逍遥学能 2014-09-09 10:07
1.细胞中的水
⑴水的存在形式与生理作用
①结合水:细胞结构的组成成分。
②自由水:良好溶剂，参与细胞内生化反应，为细胞提供液体环境，运输营养物质和代谢废物。
⑵含水量与代谢强度、生物抗性的关系
自由水/结合水比例的大小，决定着细胞或生物体的代谢强度：比值越大，自由水的含量越多，代谢越强；反之，代谢越弱。生物的抗性与之相反，即二者比值越大，抗性越强；比值越小，抗性越强。
如种子的呼吸作用强度在一定范围内与自由水的含量成正比；种子储存前应晒干以降低呼吸作用，萌发时需大量吸水，呼吸作用加强，为萌发提供充足的能量。
⑶细胞中产生水的结构及生理过程
生 理 过 程
结 构
在光合作用的暗反应过程产生水
叶绿体基质
有氧呼吸的第三阶段产生水
O2 + [H] → H20
线粒体内膜
氨基酸通过脱水缩合作用产生水
核糖体
单糖形成纤维素等多糖的过程中
高尔基体
DNA复制
细胞核、叶绿体、线粒体、拟核、质粒
DNA转录形成mRNA的过程中
细胞核、叶绿体、线粒体、、拟核
ATP合成时
细胞质基质、线粒体、叶绿体
⑷细胞中消耗（或利用）水的结构及生理过程
生 理 过 程
结 构
光合作用的光反应:H20 → O2 +[H]
叶绿体基粒
有氧呼吸的第二阶段消耗
线粒体基质
肝脏和肌肉细胞中糖元的分解过程
肝脏等细胞
淀粉、脂肪、蛋白质三大营养物质的消化
细胞质基质（细胞内消化）
消化道（细胞外消化）
ATP水解成ADP和磷酸时消耗
细胞内
2.植物的水分代谢
⑴水的吸收
①吸胀吸水
A.前提条件是植物细胞在没有形成中央大液泡前，主要通过吸胀作用吸水。
B.其原理是依靠细胞内的亲水性物质（蛋白质、淀粉、纤维素）吸水。
(注意：由于任何植物细胞内都有亲水性物质存在，所以任何植物细胞都能进行吸胀作用吸水。)
②渗透作用吸水的原理：
A.具有中央大液泡的成熟植物细胞主要通过渗透作用吸水
B.渗透系统的两个条件 ———— 一个成熟植物细胞是一个渗透系统
a.半透膜(原生质层：细胞膜、液泡膜和两膜之间的细胞质，具有选择透过性)；
b.半透膜两侧溶液浓度差（细胞液浓度与外界溶液的浓度差）。
c.渗透作用原理的最佳例子 ———质壁分离及复原验证
外界溶液浓度 > 细胞液浓度 →细胞失水→植物细胞发生质壁分离
外界溶液浓度 < 细胞液浓度 →细胞吸水→质壁分离的植物细胞发生复原
外界溶液浓度 = 细胞液浓度 →不吸水，也不失水→不发生质壁分离及复原
注意：发生质壁分离时，a.内因：原生质层具选择透过性且原生质层的伸缩性比细胞壁大；b.外因：原生质层两侧溶液具有浓度差；c.现象是：液泡体积变小；液泡颜色变深 →细胞液的浓度增大，细胞的吸水能力增强。（发生复原时，则相反。）
⑵水的运输
①蒸腾作用是植物吸收水分和运输水分的主要动力。
②主要途径：根的表皮细胞→内层细胞→根的导管→茎的导管→枝条导管→叶柄导管→叶脉导管→叶肉细胞→气孔
⑶水的利用和散失
①植物体吸收的水大约有1%—5%用于光合作用和呼吸作用等。
②水的散失及意义——→主要通过蒸腾作用散失。
蒸腾作用产生的拉力是水分吸收的动力；是水分和矿质元素在植物体内运输的动力；能降低叶片表面的温度。
⑷水与光合作用的关系
? ①水是光合作用的原料（光反应）、也是产物（暗反应）；
? ②水是光合作用的介质，整个作用都在水中进行；
? ③叶肉细胞缺水,气孔关闭，气孔关闭后，CO2进不来，不能进行光合作用，如光合午休现象。
⑸水与呼吸作用的关系
①水是呼吸作用进行的反应介质；
②水既是呼吸作用的原料（呼吸作用第二阶段）也是呼吸作用产物（第三阶段）；
③种子的呼吸会随水的增加而加强（干燥的种子利于贮存，潮湿的种子因呼吸消耗有机物而不利于贮存）
叶肉细胞，缺水会导致呼吸作用下降。
⑹联系生产、生活实际应用
①根据蒸腾作用原理，植物移栽时剪去部分枝叶有利于移栽的成活率；
②根据渗透吸水原理，给植物施肥时不能施浓肥；
③根据矿质元素吸收的原理，多雨季节要给旱地作物进行开沟排水；
④根据呼吸作用原理，晒干的种子有利于长期储存。
3.动物体内的水分代谢
⑴水分的吸收
? 单细胞动物：直接吸收，以渗透作用的方式吸收。
多细胞动物：必须通过内环境，哺乳动物为例：水→消化道→消化道上皮细胞（自由扩散）→血浆→组织液→组织细胞。
3条来源：来自饮水（主要来源）,来自食物,来自物质代谢。
⑵水分的运输：由血液循环运输
⑶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、蛋白质的水解。
⑷水分的排出
单细胞动物：通过细胞膜直接排出。
多细胞动物:高等多细胞生物不能直接排出，必须通过内环境交换，由血液运输至相应部位排出，主要途径有4条：呼吸系统呼出少量的水,皮肤的汗腺分泌汗液,由肾脏分泌尿液排出（主要途径）,由大肠排出。
⑸水平衡的调节
①调节方式：神经—体液(激素)调节
②参与调节的器官与激素
下丘脑、垂体、抗利尿激素
③调节过程——负反馈调节
⑹有关几种组织水肿的原因分析
①血浆蛋白含量过低 正常时它不能通过血管壁，即血浆和组织液间的浓度差主要由它造成，其含量过低，组织液不能正常回流，从而导致组织水肿；②由于过敏、机械的损伤使毛细血管的通透性增加，血浆蛋白渗出，造成组织水肿的现象；③急性肾小球肾炎，大分子蛋白质随尿流失；④长期处于饥饿状态（蛋白质营养缺乏）；⑤寄生虫等使毛细淋巴管阻塞。
5.水对生物的影响
⑴影响生物的生存；⑵影响生物分布；⑶影响动物的生活习性(如非洲肺鱼的夏眠等)；⑷植物的向水性等。
6.水的污染
⑴水体富营养化 淡水→水华，海洋→赤潮。
⑵重金属污染 通过生物的富集作用，沿食物链进入人体，如20世纪五六十年代日本的水俣病。
⑶有机物污染 大量的有机物进入水体后经微生物分解产生二氧化碳和水，消耗大量的氧气，影响水生生物的生存。这类污染物主要来自于生活污水、食品、造纸、皮革、酿造、石油化工的工业废水。
⑷有害微生物污染 如大肠杆菌、寄生虫的污染，导致水质变差，不宜饮用。
⑸有毒物质的污染 如酚类物质、氰化物的污染
7.模拟练习
1.水在生物体内是一种良好的溶剂，是各种化学反应的介质。下列有关水的说法哪一项是不正确的（ ）
A.水是光合作用的反应物和生成物，是最终的电子供体
B.当人体缺水时，血浆的渗透压会降低，从而产生渴觉
C.核糖体中进行的化学反应有水生成
D.休眠或越冬的植物体内自由水与结合水比值下降
2.盛夏季节，在炎炎烈日下，人们闷热难耐，此时若来到浓荫避日的树林下会顿觉凉爽。下列事实中，可以用来解释其原因的是（ ）
①植物能进行蒸腾作用 ②植物能进行呼吸作用
③人靠出汗来调节体温 ④植物体在光直射时，吸收的热量多
A.①② B.①③ C.①④ D.②③
3.下列涉及生物体内有关水的生理过程的叙述正确的是（ ）
A.若某氨基酸R基的羧基中的氧用18O标记，则在其参与形成多肽时，脱去的水中一定含有18O
B.基因表达的翻译过程需要水参与
C.如果白天用含18O的水浇花草，周围空气中的H2O、O2中都可能有检测出18O
D.人体因花粉过敏，血管壁通透性降低，会使水分大量积累在细胞间隙，导致组织水肿
4.将同一新鲜马铃薯块茎切成4根粗细相同长为5cm的条，再将这4根马铃薯条分别放在不同浓度的KNO3溶液中，依次在30分钟和4小时时测量每一根的长度，结果如图所示。下列结论错误的是（ ）
A.a条马铃薯细胞通过渗透作用吸水 B.b条马铃薯细胞质壁分离逐渐复原
C.c条马铃薯细胞质壁分离 D.d条马铃薯细胞浸泡液浓度增加
5.为保持内环境的稳态，当人一次饮水不足时，要通过相关调节维持体内水分平衡。下列能表示调节过程血液中抗利尿激素和渗透压变化的曲线是（纵轴表示激素和渗透压的变化程度，横轴表示调节的时间）（）
[参考答案]
1.B 2.C 3.C 4.D 5.B 解析：主要考查了水平衡的调节。当一次性饮水不足、体内失水过多或吃的食物过咸时，会造成细胞外液的渗透压会降低，低于正常值。通过神经—体液调节，在调节过程中，抗利尿激素的分泌会增多。而抗利尿激素的作用主要是促进肾小管和集合管对水分的重吸收，使得体内水分得以补充，细胞外液的渗透压下降到正常值。若饮水过多时，两者正好相反。