|
高中生物知识中的“水”(知识+练习+答案) 高中生物知识中的“水” 一、“水”网络 图片加载失败 点击图片重新加载  二．水的存在 1、细胞中的水 水是活细胞含量最多的化合物，约占细胞鲜重的80％～90％，在干种子和休眠时的种子中含水量较少。水在细胞中以结合水和自由水两种形式存在，结合水在细胞中与某些大分子（如蛋白质）结合，自由水存在于多种细胞器（如线粒体、叶绿体、液泡等）和细胞质基质中。 2、细胞外液中的水 多细胞植物的细胞间隙、各种分泌物（如某些浆汁等）和多细胞动物的内环境、分泌物（如消化液、泪液等）、排泄物（如尿液、汗液等）都含有水。 3、生态环境中的水 大气、水体、土壤等非生物环境中都含有水。 三、水的功能 水是生命存在的先决条件，生命起源于具有水的海洋，没有水，则最基本的生命特征——新陈代谢及在其基础上的其他特征就会消失，生命就会终结。 1、生物体内的水 （1）结合水：（约占细胞内全部水分的4.5%） 与细胞内其它物质相结合，细胞或生物体结构的组成成分。 （2）自由水： ①细胞内的良好溶剂，起运输代谢物质的作用 生物细胞中的有机物、无机盐等都溶解在自由水中，动植物的许多分泌物、代谢废物都是随自由水而排出体外的。 ②新陈代谢的反应物 有氧呼吸等许多生化反应需要水参与。正常生活的生物，其细胞中“自由水／结合水”的比值越大，新陈代谢越旺盛，反之则越弱。 ③维持细胞及生物体的固有形态 由于细胞含有大量的水分，从而能维持细胞的紧张度。对植物而言可使枝叶挺立，便于接受阳光和叶面蒸腾，同时还可使花朵张开，利于传粉，成熟的植物细胞失水会发生质壁分离而收缩，吸水时会变 1/8页 得硬挺膨胀；对动物而言，细胞失水会发生皱缩，过度吸水会胀破。 ④调节生物的体温 水具有很高的汽化热和比热容，又有较高的导热性，因此水在生物体内的不断流动、蒸发、叶面蒸腾等能够使热量顺利地散发，利于生物体体温的稳定和避免被炎热夏季的阳光灼伤。 ⑤水的其他功能 水分子的极性强，能使溶解于其中的许多物质解离成离子，利于生化反应的进行；水还具有润滑作用。 （3）结合水与自由水的关系 实际上结合水与自由水之间没有明确的界限。自由水和结合水是可以相互转化的，如血液凝固时，部分自由水转化为结合水。细胞中自由水与结合水的含量比例与细胞代谢旺盛程度正相关，与植物的抗逆性（抗寒性、抗旱性、抗盐碱性等）呈反相关。其中，自由水含量的多少决定细胞的代谢强度，细胞中（或生物体）的自由水含量越多，代谢越强，但抗逆性越弱；反之，则代谢减弱，但抗逆性增强。 2、生态环境中的水——生态系统结构的组成成分 水是生态系统结构的重要组成成分，它保障着生物的生活和生存，影响着某些植物的形态结构，决定着陆生生物的分布，如干旱沙漠地区只有少数耐旱生物生存。另外它还是某些生物进化的重要选择因素。 四、水与新陈代谢 1、水分的吸收 （1）吸水原理：吸胀作用、渗透作用 吸胀作用靠亲水性物质吸水，如干种子、分生区细胞；与细胞死活无关；亲水性强弱规律：蛋白质>淀粉>纤维素，脂肪不具亲水性； 渗透作用是小分子物质通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液的方向进行的扩散作用。渗透作用产生的2个必备条件是：一是具有半透膜；二是半透膜两侧溶液具有浓度差。水分子能透过半透膜，从低浓度向高浓度扩散。将盛有一定浓度的蔗糖溶液的透析袋放在蒸馏水中后，蒸馏水将不断向透析袋中扩散，蔗糖溶液浓度不断下降，但受到透析袋容积的限制，到一定时间水分子进出达到动态平衡，此时蔗糖溶液浓度下降到一定程度便保持相对稳定。 （2）吸水的部位和动力 细胞的吸水动力本质上主要来自细胞内、外液的浓度差（即渗透压）。 对植物体而言，吸水外因是蒸腾作用和根压。就吸水部位而言，植物主要靠根尖成熟区表皮细胞吸收，其次还有叶片等； 单细胞动物靠细胞直接吸收，如草履虫；低等多细胞动物靠消化腔吸收，如水螅； 人和高等动物靠消化道中的胃、小肠、大肠吸收，肾小管、集合管对原尿中水的重吸收等。 2、水分的利用与产生 （1）新陈代谢利用水（消耗水）的生理过程及结构 ①大分子有机物的消化（水解） 多糖的消化，即“淀粉→麦芽糖→葡萄糖”；部位：细胞质基质（细胞内消化）、消化道（细胞外消化）。 蛋白质的消化，即“蛋白质→氨基酸”；部位：细胞质基质（细胞内消化）、消化道（细胞外消化）。 脂肪的消化，即“脂肪→甘油、脂肪酸”；部位：细胞质基质（细胞内消化）、消化道（细胞外消化）。 ②肝脏和肌肉细胞中糖原的分解过程消耗水。 ③光合作用的光反应 部位：叶绿体囊状结构薄膜。 6CO2?20[H]?能量④有氧呼吸的第二阶段 部位：线粒体基质。 2C3H4O3?6H2O? ⑤ATP的水解过程 部位：细胞质基质、叶绿体基质、线粒体等。 酶ATP?H2O???ADP?Pi?能量⑥ATP水解成ADP和Pi时消耗水。 酶 2/8页 （2）细胞中产生水的结构及代谢 ①在叶绿体的基质中通过暗反应合成有机物的过程产生水。（C3的还原） ②在线粒体内膜上通过有氧呼吸的第三阶段产生水。 ③核糖体中通过氨基酸的脱水缩合作用产生水。 ④高尔基体中通过合成纤维素产生水。 ⑤细胞核中在DNA复制、转录过程中产生水。 ⑥动物肝脏和肌肉中合成肝糖原、肌糖原时产生水。 ⑦ADP生成ATP时产生水。 3、水的排出 （1）植物：蒸腾作用（占95％～99％）；叶片的吐水；随某些分泌物排出，如浆汁等。 （2）动物：呼出的气体中的水蒸气；汗液中的水；尿液中的水；随某些分泌物排出，如泪液、消化液等。 4、水与光合作用、细胞呼吸 水既是光合作用和细胞呼吸的原料，也是光合作用和细胞呼吸的产物。光合作用和细胞呼吸过程所需要的水和产生的水在植物的整个水分代谢过程中所占的比例是很小的，几乎可以忽略不计。但充足的水分对于维持细胞及其叶绿体的正常形态和光合作用、细胞呼吸的正常进行是必需的，如果缺水就使细胞内的环境变得不利于光合作用的进行。叶片缺水萎蔫后气孔关闭，外界C02不能进入叶片内部是缺水限制光合作用进行的一个主要因素。 水分对细胞呼吸的影响主要表现在：种子的含水量在一定范围内与细胞呼吸强度呈“正相关”关系，原因是种子吸水后，种子内水解淀粉的酶活性迅速增高，淀粉被水解成葡萄糖，使细胞呼吸的底物增加导致细胞呼吸强度增加；充足的水分也是维持细胞和线粒体的正常形态和呼吸酶系统发挥催化效率的必要条件。叶片细胞在一定范围内失水会使细胞呼吸增强，原因是细胞内的水分不足时，水解类酶的活性就会增强，将细胞内不溶性的糖转变成可溶性的糖，从而使细胞呼吸的底物增加，细胞呼吸强度增强。这种特性对植物来讲是对环境的一种很好的适应，细胞内可溶性物质的增加会使细胞内溶液的浓度增加，有利于保持细胞内的水分。 五、人体内的水平衡及其调节 人体内水平衡的调节是通过调节水的摄入量与排出量之间的平衡来实现的，肾脏中的肾小管和集合管对水分的重吸收能力是可以调节的。人体内感受水分状况的感受器是下丘脑渗透压感受器，当下丘脑渗透压感受器感受到血浆中的渗透压升高时，通过传入神经纤维的兴奋传到大脑皮层，通过产生渴觉来调节水的摄入量；传到下丘脑使下丘脑神经细胞分泌、并由垂体后叶释放的抗利尿激素增加，从而促进肾小管和集合管对水分的重吸收，减少了尿的排出。 当渗透压感受器感受到血浆中的渗透压下降时，下丘脑的神经细胞减少抗利尿激素的分泌，抑制垂体释放抗利尿激素，从而使肾小管和集合管对水的通透性降低，使肾小管和集合管对水的重吸收减少，水的排出量增加。通过这种调节机制，人体的水分代谢保持了平衡。 饮水不足、失水过多、食物过咸 ↓ 细胞外液渗透压升高 ↓分泌 ↓释放↓（﹢）↓（﹣） 图片加载失败 点击图片重新加载 图片加载失败 点击图片重新加载 3/8页 六、水的污染 1、水体富营养化 水体富营养化是指水体中N、P等植物所必需的矿质元素含量过多，导致藻类等大量繁殖。藻类的的细胞呼吸及死亡藻类的分解作用消耗大量的氧，并分解出有毒物质,致使水体处于严重的缺氧状态，引起水质量恶化和鱼群死亡的现象引起水体富营养化的污染源有工业废水、生活污水和农田排水。当它们汇集到池塘、湖泊、海湾时就会使水体中N、P等植物所必需的矿质元素增多，致使藻类植物、浮游生物大量繁殖。由于繁殖、生长过程需要消耗大量氧气用于进行细胞呼吸，致使水中溶解氧的含量降低。而且当藻类植物和其他浮游生物死亡之后，其遗体首先被水中需氧微生物分解，从而进一步降低溶解氧的含量，然后被厌氧微生物分解。同时产生H2S、CH4等有毒气体。因而造成鱼类和其他水生生物死亡，在淡水生态系统中的富营养化称为“水华”，在海洋生态系统中的富营养化称为“赤潮”。 2、饮用污染的水和食用污水中的生物能使人中毒，甚至死亡。水体受化学毒物污染后，通过饮用水或食物链便会造成中毒，如甲基汞中毒（水俣病）、镉中毒（痛痛病）、砷中毒、氰化物中毒、农药中毒等。 3、被人畜粪便和生活垃圾污染了的水体能引起病毒性肝炎、细菌性痢疾等传染病以及血吸虫病等寄生虫病。 4、致癌物质砷、铬、苯胺等污染水体后可在水中的悬浮物、底泥和水生生物体内蓄积。长期饮用这样的水，容易诱发癌症。
高中生物知识中的“水” 精选练习题 1．水是细胞的重要组成成分。在下列说法中不正确的是 （ ） A．休眠或越冬的植物体，自由水与结合水的比值会下降 B．水是光合作用的原料，也是光合作用的产物 C．丙酮酸彻底分解成CO2的过程，必须有水的参与 D．植物细胞在分化过程中，吸水方式不会发生改变 2．水在生命活动中具有非常重要的生理功能，下列有关叙述中错误的是 （ ） A．抗逆性与细胞内自由水和结合水的比值有关 B．生物体内出现水分过多或过少会影响其正常的代谢活动 C．线粒体、核糖体、中心体等在其活动中都可以产生水 D．糖类、蛋白质、脂质在其彻底氧化分解过程都产生水 3．当植物体内自由水比例下降而结合水比例较高时，代谢强度及抗干旱能力 （ ） A．代谢旺盛，抗干旱能力增强 B．代谢旺盛，抗干旱能力减弱 C．代谢缓慢，抗干旱能力增强 D．代谢缓慢，抗干旱能力减弱 4．下图中两条曲线分别表示种子萌发过程中的一些特征，对于此图的描述错误的是 （ ） A．萌发过程中，自由水／结合水的比值如图甲 B．萌发过程中，每个细胞中核DNA量如图甲 C．萌发过程中，有机物种类如图甲 D．萌发过程中，有机物总量如图乙 5．下列生理过程不需要水作为反应物的是 （ ） A．无氧呼吸 B．食物蛋白的消化 C．有氧呼吸 D．光合作用 6 图片加载失败 点击图片重新加载 ．植物的光合作用实质上是一系列生化反应的有序进行，而水是光合作用的重要原料。下列对小麦叶 图片加载失败 点击图片重新加载 4/8页 肉细胞中有关过程的叙述正确的是 （ ） A．根吸收的水分主要用于光合作用的光反应阶段 B．C3的还原过程没有水的参与 C．电能转变为活跃化学能的过程中有水生成 D．C5固定CO2的过程有水参加，也有水生成 7．水既是有氧呼吸的原料，也是有氧呼吸的产物。在有氧呼吸过程中水的消耗和生成分别在 A．第一阶段．第三阶段 B．第二阶段．第三阶段 C．第一阶段．第二阶段 D．第三阶段．第三阶段 8．下列生理过程中，可产生水的是 （ ） A．脂肪在小肠内被消化 B．核糖体上多肽链的合成 C．有氧呼吸的第二阶段 D．ATP水解为ADP和Pi 9．在下列生理活动过程中，与“ATP→ADP＋Pi＋能量”有直接关系的是 （ ） A． 蛋白质在小肠内被消化 B． 肾小管上皮细胞对水分的重吸收过程 C． 叶绿体中水的分解 D． 核糖体上的翻译过程 10．下列有关水对生命活动影响的叙述中正确的是 （ ） ①在休眠的种子内自由水与结合水的比值较低，有利于降低种子的新陈代谢，适应不利的环境条件 ②生活在干燥米中的“米虫”，获得水分的主要来源是消化淀粉 ③癌细胞是一种分裂失控的细胞，其自由水的含量较正常细胞高 ④当人体缺水时，下丘脑会产生渴觉 A．①②③ B．①③④ C．①③ D．①②③④ 11．下列细胞器在其生命活动过程中均既需要消耗水又可产生水的是 （ ） ①核糖体 ②叶绿体 ③中心体 ④线粒体 A．①②④ B．④ C．②④ D．③④ 12．下列有关人体水分调节的叙述中，正确的是 （ ） A．大量饮水，则抗利尿激素分泌增加 B．渴觉中枢兴奋，则抗利尿激素分泌减少 C．抗利尿激素分泌增加，则尿量增加 D．抗利尿激素分泌增加，肾小管．集合管对水的重吸收加强 13．下列关于正常人体内环境稳态的调节，后者随前者变化的情况与下图走势相符的是 （ ） （横轴代表前者，纵轴代表后者） A．饮水量一一抗利尿激素 B．HIV浓度一一T细胞数量 C．胰岛素浓度一一血糖浓度 D．促性腺激素浓度一一性激素浓度 14．在植物细胞质壁分离复原过程中，能正确表达细胞吸水速率变化过程的是 （ ） 15．将下列细胞或细胞器置于蒸馏水中，不会破裂的是 （ ） A．红细胞 B．叶绿体 C．线粒体 D．洋葱表皮细胞 16．植物细胞可以通过渗透作用吸水或失水，将带“皮”的细嫩的茎纵切后插入两烧杯中，如左图所示。已知b侧的细胞壁比a侧的细胞壁薄，易伸展，判断30 min后可能出现的形状是 17．下列与水的关的叙述，其中正确的是 （ ） A．细胞有氧呼吸过程的第三阶段，既有水的生成，又有水的分解 B．如果白天用含18O的水浇花草，周围空气中的H2O、O2中都可能检测出18O C．人体内水分的动态平衡是靠水分的摄入和排出来实现的，其感受器位于皮肤 D．人体由于花粉过敏，血管壁通透性降低，使水分大量积累在细胞间隙，导致组织水肿 图片加载失败 点击图片重新加载
图片加载失败 点击图片重新加载 图片加载失败 点击图片重新加载 5/8页 |
|
|
