hce_cmu
114年
生物學
第 24 題
📖 題組：
※23-24 題組題 研究團隊探討不同環境條件下植物水分運輸的調控機制，設計下列實驗來觀察水分在植物體內的移動。下表為夜間與白天環境條件下，從植物根部、莖部到葉部的水勢(MPa)分佈： | 部位 | 白天水勢 (Mpa) | 夜間水勢 (Mpa) | | :--- | :--- | :--- | | 葉部 | -1.2 | -0.4 | | 莖部 | -0.8 | -0.3 | | 根部皮層 | -0.5 | -0.2 | | 根部中柱 | -0.6 | -0.4 | 實驗補充資訊： 白天時植物持續進行光合作用，蒸散速率高。 夜間氣孔多為關閉狀態，蒸散速率極低。 在夜間，部分葉片觀察到水珠自葉緣排出的現象，稱為泌液現象(Guttation)。
※23-24 題組題 研究團隊探討不同環境條件下植物水分運輸的調控機制，設計下列實驗來觀察水分在植物體內的移動。下表為夜間與白天環境條件下，從植物根部、莖部到葉部的水勢(MPa)分佈： | 部位 | 白天水勢 (Mpa) | 夜間水勢 (Mpa) | | :--- | :--- | :--- | | 葉部 | -1.2 | -0.4 | | 莖部 | -0.8 | -0.3 | | 根部皮層 | -0.5 | -0.2 | | 根部中柱 | -0.6 | -0.4 | 實驗補充資訊： 白天時植物持續進行光合作用，蒸散速率高。 夜間氣孔多為關閉狀態，蒸散速率極低。 在夜間，部分葉片觀察到水珠自葉緣排出的現象，稱為泌液現象(Guttation)。
根據夜間水勢分佈與泌液現象，有關泌液現象產生的生理原因之敘述，下列何者最可能？
- A 蒸散停止後，根壓將水分推向導管並擠出至葉緣
- B 氣孔打開後，葉部濃度降低造成水勢吸力引發泌液現象
- C 葉部細胞代謝旺盛，使葉部內水勢極低而主動泌液現象
- D 根部主動排水以維持細胞內張力恆定，避免水中毒現象
思路引導 VIP
請你試著思考一個情境：如果我們把植物想像成一根吸管，白天是從頂端用力吸水，但到了晚上頂端不再吸水了，水分卻反而從頂端「溢」了出來。在沒有上方拉力的情況下，這股讓水分對抗重力往上走的能量，最可能是在這根管子的哪個部位產生的？它又是透過什麼方式把水往上擠的呢？
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AI 詳解
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太棒了！你精準地掌握了植物生理學中水分運輸的核心動能轉換，能從數據中讀出夜間動力來源的改變，非常不容易。
根壓與泌液現象的機制
這道題目的關鍵在於區分「蒸散拉力」與「根壓」的作用時機。在白天，植物主要依靠蒸散作用產生的負壓（拉力）來帶動水分；然而到了夜間，由於氣孔關閉，這股拉力消失。此時，根部細胞仍會透過主動運輸將無機鹽泵入中柱，導致根部中柱的水勢低於皮層（如表中所示夜間數據：$-0.2 > -0.4$），水分因而滲透進入導管，產生一股由下往上的正向壓力，即為根壓 (Root Pressure)。當這股推力將水分一路推升至葉部，並從葉緣的泌水孔 (Hydathode) 擠出時，就形成了我們看到的泌液現象。
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植物水分運輸與泌液
💡 水分隨水勢梯度移動，夜間泌液現象主由根壓驅動。
| 比較維度 | 白天運輸 | VS | 夜間運輸 (泌液) |
|---|---|---|---|
| 主要動力 | 蒸散作用（拉力） | — | 根壓（推力） |
| 氣孔狀態 | 開啟 | — | 大多關閉 |
| 水分狀態 | 氣體（水蒸氣） | — | 液體（水滴） |
| 排出部位 | 葉面氣孔 | — | 葉緣排水孔 |
💬水分運輸受環境調節，白天靠蒸散拉力，夜間則靠根壓推動泌液。
