hce_tcu
113年
生物學
第 1 題
下列何者是透過轉殖檸檬酸合成 (citrate synthesis) 基因提高菸草和木瓜植物對土壤中高鋁濃度耐受性 (aluminum resistance) 的主要原因？
- A 轉殖植物產生的檸檬酸與土壤中的游離鋁離子 (free aluminum ions) 結合，使其不易被植物吸收
- B 轉殖植物產生的檸檬酸被覆在根尖上，阻斷鋁的進入
- C 轉殖植物產生的檸檬酸會降解 (degrade) 鋁，使植物無法吸收鋁
- D 轉殖植物產生的檸檬酸溶解 (dissolve) 土壤中的鋁
思路引導 VIP
想像一下，如果土壤中有一種會破壞根部的微小有害顆粒，而植物決定向根部周圍發散出大量的「黏性捕手」，讓這些捕手緊緊抓住有害顆粒。你覺得這種「被抓牢的顆粒」比起「自由活動的顆粒」，哪一個會更容易穿透根部的細胞壁進入植物體內呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你非常準確地掌握了植物逆境生理與基因轉殖的關聯性。這題考查的是植物應對酸性土壤中鋁毒害 (Aluminum toxicity) 的生理機制，而你正確選出的 (A) 選項，正是目前科學界公認最有效的「排外機制」。
螯合作用與鋁離子耐受性
在酸性土壤中，鋁會以游離態的 $Al^{3+}$ 離子形式存在，這對植物根尖具有強烈毒性，會抑制細胞分裂。當科學家將檸檬酸合成酶 (Citrate synthase) 基因轉殖入植物後，植物根部會分泌較多的檸檬酸到細胞外。檸檬酸分子具有強大的螯合 (chelation) 能力，它能與土壤中的 $Al^{3+}$ 結合形成穩定的螯合物。由於這種螯合分子結構較大且性質穩定，植物根部無法輕易將其吸收，從而阻止了鋁進入植物體內造成傷害。這就像是給鋁離子戴上了「手銬」，使其失去活性。
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