《江苏省2010届高三生物二轮复习课件专题：非生命的物质的基础.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏省2010届高三生物二轮复习课件专题：非生命的物质的基础.ppt（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究非生命的物质基础非生命的物质基础与生命活动与生命活动 专题一专题一 Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究【知识联系框架知识联系框架】 Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究【重点知识联系与剖析重点知识联系与剖析】 一、水与生命活动一、水与生命活动1.1.水的存在形式与基本功能水的存在形式与基本功能水在细胞中的存在形式主要有两种：结合水和自由水。水在细胞中的存在形式主要有两种：结合水和自由水。 结合水结合水是指与细胞内的一些亲水性物质（如蛋白质、是指与细胞内的一些亲水性物质（如蛋白质、多糖等极性大
2、分子物质）相结合，不能自由流动。如多糖等极性大分子物质）相结合，不能自由流动。如果细胞中失去了结合水，生物大分子的空间结构就不果细胞中失去了结合水，生物大分子的空间结构就不能维持，原生质遭到破坏，代谢就不能正常进行而导能维持，原生质遭到破坏，代谢就不能正常进行而导致死亡。致死亡。 自由水自由水是指细胞内能够自由流动的水，即水分子的是指细胞内能够自由流动的水，即水分子的自由能大于亲水大分子有机物的束缚力的水。自由自由能大于亲水大分子有机物的束缚力的水。自由水在细胞内的含量与生命活动的旺盛程度呈正相关，水在细胞内的含量与生命活动的旺盛程度呈正相关，生命活动越旺盛，自由水的含量就越高。生命活动越旺盛
3、，自由水的含量就越高。 Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 （1 1）植物体内的水分代谢）植物体内的水分代谢 植物的水分代谢包括水分的吸收、运输、利用和散失。植物的水分代谢包括水分的吸收、运输、利用和散失。 2 2水分代谢水分代谢 植物吸收水分的方式主要有两种：植物吸收水分的方式主要有两种：吸胀作用和渗透作吸胀作用和渗透作用。用。 吸胀作用吸胀作用吸收水分主要是依赖于细胞内的亲水吸收水分主要是依赖于细胞内的亲水性物质，如蛋白质性物质，如蛋白质 淀粉淀粉 纤维素纤维素 脂肪等脂肪等, ,蛋白蛋白质的亲水能力最强，所以蛋白质含量高的细胞质的亲水能力最强，所以蛋白质含量高的细
4、胞或组织，吸胀作用吸收水分的能力比淀粉含量或组织，吸胀作用吸收水分的能力比淀粉含量高的要强，含脂肪较多的细胞或组织通过吸胀高的要强，含脂肪较多的细胞或组织通过吸胀作用吸水的能力最弱。没有大的液泡的植物细作用吸水的能力最弱。没有大的液泡的植物细胞主要以吸胀作用方式吸收水分。胞主要以吸胀作用方式吸收水分。 Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究渗透作用渗透作用是具有液泡的成熟植物细胞的吸水方式，也是具有液泡的成熟植物细胞的吸水方式，也是植物体吸水的主要方式。一个有液泡的成熟植物细是植物体吸水的主要方式。一个有液泡的成熟植物细胞是一个渗透系统。原生质层具有选择透过性是完成胞是一个
5、渗透系统。原生质层具有选择透过性是完成渗透吸水的关键。一个死的植物细胞，原生质层已失渗透吸水的关键。一个死的植物细胞，原生质层已失去了选择透过性，所以就不具备渗透吸水的能力，但去了选择透过性，所以就不具备渗透吸水的能力，但还能通过吸胀作用吸水，典型的例子是死亡的干种子还能通过吸胀作用吸水，典型的例子是死亡的干种子也能吸水。也能吸水。 吸胀吸水与吸胀吸水与渗透渗透吸水的联系吸水的联系1 1、任何活细胞都存在两种吸水方式，只是不同部位、任何活细胞都存在两种吸水方式，只是不同部位、不同时期以某一种为主。不同时期以某一种为主。2 2、植物体细胞大都是成熟的，故植物体的吸水方式、植物体细胞大都是成熟的，
6、故植物体的吸水方式主要是渗透吸水。主要是渗透吸水。Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究质壁分离质壁分离和复原的实验是验证植物细胞通过渗透方式吸和复原的实验是验证植物细胞通过渗透方式吸水的最佳实例。成熟的植物细胞发生质壁分离和质壁分水的最佳实例。成熟的植物细胞发生质壁分离和质壁分离复原的离复原的内因内因主要是原生质层具有选择透过性和原生质主要是原生质层具有选择透过性和原生质层的伸缩性比细胞壁大；层的伸缩性比细胞壁大；外因外因是原生质层内外溶液的浓是原生质层内外溶液的浓度差。度差。在正常情况下植物体内渗透压最高的细胞是叶肉在正常情况下植物体内渗透压最高的细胞是叶肉细胞，最低的
7、细胞是根毛区的细胞，因为只有这样水分细胞，最低的细胞是根毛区的细胞，因为只有这样水分才能源源不断地从根部经茎运输到叶片中。才能源源不断地从根部经茎运输到叶片中。植物体内运输水分植物体内运输水分的途径主要是通过的途径主要是通过导管导管完成的。导管是完成的。导管是一个死细胞，但根、茎、叶中的导管是连成一体的，即连一个死细胞，但根、茎、叶中的导管是连成一体的，即连成一个密闭的管道。成一个密闭的管道。当叶肉细胞通过渗透作用从导管中吸当叶肉细胞通过渗透作用从导管中吸取水分后，导管中的压力就会降低，这时导管就会从根部取水分后，导管中的压力就会降低，这时导管就会从根部的细胞中抽取水分，特别是从根毛区的细胞中
8、抽取水分。的细胞中抽取水分，特别是从根毛区的细胞中抽取水分。Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究蒸腾作用蒸腾作用是植物吸收水分和运输水分的主要动力。是植物吸收水分和运输水分的主要动力。植物蒸腾水分的途径必须通过气孔，而气孔的开植物蒸腾水分的途径必须通过气孔，而气孔的开闭是可以调节的。如叶片细胞中水分不足，气孔闭是可以调节的。如叶片细胞中水分不足，气孔就会关闭，蒸腾作用就会减弱，这对于避免水分就会关闭，蒸腾作用就会减弱，这对于避免水分的过度散失具有非常重要的意义。但气孔的关闭的过度散失具有非常重要的意义。但气孔的关闭会使大气中的会使大气中的COCO2 2进入叶肉细胞发生困难
9、，影响到进入叶肉细胞发生困难，影响到光合作用的正常进行。阴生植物不能在强烈的太光合作用的正常进行。阴生植物不能在强烈的太阳光下正常生长，主要原因是阴生植物的叶片抗阳光下正常生长，主要原因是阴生植物的叶片抗蒸腾作用的能力较弱，在强光下蒸腾作用过于旺蒸腾作用的能力较弱，在强光下蒸腾作用过于旺盛，水分过度散失造成的。从生态因子的角度分盛，水分过度散失造成的。从生态因子的角度分析，水是限制陆生生物分布的主要限制因子之一。析，水是限制陆生生物分布的主要限制因子之一。 Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 水与矿质代谢水与矿质代谢 A A、矿质元素必须溶解在水中成离子状态才能被植物吸
10、收矿质元素必须溶解在水中成离子状态才能被植物吸收和利用。和利用。 植物的根毛区的细胞吸收矿质元素离子是通过主要是植物的根毛区的细胞吸收矿质元素离子是通过主要是通过主动运输。吸收的过程与呼吸作用有密切的关系。通过主动运输。吸收的过程与呼吸作用有密切的关系。呼吸作用为主动运输提供能量呼吸作用为主动运输提供能量( (ATP) ATP) B B、矿质离子的吸收与水分吸收的关系：矿质离子的吸收与水分吸收的关系：矿质离子的吸收与水分吸收是两个相对独立的过程矿质离子的吸收与水分吸收是两个相对独立的过程 。是这两个过程的原理不同，水分的吸收主要是渗透是这两个过程的原理不同，水分的吸收主要是渗透作用，不消耗作用
11、，不消耗ATPATP；矿质离子的吸收则必须通过主动运矿质离子的吸收则必须通过主动运输，需要消耗输，需要消耗ATPATP。Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 水与光合作用水与光合作用水是光合作用的原料，也是光合作用的产物。水是进水是光合作用的原料，也是光合作用的产物。水是进行光合作用的介质，整个光合作用过程的完成都是在行光合作用的介质，整个光合作用过程的完成都是在水中进行的。缺水对光合作用的影响主要是叶肉细胞水中进行的。缺水对光合作用的影响主要是叶肉细胞缺水后，气孔关闭所致。气孔关闭不仅水蒸气不能扩缺水后，气孔关闭所致。气孔关闭不仅水蒸气不能扩散出去，外界的散出去，外界的
12、COCO2 2也不能扩散进入叶肉细胞，叶肉细也不能扩散进入叶肉细胞，叶肉细胞因缺胞因缺COCO2 2而不能进行光合作用。而不能进行光合作用。 水与呼吸作用水与呼吸作用联系是：这两个过程都发生在根尖的成熟区（根毛区）联系是：这两个过程都发生在根尖的成熟区（根毛区）；矿质离子必须溶解在水中才能被吸收；矿质离子的；矿质离子必须溶解在水中才能被吸收；矿质离子的吸收增加了细胞液的浓度，从而也促进了水分的吸收；吸收增加了细胞液的浓度，从而也促进了水分的吸收；水分的吸收能及时地将已吸收的矿质离子运走，也在水分的吸收能及时地将已吸收的矿质离子运走，也在一定程度上促进了矿质离子的吸收。一定程度上促进了矿质离子的
13、吸收。 Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究但水分往往与氧气的供应是相矛盾的，如土壤但水分往往与氧气的供应是相矛盾的，如土壤中一定的含水量对种子的萌发和植物的正常生中一定的含水量对种子的萌发和植物的正常生长是必需的，但含水量过多，会影响土壤的通长是必需的，但含水量过多，会影响土壤的通气，氧气减少，植物细胞因缺氧而进行无氧呼气，氧气减少，植物细胞因缺氧而进行无氧呼吸，产生酒精毒害细胞而出现烂根、烂芽现象。吸，产生酒精毒害细胞而出现烂根、烂芽现象。 呼吸作用过程的完成是在细胞内的水环境中进呼吸作用过程的完成是在细胞内的水环境中进行的。水既是呼吸作用的原料，也是呼吸作用行的。水
14、既是呼吸作用的原料，也是呼吸作用的产物。对种子而言，种子的呼吸作用会随着的产物。对种子而言，种子的呼吸作用会随着种子含水量的增加而增强，对于叶肉细胞而言，种子含水量的增加而增强，对于叶肉细胞而言，缺水会导致呼吸作用的下降。缺水会导致呼吸作用的下降。 Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 （2 2）动物体内的水分代谢）动物体内的水分代谢动物体内的水分代谢包括水分的吸收。利用和排出。动物体内的水分代谢包括水分的吸收。利用和排出。 水分的吸收水分的吸收 单细胞动物因为整个生物体只有一个细胞，所以可以单细胞动物因为整个生物体只有一个细胞，所以可以直接从外界环境中吸收水分。吸收方式
15、主要是渗透作直接从外界环境中吸收水分。吸收方式主要是渗透作用。多细胞动物体内的细胞吸收水分必须通过内环境用。多细胞动物体内的细胞吸收水分必须通过内环境才能完成。才能完成。 以哺乳动物为例，必须通过消化道的上皮细胞将消化以哺乳动物为例，必须通过消化道的上皮细胞将消化道中的水分吸收到血液中，再通过血液循环运输到各道中的水分吸收到血液中，再通过血液循环运输到各组织细胞。消化道上皮细胞吸收水分的方式是渗透作组织细胞。消化道上皮细胞吸收水分的方式是渗透作用，即随着葡萄糖、氨基酸、用，即随着葡萄糖、氨基酸、NaNa+ +等的吸收，小肠绒毛等的吸收，小肠绒毛上皮细胞中的浓度升高，小肠内液体的浓度下降，水上皮
16、细胞中的浓度升高，小肠内液体的浓度下降，水分就通过渗透作用进入小肠绒毛上皮细胞，分就通过渗透作用进入小肠绒毛上皮细胞， Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究多细胞动物体内细胞的水分代谢主要是在组织细胞与多细胞动物体内细胞的水分代谢主要是在组织细胞与毛细胞血管之间进行，中间要通过组织液。毛细血管毛细胞血管之间进行，中间要通过组织液。毛细血管壁对血液中的壁对血液中的水分子、无机离子、葡萄糖、氨基酸等水分子、无机离子、葡萄糖、氨基酸等小分子物质是全透性的小分子物质是全透性的，即这些物质基本不影响血浆，即这些物质基本不影响血浆和组织液的渗透压。血浆中的蛋白质在正常情况下是和组织液
17、的渗透压。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差，如因某种原因导致血浆中的蛋白质含量减少或组织波中的蛋白质含量增加，就会相应地造成血浆的渗织波中的蛋白质含量增加，就会相应地造成血浆的渗透压降低，组织液的渗透压增加，这时组织液增加，透压降低，组织液的渗透压增加，这时组织液增加，就会出现组织水肿的现象。就会出现组织水肿的现象。急性肾小球肾炎急性肾小球肾炎Copyright 200
18、4-2009 版权所有 盗版必究这种病是肾脏中的肾小球发生病变，肾小球毛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，血浆中的蛋白质进人肾小细血管通透性增加，血浆中的蛋白质进人肾小管后随尿液排出体外而降低了血浆中蛋白质的管后随尿液排出体外而降低了血浆中蛋白质的浓度所至；因炎症等原因导致局部组织内的毛浓度所至；因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至。的浓度而降低了血浆中蛋白质的浓度所至。 从以上分析
19、可知，血浆中的水分来源是：主要从以上分析可知，血浆中的水分来源是：主要是通过消化道吸收来的；其次是组织液的回渗；是通过消化道吸收来的；其次是组织液的回渗；当然还有第三条途径淋巴回流。组织细胞中的当然还有第三条途径淋巴回流。组织细胞中的水分来源主要是组织液。水分来源主要是组织液。 Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究水分的利用水分的利用水水分分进进入入组组织织细细胞胞后后除除为为新新陈陈代代谢谢提提供供水水环环境境外外，还还参参与与各各种种代代谢谢活活动动，如如呼呼吸吸作作用用、糖糖类类和和蛋蛋白白质质的的不不解与合成等。解与合成等。水分的排出水分的排出在淡水中生活的单细胞
20、动物，由于其体内的渗透压高在淡水中生活的单细胞动物，由于其体内的渗透压高于外环境，外界的水分会不断地渗入细胞内，但不能于外环境，外界的水分会不断地渗入细胞内，但不能通过渗透作用排出水分。这类单细胞动物体内有一个通过渗透作用排出水分。这类单细胞动物体内有一个特殊的结构特殊的结构伸缩泡。但通过伸缩泡排出水分是逆伸缩泡。但通过伸缩泡排出水分是逆水分子的浓度梯度进行的，所以是一个耗能的过程，水分子的浓度梯度进行的，所以是一个耗能的过程，如用呼吸作用抑制剂处理变形虫，就会发现变形虫的如用呼吸作用抑制剂处理变形虫，就会发现变形虫的身体膨胀甚至会破裂。身体膨胀甚至会破裂。在高等的多细胞动物体内，细在高等的多
21、细胞动物体内，细胞内的水分不能直接排到外环境中，必须通过内环境胞内的水分不能直接排到外环境中，必须通过内环境进行。内环境中的水分排出体外的途径主要有进行。内环境中的水分排出体外的途径主要有3 3条：条： Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究一是通过呼吸系统，即肺在呼气的过程中，排出一部一是通过呼吸系统，即肺在呼气的过程中，排出一部分水分；二是通过皮肤，即通过皮肤的汗腺分泌汗液分水分；二是通过皮肤，即通过皮肤的汗腺分泌汗液排出体内多余的水分；三是通过肾脏分泌尿液排出水排出体内多余的水分；三是通过肾脏分泌尿液排出水分，这是体内水分排出体外的最主要途径分，这是体内水分排出体外的
22、最主要途径 。此外消化。此外消化腺分泌消化液也是排出内环境中水分的一条途径腺分泌消化液也是排出内环境中水分的一条途径 二、化学元素与生命活动二、化学元素与生命活动 1 1组成生命有机体的化学元素组成生命有机体的化学元素组成生命有机体的基本元素主要有组成生命有机体的基本元素主要有4 4种：种：C C、H H、O O、N N。在组成生命的元素中，根据其含量的多少分为大量元在组成生命的元素中，根据其含量的多少分为大量元素和微量元素。素和微量元素。大量元素有大量元素有C C、H H、O O、N N、P P、S S、K K、CaCa、MgMg等，其中等，其中C C、H H、O O、N N、P P、S S
23、占占9595；微量元素；微量元素有有FeFe、MnMn、ZnZn、CuCu、B B、ClCl、MoMo等。等。 2 2化学元素的基本功能化学元素的基本功能Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究归纳起来化学元素的基本功能是：归纳起来化学元素的基本功能是：是是组组成成原原生生质质的的成成分分，如如 C C、H H、O O、N N、P P、S S等等，约占原生质总量的约占原生质总量的9595以上；以上；是是多多种种化化合合物物的的组组成成成成分分，如如蛋蛋白白质质、糖糖类类、核核酸酸、脂肪等；脂肪等；也有一些元素能影响生物体的生命活动。也有一些元素能影响生物体的生命活动。 C C
24、、H H、O 3O 3种元素是构成生命有机物的基本元素，任种元素是构成生命有机物的基本元素，任何一种有机物中都含有这何一种有机物中都含有这3 3种元素，如糖类一般只有这种元素，如糖类一般只有这3 3种元素组织，通式是种元素组织，通式是( (CHCH2 2O)O)n n P P是构成核酸和是构成核酸和ATPATP的必需元素，是组成细胞质和细胞的必需元素，是组成细胞质和细胞核的主要成分。对植物而言，核的主要成分。对植物而言，P P主要是以主要是以HPOHPO4 42-2-和和H H2 2POPO4 4- -的形式被植物根吸收。植物体内缺的形式被植物根吸收。植物体内缺 P P，会影响到会影响到DNA
25、DNA的的复制和复制和RNARNA的转录的转录 。从而影响到植物的生长发育。从而影响到植物的生长发育。P P还还参与植物光合作用和呼吸作用中的能量传递过程参与植物光合作用和呼吸作用中的能量传递过程 Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究N N是构成蛋白质和核酸的必需元素，是生命活动的核心是构成蛋白质和核酸的必需元素，是生命活动的核心元素之一。元素之一。N N主要是以铵态氮主要是以铵态氮( (NHNH4 4+ +) )和硝态氮和硝态氮( (NONO2 2- -、NONO3 3- -) )的形式被植物吸收的。的形式被植物吸收的。N N是叶绿素的成分，没有是叶绿素的成分，没有N
26、N植物就不能合成叶绿素，也就不能进行光合作用。土植物就不能合成叶绿素，也就不能进行光合作用。土壤中的壤中的N N都是以各种离子的形式存在的都是以各种离子的形式存在的 。N N是一种容易是一种容易造成水域生态系统富营养化的一种化学元素，在水域造成水域生态系统富营养化的一种化学元素，在水域生态系统中，过多的生态系统中，过多的N N与与P P配合会造成富营养化，在淡配合会造成富营养化，在淡水生态系统中的富营养化称为水生态系统中的富营养化称为“水华水华”，在海洋生态，在海洋生态系统中的富营养化称为系统中的富营养化称为“赤潮赤潮”。对动物而言，只能。对动物而言，只能利用有机态的利用有机态的N N。最常利
27、用的形式是氨基酸。最常利用的形式是氨基酸。 MgMg在植物体内一部分形成有机化合物，另一部分以离子在植物体内一部分形成有机化合物，另一部分以离子状态存在。状态存在。MgMg是叶绿素的组成元素之一，没有是叶绿素的组成元素之一，没有MgMg就不能就不能合成叶绿素，植物也就不能进行光合作用。以离子状态合成叶绿素，植物也就不能进行光合作用。以离子状态存在的存在的MgMg是许多重要的酶的活化剂。是许多重要的酶的活化剂。 Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究B B能促进花粉的萌发和花粉管的生长，因此能促进花粉的萌发和花粉管的生长，因此B B与植物的与植物的生殖过程有密切的关系。缺生殖
28、过程有密切的关系。缺B B常导致植物常导致植物“花而不实花而不实”。 3 3植物的矿质代谢植物的矿质代谢矿质元素是除矿质元素是除C C、H H、O O外，外， 植物通过根系从土壤植物通过根系从土壤中吸收的元素，关于植物必须元素的确定是通过中吸收的元素，关于植物必须元素的确定是通过水塔法的实验得到确认的。水塔法的实验得到确认的。其实验设计是，其实验设计是，用缺用缺少某种元素的不完全营养液培养植物，观察它是少某种元素的不完全营养液培养植物，观察它是否能完成整个生命周期，如在生长发育过程中出否能完成整个生命周期，如在生长发育过程中出现病症而不能完成整个生命周期，但添加这种元现病症而不能完成整个生命周
29、期，但添加这种元素后就能恢复正常并能完成整个生命周期，则这素后就能恢复正常并能完成整个生命周期，则这种元素就可确定为是植物的必需元素。种元素就可确定为是植物的必需元素。Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 植物的矿质代谢过程包括矿质元素的吸收、运植物的矿质代谢过程包括矿质元素的吸收、运输和利用。输和利用。 植物对矿质元素的吸收是一个主动运输的过程，植物对矿质元素的吸收是一个主动运输的过程，需要消耗能量还需要载体。载体具有专一性，故需要消耗能量还需要载体。载体具有专一性，故矿质离子的吸收具有选择性。矿质离子的吸收具有选择性。植物吸收矿质离子植物吸收矿质离子的速度与溶液中该离
30、子的浓度是不成比例的。的速度与溶液中该离子的浓度是不成比例的。 矿质元素在植物体内的作用可以归纳为两点；矿质元素在植物体内的作用可以归纳为两点；一是构成植物体的成分；二是对植物的生命活一是构成植物体的成分；二是对植物的生命活动具有调节作用。动具有调节作用。 Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究溶液中离子的浓度在一定的范围内，植物吸收矿质离溶液中离子的浓度在一定的范围内，植物吸收矿质离子的速度会随溶液中离子浓度的增加而加快，但超过子的速度会随溶液中离子浓度的增加而加快，但超过一定浓度后，吸收的速度就不再随离子浓度的增而增一定浓度后，吸收的速度就不再随离子浓度的增而增加了，其
31、主要原因是根细胞膜上运输该离子的载体饱加了，其主要原因是根细胞膜上运输该离子的载体饱和所致。和所致。 载体饱和点载体饱和点Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究 植物吸收矿质元素的过程与呼吸作用有关密切的关系，植物吸收矿质元素的过程与呼吸作用有关密切的关系，呼吸作用（有氧呼吸）为主动运输提供能量。所以凡呼吸作用（有氧呼吸）为主动运输提供能量。所以凡是影响到植物根系呼吸作用的因素都会影响到植物根是影响到植物根系呼吸作用的因素都会影响到植物根系对矿质元素的吸收，如温度、氧气、系对矿质元素的吸收，如温度、氧气、COCO2 2、水等水等中耕中耕松土可以提高肥效就是一例。松土可以提高
32、肥效就是一例。 植物对矿质元素离子的运输有两种方式：植物对矿质元素离子的运输有两种方式：纵向运输（长途运输），是指在导管中随水分从根部运纵向运输（长途运输），是指在导管中随水分从根部运输到茎、叶中的运输，是蒸腾作用，这个过程不消耗输到茎、叶中的运输，是蒸腾作用，这个过程不消耗ATPATP；横向运输（短途运输）是指在一个细胞到另一个横向运输（短途运输）是指在一个细胞到另一个细胞之间运输矿质元素离子的过程，是一个主动运输的细胞之间运输矿质元素离子的过程，是一个主动运输的过程，是要消耗过程，是要消耗ATPATP的。在一般情况下植物对矿质元素的。在一般情况下植物对矿质元素离子的运输是在导管中的长途运输
33、。离子的运输是在导管中的长途运输。 Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究矿质元素离子在植物体内能否重复利用，取决于其存矿质元素离子在植物体内能否重复利用，取决于其存在状态。在状态。以离子状态（如以离子状态（如K K+ +）和易溶的、不稳定的化和易溶的、不稳定的化含物状态可以被植物体重复利用的；以难溶的、稳定含物状态可以被植物体重复利用的；以难溶的、稳定的化含物状态（如的化含物状态（如CaCa2+2+、MgMg2+2+）存在的矿质元素离子是存在的矿质元素离子是不可以被重复利用的。不可以被重复利用的。 4 4生物固氮生物固氮 （1 1）固氮微生物的种类）固氮微生物的种类自然界
34、中固氮微生物有两类：共生固氮微生物和自生自然界中固氮微生物有两类：共生固氮微生物和自生固氮微生物。固氮微生物。共生固氮微生物是指与一些绿色植物互利共生的固氮共生固氮微生物是指与一些绿色植物互利共生的固氮微生物，如根瘤菌等。微生物，如根瘤菌等。根瘤菌固定的氮素占自然界生根瘤菌固定的氮素占自然界生物固氮问题的绝大部分。物固氮问题的绝大部分。Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究自生固氮微生物是指在土壤中能够独立进行固氮的微自生固氮微生物是指在土壤中能够独立进行固氮的微生物，其中，多数是一类称为处生固氮菌的细菌。自生物，其中，多数是一类称为处生固氮菌的细菌。自生固氮微生物的固氮过
35、程对植物没有依存关系。生固氮微生物的固氮过程对植物没有依存关系。 （1 1）根瘤菌与豆科植物的共生关系）根瘤菌与豆科植物的共生关系根瘤菌性中的每一种细菌都与某几种豆科植物根瘤菌性中的每一种细菌都与某几种豆科植物专一性地对应，每种根瘤菌只和与其有专一性专一性地对应，每种根瘤菌只和与其有专一性对应的几种豆科植物建立共生关系形成根瘤，对应的几种豆科植物建立共生关系形成根瘤，不与其他种类的植物共生形成根瘤。不与其他种类的植物共生形成根瘤。原因是原因是豆科植物的根毛能够分泌一类特殊的蛋白质，豆科植物的根毛能够分泌一类特殊的蛋白质，根瘤菌细胞的表面存在着多糖物质，只有同族根瘤菌细胞的表面存在着多糖物质，只
36、有同族豆科植物根毛分泌的蛋白质与同族根瘤菌表面豆科植物根毛分泌的蛋白质与同族根瘤菌表面的多糖物质才能产生特异性的结合。的多糖物质才能产生特异性的结合。Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究根瘤菌与豆科植物共生过程中，建立了互利的关系，根瘤菌与豆科植物共生过程中，建立了互利的关系，豆科植物为根瘤菌提供碳水化合物和能量，根瘤菌为豆科植物为根瘤菌提供碳水化合物和能量，根瘤菌为豆科植物提供化合态的氮（豆科植物提供化合态的氮（NHNH3 3）。）。 （2 2）固氮的原理）固氮的原理 生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程。完成生
37、物固氮必须在固氮酶的参与下才能完成。程。完成生物固氮必须在固氮酶的参与下才能完成。 N N2 26H6H+ +nMgnMg一一ATPATP6e6e- -2NH2NH3 3nMgnMg一一ADPADPnPinPi Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究固氮酶是由两种蛋白质组成的：一种含有铁，叫做铁固氮酶是由两种蛋白质组成的：一种含有铁，叫做铁蛋白，另一种含铁和钼，称为钼铁蛋白。只有钼铁蛋蛋白，另一种含铁和钼，称为钼铁蛋白。只有钼铁蛋白和铁蛋白同时上，固氮酶才具有固氮的作用。白和铁蛋白同时上，固氮酶才具有固氮的作用。 （4 4）自然界中氮的循环）自然界中氮的循环 构成氮循环的主
38、要环节是：生物体内有机氮的合成、构成氮循环的主要环节是：生物体内有机氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。 生物体内有机氮的合成是指：生物体内有机氮的合成是指：植物吸收土壤中的氨盐植物吸收土壤中的氨盐和硝酸盐，进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白和硝酸盐，进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白质等有机氮，动物直接或间接以植物为食物，将植物质等有机氮，动物直接或间接以植物为食物，将植物体内的有机氮同化成动物体中的有机氮，这一过程称体内的有机氮同化成动物体中的有机氮，这一过程称为生物体内有机氮的合成。为生物体内有机氮的合成。 Copyright
39、 2004-2009 版权所有 盗版必究氨化作用是指：氨化作用是指：动动植植物物的的遗遗体体、排排出出物物和和残残落落物物中中的的有有机机氮氮被被微生物分解后形成氨的过程。微生物分解后形成氨的过程。硝化作用是指：硝化作用是指：在在有有氧氧的的条条件件下下，土土壤壤中中的的氨氨或或铵铵盐盐在在硝硝化化细细菌的作用下最终氧化成硝酸盐的过程。菌的作用下最终氧化成硝酸盐的过程。 反硝化作用是指：反硝化作用是指：在在氧氧气气不不足足的的条条件件下下，土土壤壤中中的的硝硝酸酸盐盐被被反反硝硝化化细细菌菌等等多多种种微微生生物物还还原原成成亚亚硝硝酸酸盐盐，并并且且进进一一步步还还原原成成分分子子态态氮氮，
40、分分子子态态氮氮则则返返回回到到大大气气中。中。Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究大大气气中中的的分分子子态态氮氮被被还还原原成成氨氨，这这一一过过程程叫叫做做固固氮氮作作用用。没没有有固固氮氮作作用用，大大气气中中的的分分子子态态氮氮就就不不能能被被植植物物吸吸收收利利用用。地地球球上上固固氮氮作作用用的的途途径径有有三三种种：生生物物固固氮氮、工工业业固固氮氮（高高温温、高高压压和和化化学学催催化化的的方方法法将将氮氮转转化化成成氨氨）和和高高能能固固氮氮（如如闪闪电电等等高高空空瞬瞬间间放放电电所所产产生生的的高高能能，可可以以使使空空气气中中的的氮氮与与水水中中
41、的的氢氢结结合合，形形成成氨氨和和硝硝酸酸，氨氨和和硝硝酸酸则则由由雨雨水水带带到到地地面面）。据据科科学学家家估估算算，每每年年生生物物固固氮氮的的总总量量占占地地球球上上固固氮氮总总量量的的9090左左右右，可可见见生生物物固固氮氮在在地地球球的的氮氮循循环环中中具具有有十十分重要的作用。分重要的作用。Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究(5(5）生物）生物固氮固氮在农业生产中的应用在农业生产中的应用 固固定定氮氮素素肥肥料料，减减少少化化肥肥使使用用量量，既既节节约约了了能能源，又保护了环境。源，又保护了环境。对豆科作物进行根瘤菌拌种，提高产量。对豆科作物进行根瘤菌
42、拌种，提高产量。用用豆豆科科植植物物做做绿绿肥肥，提提高高土土壤壤肥肥力力和和有有机机质质，发发育土壤结构，改良土壤通气性和保水性。育土壤结构，改良土壤通气性和保水性。 使用自生固氮菌菌剂提供农作物氮素营养和促进农使用自生固氮菌菌剂提供农作物氮素营养和促进农作物生长。作物生长。 (6)(6)固氮酶及其基因与现代生物技术固氮酶及其基因与现代生物技术人们曾经希望从固氮微生物中得到所有固氮所需的基人们曾经希望从固氮微生物中得到所有固氮所需的基因，然后将其转人到非固氮生物中，使非固氮生物具因，然后将其转人到非固氮生物中，使非固氮生物具有固氮功能，有固氮功能， Copyright 2004-2009 版
43、权所有 盗版必究 5 5动物体内的无机盐的代谢动物体内的无机盐的代谢 (1)(1)无机盐的吸收无机盐的吸收无机盐都是以离子的形式被动物体吸收的。单细胞无机盐都是以离子的形式被动物体吸收的。单细胞动物可以直接从外界环境中吸收无机盐的离子，吸动物可以直接从外界环境中吸收无机盐的离子，吸收的方式以主动运输为主；高等的多细胞动物只有收的方式以主动运输为主；高等的多细胞动物只有通过内环境才能从外界环境中吸收无机盐的离子。通过内环境才能从外界环境中吸收无机盐的离子。也是主动运输也是主动运输 (2(2）盐的功能）盐的功能无无机机盐盐在在动动物物体体内内的的作作用用可可以以归归纳纳为为两两点点：一一是是动动物
44、物体体的的结结构构成成分分；二二是是对对动动物物体体的的生生命命活活动动具具有有调调节节作作用。如：用。如：N N是是蛋蛋白白质质的的组组织织成成分分，参参与与细细胞胞和和生生物物体体的的结结构构。酶酶是是蛋蛋白白质质，某某些些激激素素也也是是蛋蛋白白质质，这这些些物物质质对对生生命命活动具有调节作用，所以活动具有调节作用，所以N N也参与了生命活动的调节。也参与了生命活动的调节。Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究FeFe在在哺哺乳乳动动物物体体内内是是血血红红蛋蛋白白的的一一种种成成分分，没没有有FeFe就就不能合成血红蛋白。不能合成血红蛋白。 (3)(3)无机盐的排
45、出无机盐的排出P P是核酸的组织成分是核酸的组织成分，也是磷脂的组成成分，参与了，也是磷脂的组成成分，参与了细胞和生物体的结构。细胞和生物体的结构。NaNa在动物体内是一种必需元素在动物体内是一种必需元素，主要以离子状态存在。，主要以离子状态存在。 NaNa+ +可以促进小肠绒毛上皮细胞对葡萄糖和氨基酸的可以促进小肠绒毛上皮细胞对葡萄糖和氨基酸的吸收。在神经冲动的发生和传导过程中起重要作用。吸收。在神经冲动的发生和传导过程中起重要作用。CaCa在动物体内即是一种结构成分在动物体内即是一种结构成分（如骨骼和牙齿中（如骨骼和牙齿中主要是钙盐），人对生命活动也具有调节作用，如主要是钙盐），人对生命活
46、动也具有调节作用，如哺乳动物血液中的哺乳动物血液中的CaCa2+2+浓度过低，动物就会出现抽搐；浓度过低，动物就会出现抽搐；Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究在单细胞动物体内，无机盐直接被排到外界环境中。但在在单细胞动物体内，无机盐直接被排到外界环境中。但在多细胞动物体内细胞排出无机盐必须通过内环境才能完成。多细胞动物体内细胞排出无机盐必须通过内环境才能完成。排出无机盐的途径主要有两条：排出无机盐的途径主要有两条：一是通过肾脏，以尿液的一是通过肾脏，以尿液的形式排出体外；二是通过皮肤，皮肤的汗腺分泌汗液。形式排出体外；二是通过皮肤，皮肤的汗腺分泌汗液。 【经典例题解析经
47、典例题解析】 1 1、（19961996年年上上海海高高考考试试题题）将将人人体体血血液液置置于于 9 9食食盐盐溶溶液液中中制制成成装装片片后后，用用显显微微镜镜观观察察，可可以以发发现现血血细胞呈现（细胞呈现（ ）A.A.质壁分离质壁分离B B正常状态正常状态 C.C.细胞膜破裂细胞膜破裂D D细胞皱缩细胞皱缩D D Copyright 2004-2009 版权所有 盗版必究2 2、下下图图中中的的哪哪一一条条曲曲线线能能正正确确地地反反映映种种子子的的含含水水量量与与呼吸作用强度之间关系的曲线（呼吸作用强度之间关系的曲线（ ） A AB B C CD DA ACopyright 2004
48、-2009 版权所有 盗版必究3 3、缺缺镁镁和和缺缺铁铁都都会会使使植植物物失失绿绿( (即即叶叶片片发发黄黄或或发发白白) )，你你认认为为下下列列关关系系植植物物缺缺镁镁和和缺缺铁铁后后失失绿绿的的部部位位的的分分析，正确的是（析，正确的是（ ） A A缺缺镁镁，嫩嫩的的部部位位先先失失绿绿；缺缺铁铁，老老的的部部位位先先失绿失绿 B B缺缺镁镁，老老的的部部位位先先失失绿绿；缺缺铁铁，嫩嫩的的部部位位先先失绿失绿 C C缺镁和缺铁都是老的部位先失绿缺镁和缺铁都是老的部位先失绿 D D缺镁和缺铁都是嫩的部位先失绿缺镁和缺铁都是嫩的部位先失绿B B4 4、在在干干旱旱地地区区正正常常生生长长的的一一棵棵植植物物，从从理理论论上上推推测测，其其体体内内哪哪一一部部位位的的细细胞胞细细胞胞液液浓浓度度最最高高、渗渗透透压压最最高高（ ） A A根毛区细胞根毛区细胞 B B叶肉细胞叶肉细胞 C C导管细胞导管细胞D D茎的皮层细胞茎的皮层细胞B B
