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27. 有關松、杉、柏類的裸子植物能生存在寒冷且乾燥的環境中而比被子植物更具有優勢的主要原因，下列何者正確？
(A) 裸子植物的種子外層含有高濃度的抗凍物質
(B) 雄性和雌性配子體完全獨立，避免環境干擾
(C) 裸子植物能快速完成雙受精作用，縮短生殖週期
(D) 針狀葉片和厚角質層減少水分蒸散，適應惡劣氣候
答案：登入後查看
統計： A(16), B(12), C(11), D(253), E(0) #3373889
統計： A(16), B(12), C(11), D(253), E(0) #3373889
詳解 (共 3 筆)
jasong12249
#7317997
裸子植物比被子植物更抗旱的主要原因，源於其演化出的結構適應性，特別是在泥盆紀和二疊紀乾燥環境下發展出針狀葉（減少蒸散）、厚角質層、氣孔深陷以及更高效的管胞（Tracheid）輸水系統。這些結構能有效在乾旱環境中保持水分。
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具體優勢如下：
- 葉片結構抗旱：多為針狀或鱗片狀葉，表面有厚蠟質角質層，氣孔下陷，顯著降低水分蒸散。
- 輸水系統效率高：雖然管胞比被子植物的導管在一般情況下輸水效率低，但管胞在寒冷和乾旱環境中不易發生空穴現象（Cavitation），更具抗逆性。
- 起源背景：裸子植物比蕨類更抗旱，適合晚古生代氣候乾燥時期。
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相比之下，被子植物的導管系統雖在濕潤環境下輸水效率更高，但在強烈乾旱下容易受損。
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管胞（Tracheid, 維基百科）在寒冷與乾旱環境中因其結構特性不易發生空穴現象（Cavitation）。其細小的直徑（如毛細管般）減小了水柱張力斷裂的風險，且紋孔結構可有效阻擋空氣進入相鄰管胞，保證了水分運輸的連續性。相較於較粗的導管，管胞在壓力劇烈變化時更能適應，減少空泡形成的機會。
管胞抗空穴現象的結構與生理優勢：
- 結構緊密（細小管徑）： 管胞是長條形、兩端封閉的細胞，口徑遠小於被子植物的導管。根據物理原理，較小的管徑能承受更低的負壓（張力），不易在水分受乾旱脅迫時導致水柱斷裂並形成氣泡（維基百科）。
- 紋孔膜的特殊性（紋孔結構）： 管胞間水分運輸需通過紋孔膜。裸子植物（如松柏類）的「圓盤紋孔」具有特殊的紋孔塞（Torus）結構，當空氣進入一個管胞時，紋孔塞會移動並封堵紋孔，防止空穴現象擴散至整個木質部。
- 適應寒冷環境： 寒冷地區的水分容易結冰，結冰時會釋出溶解的空氣。管胞細小的結構使氣泡難以擴大並導致大面積的水分運輸送中斷。
- 運送效率與風險的權衡： 雖然管胞運輸水分的效率低於導管，但細小且封閉的結構使其安全性高，能在極端環境下依然維持基礎的水分運輸需求。
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總結來說，管胞透過「細小」與「具封閉性」的結構，在應對乾旱造成的「低壓空穴」與寒冷造成的「結冰空穴」上，展現了比導管更強的抗性。
節錄自維基百科
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