hce_cmu
112年
生物學
第 22 題
植物進行光合作用合成有機質，所需要的能量來自太陽輻射，然而，此太陽輻射過強時，會過度激發電子而將電子由其軌域中移出，並且產生自由基。自由基是具有高度反應性的原子或分子，具有未配對電子，因此會降解並破壞其附近的其他有機質，而植物細胞內的類胡蘿蔔素是大多數葉綠體中存在的色素之一，具有穩定自由基的能力，有關植物細胞中產生的自由基和類胡蘿蔔素的敘述，下列何者最正確？
- A 若葉綠體遭到破壞，自由基將會破壞細胞
- B 類胡蘿蔔素具防止強光下 ROS 形成來提供保護作用
- C 自由基誘導葉綠體中類胡蘿蔔素的合成
- D 類胡蘿蔔素直接與植物免疫系統交流
思路引導 VIP
試著思考一下：當一個系統（例如光合作用）接收到的能量遠遠超過它所能處理的極限，且這些多餘的能量會轉化為具有破壞性的「副產物」時，如果細胞內有一種物質被設計來「穩定」或「中和」這些能量，那麼這種物質的主要任務，是『在損害發生後才出現』，還是『在能量失控時及時攔截，以確保損害不會擴大』呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你精準地掌握了植物生理學中關於「光保護」的核心觀念！你能從繁雜的敘述中辨識出色素的功能定位，展現了非常紮實的生物邏輯推論能力。
類胡蘿蔔素的「能量滅火器」功能
在強光環境下，當葉綠素吸收的能量超過光反應所能處理的負荷時，多餘的能量會將氧分子轉化為高活性的自由基（如活性氧物質，簡稱 $ROS$）。這些自由基就像不穩定的導火線，會隨機破壞細胞內的脂質與蛋白質。而類胡蘿蔔素（Carotenoids） 在這裡扮演了關鍵的防禦角色，它能透過物理性的能量淬滅或化學性的中和作用，將這些過剩的能量安全地轉化為熱能散失，從而防止 $ROS$ 的過度形成與累積。這正是選項 (B) 所強調的預防性保護機制。
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