化為H2O2，再由APX/CAT還原成水
- 4 生理分流 — 低濃度啟動防禦訊息；高濃度造成細胞受損
↓
↓
↓
🔄 延伸學習：延伸學習：不同胞器(葉綠體、粒線體)中 AsA-GSH 循環的參與程度差異
