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 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8090，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：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。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。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。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。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）。肝脏和肌肉细胞中糖原的分解过程消耗水。光合作用的光反应 部位：叶绿体囊状结构薄膜。有氧呼吸的第二阶段部位：线粒体基质。ATP的水解过程部位：细胞质基质、叶绿体基质、线粒体等。ATP水解成ADP和Pi时消耗水。（2）细胞中产生水的结构及代谢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）在线粒体内膜上通过有氧呼吸的第三阶段产生水。核糖体中通过氨基酸的脱水缩合作用产生水。高尔基体中通过合成纤维素产生水。细胞核中在DNA复制、转录过程中产生水。动物肝脏和肌肉中合成肝糖原、肌糖原时产生水。ADP生成ATP时产生水。3、水的排出（1）植物：蒸腾作用（占9599）；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 细胞外液渗透压下降细胞外液渗透压下降 （-） （） （-） 下丘脑中的渗透压感受器 大脑皮层 分泌 垂体后叶 释放 抗利尿激素 产生渴觉 （） 肾小管、集合管重吸收水 主动饮水 （）尿量减少六、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BC3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DC5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DATP水解为ADP和Pi9在下列生理活动过程中，与“ATPADPPi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（）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生活在干燥米中的“米虫”，获得水分的主要来源是消化淀粉 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当人体缺水时，下丘脑会产生渴觉A B C D11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（） 核糖体 叶绿体 中心体 线粒体 A B C D12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 BHIV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18OC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181988年，阿格雷成功地分离了存在于细胞膜上一种膜蛋白，该膜蛋白具有水通道的功能。离子通道是细胞膜上的另一种通道，细胞通过电位变化发出信号，控制离子通道的瞬间开放。离子通道是由蛋白质复合物构成，一种离子通道只允许一种离子通过。下列说法错误的是（）A离子通道运输离子具有选择性B水通道运输水分时需要消耗能量C水通道的基本组成单位是氨基酸D离子通道的开启是由细胞电位的变化决定的19研究发现，水分进出细胞膜需要一种被称为“水通道”的蛋白质。若设法专一性地关闭离体肾小管壁细胞的水通道蛋白，则将导致离体肾小管壁细胞（） A 在浓溶液中皱缩 B 在蒸馏水中胀破C 形态基本不变 D 在生理盐水中迅速死亡20如右图所示，向日葵在24h内的水分吸收和蒸腾作用速率的变化，据图可推断（）A一天中，植物体内水分最少的是d点B在光下，吸收速率总是大于蒸腾作用速度C在光下，蒸腾作用速率总是大于吸收速率D矿质元素向上运输的速度在b点时较快21有人把玉米和向日葵的叶子从植株上切下后，分别放在保持高湿度光照充足的容器内（保持叶子为生活状态），叶子的含水量由于蒸腾而徐徐减少，然后，测定叶子在发生水分亏缺情况下的相对光合作用强度，结果如下图所示。据图分析，下列说法不正确的是（）A水分亏缺明显影响植物的光合作用B水分亏缺对不同植物光合作用的影响程度不同C水分亏缺影响光合作用是因为缺少原料水D水分亏缺影响光合作用是因为缺少原料CO222植物在冬季来临之前，随着气温的逐渐降低，其体内会发生一系列适应低温的生理生化变化，抗寒力逐渐增强。右图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化关系图。请根据右图推断以下有关说法错误的是（）A冬季来临之前，自由水明显减少是呼吸速率下降的主要原因B结合水与自由水含量的比值，与植物的抗寒性呈现明显的正相关C随着气温和土壤温度的下降，根系的吸水量减少，组织的含水量下降D随温度的缓慢降低，植物的呼吸作用逐渐减弱，有利于减少有机物的消耗232007年5月下旬，太湖无锡水域发生严重水华现象，水体发绿发臭，对渔业生产和居民生活用水构成严重威胁。下列关于此次生态灾难的说法不正确的是（）A造成此次生态灾难的主要原因是外来物种入侵B从生态因素分析，水体富营养化是外因，藻类大量繁殖是内因C此次事件将对该水域的生物多样性造成严重破坏D在湖水中投放虾蟹等以藻类为食的动物将有利于提高该生态系统的抵抗力稳定性242007年6月18日报道，引起无锡自来水污染的太湖蓝藻再次涌向自来水取水口。下列关于蓝藻的描述正确的是（） A高倍显微镜下可观察到蓝藻的遗传物质分布于细胞核内 B蓝藻是好氧藻类，其生命活动所需能量主要由线粒体提供 C蓝藻能进行光合作用，光合作用的场所是叶绿体 D螺旋藻是常见的蓝藻，发菜也是一种蓝藻25由于海水被磷污染，某养殖场的海带的吸碘能力下降。主要原因是（）A海带细胞膜上的载体种类减少B海水中碘离子被浮游藻类吸收，浓度下降C浮游藻类大量繁殖，海带的呼吸作用减弱D海带细胞膜上碘离子的载体被用于转运PO43了26裸藻可作为水体污染的指示生物，体内含有叶绿体，将它放在黑暗条件下，在含有葡萄糖的培养液中也可繁殖，这说明裸藻（）A不能进行光合作用 B在无光条件下也能进行光合作用以C是异养生物 D既能进行自养生活，又能进行异养生活27下图为人体局部组织示意图，据图回答有关问题：（在“”中填标号，在“ ”上填文字）当人吃过咸的食物后，会引起 渗透压升高，使 中的渗透压感受器受到刺激。这时，此感受器一方面会产生兴奋传至 ，产生渴觉；一方面会使 的分泌量增加，从而促进对水分的重吸收。28氧化塘是一个藻菌共生的污水净化系统。请根据下面的氧化塘污水净化功能模式图回答有关问题：（1）排入氧化塘的污水中的有机物可以被 等生物分解，分解的方式是 。为了提高分解的效率，可以采取的措施是 。（2）排入氧化塘的污水中的无机物可以被 等生物吸收利用。这类生物在生态系统中属于 。（3）氧化塘在一段时间后，水质会变绿，原因是 ，导致藻类大量繁殖。（4）可以在氧化塘内放养水葫芦和褶纹冠蚌来降低藻类的数量。水葫芦与藻类的关系是 ，褶纹冠蚌与藻类的关系是 。高中生物知识中的“水” 精选练习题 答案15、DCCBA610、CBBDC1115、CDDCD1620、DBBCD2125、CAADC 26、D17B解析：人体内水分的动态平衡是靠水分的摄入和排出来实现的，其感受器位于下丘脑。水的稳态是体内水的相对含量的相对稳定，这个相对含量是以渗透压为衡量标志的，渗透压升高时，表示水相对缺少，反之则表示水过剩，渗透压升高、降低的标准是是否口渴。这是针对细胞外液的量正常的情况来说的。下丘脑在机体稳态调节中的主要作用：感受：渗透压感受器，感受渗透压升高。分泌：分泌抗利尿激素、促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素、促肾上腺素释放激素等调节：水平衡中枢、体温调节中枢、血糖调节中枢、渗透压调节中枢。传导：可传导渗透压感受器产生的兴奋至大脑皮层，使大脑皮层产生渴觉。（血糖的调节：调节中枢下丘脑；相关激素胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素。人体的体温调节中枢在下丘脑，温度感受器（分为温觉感受器和冷觉感受器）分布于皮肤、黏膜和内脏器官中。）18O的水在光合作用的光反应阶段即可产生含18O的氧气，18O的氧气参与有氧呼吸在第三阶段产生含有18O的水（或直接18O的水蒸腾作用散失到环境中）。 点评：本部分注重对学生理解知识与运用发挥的考查，是知识联系生活实际达到学以致用的一面，具有一定的能力考查因素，要求不仅要识记并要学会如何运用。21C水分亏缺影响光合作用是因为缺少原料CO2（原料不是“水”）【对D选项的解析】主要是考虑影响光合作用的主要因素。从横轴看，在30、50（应是亏缺百分比）时，相对光合作用强度即降为零，因而细胞内水份相对并不低，所以水作为原料影响光合作用是次要因素的，而由于水份减少引起气孔部分关闭，导致CO2减少才是主要因素。补充：水分对光合作用的影响。 直接影响：水为光合作用的原料，没有水不能进行光合作用。间接影响：水分亏缺会使光合速率下降。因为缺水会引起气孔导致下降，从而使进入叶片的CO2减少；光合产物输出变慢；光合机构受损，光合面积扩展受抑等。水分过多会使叶肉细胞处于低渗状态，另外土壤水分太多，会导致通气不良而妨碍根系活动等，这些也都会影响光合作用的正常进行。22A 解析：考查水分代谢、呼吸作用。题图表示冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率的关系。从图中可以看出，影响呼吸作用的外界因素主要是温度（横坐标的月份隐含），随着温度降低，植物体内酶的活性降低，呼吸作用减弱，有机物消耗减少；与此同时，植物蒸腾作用也减弱，根系吸水量减少，自由水含量减少。当然结合水与自由水含量的比值也影响呼吸作用，比值较高，呼吸作用减慢，植物抗性增强，结合水与自由水含量的比值与植物抗性呈正相关。而图中自由水的质量分数曲线与呼吸速率并没有表现出明显的正相关。27细胞外液下丘脑大脑皮层抗利尿激素28（1）细菌有氧呼吸和无氧呼吸（缺一不绐分）向氧化塘内通入空气 （2）藻类生产者 （3）污水中有大量含N、P等元素的无机盐，同时污水中的有机物被分解后也产生大量含N、P等元素的无机盐 （4）竞争捕食