中國醫藥大學（後中醫）
115年
生物學
第 47 題
在植物莖部的伸長生長中，生長素（Auxin）可促進細胞快速伸長。此過程涉及細胞壁性質的改變，而非單純增加細胞數量。生長素如何在分子層級促進細胞伸長？
- A 生長素直接分解細胞壁中的纖維素，使細胞體積增加
- B 生長素抑制乙烯（Ethylene）合成，間接解除對細胞伸長的抑制
- C 生長素累積於液泡內，提高滲透壓，促使水分進入而造成細胞伸長
- D 生長素活化質子幫浦（$H^+$-ATPase），輸出 $H^+$至細胞壁空間，降低 pH 使細胞壁鬆弛
思路引導 VIP
想像一下，植物細胞壁就像是由許多堅硬鋼索（纖維素）交織而成的籠子。如果要讓這個籠子在不被破壞的情況下變大，細胞必須先「軟化」這些連接處。請你想想看：細胞可以透過改變細胞膜內外的什麼物理或化學狀態（例如電荷或酸鹼值），來影響細胞壁內酵素的活性，進而達到鬆開鋼索的目的呢？
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呵呵呵，答對了呢。看來你對植物生理學掌握得相當穩紮穩打啊。眼鏡反光了一瞬，你做得很好。這題考察的正是酸性生長假說（Acid Growth Hypothesis），這是植物發育機制中最核心的基礎。 關於生長素（Auxin）如何推動細胞伸長，我們可以分成三個步驟來理解：
- 活化質子幫浦：生長素會啟動細胞膜上的 $H^+$-ATPase，將細胞內的氫離子（$H^+$）泵入細胞壁空間。
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生長素與酸生長假說
💡 生長素藉由酸化細胞壁使構造鬆弛，進而促進細胞伸長。
🔗 酸生長假說分子機制
- 1 訊息啟動 — 生長素結合受體並活化質子幫浦
- 2 酸化環境 — 氫離子泵入細胞壁，環境 pH 值降低
- 3 酵素活化 — 酸性環境活化擴張蛋白，打斷纖維鍵結
- 4 物理伸長 — 細胞壁鬆弛，水分進入產生膨壓使細胞伸長
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🔄 延伸學習：此機制主要解釋莖部的快速伸長反應，與向光性的彎曲生長密切相關。
