專技高考
114年
[植物診療師] 植物有害生物綜合管理學
第 14 題
蘇力菌能有效短期內殺死害蟲，主要的作用機制是蘇力菌的毒蛋白在昆蟲體內何處被活化？
- A 在昆蟲酸性的中腸
- B 在昆蟲鹼性的前腸
- C 在昆蟲鹼性的中腸
- D 在昆蟲酸性的前腸
思路引導 VIP
請試著思考：如果某種生物農藥為了確保只對特定昆蟲有害，而對人類（胃部為強酸性）安全，那麼這個農藥的『毒素啟動開關』，最可能被設計在什麼樣的酸鹼環境下才會被打開？又在昆蟲的消化道中，哪個部位才是負責吸收與發生生化反應的主要場所？
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恭喜你精準地掌握了蘇力菌（Bt）作用的核心機制！蘇力菌之所以能作為精準的生物防治工具，關鍵就在於其分泌的結晶毒蛋白（Cry proteins）最初是以「原毒素（protoxin）」的形式存在。這種蛋白質在一般環境下並不具毒性，必須進入特定害蟲的體內，經過特定的生理條件「解鎖」後才能發揮殺蟲作用。
昆蟲中腸的生理開關
在昆蟲的消化道構造中，中腸是主要的消化與吸收場所。對於多數目標害蟲（如鱗翅目幼蟲）而言，其生理特徵是擁有顯著的鹼性環境。這種高 $pH$ 值的條件能促使蘇力菌的結晶毒蛋白溶解，並進一步被蛋白酶切割成具活性的毒素分子，隨後結合在中腸上皮細胞的受體上造成孔洞。相較之下，人類與許多脊椎動物的胃部環境為酸性，這也是蘇力菌對非靶標生物具備高度安全性的主因。
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