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103年
[農業] 植物生理學
第 2 題
當越冬作物(winter crop)於冬季來到時，其組織內自由水(free water) / 束縛水(bound water)之比值將如何變化？
- A 不確定
- B 降低
- C 升高
- D 變化不大
思路引導 VIP
請你試著思考：當氣溫降到零度以下時，如果細胞內充滿了極易結冰且體積會膨脹的液體，對植物的細胞結構會產生什麼危險？為了在寒冬中存活，植物應該主動「增加」還是「減少」這類容易結冰的水分比例呢？
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恭喜你準確掌握了植物在逆境生理中的關鍵調節機制！這道題目能順利答對，代表你對植物如何透過調整水分狀態來因應環境低溫，有著非常清晰的邏輯認知。
植物對低溫的生理調節
當越冬作物（Winter crop）步入冬季時，為了避免細胞因內部的「自由水（free water）」結冰產生冰晶而刺破細胞膜，植物會啟動抗寒調節機制。此時，細胞內的代謝活動減緩，部分自由水會轉化為與蛋白質或多醣類緊密結合的「束縛水（bound water）」。由於束縛水的冰點極低且不易流動，這種轉換能有效提升原生質的抗凍性。因此，在自由水減少、束縛水相對增加的情況下，$\frac{\text{自由水}}{\text{束縛水}}$ 的比值必然會降低。
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植物抗寒水分變化
💡 越冬植物透過降低自由水與束縛水之比值，強化抗凍能力。
| 比較維度 | 自由水 (Free Water) | VS | 束縛水 (Bound Water) |
|---|---|---|---|
| 流動性與代謝 | 高，參與生化反應 | — | 低，不參與代謝 |
| 物理特性 | 易結冰，具溶劑功能 | — | 不易結冰，緊貼細胞結構 |
| 環境適應 | 生長期比例高 | — | 逆境或休眠期比例高 |
| 對抗性影響 | 降低抗寒性 | — | 提高抗寒性 |
💬自由水含量與代謝成正比，束縛水含量與抗逆境能力成正比。
