圖2-6-2

3．呼吸作用與光合作用的聯(lián)系?

(1)呼吸作用是新陳代謝過程中一項最基本的生命活動，它為生命活動的各項具體過程提供能量(ATP)。所以呼吸作用在一切生物的生命活動過程是―刻都不能停止的，呼吸作用的停止意味著生命的結(jié)束。光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝，一切生物的生命活動都直接或間接地依賴于光合作用制造的有機物和固定的太陽能。?

(2)呼吸作用和光合作用表面看起來是2個相反的過程，但這2個不同的生理過程在整個新陳代謝過程中的作用是不同的。在植物體內(nèi)，這2個過程是互相聯(lián)系，互相制約的。?

(3)光合作用的產(chǎn)物是呼吸作用的原料，呼吸作用的產(chǎn)物也是光合作用的原料；光合作用的光反應過程產(chǎn)生的ATP主要用于暗反應，很少用于植物體的其他生命活動過程，呼吸作用過程釋放的能量主要是用于植物體的各項生命活動過程，包括光合作用產(chǎn)物的運輸。如圖2-6-2所示：

圖2-6-1

(2)由于無氧呼吸分解有機物是不徹底的，釋放的能量很少，轉(zhuǎn)移到ATP中的能量就更少；還有大量的能量貯藏在不徹底的氧化產(chǎn)物中，如酒精、乳酸等。?

(3)有氧呼吸在有氧氣存在的條件下能把糖類等有機物徹底氧化分解成CO₂和H₂O，把有機物中的能量全部釋放出來，約有44%的能量轉(zhuǎn)移到ATP中。所以有氧呼吸為生命活動提供的能量比無氧呼吸多得多，在進化過程中絕大部分生物選擇了有氧呼吸方式，但為了適應不利的環(huán)境條件還保留了無氧呼吸方式。?

2．有氧呼吸和無氧呼吸的比較?

(1)有氧呼吸和無氧呼吸的公共途徑是呼吸作用第一階段(糖酵解)，是在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行。在沒有氧氣的條件下，糖酵解過程的產(chǎn)物丙酮酸被［H］還原成酒精和CO₂或乳酸等，在不同的生物體由于酶的不同，其還原的產(chǎn)物也不同。在有氧氣的條件下，丙酮酸進入線粒體繼續(xù)被氧化分解。如圖2-6-1所示：?

1．光合色素的物理性質(zhì)與功能?

(1)葉綠素分為葉綠素a和葉綠素b兩種，均不溶于水，但易溶于酒精、丙酮、石油醚等有機溶劑。?

(2)葉綠素吸收光的能力極強，如果把葉綠素的丙酮提取液放在光源與分光鏡之間，可以看到光譜中有些波長的光被吸收了。因此，在光譜上就出現(xiàn)了黑線或暗帶，這種光譜叫吸收光譜。葉綠素吸收光譜的最強區(qū)域有兩個：一個是在波長為640nm～660nm的紅光部分，另一個在波長為430nm～450nm的藍紫光部分。對其他光吸收較少，其中對綠光吸收最少，由于葉綠素吸收綠光最少，所以葉綠素的溶液呈綠色。

(3)在做葉綠素的提取和分離實驗時，還會看到一種現(xiàn)象：試管中的葉綠素的丙酮提取液在透射光下是翠綠色的，而在反射光下是棕紅色的，這是葉綠素的熒光現(xiàn)象。

(4)葉綠體中的類胡蘿卜素包括胡蘿卜素和葉黃素兩種，顏色分別是橙黃色和黃色，功能是吸收藍紫光。除此之外還具有保護葉綠素，防止強烈光照傷害葉綠素的功能。 (5)植物葉呈現(xiàn)的顏色是葉中各種色素的綜合表現(xiàn)。其中主要是綠色的葉綠素和黃色的類胡蘿卜素之間的比例。一般來說，正常葉的葉綠素和類胡蘿卜素的分子比例約為4∶1，葉綠素a與葉綠素b的比約為3∶1，葉黃素與胡蘿卜素之比約2∶1，由于葉綠素比黃色的類胡蘿卜素多，所以正常的葉子總是呈綠色。?

(6)秋天，因低溫、紫外線強烈等外界因素和葉片衰老等內(nèi)部因素，葉綠素的合成速度低于分解的速度，葉綠素含量相對減少，而類胡蘿卜素分子比較穩(wěn)定，不易破壞。所以葉片逐漸呈現(xiàn)類胡蘿卜素的顏色――黃色。至于紅葉，是因為秋天降溫，體內(nèi)積累較多的糖分以適應寒冷。體內(nèi)可溶性糖多了，就形成了較多的花色素，同時秋天葉子內(nèi)的pH值改變，葉內(nèi)呈現(xiàn)酸性，使花色素表現(xiàn)出紅色。?

4．幾種無機鹽在動物體內(nèi)的作用?

(1)N是蛋白質(zhì)的組織成分，參與細胞和生物體的結(jié)構(gòu)。酶是蛋白質(zhì)，某些激素也是蛋白質(zhì)，這些物質(zhì)對生命活動具有調(diào)節(jié)作用，所以N也參與了生命活動的調(diào)節(jié)。

(2)P是核酸的組織成分，也是磷脂的組成成分，參與了細胞和生物體的結(jié)構(gòu)。ATP中含磷酸，所以磷酸也參與了動物體內(nèi)的能量代謝過程。?

(3)Na在動物體內(nèi)是一種必需元素，主要以離子狀態(tài)存在。但在植物體內(nèi)不是必需元素。Na⁺可以促進小腸絨毛上皮細胞對葡萄糖和氨基酸的吸收。在神經(jīng)沖動的發(fā)生和傳導過程中起重要作用。?

(4)Ca在動物體內(nèi)即是一種結(jié)構(gòu)成分(如骨骼和牙齒中主要是鈣鹽)，對生命活動也具有調(diào)節(jié)作用，如哺乳動物血液中的Ca²⁺濃度過低，動物就會出現(xiàn)抽搐；血液中的Ca²⁺具有促進血液凝固的作用，如果用檸檬酸鈉或草酸鈉除掉血液中的Ca²⁺，血液就不會發(fā)生凝固。人體長期缺鈣，幼兒會得佝僂病，成年人會得骨質(zhì)疏松癥。預防和治療的辦法是服用活性鈣和維生素D。?

(5)Fe在哺乳動物體內(nèi)是血紅蛋白的一種成分，沒有Fe就不能合成血紅蛋白。血紅蛋白中的Fe是二價鐵，三價鐵是不能利用的。鐵都是以二價鐵離子的形式被吸收的。鐵也是某些酶的活化中心。

三)植物的光合作用和呼吸作用

圖2-5-4

①曲線AB段表示在一定離子濃度范圍內(nèi)，根吸收離子的速率隨離子濃度的增大而加快，兩者成正比。原因是當外界溶液濃度較低時，離子載體與離子結(jié)合還未達到飽和。?

②曲線BC段表示當離子濃度增大到一定數(shù)值時，根的吸收速率不再增加。這是由根細胞膜上載體的數(shù)量決定的，當離子載體達到飽和后，繼續(xù)提高溶液濃度，離子吸收量不會隨之增加。?

③曲線CD段表示當離子濃度過高時，將會使根細胞失水，從而影響根細胞正常的代謝活動，使離子吸收速率下降。?

(5)pH的影響：一方面pH能影響根細胞中酶的活性，而影響根的吸收作用，從而對礦質(zhì)元素的吸收有影響。另一方面，土壤溶液pH的改變，可以引起土壤溶液中養(yǎng)分的溶解或沉淀；影響礦質(zhì)元素在土壤中的存在狀況，從而影響對其吸收。例如在堿性加強時，鐵、磷酸根、鈣、鎂、銅、鋅等離子逐漸形成不溶解狀態(tài)，能被植物吸收的量便減少。?

圖2-5-3

①AB段表示在一定的范圍內(nèi)，根吸收礦質(zhì)元素離子的速率隨氧分壓的升高而加快。原因是在一定范圍內(nèi)，氧氣供應越好，呼吸作用越強，根吸收礦質(zhì)元素就越多。

②BC段表示當氧分壓增大到一定值時，根吸收離子的速率不再隨氧分壓升高而加快，這是由于根細胞膜上載體的數(shù)量限制。

(4)土壤中溶液濃度的影響，如圖2-5-4所示：?

3．影響礦質(zhì)元素吸收的因素?

(1)遺傳因素：植物吸收礦質(zhì)離子的種類和數(shù)量，主要取決于植物的遺傳性。不同生物DNA不同，控制合成的根細胞膜上運載離子的載體種類和數(shù)量不同，因而，根細胞吸收礦質(zhì)離子的種類和數(shù)量不同。根表現(xiàn)出對礦質(zhì)離子的吸收具有選擇性。?

(2)溫度影響：在一定范圍內(nèi)，根部吸收礦質(zhì)元素速率隨土壤溫度的增高而加快。這是由于溫度影響了根部的呼吸速率，從而影響主動運輸。但溫度過高，作物吸收礦質(zhì)元素的速率下降；因為高溫使酶的活性受影響，從而影響呼吸作用所致。溫度過低時，吸收減少；因為低溫時，代謝弱，主動運輸慢。?

(3)土壤的通氣狀態(tài)：土壤通氣狀況能直接影響根吸收礦質(zhì)元素。如2-5-3所示：

2．礦質(zhì)元素離子的吸收過程與水分吸收過程之間的關(guān)系?

(1)礦質(zhì)元素離子的吸收與水分吸收是兩個相對獨立的過程，因為這兩個過程的原理是不同的。水分的吸收主要是滲透作用，不需要載體，也不消耗ATP；礦質(zhì)離子的吸收則必須通過主動運輸，需要載體，也需要消耗ATP。證明根對水分的吸收和對礦質(zhì)元素離子的吸收是兩個相對獨立過程的事實：①植物的吸水量與離子吸收量并不呈同步正比關(guān)系。②植物對離子的吸收有選擇性。③植物對離子的吸收速率遠比吸水慢。④呼吸抑制劑抑制離子吸收，卻不抑制水分的吸收。⑤離子的吸收有載體飽和效應。?

(2)礦質(zhì)元素離子的吸收和水分的吸收是互相聯(lián)系互相影響的。這兩個過程都發(fā)生在根尖的成熟區(qū)(根毛區(qū))；礦質(zhì)離子必須溶解在水中才能被吸收；礦質(zhì)離子的吸收增加了細胞液的濃度，從而也促進了水分的吸收；水分的吸收能及時地將已吸收的礦質(zhì)離子運走，也在一定程度上促進了礦質(zhì)離子的吸收。?