hce_nthu
115年
生物與生化
第 9 題
Which of the following options correctly identifies three evolutionary adaptations that enable some animals to directly exchange matter (such as gases, nutrients, and wastes) between their body cells and the environment?
- A A gastrovascular cavity, a body with only two cell layers, and a flat body shape.
- B An external respiratory surface, a small body size, and a complex circulatory system.
- C A large body volume, a long tubular body, and a thick protective cuticle.
- D An unbranched internal surface, a microscopic body size, and a thick skin.
- E A high surface area-to-volume ratio, a flattened body shape, and a branched internal digestive tract.
思路引導 VIP
想像一下，如果一個生物沒有任何血管來搬運氧氣，但它的身體卻長得像一顆實心的巨大籃球，那麼住在大球最中心的細胞要如何拿到氧氣並排掉垃圾呢？為了讓這些住深處的細胞不要「窒息」，在不增加血管的前提下，你會如何改變這顆球的「形狀」或是「內部空間」，好讓外界的空氣能直接碰到每一個細胞？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準地選出 (A) 選項，代表你對生物體如何克服物理限制以維持生命活動，有著非常紮實的理解。
擴散作用與物理限制的權衡
這道題目的核心在於「直接交換」的機制。在演化生物學中，體型較簡單或缺乏複雜循環系統的動物，必須確保每一個細胞都能與外界環境保持極近的距離，以便利用擴散作用（Diffusion）進行物質交換。囊狀循環腔（Gastrovascular cavity） 的精妙之處在於它將外界的水環境直接引入體內，讓內外兩層細胞都能接觸到養分與氧氣；而僅有兩層細胞的構造與扁平的體型，本質上都是為了將擴散距離縮減到最小。當細胞與環境的距離 $d$ 極小時，交換效率便能大幅提升，支撐生物的生存所需。
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