高中《生物》资料汇编

高中《生物》资料汇编本期提供：㈢新陈代谢1．无土栽培的分类2．必需元素的标准：3．影响根系吸收矿质营养的条件4．呼吸速率的影响因素5．三大营养物质代谢的关系6．三大营养物质与人体健康无土栽培的分类无土栽培是指不用土壤而用营养液和其它设备栽培植物的方法。

溶液培养是最早应用的无土栽培。

早在19世纪60年代，德国科学家萨克斯就进行了溶液培养。

1929年，美国加利福尼亚大学格里克教授，根据前人的研究结果，用无土栽培方法成功地生产了番茄。

从那时起，世界各国，特别是西欧、北美，无土栽培面积不断扩大，栽培类型和方法不断增多。

无土栽培的优点主要有：缩短植物的生成发育周期，克服土地上连续栽培对植物的不利影响。

充分利用水分和养分，产品产量高、品质好、污染少等。

所以，无土栽培在农业生产上具有广阔的发展前景。

现人们通常按照无土栽培中固定根系的方法，大体上将其分为无基质栽培和基质栽培两大类。

1．无基质栽培：是指作物根系不用基质固定，根系直接和营养液接触。

无机质栽培又可分为水培和喷雾栽培两种。

水塔是将培养液以液体状态接触很系。

目前它主要用于草毒、柿子椒、番茄等作物的栽培。

喷雾栽培是将营养液用喷雾状态接触于根系。

在喷雾栽培中，为了保持报系环境的高湿度和避免根系上滋生绿藻，接受喷雾栽培的根系必须悬空在密闭、黑暗的容器中。

这种方法的优点是同时解决了根系吸收氧气和营养液的问题。

2．基质栽培：是指用基质固定根系，使作物的根系通过基质吸收营养液和氧气。

根据基质的种类可把它分为有机基质和无机基质两类。

有机基质一般用草炭、锯末、稻草和稻壳等。

无机基质一般用蛭石、砂、珍珠岩等。

必需元素的标准1．该元素对植物正常的生长发育是不可缺少的。

如若缺乏，植物不能完成整个生活史。

2.植物对该元素的需要是专一的，它不能被其它元素所代替。

如缺乏该元素，会表现出专一的病症，当加入该元素后病症又会消失。

3.该元素对植物营养上的需要是直接的效果，而不是由于它改变了土壤的物理与化学性质，或促进有益微生物的活动等产生的间接作用。

影响根系吸收矿质营养的条件土壤溶液中的矿质营养，是以离子形式被根吸收的。

植物吸收矿质离子的种类和数量受各种内外因素的影响。

1．内因：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。

有实验表明，番茄与水稻比，番茄吸收钙、镁较多，吸收硅少；水稻吸收硅较多，吸收钙、镁较少。

植物吸收水对矿质离子的吸收有一定的影响。

但两者的过程不完全相同。

实验证明，植物白天吸水量比夜间大得多，但吸收矿质离子两者相差不多。

说明，植物根吸水和吸收矿质是两个相对独立的过程。

2.外因：①温度。

在一定范围内，根系吸收矿质的速率，随土壤温度的升高而加快。

这主要是由于温度影响根的呼吸速率，从而影响根的吸收。

但温度过高（超过40℃），一般吸收离子的速度下降，如图2－8。

②氧气。

在一定范围内，氧气供应越好，根系吸收矿质离子越多。

氧气主要是通过影响根细胞的呼吸作用，影响根对矿质营养的吸收。

因此，土壤通气不良，会影响根系对矿质营养的吸收。

呼吸速率的影响因素1．内部因素。

不同种类植物的呼吸速率不同，一般旱生植物，生长缓慢，呼吸速率比水生植物低；阴生植物所处的光强度较弱，呼吸也较弱，呼吸速率比阳生植物低。

同一种植物在不同的生长发育时期，呼吸速率也不同，一般在幼苗期、开花期等生长旺盛期，呼吸速率增高。

同一种植物的不同器官，呼吸速率也不同，一般生殖器官比营养器官高，幼嫩组织器官比衰老的组织器官高。

2.外界因素对呼吸速率的影响。

（1）温度：呼吸作用是一系列的化学过程，这些化学反应大多需要酶来催化完成，而酶的活性直接受温度的影响，因此温度对呼吸作用的影响很大。

一般植物在0℃以下，呼吸作用很弱或几乎停止，呼吸作用的最适温度一般在25℃～35℃之间，呼吸作用的最高点，一般在45℃～55℃。

（2）氧气：呼吸作用需要游离的氧气，由于大气中氧气的含量约占大气成分的21％，因此，植物的地上部分一般不会受到缺氧的危害。

但土壤中氧气的含量是随土壤水分含量以及土壤板结程度而改变，当土壤中含量低于2％～5％时根系的正常呼吸会受到影响。

在植物种子、果实等贮藏中，为了保持其品质，常通过控制水分、温度和氧气含量来控制呼吸强度。

有的就采用空气调节技术贮藏大米，即将大米用塑料布密封，抽出空气再充入氮气，使内部缺氧，抑制呼吸作用，达到保持品质的目的。

光合速率的影响因素1．影响光合速率的内部因素。

据研究，植物的种类不同，光合速率不同；同一植物在不同的生长发育阶段、同一植株不同部位的叶片（图2－12）、同一叶片的不同生长发育时期，光合速率都有明显差异。

2.影响光合的环境因素。

（l）光照强度。

光是光合作用的能量来源，光照强度直接影响光合速率。

在其它条件都适宜的情况下，在一定范围内，光合速率随光照强度提高而加快。

当光照强度高到一定数值后，光照强度再提高而光合速率不再加快，这种现象叫光饱和现象。

开始达到光饱和现象的光照强度称为光饱和点。

在光饱和点以下，随着光照强度减弱，光合速率减慢，当减弱到一定光照强度时，光会吸收二氧化碳量与呼吸释放二氧化碳的量处于动态平衡，这时的光照强度称为光补偿点（图2－13），此时植物制造有机物量和消耗有机物量相等。

据研究，不同类型植物的光饱和点和补偿点是不同的。

阳性植物的光饱和点和补偿点一般都高于阴性植物。

（2）二氧化碳浓度。

二氧化碳是光合作用的两种原料之一，因此，环境中二氧化碳的浓度与光合速率有密切关系。

在自然条件下，陆生植物主要从空气中吸收二氧化碳，水生植物或暂时浸泡在水中的植物体，吸收溶于水中的二氧化碳。

空气中二氧化碳含量占空气体积的0．033％左右，据研究，这一含量对植物光合作用来说是比较低的，在较强的光照下，它限制了光合速率。

例如，将棉花、玉米放在二氧化碳为0．064％的空气中与0．033％的自然条件下进行比较，结果棉花的光合速率提高了1．5倍，玉米的光合速率提高了15％。

（3）温度的高低。

温度对光合作用的影响比较复杂，它一方面可以直接影响光合作用中各种酶的活动、光合结构，还通过影响其它相关的代谢活动而影响光合作用。

不同植物对温度反应不同，一般最适温度在25℃。

三大营养物质代谢的关系细胞内的三大类营养物质的代谢是同时进行的。

它们之间既相互联系，又相互制约，共同形成一个协调统一的过程。

糖类在分解过程中，产生的一些中间产物，如丙酮酸，通过氨基转换作用，生成非必需氨基酸。

但是，由于糖类分解时不能产生必需氨基酸相对应的中间产物，所以糖类不能转化为必需氨基酸。

蛋白质在分解的过程中产生一些氨基酸可通过脱氨基作用等，转化为糖类。

糖类、脂肪、蛋白质之间的转化是有条件的，只有在糖类供应充足的情况下，才能转化成脂肪。

不仅如此，各种代谢物质之间的转化程度也是有差异的，如：糖类可以大量转化为脂肪，而脂肪却不能大量转化为糖类。

同时，三大类物质还相互制约，正常情况下，人和动物体活动所需的能量主要由糖类氧化分解供给，只有当糖代谢发生障碍引起供能不足时，才由脂肪氧化供能，保证机体的能量需要。

当糖类和脂肪的摄入量都不足时，体内蛋白质的分解就会增加。

三大营养物质与人体健康一般情况下，血糖的来源和去路能够保持相对平衡的话，就会使血糖含量保持在0.1％的相对稳定状态。

当血糖降至0．07％时，人会出现饥饿感，这时肝糖元可以分解成葡萄糖进入血液，使血糖恢复正常。

人在长期饥饿或肝功能减退的情况下，血糖降至0．04％而得不到补充时，就会出现头昏、心慌、出冷汗、面色苍白、四肢无力的低血糖症状。

这时如果能喝一杯浓糖水或含糖量高的食品，就可以恢复正常，否则会出现惊厥或昏迷等。

这是由于脑组织的活动所需能量主要来自葡萄糖的氧化分解，脑组织中含糖元极少，需要随时从血液中摄取葡萄糖氧化供能，由于血糖浓度过低，脑组织不能及时得到足够的能量而发生功能障碍，因此出现上述症状，此时如给患者静脉输入葡萄糖溶液，症状则可得到缓解。

如果人多食少动，摄入的糖过多，而消耗的少，处于供大于求的状态，不但食物中的脂肪可以储存在体内，而且体内过多的葡萄糖、蛋白质也可转变为脂肪储存于体内，这就造成了肥胖。

这种肥胖可以通过控制饮食，加强运动来减肥。

对于某些因遗传或内分泌失调而引起的肥胖，则应该去医院诊断治疗。

蛋白质在生命活动中具有多方面的生理作用，蛋白质在体内不能储存，人体每天都必须摄入足够量的蛋白质。

尤其是生长发育期的儿童、青少年、孕妇以及大病初愈的人，食物中更应含足够量的蛋白质。

各种蛋白质所含氨基酸的种类不同，动物性食物中的蛋白质，所含氮基酸的种类齐全，有些植物性食物中的蛋白质，缺少人体必需氨基酸，如玉米的蛋白质缺乏色氨酸、赖氨酸，稻谷蛋白质缺少赖氨酸。

如果人长期食物种类单一，体内会因为缺乏某些必需氨基酸而导致蛋白质合成受阻，而出现营养不良。

豆类蛋白质中赖氨酸含量丰富，因此在以大米为主食时，多吃些豆制品可提高对摄入蛋白质的利用率，改善人体营养状况。

膳食纤维的作用膳食纤维是指人体消化液对它不起消化作用，不被吸收的多糖，其中包括纤维素、半纤维素、海藻多糖、果胶，以及不属于碳水化合物的木质素等，这些物质各自有它的特点和作用，但总的来说，膳食纤维是人类消化过程所需要的一种重要物质，它对人类消化的功能在于它具有亲水性质，具有形成胶体状的能力，以及与化学离子和盐类结合的能力。

膳食纤维的作用部位主要在大肠段。

其生理作用可归纳为：①治疗习惯性便秘。

较大量的膳食纤维混在食物中，可以使食物的容量增加，形成较大的粪团，这使肠道蠕动时，易于将食物残渣推送。

膳食纤维有50％以上可被肠道细菌的酶分解，除产生CO2和水外还形成乳酸、乙酸以及其它短链低级脂肪酸；粪便体积的增加和低级脂肪酸的形成可促进肠道蠕动。

特别是果胶在吸水浸涨后，有利于粪便排出，可治疗习惯便秘、痔疮等。

②预防结肠炎、结肠癌。

根据流行病学调查结果，在膳食中含有大量纤维素的人群，出现结肠炎及结肠癌的机会较少。

医学界早就流行一种说法，结肠癌是与某种刺激物(或毒物)停留于结肠内的时间过长有一定的关系。

如亚硝胺、霉菌毒素、酚类等，都是致癌物质，这些物质常随着食物和水进入肠道。

同时有些细菌可能有将硝酸盐还原为亚硝酸盐的能力。

在正常人的小肠中存在着大量细菌，并能产生胺、酚、氨等多种毒物。

如果食物中纤维成分少，这些有害物质在肠停留时间长，就会对肠壁发生毒害作用，并通过肠壁而被吸收。

因此，推想如果粪便停留于结肠的时间愈短，则诱发癌症的机会就愈少。

虽然食肉为主的地区结肠癌发病率高于以纤维食物和奶制品为主的地区，这不是说太精的食品会导致肠癌，然而提倡多食高纤维食物以预防结肠癌的推论是有道理的。

因为纤维多了，不仅可以缩短粪便在结肠中的停留时间，而且由于粪便量的增多，对毒物也起一定稀释作用，这些都有助于预防结肠炎或结肠癌。