能量和物质交换.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第3章,能量和物质交换,内 容:,3.1 生物的营养,3.2 生物的呼吸,3.3 物质运输,3.4 生物的调控,3.1.1 绿色植物的营养,1 二氧化碳(CO,2,)的摄取,固定CO,2,的场所是绿叶中的,叶绿体,叶片上的气孔是植物摄取CO,2,的首要通道气孔器最突出的特性是能启闭,气孔昼开夜闭影响因素：,光、水和CO,2,等,植物激素也能影响气孔的启闭，如细胞分裂素、植物生长素都能促进气孔开张2 水和矿质元素的摄取,根系吸收水：一种是,主动吸水,由于渗透作用产生根压而吸水；另一种是,被动吸水,由于蒸腾作用产生的蒸腾拉力而吸水根系对矿质盐分的吸收主要是,需要消耗能量的主动吸收和需载体的选择性吸收,，而根系吸水主要是因,蒸腾引起的被动吸水,3 植物必需的矿质元素及缺素造成的危害,大量元素,：碳、氢、氧、氮、钾、钙、镁、磷、硫，占植物体干重的99.5；,微量元素,：氯、硼、铁、锰、锌、铜、钼,生理作用,：,构成植物体的物质成分；,调节生命的代谢活动大量元素,(1)氮(N),植物吸收的氮素主要是,铵态氮(NH,4,+,)、硝态氮(NO,3,-,),以及有机态的氮，如尿素、氨基酸等。

缺氮：蛋白质、核酸、叶绿素合成受阻，,植株矮小，叶小色淡，花少，籽粒不饱满,缺氮症状首先表现在老叶,缺氮症,(2)磷(P),磷通常以-1价或-2价的,磷酸根离子,(H,2,PO,4,-,和HPO,4,2-,)的形式被植物吸收缺磷时，核酸、蛋白质合成受阻，细胞分裂减慢，,植株矮小，叶色暗绿，开花结果减少，开花期和成熟期延迟，产量降低缺磷症状,首先表现在老叶,缺磷症,(3)钾(K),钾以离子形式被植物吸收作为酶的活化剂；,建立必要的渗透势,；,调节气孔开闭；,促进纤维素和木质素的合成缺素症,首先表现在老叶,缺钾症,(4)镁(,Mg,),以,镁离子(Mg,2+,),形式被植物吸收镁是组成叶绿素的元素；,镁是许多酶的活化剂；,促进核糖体亚单位的结合缺镁：,叶片失绿，甚至呈红紫色，但叶脉仍是绿色,缺镁症状,首先表现在老叶,缺镁症,(5)硫(S),以,硫酸根(SO,4,2-,),的形式被植物吸收参与组成含硫氨基酸;,组成辅酶A的硫氢基;,参与蛋白质、脂肪和碳水化合物的合成和进一步转化缺硫植物首先表现在嫩叶上，,导致嫩叶叶脉缺绿,6)钙(Ca),以,钙离子(Ca,2+,),状态被植物吸收参与细胞壁的组成；,增加膜结构的稳定性；,形成钙调蛋白(CaM)，参与很多酶的激活；,与草酸形成不溶性的草酸钙结晶，消除多余的草酸产生的毒害。

缺钙表现为,幼叶生长不良，色淡，叶尖及叶缘干枯坏死,2.微量元素,(1)铁(Fe),与呼吸和光合作用密切相关；,(2)锰(Mn),锰是多种辅酶的活化剂与光合作用有关系3)锌(Zn),锌与生长素形成有关，是合成色氨酸必需的元素4)铜(Cu),可调节呼吸作用，与光合作用相关5)钼(Mo),是硫酸还原酶和固氮酶的组成成分，对氮的固定和硝酸盐的同化是必不可少的6)硼(B),能促进花粉萌发和花粉管伸长，也能促进糖的运输7)氯(Cl),参与维持各种生理平衡3.1.2 动物的营养,1 食物和营养物,（1）动物的食物,食物多种多样，最终都是直接或间接地依赖于,植物,作为它们的食物细胞内消化,细胞外消化,（不完全）,细胞外消化,（完全）,2.营养物,(nutrients),营养物主要包括六类物质，即,碳水化合物、脂肪、蛋白质、,水、矿物质和维生素,用途有三方面：,通过细胞呼吸提供能量；,为生长、生存和修复的结构物质；,帮助各种新陈代谢运转的物质水,水具有运输物质、作为溶剂、调节体温、参与新陈代谢等功能矿物质和无机盐,可以作为结构物质，并调节新陈代谢维生素,可分为两类：,水溶性和脂溶性,水溶性包括B族维生素和维生素C，脂溶性包括维生素A、D、E、K等。

膳食纤维,膳食纤维是指植物中不能被消化吸收的成分，是维持健康不可缺少的因素，它能软化肠内物质，刺激胃壁蠕动，辅助排便并降低血液中胆固醇及葡萄糖的吸收人体内的矿质元素包括：,常量元素：,钙、氮、氧、氢、碳、硫、磷、镁、钾、钠、氯等，含量均占体重的1/万以上微量元素,：钒、锰、铁、钴、铜、锌、硒、碘等钙,:,构成骨骼及牙齿的主要成分钙对神经系统也有很大的影响，当血液中钙的含量减少时，神经兴奋性增高，会发生肌肉抽摔磷,:,酶、脑磷脂和骨骼的重要成分铁,:,是制造血红蛋白及其它铁质物质不可缺少的元素铜,:是多种酶的主要原料钠,:,是柔软组织收缩所必需元素钾,:,钾与钙的平衡对心肌的收缩有重要作用镁,:可以促进磷酸酶的功能，有益骨骼的构成；还能维持神经的兴奋，缺乏时有抽搐现象发生氟,：可预防龋齿和老年性骨质疏松锌,：是很多金属酶的组成成分或酶的激动剂，儿童缺乏时生长发育受阻，可出现味觉减退、厌食和皮炎等硒：,心力衰竭、克山病、神经系统功能紊乱与缺硒有关碘,：缺乏时，可有甲状腺肿大、智力低下、身体及性器官发育停止等症状锰,：,缺乏时可出现糖耐量下降、脑功能下降、中耳失衡等症状另外,铝,：可造成低血钙、小儿多动症及关节病等。

铅：可造成行为及神经系统的异常平时我们应少接触它们，以免对身体造成损害2 哺乳动物的消化与吸收,消化：,食物在消化道内的分解过程吸收：,食物被消化后，经消化道的粘膜上皮细胞进入血液和淋巴的过程1）食物的消化过程,消化道对食物的消化有机械消化和化学消化两种方式大肠,体外,食物,淀粉酶,口腔,胃蛋白酶,盐酸,胃,淀粉酶、麦芽糖酶,蛋白酶、脂肪酶,小肠,（2）营养物质的吸收,小肠是营养物质吸收的主要场所水、无机盐和维生素均不经过消化而直接由小肠粘膜吸收大肠有吸收残留的水和盐的作用，它能帮助机体调节水和盐的平衡3.2 生物的呼吸,3.2.1 植物的气体交换,3.2.2 动物的呼吸,3.2.1 植物的气体交换,在光合作用的气体交换中，植物吸收CO,2,，并释放出O,2,，而在呼吸作用的气体交换中，细胞利用的是O,2,，释放出CO,2,气孔,是植物体与外界进行气体交换的最重要孔道植物体吸取CO,2,或O,2,后，主要是以扩散方式运转3.2.2 动物的呼吸,1 呼吸概述,呼吸过程可分为两个部分：,外呼吸,：外界环境和血液之间的气体交换过程；,内呼吸,：血液与组织细胞之间的气体交换2 鱼的呼吸,3 鸟类的呼吸,4 人和哺乳动物的呼吸,气体交换在肺泡和毛细血管网内的血液之间进行。

空气,鼻孔,鼻腔,气管,口咽,左右支气管,细支气管,肺泡管,肺泡,3.3 物质运输,3.3.1 植物的物质运输,3.3.2 动物的物质运输,3.3.1 植物的物质运输,1 水和无机盐的运输,水分在植物体内的行经途径,：,土壤中,水分,根毛,茎、叶,的导管,叶肉,细胞,叶细胞,间隙,气孔,下室,气孔,空气,根的,皮层,内皮层,中柱鞘,导管,水分在植物体内运输的方式,(1)渗透运输,运输距离短，阻力大，速度慢，主要靠细胞间的水势差进行，故称渗透运输2)液流运输,这种运输距离长，阻力小，速度快，故称液流运输2 蒸腾作用,(transpiration),及其意义,蒸腾作用是植物体内水分以气体状态向外界散失的蒸发过程叶片蒸腾可分为,气孔蒸腾和角质层蒸腾,蒸腾作用的,意义,：,植物对水分吸收和运输的主要动力；,对营养物质在植物体内的运输有利；,降低植物体及叶面的温度3.3.2 动物的物质运输,1 心脏与血管,（1）心脏,（2）血管,动脉,动脉是离心的血管，离开心脏后，大动脉逐级分支为较小的动脉，最后和毛细血管相连，动脉在结构上由内膜、中膜和外膜构成静脉,静脉为回心血管起始于毛细血管，小静脉逐级汇合为大静脉，最终与心脏连通。

门静脉,主干的两端与毛细血管相连的静脉称为门静脉毛细血管,连接在小动脉和小静脉之间，也分布于门静脉之间2 血液的运输功能,血液是液态的结缔组织，,由血浆、血细胞和血小板等组成,血液的主要,功能是运输,，血液在经过呼吸器官时，吸收氧并释放CO,2,，并在循环过程中将氧释放到全身各处的组织细胞，同时将CO,2,从,组织细胞吸收到血液中，以维持机体气体代谢的进行3 淋巴系统,是血液循环的重要辅助系统，它主要由淋巴管、淋巴液和淋巴腺组成3.4 生物的调控,3.4.1 植物生命活动的调节,3.4.2 动物生命活动的调控,3.4.1 植物生命活动的调节,1 植物体内的水分平衡(water balance),植物体内水分的吸收和消耗之间的平衡关系称为植物的水分平衡是植物生长发育的必要条件气孔开关控制着植物的水分平衡只有当水的吸收、运输和散失三者调节适当时才能维持水分平衡,2 植物体温度及其对温度的适应,植物体的温度直接(直射、漫射光)或间接(大气传导)来自太阳辐射植物属于变温类型，植物体温度通常接近于气温，并随环境温度的变化而变化,3 植物激素,(plant hormones),目前，公认的有生长素(auxins)简称IAA、赤霉素(gibberellins)简称GA、细胞分裂素(cytokinins)简称CK、脱落酸(abscisic acid)简称ABA和乙烯(ethylene)(气体)。

1）生长素（IAA）,生长素是植物体内普遍存在的一类激素，主要有,吲哚乙酸，简称,IAA,生长素的作用主要是促进或抑制植物生长生长素分布最多的是生长,最旺盛的部位,，,像胚芽、胚芽鞘、各种分生组织、形成层以及幼嫩的种子2）赤霉素（GA）,赤霉素对高等植物最显著的生理作用，,是促进植株茎叶的伸长、扩大,，,还能打破某些植物种子和器官的休眠，促进发芽赤霉素存在于各种植物中高等植物未成熟的种子，是合成赤霉素的重要器官,3）细胞分裂素（CK）,细胞分裂素是,促进植物细胞分裂,的一类激素的总称在这类激素的分子中，都含有腺嘌呤和异戊烯基侧链细胞分裂素还有保绿作用细胞分裂素的分布很广泛，存在最多的地方是,正在发育的幼果和未成熟的种子,4）脱落酸（ABA）,脱落酸抑制植物体生长发育的激素脱落酸的主要生理作用有：,抑制与促进生长；,维持芽和种子的休眠；,促进果实与叶的脱落；,调节叶层蒸腾作用,5）乙烯,乙烯为气体物质，是植物正常代谢的产物乙烯是一种抑制生长发育的激素乙烯存在于根、茎、叶、花、果实、种子和块茎中乙烯最明显的生理功能为抑制生长,;,促进果实成熟,乙烯利是一种人工合成的能释放乙烯的植物生长调节剂。

3.4.2 动物生命活动的调控,1,神经调节,动物主要靠其神经系统接受外部信息，并作出适当的反应，保持机体对环境的适应同时神经系统和在其控制下的内分泌系统一起，调节着体内各器官系统的活动1）神经系统的演化,（2）哺乳动物的神经系统,中枢神经系统,包括脑和脊髓周围神经系统,由脑神经、脊神经和植物性神经组成反射作用,反射弧,(3),一般组成,：,感受器,感觉神经元,中间神经元,运动神经元,效应器,(1)一个感受神经元和一个运动神经元组成;,(2)在两个神经元之间加入一个中间神经元;,2 激素调节(humoral regulation),（1）内分泌腺与激素,动物体内的腺体可分为两类，,有管腺（外分泌腺）和无管腺（内分泌腺）,激素：,内分泌腺的分泌物，对机体的生命活动起重要的调节作用1）含氮化合物,（肾上腺素、甲状腺素、降钙素、胰岛素）,2）类固醇激素（肾上腺皮质激素和性激素）,（2）激素调节的一般特点,激素的生理调节作用：,激素作用有其特异性,激素在广泛接触机体组织细胞的过程中，,只作用“靶细胞”,3激素的作用原理,(1)含氮激素的作用原理,(2)类固醇激素。