逍遥学能 2014-06-12 11:11
一、知识体系
二、知识解析
（一）水的含量：
1．水是细胞中含量最多的化合物。
2．不同生物体的含水量不同，水生＞陆生（如下表），幼体＞成体。
3．同一生物体不同组织器官的含水量也不相同，代谢旺盛的组织器官的含水量多（如下表）。
人体组织器官的含水量（%）
组织器官
牙质
骨骼
骨骼肌
心脏
血液
脑
含水量
10
22
76
79
83
84
（二）水在细胞内的存在形式及功能：
1．结合水：
（1）含义：细胞中与其他物质相结合的形式存在的水。
（2）含量：大约占细胞内全部水分的4.5%。
（3）功能：是细胞结构的组成成分。
2．自由水：
（1）含义：细胞中以游离的形式存在、可以自由流动的水。
（2）含量：大约占细胞内全部水分的95.5%。
（3）功能：
①自由水是细胞内的良好溶剂，有助于生物体内物质的运输。如植物体通过根吸收的矿质养料必须溶解于水随水分在植物体内运输；动物从食物中摄取的营养成分可溶解在血浆中随血液循环运输到全身各处。②参与生化反应，如水是光合作用和呼吸作用的原料、水分参与生物体内有机物的水解。③维持细胞的形态。④参与调节体温。
自由水的含量与生命活动的旺盛程度呈正相关，如减少一定量的自由水，可降低生物体的代谢速率，减少物质的消耗，增强植物的抗逆性。
关系：自由水和结合水之间可以相互转化。
（三）水与植物代谢：
1．植物体的水分代谢：
（1）水分的吸收：
部位：主要器官是根，最活跃的部位是成熟区表皮细胞。
吸收方式：如下表
方式
条 件
原 理
举例
吸胀
吸水
无中央液泡的植物细胞
细胞中含有大量的亲水性物质－纤维素、淀粉和蛋白质。（三种物质与水分亲合力：蛋白质＞淀粉＞纤维素）
干种子细胞、根尖分生区细胞
渗透
吸水
有中央液泡的植物细胞
渗透作用。
土壤溶液的浓度＞根细胞液的浓度，根细胞吸水；
土壤溶液的浓度＜根细胞液的浓度，根细胞失水。
如根尖成熟区细胞
有关渗透作用的分析：
①渗透是指溶剂分子通过半透膜的扩散。
②渗透装置的构成必须同时具备以下两个条件：①有一个起分隔作用的半透膜；②被半透膜隔开的双方均为液态且有浓度差。
③渗透过程中溶剂的扩散是双向的。
④“渗透作用与水分流动”演示实验的分析与拓展：
●课本中只提到了实验开始时观察到的实验现象??漏斗中的液面逐渐上升（为什么？），漏斗中的液面会持续上升吗？如果不会的话，为什么液面上升到一定高度后就不再上升了呢？这时渗透停止了吗？膜内外两侧的溶液是否还存在浓度差？
●从漏斗中的液面从上升到不再上升，上升的速度会有什么变化？为什么？请在坐标系中画出漏斗中液面高度（h）或液面上升的速率（v）随时间变化的图像。
●其他条件不变，只改变半透膜的面积，对渗透的速度又会有什么影响？
●本实验中含有对照吗？是如何对照的？
●如果漏斗中装的是葡萄糖（能通过半透膜）溶液，烧杯装得是清水，又会是什么现象？为什么？如果把清水换成等质量浓度（或等摩尔浓度）的蔗糖溶液呢？
●如果漏斗中装得是淀粉溶液，如何知道淀粉是否通过了半透膜呢？把淀粉换成葡萄糖或蛋白质呢？
●如果有两瓶失去标签的蔗糖溶液，一瓶是15%的，一瓶是30%，请设计一个实验把两种溶液鉴别开。
⑤一个成熟的植物细胞就是一个典型的渗透系统，其细胞壁的缝隙很大，一般的大、小分子都能透过，因此具有全透性的特点；原生质层具有选择透过性，相当于半透膜；细胞液具有一定的浓度，与外界溶液间易形成浓度差。相关实验验证：植物细胞的质壁分离和复原实验。
（2）水分的运输：根吸收的水分，通过根、茎、叶中的导管，运输到植株的地上部分。
导管和筛管的作用：导管是植物体内运输无机物的管道；而筛管是植物体内运输有机物的通道。如植物根吸收的水分和无机盐通过导管运输到植物的茎、叶等器官被利用；叶片光合作用所合成的有机物可通过筛管运输到其他器官利用。
（3）水分的散失：
①数量：95－99%
②部位：叶片的气孔
③方式：蒸腾作用
④意义：促进水分吸收和运输的主要动力。
为什么植物移栽时要去掉部分叶片？（因为在移栽时伤了植物的根，影响到水分的吸收，去掉叶片后降低蒸腾作用，保持水分。）
（4）利用：
①数量：1－5%
②方式：参与光合作用和呼吸作用等生命活动。
（5）生产应用－合理灌溉：
①依据：不同植物的吸水量不同；同一种植物在不同的生长发育时期需水量也不同。
②含义：根据植物的吸水规律适时地、适量地灌溉，以便使植物体茁壮生长，并且用最少的水获取最大的效益。
（6）影响水分吸收的因素：土壤溶液的浓度，温度、湿度和空气的流动速度－风速（影响蒸腾作用的因素）
2．水与矿质代谢：
（1）吸收：土壤中的矿物质必须溶解于水以离子的形式才能被植物体吸收。离子的吸收会增加细胞液的浓度，反过来影响到水分的吸收。同理，土壤溶液中矿质离子的浓度影响到水分的吸收。如果一次土壤中施肥过多，会增大土壤溶液的浓度，最终大于细胞液的浓度，导致不能吸水，引起烧苗。
（2）运输：吸收到植物体内的矿质养料溶解于水随着水分在植物体内运输（自由水的功能之一），因此，矿质元素在植物体内运输的主要动力也是蒸腾作用。
3．水分与光合作用：
（1）水分是光合作用的原料，参与光反应。（分析H和O原子的转移途径）
（2）水也是光合作用的产物，在暗反应还原阶段，随着糖类的合成，同时产生水。
（3）植物体内的水分多少会影响气孔的开闭（当组成气孔的细胞??保卫细胞吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭），从而影响到CO2的吸收。
4．水分与呼吸作用：
（1）水分是有氧呼吸的原料，参与有氧呼吸的第二步反应，即丙酮酸的彻底分解。（分析H和O原子的转移途径）；同时，水分又是有氧呼吸的产物，在有氧呼吸的第三步反应中，前两步反应产生的[H]与O2结合生成水。
（2）植物被淹时，植物的根会进行暂时的无氧呼吸，产生酒精，酒精对根有毒害，最后引起植物烂根，导致死亡；贮存种子时要先凉干，去掉种子内的水分（自由水），使呼吸作用减弱，减少有机物的消耗。
水分与植物代谢的关系可参见“第三部分：各知识点间的联系”
（四）水与动物代谢：
以人体为体：
（1）水分的来源：饮水、食物（主要），代谢（如氨基酸的缩合产生的水）。
水分是通过自由扩散（或渗透）的方式被吸收的。
（2）水分的利用：水分进入组织细胞后除为新陈代谢提供水环境外，还参与各种代谢活动，如呼吸作用、糖类和蛋白质的分解与合成等。
（3）水分的排出：肾（主要）、皮肤、肺、大肠
（4）水平衡的调节：高考大纲中不做要求，此处略。
（5）水分平衡的意义：溶解和排出代谢废物。
（6）异常：血浆中的蛋白质在正常情况下是不能通过毛细血管壁的，血浆与组织液之间的渗透压差主要取决于血浆与组织液之间的蛋白质分子的浓度差，如因某种原因导致血浆中的蛋白质含量减少或组织液中的蛋白质含量增加，就会相应地造成血浆的渗透压降低，组织的渗透压增加，这时组织液增加，就会出现组织水肿现象。这种情况常见于：急性肾小球肾炎，这种病是肾脏中的肾小球发生病变，肾小球毛细血管通透性增加，血浆中的蛋白质进入肾小管随尿液排出体外而降低了血浆中蛋白质的浓度所致；因过敏反应或炎症等原因导致局部组织内的毛细血管通透性增加，血浆中的蛋白质渗出毛细血管进入组织液，结果增加了组织液中蛋白质的浓度而降低了血浆中蛋白质的浓度所致；营养不良也会发生组织水肿现象。
（五）水与生长、发育和生殖：
1．不同植物的需水量不同；植物不同生长发育阶段的需水量也不相同（可参见必修第一册教材61页图3－11）。
2．水分与种子萌发：处于休眠期的干种子萌发时必须先大量吸水（吸胀吸水），种子内的自由水的含量增加，使代谢加快，该过程中种子的无氧呼吸由强到弱，有氧呼吸由弱到强，种子内的有机物的种类增多，因呼吸消耗导致总量减少。
3．生物的生殖和个体发育过程离不开水环境。
（六）水与生物进化：
按照生物进化理论观点：
1．生命诞生于海洋。
2．生物进化的顺序是：水生→陆生。
（七）水与生态环境：
1．对生物的影响：影响生物的生存；影响陆生生物的分布；影响动物的生活习性（如肺鱼的缺水夏眠等）；植物的向水性（注意区分向性与趋性的不同。）
2．相关生态系统：海洋生态系统和湿地生态系统。
3．水污染：
（1）生物富集作用：是指环境中的一些污染物（如重金属、化学农药），通过食物链在生物体内大量积聚的过程。这些污染物化学性质稳定、不易分解，在生物体内积累而不易排出，所以可随食物链的延长而不断加强，如DDT农药污染。
（2）富营养化：由于水体中N、P等植物必需的矿质元素含量过多，导致藻类植物等大量繁殖，这些生物死亡后，被微生物分解产生H2S、CH4等有毒物质，致使鱼类和其他水生生物大量死亡。若发生在池塘和湖泊即称为水华，若发生在海水即称为赤潮。
（八）其他：
1．与水相关的反应：
（1）产生水的反应：
①缩合反应与聚合反应：缩合是氨基酸的连接方式，聚合是核苷酸的连接方式，缩合和聚合过程中都有水产生。
②光合作用和呼吸作用
（2）需水反应：
①水解反应：如大分子有机物（如蛋白质、淀粉、脂肪）的消化过程就是水解反应。
②光合作用和呼吸作用
2．与水分相关的细胞结构：
（1）能够产生水的结构：叶绿体、线粒体、核糖体（氨基酸的连接）、高尔基体（纤维素的合成）、细胞核（DNA和RNA和合成）
（2）与植物细胞吸水相关的细胞器：液泡
3．生物体内与水分相关的液体：
（1）动植物通用：细胞质基质、线粒体基质、细胞核的核液等
（2）植物名词：细胞液、叶绿体基质等
（3）动物名词：体液、细胞内液、细胞外液、血浆、组织液、淋巴等
三、各知识点间的联系