高中學測
113年
自然
第 41 題
📖 題組：
捕蠅草捕蟲的趣事是生物適應的現象之一。捕蠅草生長在養分及礦物質缺乏的溼地，為了生存，它演化出肉食性的特質。它的葉片特化成捕器，是可以吸引、捕抓及消化小型節肢動物的器官。捕器閉合的物理機制源自於葉片細胞的膨脹與收縮。當水分從內層細胞流入外層細胞時，內層細胞收縮、外層細胞膨脹，因而造成葉片彎曲而閉合（圖17）。 捕器葉片的內側有焮毛，可感應獵物的觸動。每次觸發焮毛會產生一個電位。研究顯示，產生第一次電位時，葉片仍會保持張開，並記憶第一次的觸發。若在20秒內發生第二次觸發，葉片才會快速閉合困住獵物。科學家在葉子中肋和葉片分別插入電極進行充電，以模擬焮毛被觸發時產生電位的現象，他們發現無論是分段充電，還是連續充電，充電電量都要達到 14 $\mu C$，葉片才會在大約0.5秒內快速閉合。然而，若將捕蠅草的土壤浸潤在pH值高於4.5的溶液中，就算觸發焮毛產生電位，也無法讓葉子閉合。
捕蠅草捕蟲的趣事是生物適應的現象之一。捕蠅草生長在養分及礦物質缺乏的溼地，為了生存，它演化出肉食性的特質。它的葉片特化成捕器，是可以吸引、捕抓及消化小型節肢動物的器官。捕器閉合的物理機制源自於葉片細胞的膨脹與收縮。當水分從內層細胞流入外層細胞時，內層細胞收縮、外層細胞膨脹，因而造成葉片彎曲而閉合（圖17）。 捕器葉片的內側有焮毛，可感應獵物的觸動。每次觸發焮毛會產生一個電位。研究顯示，產生第一次電位時，葉片仍會保持張開，並記憶第一次的觸發。若在20秒內發生第二次觸發，葉片才會快速閉合困住獵物。科學家在葉子中肋和葉片分別插入電極進行充電，以模擬焮毛被觸發時產生電位的現象，他們發現無論是分段充電，還是連續充電，充電電量都要達到 14 $\mu C$，葉片才會在大約0.5秒內快速閉合。然而，若將捕蠅草的土壤浸潤在pH值高於4.5的溶液中，就算觸發焮毛產生電位，也無法讓葉子閉合。
捕蠅草有一親緣關係樹上的遠親，稱為豬籠草，它們同稱為食肉植物，表 3 為兩者的特性。依據此資訊判斷，（a）食肉植物的捕器是否為同功構造？（1 分）
（b）判定的原因為何？（3 分）
表 3 食肉植物（Carnivorous plant）
（b）判定的原因為何？（3 分）
表 3 食肉植物（Carnivorous plant）
| 物種 | 捕蠅草（*Dionaea muscipula*） | 豬籠草（*Nepenthes spp.*） |
|---|---|---|
| 科別 | 茅膏菜科（Droseraceae） | 豬籠草科（Nepenthaceae） |
| 地理分布 | 北美洲 | 熱帶亞洲 |
| 捕器結構 | 捕蟲葉 | 捕蟲籠 |
| 捕器消化方式 | 消化酶 | 消化酶及細菌作用 |
📝 此題為申論題