一、知識(shí)體系

　　二、知識(shí)解析

（一）水的含量：

1．水是細(xì)胞中含量最多的化合物。

2．不同生物體的含水量不同，水生＞陸生（如下表），幼體＞成體。

3．同一生物體不同組織器官的含水量也不相同，代謝旺盛的組織器官的含水量多（如下表）。

（二）水在細(xì)胞內(nèi)的存在形式及功能：

1．結(jié)合水：

（1）含義：細(xì)胞中與其他物質(zhì)相結(jié)合的形式存在的水。

（2）含量：大約占細(xì)胞內(nèi)全部水分的4.5%。

（3）功能：是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的組成成分。

2．自由水：

（1）含義：細(xì)胞中以游離的形式存在、可以自由流動(dòng)的水。

（2）含量：大約占細(xì)胞內(nèi)全部水分的95.5%。

（3）功能：

①自由水是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑，有助于生物體內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸。如植物體通過根吸收的礦質(zhì)養(yǎng)料必須溶解于水隨水分在植物體內(nèi)運(yùn)輸；動(dòng)物從食物中攝取的營養(yǎng)成分可溶解在血漿中隨血液循環(huán)運(yùn)輸?shù)饺砀魈?。②參與生化反應(yīng)，如水是光合作用和呼吸作用的原料、水分參與生物體內(nèi)有機(jī)物的水解。③維持細(xì)胞的形態(tài)。④參與調(diào)節(jié)體溫。

自由水的含量與生命活動(dòng)的旺盛程度呈正相關(guān)，如減少一定量的自由水，可降低生物體的代謝速率，減少物質(zhì)的消耗，增強(qiáng)植物的抗逆性。

關(guān)系：自由水和結(jié)合水之間可以相互轉(zhuǎn)化。

（三）水與植物代謝：

1．植物體的水分代謝：

（1）水分的吸收：

部位：主要器官是根，最活躍的部位是成熟區(qū)表皮細(xì)胞。

吸收方式：如下表

有關(guān)滲透作用的分析：

①滲透是指溶劑分子通過半透膜的擴(kuò)散。

②滲透裝置的構(gòu)成必須同時(shí)具備以下兩個(gè)條件：①有一個(gè)起分隔作用的半透膜；②被半透膜隔開的雙方均為液態(tài)且有濃度差。

③滲透過程中溶劑的擴(kuò)散是雙向的。

④“滲透作用與水分流動(dòng)”演示實(shí)驗(yàn)的分析與拓展：

●課本中只提到了實(shí)驗(yàn)開始時(shí)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象――漏斗中的液面逐漸上升（為什么？），漏斗中的液面會(huì)持續(xù)上升嗎？如果不會(huì)的話，為什么液面上升到一定高度后就不再上升了呢？這時(shí)滲透停止了嗎？膜內(nèi)外兩側(cè)的溶液是否還存在濃度差？

●從漏斗中的液面從上升到不再上升，上升的速度會(huì)有什么變化？為什么？請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)系中畫出漏斗中液面高度（h）或液面上升的速率（v）隨時(shí)間變化的圖像。

●其他條件不變，只改變半透膜的面積，對(duì)滲透的速度又會(huì)有什么影響？

●本實(shí)驗(yàn)中含有對(duì)照嗎？是如何對(duì)照的？

●如果漏斗中裝的是葡萄糖（能通過半透膜）溶液，燒杯裝得是清水，又會(huì)是什么現(xiàn)象？為什么？如果把清水換成等質(zhì)量濃度（或等摩爾濃度）的蔗糖溶液呢？

●如果漏斗中裝得是淀粉溶液，如何知道淀粉是否通過了半透膜呢？把淀粉換成葡萄糖或蛋白質(zhì)呢？

●如果有兩瓶失去標(biāo)簽的蔗糖溶液，一瓶是15%的，一瓶是30%，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)把兩種溶液鑒別開。

⑤一個(gè)成熟的植物細(xì)胞就是一個(gè)典型的滲透系統(tǒng)，其細(xì)胞壁的縫隙很大，一般的大、小分子都能透過，因此具有全透性的特點(diǎn)；原生質(zhì)層具有選擇透過性，相當(dāng)于半透膜；細(xì)胞液具有一定的濃度，與外界溶液間易形成濃度差。相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)。

（2）水分的運(yùn)輸：根吸收的水分，通過根、莖、葉中的導(dǎo)管，運(yùn)輸?shù)街仓甑牡厣喜糠帧?/span>

導(dǎo)管和篩管的作用：導(dǎo)管是植物體內(nèi)運(yùn)輸無機(jī)物的管道；而篩管是植物體內(nèi)運(yùn)輸有機(jī)物的通道。如植物根吸收的水分和無機(jī)鹽通過導(dǎo)管運(yùn)輸?shù)街参锏那o、葉等器官被利用；葉片光合作用所合成的有機(jī)物可通過篩管運(yùn)輸?shù)狡渌鞴倮谩?/span>

（3）水分的散失：

①數(shù)量：95－99%

②部位：葉片的氣孔

③方式：蒸騰作用

④意義：促進(jìn)水分吸收和運(yùn)輸?shù)闹饕獎(jiǎng)恿Α?/span>

為什么植物移栽時(shí)要去掉部分葉片？（因?yàn)樵谝圃詴r(shí)傷了植物的根，影響到水分的吸收，去掉葉片后降低蒸騰作用，保持水分。）

（4）利用：

①數(shù)量：1－5%

②方式：參與光合作用和呼吸作用等生命活動(dòng)。

（5）生產(chǎn)應(yīng)用－合理灌溉：

①依據(jù)：不同植物的吸水量不同；同一種植物在不同的生長發(fā)育時(shí)期需水量也不同。

②含義：根據(jù)植物的吸水規(guī)律適時(shí)地、適量地灌溉，以便使植物體茁壯生長，并且用最少的水獲取最大的效益。

（6）影響水分吸收的因素：土壤溶液的濃度，溫度、濕度和空氣的流動(dòng)速度－風(fēng)速（影響蒸騰作用的因素）

2．水與礦質(zhì)代謝：

（1）吸收：土壤中的礦物質(zhì)必須溶解于水以離子的形式才能被植物體吸收。離子的吸收會(huì)增加細(xì)胞液的濃度，反過來影響到水分的吸收。同理，土壤溶液中礦質(zhì)離子的濃度影響到水分的吸收。如果一次土壤中施肥過多，會(huì)增大土壤溶液的濃度，最終大于細(xì)胞液的濃度，導(dǎo)致不能吸水，引起燒苗。

（2）運(yùn)輸：吸收到植物體內(nèi)的礦質(zhì)養(yǎng)料溶解于水隨著水分在植物體內(nèi)運(yùn)輸（自由水的功能之一），因此，礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)運(yùn)輸?shù)闹饕獎(jiǎng)恿σ彩钦趄v作用。

3．水分與光合作用：

（1）水分是光合作用的原料，參與光反應(yīng)。（分析H和O原子的轉(zhuǎn)移途徑）

（2）水也是光合作用的產(chǎn)物，在暗反應(yīng)還原階段，隨著糖類的合成，同時(shí)產(chǎn)生水。

（3）植物體內(nèi)的水分多少會(huì)影響氣孔的開閉（當(dāng)組成氣孔的細(xì)胞――保衛(wèi)細(xì)胞吸水后，會(huì)膨脹變形，氣孔開啟；反之細(xì)胞失水收縮，氣孔關(guān)閉），從而影響到CO₂的吸收。

4．水分與呼吸作用：

（1）水分是有氧呼吸的原料，參與有氧呼吸的第二步反應(yīng)，即丙酮酸的徹底分解。（分析H和O原子的轉(zhuǎn)移途徑）；同時(shí)，水分又是有氧呼吸的產(chǎn)物，在有氧呼吸的第三步反應(yīng)中，前兩步反應(yīng)產(chǎn)生的[H]與O₂結(jié)合生成水。

（2）植物被淹時(shí)，植物的根會(huì)進(jìn)行暫時(shí)的無氧呼吸，產(chǎn)生酒精，酒精對(duì)根有毒害，最后引起植物爛根，導(dǎo)致死亡；貯存種子時(shí)要先涼干，去掉種子內(nèi)的水分（自由水），使呼吸作用減弱，減少有機(jī)物的消耗。

水分與植物代謝的關(guān)系可參見“第三部分：各知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系”

（四）水與動(dòng)物代謝：

以人體為體：

（1）水分的來源：飲水、食物（主要），代謝（如氨基酸的縮合產(chǎn)生的水）。

水分是通過自由擴(kuò)散（或滲透）的方式被吸收的。

（2）水分的利用：水分進(jìn)入組織細(xì)胞后除為新陳代謝提供水環(huán)境外，還參與各種代謝活動(dòng)，如呼吸作用、糖類和蛋白質(zhì)的分解與合成等。

（3）水分的排出：腎（主要）、皮膚、肺、大腸

（4）水平衡的調(diào)節(jié)：高考大綱中不做要求，此處略。

（5）水分平衡的意義：溶解和排出代謝廢物。

（6）異常：血漿中的蛋白質(zhì)在正常情況下是不能通過毛細(xì)血管壁的，血漿與組織液之間的滲透壓差主要取決于血漿與組織液之間的蛋白質(zhì)分子的濃度差，如因某種原因?qū)е卵獫{中的蛋白質(zhì)含量減少或組織液中的蛋白質(zhì)含量增加，就會(huì)相應(yīng)地造成血漿的滲透壓降低，組織的滲透壓增加，這時(shí)組織液增加，就會(huì)出現(xiàn)組織水腫現(xiàn)象。這種情況常見于：急性腎小球腎炎，這種病是腎臟中的腎小球發(fā)生病變，腎小球毛細(xì)血管通透性增加，血漿中的蛋白質(zhì)進(jìn)入腎小管隨尿液排出體外而降低了血漿中蛋白質(zhì)的濃度所致；因過敏反應(yīng)或炎癥等原因?qū)е戮植拷M織內(nèi)的毛細(xì)血管通透性增加，血漿中的蛋白質(zhì)滲出毛細(xì)血管進(jìn)入組織液，結(jié)果增加了組織液中蛋白質(zhì)的濃度而降低了血漿中蛋白質(zhì)的濃度所致；營養(yǎng)不良也會(huì)發(fā)生組織水腫現(xiàn)象。

（五）水與生長、發(fā)育和生殖：

1．不同植物的需水量不同；植物不同生長發(fā)育階段的需水量也不相同（可參見必修第一冊(cè)教材61頁圖3－11）。

2．水分與種子萌發(fā)：處于休眠期的干種子萌發(fā)時(shí)必須先大量吸水（吸脹吸水），種子內(nèi)的自由水的含量增加，使代謝加快，該過程中種子的無氧呼吸由強(qiáng)到弱，有氧呼吸由弱到強(qiáng)，種子內(nèi)的有機(jī)物的種類增多，因呼吸消耗導(dǎo)致總量減少。

3．生物的生殖和個(gè)體發(fā)育過程離不開水環(huán)境。

（六）水與生物進(jìn)化：

按照生物進(jìn)化理論觀點(diǎn)：

1．生命誕生于海洋。

2．生物進(jìn)化的順序是：水生→陸生。

（七）水與生態(tài)環(huán)境：

1．對(duì)生物的影響：影響生物的生存；影響陸生生物的分布；影響動(dòng)物的生活習(xí)性（如肺魚的缺水夏眠等）；植物的向水性（注意區(qū)分向性與趨性的不同。）

2．相關(guān)生態(tài)系統(tǒng)：海洋生態(tài)系統(tǒng)和濕地生態(tài)系統(tǒng)。

3．水污染：

（1）生物富集作用：是指環(huán)境中的一些污染物（如重金屬、化學(xué)農(nóng)藥），通過食物鏈在生物體內(nèi)大量積聚的過程。這些污染物化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不易分解，在生物體內(nèi)積累而不易排出，所以可隨食物鏈的延長而不斷加強(qiáng)，如DDT農(nóng)藥污染。

（2）富營養(yǎng)化：由于水體中N、P等植物必需的礦質(zhì)元素含量過多，導(dǎo)致藻類植物等大量繁殖，這些生物死亡后，被微生物分解產(chǎn)生H₂S、CH₄等有毒物質(zhì)，致使魚類和其他水生生物大量死亡。若發(fā)生在池塘和湖泊即稱為水華，若發(fā)生在海水即稱為赤潮。

（八）其他：

1．與水相關(guān)的反應(yīng)：

（1）產(chǎn)生水的反應(yīng)：

①縮合反應(yīng)與聚合反應(yīng)：縮合是氨基酸的連接方式，聚合是核苷酸的連接方式，縮合和聚合過程中都有水產(chǎn)生。

②光合作用和呼吸作用

（2）需水反應(yīng)：

①水解反應(yīng)：如大分子有機(jī)物（如蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪）的消化過程就是水解反應(yīng)。

②光合作用和呼吸作用

2．與水分相關(guān)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)：

（1）能夠產(chǎn)生水的結(jié)構(gòu)：葉綠體、線粒體、核糖體（氨基酸的連接）、高爾基體（纖維素的合成）、細(xì)胞核（DNA和RNA和合成）

（2）與植物細(xì)胞吸水相關(guān)的細(xì)胞器：液泡

3．生物體內(nèi)與水分相關(guān)的液體：

（1）動(dòng)植物通用：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)、細(xì)胞核的核液等

（2）植物名詞：細(xì)胞液、葉綠體基質(zhì)等

（3）動(dòng)物名詞：體液、細(xì)胞內(nèi)液、細(xì)胞外液、血漿、組織液、淋巴等

三、各知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系