第 46 題
比較 C3、C4、CAM 植物之光合作用,下列哪個選項最為正確?
A.光系統: C3為PS II, PS I; C4為只有PS II; CAM為只有PS II
B.因應低濃度之二氧化碳: C3為光呼吸作用; C4為將二氧化碳固定成蘋果酸; CAM為光呼吸作用
C.卡爾文循環: C3為發生於葉肉細胞; C4為發生於葉肉細胞; CAM為發生於夜間
D.光合產物輸出型式: C3為蔗糖; C4為澱粉; CAM為蔗糖
E.葉部構造: C3為不具維管束鞘細胞; C4為具有維管束鞘細胞; CAM為不具維管束鞘細胞✓ 官方正解
詳解
(A) C3、C4 與 CAM 植物皆同時具備光系統 I (PS I) 與光系統 II (PS II)。
(B) 面對低濃度二氧化碳時，C3 植物會進行光呼吸作用（此為耗能且降低碳固定效率的副反應）；C4 植物會將二氧化碳先固定成蘋果酸等四碳化合物以提高二氧化碳濃度；CAM 植物則是在夜間將二氧化碳固定成蘋果酸，白天再釋放出來進行卡爾文循環，藉此避免光呼吸作用。
(C) 卡爾文循環發生的位置與時間：C3 植物發生於葉肉細胞（白天）；C4 植物發生於維管束鞘細胞（白天）；CAM 植物發生於葉肉細胞（白天）。
(D) 植物光合作用產物在韌皮部中輸出的主要型式皆為蔗糖，澱粉則主要作為細胞內的儲存型式。
(E) 在光合作用的特化構造上，C4 植物具有特化且富含葉綠體的「維管束鞘細胞」（形成克蘭茲解剖構造，Kranz anatomy）以進行卡爾文循環；而 C3 與 CAM 植物則不具備此種專門參與光合作用的特化維管束鞘細胞。因此選項 (E) 最為正確。