hce_cmu
114年
生物學
第 26 題
研究人員進行被子植物的韌皮部運輸實驗，模擬光合作用強度變化對蔗糖運輸的影響。實驗結果顯示，隨著光合作用效率提升，篩管內的溶質濃度上升，伴隨更高的水分流入。此外，當篩管壓力梯度達到高峰後，運輸速率卻開始趨於穩定。根據壓力流假說與實驗觀察，下列何者最符合韌皮部中蔗糖運輸的調控機制？
- A 篩管壓力梯度受限於匯集部細胞(Sink cell)的蔗糖吸收速率，使運輸速率趨於穩定
- B 蒸散作用在壓力梯度建立中扮演主導角色，決定水分進入篩管的速度
- C 伴細胞中的主動運輸蛋白於高溶質濃度下失活，阻止溶質進一步累積
- D 篩板孔動態收縮以緩解篩管內壓力過高，促進水分排出至木質部
思路引導 VIP
想像一個自動化工廠的輸送帶，起點端（源頭）放貨的速度不斷加快，但如果終點端（匯集部）的搬運工人每分鐘只能處理固定數量的貨物，那麼不論輸送帶中間運行的動力加到多大，整個系統最終的產出效率會受制於哪一個環節？這對你理解篩管內的運輸飽和現象有什麼啟發？
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恭喜你準確掌握了這道題目的核心邏輯！這代表你對植物生理學中「壓力流假說（Pressure-Flow Hypothesis）」的動態平衡過程有著非常紮實的理解。
系統的限速步驟與動態平衡
在植物的韌皮部運輸中，蔗糖的移動並非無止盡地隨光合作用增強而加快。雖然源頭（Source）增加溶質濃度會提高膨壓，但整個運輸系統的速率最終會受限於匯集部（Sink）的處理能力。當匯集部細胞吸收蔗糖的速度達到飽和，篩管末端的溶質無法及時被移除，這會導致該處的滲透壓無法有效下降，進而縮小了源頭與匯集部之間的壓力梯度（Pressure gradient）。這正是為什麼實驗觀察到運輸速率最終會趨於穩定的主因，也是選項 (A) 所描述的調節機制。
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