第二篇 生物的新陈代谢.doc

第二章 生物的新陈代谢 　　生物体与外界环境之间物质和能量的交换，以及生物体内物质和能量的转变过程，叫做新陈代谢。新陈代谢过程就是生物体的自我更新过程。只有在这种不断地自我更新中，生命才得以维持。新陈代谢一旦停止，生命也就结束。所以，新陈代谢是生物的最重要，也是最基本的特征。 第一节 绿色植物的新陈代谢 　　在地球上，最高等的植物是绿色开花植物，也就是被子植物，下面以被子植物为例来介绍植物的新陈代谢。 一、根的结构与功能 　　()根的形态结构 　　每株植物根的总和叫做根系。根系可分为两大类，就是直根系和须根系。 　　从根的顶端到生长根毛的一段，叫做根尖。根尖由四部分构成。 　　(1)　　(2) 　　(3) 　　(4) 　　根毛区的上部，直到茎的基部，这部分根的细胞有了明显的分化。其中有些细胞的细胞质和细胞核都消失了，这些细胞上下连接，中间的横壁消失，形成了中空的长管，叫做导管。根中的导管与茎的导管是相通连的。根吸收的水和无机盐就是通过导管输送到茎、叶等器官。 　　400多条根毛，这就使表皮细胞的吸收面积大大增加。在移植植物时，纤细的根毛和幼根最易损伤或折断，使吸收功能大大降低，所以新移栽的幼苗往往出现萎蔫现象，要等生出新根和根毛才会逐渐复原。因此，要尽量多带些土进行移栽，保留更多的幼根和根毛，幼苗才易成活。 　　根尖的各部分不是固定不变的，而是按着原来的顺序向前推进生长的。根冠外部的细胞受到磨损破坏以后，由靠近生长点的根冠细胞进行分裂来补充。生长点的细胞不停地分裂，其上部的细胞先停止分裂，再不断伸长，形成伸长区，于是把生长点和根冠向土壤的深层推进。原来的伸长区表皮细胞长出根毛、内部细胞分化出导管，就发展变化成了根毛区。原来的根毛区，或者说现在的根毛区以上部分，根毛脱落，失去吸水功能，但加强了输导作用。随着根的生长，根系不停地扩展，植物的地下部分往往比地上部分占有更大的空间。 　　()根的功能 　　根具有固着作用，但最重要的还是从土壤中吸收水和无机盐。 　　1 　　1-2-1所示，是用长颈漏斗所做的一个简单的渗透计。装置做好后，用不了多少时间就可以看到漏斗内液面开始上升，并且升到一定高度就不再上升了。产生这种现象的原因是由于半透膜只能让水分子自由通过，而蔗糖分子不能通过，单位时间内经过半透膜进入漏斗内的水分子多于由漏斗内向外渗出的水分子，漏斗内水柱上升，当上升到一定高度，漏斗内液柱向下的静水压刚好等于水分子向内扩散而产生的压力时，水柱就停止上升。 　　(水势ψ即是每摩尔水分子的自由能，在这里表现为它能通过半透膜移动做功的能力)。因为膜的一侧是清水，另一侧是溶液，溶液的水势比清水的水势低。在一个大气压下，清水的水势为零，溶液的水势为负，所以水分子就沿着这一水势陡度扩散到溶液中去，结果在渗透计中产生一种压力。随着水分子不断向渗透计内扩散，这种压力也逐渐增加，水势也不断增大，直到半透膜两侧水势相等时为止。当半透膜两侧水势相等时，水势差为零，水分子出入半透膜的数量达到动态平衡，渗透计的水柱不再上升。 　　(如蔗糖)而下降。由于压力的存在而增加的水势称为压力势ψp(为正)，由于溶质的存在，比纯水降低的水势称做渗透势ψπ(为负)。对于一个溶液来说，水势是压力势和渗透势共同作用的结果。 ψ=ψp＋ψπ 　　一般成熟的植物细胞中央都有大型液泡，液泡膜与细胞膜以及其间的细胞质共同称做原生质层，相当于一个半透膜，外面的细胞壁是全透性膜。液泡内由于溶解有糖、有机酸、无机盐等，具有一定的渗透势。如果将植物细胞放在清水中，水分子就会不断进入液泡，引起细胞膨胀，对作为半透膜作用的原生质层和细胞壁产生一定的压力，使细胞的压力势不断增大，当细胞的压力势等于渗透势的时候，细胞的水势为零，水分子进出细胞的数量达到了动态平衡。 ψ细=ψp＋ψπ 　　若将此细胞放入浓溶液中，由于细胞液的渗透势低于外部溶液的渗透势，从液泡中出来的水分子多于进入液泡的水分子，液泡逐渐缩小，进而出现质壁分离现象。若细胞外部溶液浓度还不致损伤细胞，再把这个发生了质壁分离的细胞移入清水中，此时细胞液的渗透势高于清水，水分子大量进入液泡，就可使质壁分离复原。 　　在通常情况下，土壤溶液的水势总是高于细胞液的水势，根毛吸水膨胀，使压力势增大，当细胞液的水势与土壤溶液的水势相等时，细胞停止吸水。而根内的细胞之间又存在一个水势的梯度，根毛的水势大于皮层细胞的水势，皮层细胞的水势又大于中柱细胞的水势，于是水总是经过皮层细胞进入木质部的导管。 　　2　　C、H、O以外，主要由根系从土壤中吸取的元素。其中最重要的是N、P、K等。这些矿质元素中，有些是组成植物体的成分，有些则具有调节植物生命活动的功能。如N是蛋白质和核酸的重要成分；P在能量转换、呼吸作用、光合作用等过程中起重要作用。ATP中的P是很重要的，高