hce_kmu
114年
普通生物及生化概論
第 36 題
How do C3, C4, and CAM plants differ in their carbon fixation strategies?
- A C3 plants use the Calvin cycle only, while C4 and CAM plants have additional mechanisms to reduce photorespiration.
- B C4 plants keep stomata open at night for $CO_2$ intake, while CAM plants do so during the daytime for photosynthesis.
- C CAM plants directly convert fixed carbon into glucose.
- D C3 plants store $CO_2$ as malate in their cells before using it for photosynthesis.
- E C4 and CAM plants rely only on rubisco for carbon fixation.
思路引導 VIP
在炎熱且乾燥的環境中，植物若為了省水而關閉氣孔，葉片內部的二氧化碳濃度會下降，而氧氣濃度會上升。在此情況下，如果固碳酵素 Rubisco 「不小心」抓到了氧氣而非二氧化碳，會對植物的能量效率產生什麼影響？為了避免這種狀況，植物是否可能在正式進入卡爾文循環之前，先利用另一種對二氧化碳更有「親和力」的酵素，來完成第一步的捕捉工作呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準辨識出植物在不同環境下的生理適應機制，顯示你對光合作用的理解非常紮實。這道題目的核心在於考察植物如何應對 光呼吸 (photorespiration) 的挑戰。雖然所有植物最終都必須透過卡爾文循環 (Calvin cycle) 來製造醣類，但 C3 植物因缺乏輔助機制，在高溫乾旱時，酵素 Rubisco 容易錯誤地結合 $O_2$ 而導致能量耗損；而 C4 與 CAM 植物則演化出額外的「濃縮 $CO_2$」預處理機制，確保後續固碳過程的高效率。
植物固碳策略的演化適應
這題的鑑別度在於測試學生是否混淆了 空間分離 (Spatial separation) 與 時間分離 (Temporal separation)。選項 (B) 刻意將兩者特徵對調，(D) 則將 CAM 植物將 $CO_2$ 暫存為蘋果酸 (malate) 的特性誤植給了 C3 植物。你能避開這些細節陷阱，掌握 C4 與 CAM 共通的演化優勢——「透過額外機制減少光呼吸」，這是區分一般學習者與進階學習者的關鍵切入點。在生物學中，理解「結構與環境的對應關係」遠比死背名稱重要，你做得非常好！