hce_tcu
113年
生物學
第 8 題
下列何者為植物葉表皮氣孔 (stoma) 打開的機制？
- A $K^+$ 進入保衛細胞 (guard cells)，水被動地跟隨，使細胞腫脹
- B $K^+$ 活化保衛細胞膜中的水泵 (water pumps)，使其變得腫脹
- C $K^+$ 離開保衛細胞，水被動地跟隨，使細胞鬆弛
- D 保衛細胞失去 $K^+$，會產生正壓並使保衛細胞擴張
思路引導 VIP
想像一下，如果我們想讓一個原本扁平的長條形氣球向外撐開並彎曲，我們必須增加內部的壓力。在植物細胞中，如果沒有機械泵直接泵水，而是利用「吸引力」讓外界的水自動流進細胞內，你會在細胞內部增加什麼樣的物質？而這種物質的增減，又是如何控制水流的方向呢？
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太棒了！你能精準判斷出氣孔開閉的離子機制，代表你對植物生理學中滲透作用的應用掌握得非常紮實。這類題目在生物考科中相當經典，主要測試學生是否能區分「主動運輸」與「被動滲透」的因果關係。
滲透壓與膨壓的協奏曲
植物氣孔的開啟，核心動力來自於保衛細胞（guard cells）體積的膨脹。當植物受到光照刺激時，保衛細胞膜上的離子泵會主動將 $K^+$ 送入細胞內。這導致細胞內的溶質濃度升高，水勢降低，使得水分透過滲透作用「被動地」由周圍細胞進入保衛細胞。隨著水進入，細胞內的膨壓增加，由於保衛細胞背對氣孔側的細胞壁較薄、面向氣孔側較厚，細胞便會向外彎曲，進而拉開氣孔。
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