图2-6-2

3．呼吸作用与光合作用的联系?

(1)呼吸作用是新陈代谢过程中一项最基本的生命活动，它为生命活动的各项具体过程提供能量(ATP)。所以呼吸作用在一切生物的生命活动过程是―刻都不能停止的，呼吸作用的停止意味着生命的结束。光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢，一切生物的生命活动都直接或间接地依赖于光合作用制造的有机物和固定的太阳能。?

(2)呼吸作用和光合作用表面看起来是2个相反的过程，但这2个不同的生理过程在整个新陈代谢过程中的作用是不同的。在植物体内，这2个过程是互相联系，互相制约的。?

(3)光合作用的产物是呼吸作用的原料，呼吸作用的产物也是光合作用的原料；光合作用的光反应过程产生的ATP主要用于暗反应，很少用于植物体的其他生命活动过程，呼吸作用过程释放的能量主要是用于植物体的各项生命活动过程，包括光合作用产物的运输。如图2-6-2所示：

图2-6-1

(2)由于无氧呼吸分解有机物是不彻底的，释放的能量很少，转移到ATP中的能量就更少；还有大量的能量贮藏在不彻底的氧化产物中，如酒精、乳酸等。?

(3)有氧呼吸在有氧气存在的条件下能把糖类等有机物彻底氧化分解成CO₂和H₂O，把有机物中的能量全部释放出来，约有44%的能量转移到ATP中。所以有氧呼吸为生命活动提供的能量比无氧呼吸多得多，在进化过程中绝大部分生物选择了有氧呼吸方式，但为了适应不利的环境条件还保留了无氧呼吸方式。?

2．有氧呼吸和无氧呼吸的比较?

(1)有氧呼吸和无氧呼吸的公共途径是呼吸作用第一阶段(糖酵解)，是在细胞质基质中进行。在没有氧气的条件下，糖酵解过程的产物丙酮酸被［H］还原成酒精和CO₂或乳酸等，在不同的生物体由于酶的不同，其还原的产物也不同。在有氧气的条件下，丙酮酸进入线粒体继续被氧化分解。如图2-6-1所示：?

1．光合色素的物理性质与功能?

(1)叶绿素分为叶绿素a和叶绿素b两种，均不溶于水，但易溶于酒精、丙酮、石油醚等有机溶剂。?

(2)叶绿素吸收光的能力极强，如果把叶绿素的丙酮提取液放在光源与分光镜之间，可以看到光谱中有些波长的光被吸收了。因此，在光谱上就出现了黑线或暗带，这种光谱叫吸收光谱。叶绿素吸收光谱的最强区域有两个：一个是在波长为640nm～660nm的红光部分，另一个在波长为430nm～450nm的蓝紫光部分。对其他光吸收较少，其中对绿光吸收最少，由于叶绿素吸收绿光最少，所以叶绿素的溶液呈绿色。

(3)在做叶绿素的提取和分离实验时，还会看到一种现象：试管中的叶绿素的丙酮提取液在透射光下是翠绿色的，而在反射光下是棕红色的，这是叶绿素的荧光现象。

(4)叶绿体中的类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素两种，颜色分别是橙黄色和黄色，功能是吸收蓝紫光。除此之外还具有保护叶绿素，防止强烈光照伤害叶绿素的功能。 (5)植物叶呈现的颜色是叶中各种色素的综合表现。其中主要是绿色的叶绿素和黄色的类胡萝卜素之间的比例。一般来说，正常叶的叶绿素和类胡萝卜素的分子比例约为4∶1，叶绿素a与叶绿素b的比约为3∶1，叶黄素与胡萝卜素之比约2∶1，由于叶绿素比黄色的类胡萝卜素多，所以正常的叶子总是呈绿色。?

(6)秋天，因低温、紫外线强烈等外界因素和叶片衰老等内部因素，叶绿素的合成速度低于分解的速度，叶绿素含量相对减少，而类胡萝卜素分子比较稳定，不易破坏。所以叶片逐渐呈现类胡萝卜素的颜色――黄色。至于红叶，是因为秋天降温，体内积累较多的糖分以适应寒冷。体内可溶性糖多了，就形成了较多的花色素，同时秋天叶子内的pH值改变，叶内呈现酸性，使花色素表现出红色。?

4．几种无机盐在动物体内的作用?

(1)N是蛋白质的组织成分，参与细胞和生物体的结构。酶是蛋白质，某些激素也是蛋白质，这些物质对生命活动具有调节作用，所以N也参与了生命活动的调节。

(2)P是核酸的组织成分，也是磷脂的组成成分，参与了细胞和生物体的结构。ATP中含磷酸，所以磷酸也参与了动物体内的能量代谢过程。?

(3)Na在动物体内是一种必需元素，主要以离子状态存在。但在植物体内不是必需元素。Na⁺可以促进小肠绒毛上皮细胞对葡萄糖和氨基酸的吸收。在神经冲动的发生和传导过程中起重要作用。?

(4)Ca在动物体内即是一种结构成分(如骨骼和牙齿中主要是钙盐)，对生命活动也具有调节作用，如哺乳动物血液中的Ca²⁺浓度过低，动物就会出现抽搐；血液中的Ca²⁺具有促进血液凝固的作用，如果用柠檬酸钠或草酸钠除掉血液中的Ca²⁺，血液就不会发生凝固。人体长期缺钙，幼儿会得佝偻病，成年人会得骨质疏松症。预防和治疗的办法是服用活性钙和维生素D。?

(5)Fe在哺乳动物体内是血红蛋白的一种成分，没有Fe就不能合成血红蛋白。血红蛋白中的Fe是二价铁，三价铁是不能利用的。铁都是以二价铁离子的形式被吸收的。铁也是某些酶的活化中心。

三)植物的光合作用和呼吸作用

图2-5-4

①曲线AB段表示在一定离子浓度范围内，根吸收离子的速率随离子浓度的增大而加快，两者成正比。原因是当外界溶液浓度较低时，离子载体与离子结合还未达到饱和。?

②曲线BC段表示当离子浓度增大到一定数值时，根的吸收速率不再增加。这是由根细胞膜上载体的数量决定的，当离子载体达到饱和后，继续提高溶液浓度，离子吸收量不会随之增加。?

③曲线CD段表示当离子浓度过高时，将会使根细胞失水，从而影响根细胞正常的代谢活动，使离子吸收速率下降。?

(5)pH的影响：一方面pH能影响根细胞中酶的活性，而影响根的吸收作用，从而对矿质元素的吸收有影响。另一方面，土壤溶液pH的改变，可以引起土壤溶液中养分的溶解或沉淀；影响矿质元素在土壤中的存在状况，从而影响对其吸收。例如在碱性加强时，铁、磷酸根、钙、镁、铜、锌等离子逐渐形成不溶解状态，能被植物吸收的量便减少。?

图2-5-3

①AB段表示在一定的范围内，根吸收矿质元素离子的速率随氧分压的升高而加快。原因是在一定范围内，氧气供应越好，呼吸作用越强，根吸收矿质元素就越多。

②BC段表示当氧分压增大到一定值时，根吸收离子的速率不再随氧分压升高而加快，这是由于根细胞膜上载体的数量限制。

(4)土壤中溶液浓度的影响，如图2-5-4所示：?

3．影响矿质元素吸收的因素?

(1)遗传因素：植物吸收矿质离子的种类和数量，主要取决于植物的遗传性。不同生物DNA不同，控制合成的根细胞膜上运载离子的载体种类和数量不同，因而，根细胞吸收矿质离子的种类和数量不同。根表现出对矿质离子的吸收具有选择性。?

(2)温度影响：在一定范围内，根部吸收矿质元素速率随土壤温度的增高而加快。这是由于温度影响了根部的呼吸速率，从而影响主动运输。但温度过高，作物吸收矿质元素的速率下降；因为高温使酶的活性受影响，从而影响呼吸作用所致。温度过低时，吸收减少；因为低温时，代谢弱，主动运输慢。?

(3)土壤的通气状态：土壤通气状况能直接影响根吸收矿质元素。如2-5-3所示：

2．矿质元素离子的吸收过程与水分吸收过程之间的关系?

(1)矿质元素离子的吸收与水分吸收是两个相对独立的过程，因为这两个过程的原理是不同的。水分的吸收主要是渗透作用，不需要载体，也不消耗ATP；矿质离子的吸收则必须通过主动运输，需要载体，也需要消耗ATP。证明根对水分的吸收和对矿质元素离子的吸收是两个相对独立过程的事实：①植物的吸水量与离子吸收量并不呈同步正比关系。②植物对离子的吸收有选择性。③植物对离子的吸收速率远比吸水慢。④呼吸抑制剂抑制离子吸收，却不抑制水分的吸收。⑤离子的吸收有载体饱和效应。?

(2)矿质元素离子的吸收和水分的吸收是互相联系互相影响的。这两个过程都发生在根尖的成熟区(根毛区)；矿质离子必须溶解在水中才能被吸收；矿质离子的吸收增加了细胞液的浓度，从而也促进了水分的吸收；水分的吸收能及时地将已吸收的矿质离子运走，也在一定程度上促进了矿质离子的吸收。?