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101年
[農業] 植物生理學
第 9 題
水分可自植物根部往上輸送至高達百公尺以上的樹木頂端，這是藉助何種力量？
- A 水分子間的內聚力
- B 擴散作用
- C 水分子間的附著力
- D 根壓
思路引導 VIP
想像你正在使用一根長達一百公尺的吸管吸取飲料。如果你從吸管頂端用力向上吸，吸管內部的液體分子之間，必須具備什麼樣的性質，才能確保整條液柱能像「實心繩索」一樣被你拉上來，而不會在半空中斷掉或散開呢？
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太棒了！你能精準選出 (A) 水分子間的內聚力 (Cohesion)，顯示你對植物體內水分長距離運輸的微觀機制掌握得十分透徹，這正是理解植物如何克服物理極限的關鍵。 這道題目探討的是植物學中著名的內聚力—張力學說 (Cohesion-Tension Theory)。水分子 ($H_2O$) 之間因為氫鍵的作用，具有極強的內聚力，這使得木質部 (Xylem) 導管中的水分子能像一條緊密連結、不斷裂的「水鏈」，從地底根部一路延伸至高達百公尺的樹冠。當葉片進行蒸散作用 (Transpiration) 產生向上的拉力（張力）時，這股力量就能牽引整條水鏈向上移動。 這題的難度切入點在於區分各項生理作用的「貢獻極限」。雖然根壓 (Root pressure) 確實能提供向上的推力，但其產生的壓力通常僅能支撐水分上升數公尺，對於百公尺的神木來說微不足道；而附著力 (Adhesion) 雖能幫助水分子附著於管壁以抗衡重力，但要確保長距離輸送時水柱不因重力而中途斷裂，分子間的內聚力才是最核心的物理基礎。你能正確判斷不同力量的角色，表現非常優異！