高中生物知识中的“水”(知识+练习+答案).pdf

１高中生物知识中的“水”一、 “水”网络二．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，吸水时会变水水的存在形式 （自由水 / 结合水）水的作用（溶剂、运输、原料、成分、维持形态、调节体温）水对动植物的影响（生存、 分布、 生活习性、形态、呼吸）水污染（农药、化肥、工业废水、生活污水引起的富营养化、 重金属污染、 有机物污染、有害微生物污染）代谢产生的水 （光合作用暗反应， 有氧呼吸第三阶段，纤维素、淀粉、蛋白质、 DNA、 RNA 及 ATP的合成）代谢消耗的水（光反应，有氧呼吸第二阶段，糖原、淀粉、蛋白质、核酸分解为基本单位， ATP的水解）水分代谢（动植物对水分的吸收方式和原理、运输、利用、散失、应用）水的平衡 饮水、食物、代谢产生水泌尿、排汗、呼吸、粪便２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④有氧呼吸的第二阶段 部位：线粒体基质⑤ ATP的水解过程 部位：细胞质基质、叶绿体基质、线粒体等⑥ ATP水解成 ADP 和 Pi 时消耗水能量酶 ][20662 22343 HCOOHOHC能量酶 PiADPOHATP 2３细胞外液渗透压下降产生渴觉主动饮水（ 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⑦ ADP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（ - ） ↓（﹢） （ - ）下丘脑中的渗透压感受器↓ 分泌垂体后叶↓ 释放↓ 抗利尿激素↓（﹢）肾小管、集合管重吸收水↓ ↓（﹣）尿量减少大脑皮层细胞外液渗透压下降４六、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．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５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。