115學測自然 第29題 詳解

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逐步解析

1. 1

   分清誰需要光

   移入黑暗，唯一被直接關掉的是「光反應」。光反應在葉綠體的類囊體膜上進行，靠色素吸收光能把水分解、產生 ATP 與 NADPH。呼吸作用則完全不需要光：糖解在細胞質基質、克氏循環與電子傳遞鏈在粒線體，只要有葡萄糖和氧氣就日夜不停地進行。所以「進黑暗＝呼吸停止或被抑制」這個想法一開始就是錯的——植物和動物一樣，一旦停止呼吸就無法供能，也就活不下去了。
2. 2

   光反應停，固碳跟著停

   固碳反應（卡爾文循環）雖然本身不直接用光，卻完全靠光反應供應的 ATP 與 NADPH 來把二氧化碳還原成醣。光反應一停，這兩樣原料在很短時間內就用完，固碳反應隨即停擺，豆苗因此再也製造不出新的醣類。也就是說，黑暗中的豆苗只有支出、沒有收入。
3. 3

   確認呼吸型式

   題目特別交代豆苗「仍然存活且未發生凋萎現象」，表示水分與氧氣供應都正常，只是沒有光。氧氣充足時，細胞行有氧呼吸：葡萄糖經糖解變成丙酮酸後，丙酮酸會進入粒線體走克氏循環，最後由氧接收電子生成水。既然是有氧呼吸，就不會轉去走發酵路徑，也就不會累積乳酸或酒精。順帶一提，植物細胞缺氧時的發酵產物是酒精而非乳酸，乳酸發酵是動物肌肉細胞的路徑。
4. 4

   逐項檢驗

   (A) 說呼吸作用停止，卻又說葡萄糖分解產生丙酮酸——糖解正是呼吸作用的第一階段，前後自相矛盾。(B) 呼吸不會下降，而且植物不走乳酸發酵，乳酸無從累積。(C) 黑暗不會抑制呼吸，氧氣充足時也不會產生酒精。(D) 前半句「光反應停止」沒錯，但後半句整個反了：黑暗中沒有光合作用製造新的醣，呼吸卻照常消耗醣，醣類只會愈用愈少，不可能累積；而且細胞維持生命所需的能量並不會因為天黑就減少。(E) 光反應停擺使固碳反應無法進行，細胞為了維持呼吸供能、繼續運作各項生理機能，只能把先前儲存的醣類（如澱粉）分解來燒——這正是黑暗中豆苗真正在做的事。
5. 5

   作答

   黑暗中的豆苗，光反應與固碳反應雙雙停擺，呼吸作用卻照常進行，於是只能不斷分解庫存的醣類來維持機能，體內醣量持續下降。答案選 (E)。

關鍵觀念：#光合作用 #呼吸作用 #固碳反應

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