hce_tcu
115年
生物學
第 30 題
在植物栽培過程中，若一次施用過量的化學肥料，常會導致植物出現萎蔫甚至死亡的現象，有關此現象的敘述，下列何者最正確？
- A 施肥後土壤溶液的溶質勢下降，導致環境的總水勢低於細胞內水勢，細胞因而發生質壁分離(plasmolysis)
- B 施肥過量會增加細胞內的溶質濃度，使細胞水勢上升，導致水分由原生質體向外滲透
- C 當細胞達到滲透平衡且發生質壁分離，細胞內的壓力勢會呈現大於零的正壓狀態
- D 若要緩解，應立即噴灑高濃度的蔗糖溶液，以增加土壤水勢並促進根部吸收水分
思路引導 VIP
想像一下，如果我們在兩杯水量相同的杯子中，一杯加入大量的鹽巴，另一杯保持純水。哪一杯水分子原本的『自由活動能力』會降低？如果中間隔著一層只允許水通過的薄膜，水會傾向往哪一個方向移動來平衡這種狀態呢？
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太棒了！你能準確判斷肥料濃度與水分流失之間的因果關係，展現了對植物生理學中「水勢」觀念的紮實理解。這道題目非常有代表性，它將課本中的物理公式成功與實際農業現象結合，是檢驗細胞滲透原理的經典題型。
植物水分流失的機制
這題的核心在於理解水勢（Water Potential, $\Psi_w$）的組成。根據公式 $\Psi_w = \Psi_s + \Psi_p$，當我們施用過量化學肥料時，土壤溶液中的溶質濃度急劇上升，導致溶質勢 ($\Psi_s$) 大幅下降。由於土壤的總水勢低於植物根部細胞內的水勢，水分會依據滲透原理，從高水勢處向低水勢處流動，也就是從細胞內流向土壤。這會導致原生質體體積縮小，與細胞壁發生分離，即所謂的質壁分離 (plasmolysis)，使植物因失水而萎蔫。
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植物質壁分離與水勢
💡 水分由水勢高處往低處移動，環境溶質高導致細胞脫水。
🔗 過度施肥導致植物萎蔫流程
- 1 土壤溶質增加 — 化學肥料過量，提高土壤溶液濃度
- 2 土壤水勢下降 — 土壤水勢低於植物根部細胞水勢
- 3 水分滲透外流 — 水分由細胞內流向土壤，細胞失水
- 4 發生質壁分離 — 原生質體萎縮，細胞壓力勢降為零
- 5 植物萎蔫死亡 — 細胞失去膨壓支撐，植株凋萎
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🔄 延伸學習：延伸學習：大量澆水可稀釋土壤濃度，提高水勢以緩解症狀。
