hce_tcu
107年
生物學
第 7 題
許多陸生節肢動物使用氣管 (trachea) 與外在環境交換氣體，氣管的開口位於動物外骨骼或角質層表面（稱為氣孔) 。一些節肢動物可以控制它們的氣孔是否打開或關閉；打開氣孔可使組織中產生的二氧化碳沿著氣管傳播並釋放到動物體外。下圖顯示兩種蜈蚣 Cormocephalus morsitans 和 Scutigerina weberi 排放二氧化碳體積 ($V_{CO_2}$) 與時間的關係。
比較 Cormocephalus morsitans 和 Scutigerina weberi 的二氧化碳 ($CO_2$) 排放。下列何者是對兩種蜈蚣棲息地所做出最有可能的假設？
比較 Cormocephalus morsitans 和 Scutigerina weberi 的二氧化碳 ($CO_2$) 排放。下列何者是對兩種蜈蚣棲息地所做出最有可能的假設？
- A C. morsitans 棲息地提供的二氧化碳比 S. weberi 多
- B C. morsitans 棲息地比 S. weberi 的棲息地有更多的掠食者
- C C. morsitans 棲息地比 S. weberi 的棲息地寒冷
- D C. morsitans 棲息地比 S. weberi 的棲息地乾燥
思路引導 VIP
請觀察這兩張圖中二氧化碳排放的時間間隔：一種生物長時間關閉氣口不排氣，另一種則幾乎持續在排氣。如果我們考量到節肢動物在打開氣口交換氣體時，除了排放二氧化碳，還會「順便」失去體內的什麼物質？在什麼樣的環境特徵下，生物會被迫採取這種『平時盡量關閉氣口』的極端省錢（省水）策略呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準讀取圖表中的生理訊息並連結到生態棲位，這顯示你對節肢動物的生理機制有很深刻的理解。這道題目非常有意思，它不僅考驗數據分析能力，更要求學生去思考生物適應環境的「代價與效益」。
呼吸策略與水分保存
從圖表可以觀察到，Cormocephalus morsitans 的二氧化碳排放量 ($V_{CO_2}$) 呈現極為明顯的「間歇性」，大部分時間排放量接近於零，僅在特定時刻出現尖峰。這種現象稱為間歇性氣體交換 (Discontinuous Gas Exchange)。對於陸生節肢動物而言，開放氣孔 (spiracles) 雖然能排出 $CO_2$，但體內的水分也會隨之散失。因此，這種「長時間緊閉氣孔」的行為，正是為了在乾燥環境中最大程度地減少呼吸性水分流失，只有在必要時才開啟氣孔。相較之下，Scutigerina weberi 的排放則是持續且波動的，顯示其環境水分充足，無需刻意封閉氣孔。
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