植物對(duì)水分的吸收利用及植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)[]3月31日1512

1、高二生物同步輔導(dǎo)教材（第9講）【教學(xué)內(nèi)容與目的要求】一、 教學(xué)內(nèi)容：高級(jí)中學(xué)課本生物（必修） 第三章 第四節(jié) 植物對(duì)水分的吸收和利用 第五節(jié) 植物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng) 二目的要求 第四節(jié) 植物對(duì)水分的吸收和利用 了解細(xì)胞吸水的兩種方式，了解吸脹吸水的原理和方式 掌握滲透吸水原理和滲透作用概念 通過(guò)細(xì)胞吸水原理的探索，質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和研究問(wèn)題的能力 了解水分在植物體內(nèi)的運(yùn)輸、利用和散失、合理灌溉的原理第五節(jié) 植物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)1了解植物需要的大量元素和微量元素 ，了解礦質(zhì)原素存在形式 掌握根吸收礦質(zhì)元素的過(guò)程，礦質(zhì)原素的利用 理解植物對(duì)離子的選擇吸收，及與水分代謝、礦質(zhì)代

2、謝的關(guān)系。聯(lián)系無(wú)土栽培、合理施肥等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐能力。 【知識(shí)重點(diǎn)與學(xué)習(xí)難點(diǎn)】1、知識(shí)重點(diǎn)： 水分的吸收、運(yùn)輸、利用和散失 礦質(zhì)元素的吸收、運(yùn)輸和利用 水分代謝與礦質(zhì)代謝的關(guān)系 礦質(zhì)代謝與呼吸作用的關(guān)系2、學(xué)習(xí)難點(diǎn)：半透膜與選擇性透過(guò)膜；吸脹吸水與滲透吸水 水分代謝與礦質(zhì)代謝的關(guān)系 礦質(zhì)代謝與呼吸作用的關(guān)系【方法指導(dǎo)與教材延伸】 本節(jié)引言部分:綠色植物的新陳代謝 水分代謝：水分的吸收、運(yùn)輸、利用和散失 礦質(zhì)代謝：礦質(zhì)元素的吸收、運(yùn)輸和利用 有機(jī)物和能量的代謝： 光合作用：合成有機(jī)物、儲(chǔ)存能量 呼吸作用：分解有機(jī)物，釋放能量上述功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是：植物根、莖、葉。第四節(jié) 植物對(duì)水分

3、的吸收和利用根系是陸生植物吸水的主要器官，它從土壤中吸收大量水分，滿足植物體的需要。根系雖然是吸水器官，但并不是根的各部分都能吸水，根的吸水主要在根尖。吸水的方式： 吸脹吸水：細(xì)胞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：細(xì)胞質(zhì)內(nèi)沒(méi)有形成大的液泡原理：是指細(xì)胞在形成液泡之前的主要吸水方式，植物的細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)中有大量的親水性物質(zhì)纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)等，這些物質(zhì)能夠從外界大量地吸收水分。 舉例：根尖生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞、干種子細(xì)胞。成熟的植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)滲透吸水：細(xì)胞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有一個(gè)大液泡細(xì)胞壁：全透性原生質(zhì)層：選擇透過(guò)性細(xì)胞液具有一定的濃度原理吸水：細(xì)胞液濃度外界溶液濃度 失水：細(xì)胞液濃度外界溶液濃度 驗(yàn)證：質(zhì)壁分離及質(zhì)

4、壁分離復(fù)原舉例：成熟區(qū)的表皮細(xì)胞等 吸脹吸水和滲透吸水吸脹吸水是未形成液泡的細(xì)胞吸水的一種方式。未形成液泡的細(xì)胞包括植物的分生組織（根尖生長(zhǎng)點(diǎn)、頂芽生長(zhǎng)點(diǎn)、形成層）和植物的干種子。吸脹作用的主要原理是植物的細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)中有大量的親水性物質(zhì)纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)等，這些物質(zhì)能夠從外界大量地吸收水分。半透膜與選擇透過(guò)性膜半透膜是指某些物質(zhì)可以透過(guò)，而另一些物質(zhì)不能透過(guò)的多孔性薄膜（如動(dòng)物的膀胱膜、腸衣等）。而選擇透過(guò)性膜是由于膜上具有一些運(yùn)載物質(zhì)的載體，因不同細(xì)胞膜上含有的載體的種類(lèi)和數(shù)量不同，即使同一細(xì)胞膜上含有的運(yùn)載不同物質(zhì)在逃的數(shù)量也不同，因而表現(xiàn)出細(xì)胞膜對(duì)物質(zhì)透過(guò)的高度選擇性。當(dāng)細(xì)胞死亡，

5、膜便失去選擇透過(guò)性成為全透性。因此，半透膜與選擇透過(guò)性膜是兩個(gè)明顯不同的概念。水分的運(yùn)輸、利用和散失 運(yùn)輸水 分 的 利用 根 內(nèi) 層 細(xì) 胞 土壤溶液中的水分 根、莖、葉的導(dǎo)管分生區(qū)細(xì)胞根毛區(qū)細(xì)胞利用：保留在植物體內(nèi)參與光合作用和其他代謝過(guò)程（根吸收水分的1%左右）。散失：方式：蒸騰作用（根吸收水分的99%）意義是植物吸收水分和促使水分在體內(nèi)運(yùn)輸?shù)闹饕獎(jiǎng)恿?。促進(jìn)溶于水的礦質(zhì)養(yǎng)料在體內(nèi)的運(yùn)輸。 降低植物體溫度、免受陽(yáng)光傷害第五節(jié) 植物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)植物必需的元素目前，經(jīng)過(guò)科學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn)植物體中的元素有60多種，其中必需的元素共16種，這16種元素可分為大量元素(9種)和微量元素(7種)兩類(lèi)，這些

6、元素一旦缺乏植物體就會(huì)表現(xiàn)出相應(yīng)的缺乏癥。研究礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的一個(gè)方法是水培養(yǎng)，觀察各種種子在蒸餾水中和各種組合的無(wú)機(jī)鹽的萌發(fā)生長(zhǎng)情況，可以了解植物所必需的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)。（1） 必需元素：植物生活所必需的元素，任何一種對(duì)于植物的正常生長(zhǎng)和發(fā)育均不可少，目前已知的有16種 必需元素（16種） 大量元素（9種） 微量元素（7種）C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl 礦質(zhì)元素（13種）（2）礦質(zhì)元素 概念：除C、H、O外，主要有根系從土壤中吸收的元素 功能 有些是組成植物體的成分 有些調(diào)節(jié)植物體生命活動(dòng)根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收（1）吸收的狀態(tài)：離子狀態(tài)（2） 特點(diǎn) 與呼吸作

7、用有關(guān)：提供了H+和HCO3- 提供了主動(dòng)運(yùn)輸?shù)哪芰緼TP 與載體的種類(lèi)和數(shù)量有關(guān) （3）根細(xì)胞吸收 水分滲透作用 兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程 礦質(zhì)元素主動(dòng)運(yùn)輸為什么說(shuō)根吸收水分和吸收礦質(zhì)元素是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程？根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收和對(duì)水分的吸收既有區(qū)別又有聯(lián)系：區(qū)別是：（1）礦質(zhì)元素與水分進(jìn)入根細(xì)胞的方式不同。水分是通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞；礦質(zhì)元素離子是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞。（2）吸收的動(dòng)力不同。吸收水分的動(dòng)力是蒸騰拉力和根細(xì)胞與環(huán)境之間的濃度差；吸收礦質(zhì)元素的動(dòng)力是根細(xì)胞產(chǎn)呼吸作用生的ATP，由ATP推動(dòng)載體做功。（3）吸收數(shù)量與外界濃度的關(guān)系不同。根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子需要水做溶劑，則兩者的吸收量

8、應(yīng)成比例，但礦質(zhì)元素的吸收量與土壤溶液中的礦質(zhì)離子的數(shù)量一般不成比例，即根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收具有選擇性。聯(lián)系是：（1）礦質(zhì)元素的吸收需要溶于水，隨水進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，水參與生成交換吸附的離子（2）礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的運(yùn)輸是隨水分的運(yùn)輸?shù)竭_(dá)植物體各部分。（3）礦質(zhì)元素被根細(xì)胞后，又會(huì)影響到細(xì)胞內(nèi)外溶液的濃度，從而影響根對(duì)水分的滲透吸收。礦質(zhì)元素的運(yùn)輸和利用運(yùn)輸：隨水分的運(yùn)輸?shù)竭_(dá)植物體的各部分利用形式：礦質(zhì)運(yùn)輸?shù)睦?，取決于各種元素在植物體內(nèi)的存在形式。元素舉例在植物體內(nèi)的存在形式能否轉(zhuǎn)移利用情況K離子狀態(tài)很容易反復(fù)N、P、Mg不穩(wěn)定化合物能多次Ca、Fe穩(wěn)定化合物不能一次功能：組成植物體的成分 調(diào)節(jié)植

9、物體的生命活動(dòng)5合理灌慨 合理罐溉是指根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時(shí)地、適量地施肥，以便使植物體茁壯生長(zhǎng)，并且獲得少肥高效的結(jié)果。每次收獲作物時(shí)都要從土壤中帶走大量的礦物元素，不同的作物對(duì)于礦質(zhì)院素在種類(lèi)和數(shù)量上又有著不同的要求。植物對(duì)礦質(zhì)元素的不均等吸收和積累使土壤中的某一類(lèi)元素的含量變?yōu)樨毞?，以致影響作物的生產(chǎn)潛力的發(fā)揮，使產(chǎn)量逐漸下降。因此，通過(guò)施肥，有目的地補(bǔ)充土壤中所缺乏的某種元素，是保證持續(xù)增產(chǎn)的重要手段?！纠}解析】1下列現(xiàn)象屬于滲透作用的是 A水分子通過(guò)細(xì)胞壁 B氨基酸分子通過(guò)細(xì)胞膜 CK+通過(guò)原生質(zhì)層 D水分子通過(guò)原生質(zhì)層 解析：滲透作用是指水分子或其它溶劑分子通過(guò)半透膜的擴(kuò)散，在

10、供選答案中，水是溶劑分子，原生質(zhì)可當(dāng)作半透膜看待。K+和氨基酸通過(guò)膜為主動(dòng)運(yùn)輸，細(xì)胞壁是全透性，顯然也不是滲透作用。答案：D2在洋蔥根尖的結(jié)構(gòu)中，只靠吸脹作用吸水的細(xì)胞部位是 A根冠 B分生區(qū) C成熟區(qū) D伸長(zhǎng)區(qū) 解析：根冠和成受區(qū)具有較大的液泡。因此，A、C均靠滲透作用吸水，伸長(zhǎng)區(qū)的細(xì)胞逐漸伸長(zhǎng)增大，其內(nèi)液泡從無(wú)到有，由小到大，存在吸脹和滲透兩種吸水方式。分生區(qū)細(xì)胞沒(méi)有形成液泡，只靠吸脹作用吸水。答案：B3在“觀察植物學(xué)吧的質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原“的實(shí)驗(yàn)中，之所以用成熟的洋蔥表皮細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)材料是因?yàn)檫@樣的細(xì)胞具有A伸縮性很小的細(xì)胞壁 B功能完善的細(xì)胞膜C能夠流動(dòng)的細(xì)胞質(zhì) D大而醒目的液泡解析

11、：植物質(zhì)壁分離和復(fù)原的條件有：細(xì)胞必需是活細(xì)胞；細(xì)胞液濃度與外界溶液必須有濃度差；植物學(xué)吧必須有大的液泡，最好細(xì)胞液中帶有色素，這樣便于觀察，紫色的洋蔥表皮細(xì)胞就能很好地滿足這一條件。答案：D4把體積相同的10%葡萄糖溶液a側(cè)與10%的蔗糖溶液b側(cè)用半透膜隔開(kāi)，其結(jié)果是A 水從a側(cè)移向b側(cè)的與b側(cè)移向a側(cè)的相等B 水從a側(cè)移向b側(cè)的比b側(cè)移向a側(cè)的少C 水只能從a側(cè)移向b側(cè)D 水既不從a側(cè)移向b側(cè)也不從b側(cè)移向a側(cè)解析：表面上看兩側(cè)的溶液濃度是相同的，由于兩側(cè)溶液的溶質(zhì)分子大小不同。水的滲透取決于半透膜兩側(cè)溶液的濃度，其本質(zhì)是取決于兩側(cè)水分子的密度。由于蔗糖分子量幾乎是葡萄糖分子的兩倍，因此，

12、b側(cè)的溶質(zhì)分子幾乎只有a側(cè)的一般，蔗糖溶液的水分子移向葡萄糖溶液的多。答案：B5與根細(xì)胞交換吸附礦質(zhì)元素離子有密切關(guān)系的生理過(guò)程是：A滲透作用 B蒸騰作用 C同化作用 D呼吸作用解析：根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子可以分為兩個(gè)過(guò)程：一是根細(xì)胞表面的陰、陽(yáng)離子與土壤溶液中的離子進(jìn)行交換吸附；二是離子被主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入根細(xì)胞內(nèi)部，根進(jìn)行離子的交換需要的HCO-和H+是根細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的CO2與水結(jié)合后理解成的，根細(xì)胞主動(dòng)運(yùn)輸吸收離子要消耗能量。答案：D6離根細(xì)胞較遠(yuǎn)的土壤溶液中的陽(yáng)離子和陰離子可以通過(guò)什么方式移動(dòng)過(guò)來(lái)。A擴(kuò)散作用 B滲透作用 C主動(dòng)運(yùn)輸 D對(duì)流作用 解析：物質(zhì)總是從濃度高的一側(cè)向濃度低的一側(cè)

13、運(yùn)動(dòng)，這就是擴(kuò)散作用。對(duì)于土壤溶液中的礦質(zhì)元素離子，由于根細(xì)胞的不斷吸收，使根細(xì)胞附近的含量減少，其它地方的礦質(zhì)元素就通過(guò)擴(kuò)散作用到達(dá)根細(xì)胞附近。 答案：A7進(jìn)入植物細(xì)胞的礦質(zhì)元素能夠再度利用的一組是AK、N、Mg BN、P、Ca CMg、Fe、K DFe、Ca、P解析：考查礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)存在形式和利用特點(diǎn)。K進(jìn)入植物體后，仍呈離子狀態(tài)，N、Mg進(jìn)入植物體后形成不穩(wěn)定的化合物，故K與N、Mg都可轉(zhuǎn)移到植物體的其它部位，被再度利用。答案：A8徐老師從化點(diǎn)買(mǎi)一盆米蘭回家，幾周后發(fā)現(xiàn)老葉依然油綠，新生的葉子有發(fā)黃的現(xiàn)象，你認(rèn)為最可能的原因是A缺水 B缺陽(yáng)光 C缺Mg D缺Fe解析：若缺水植物表現(xiàn)

14、萎蔫現(xiàn)象。若缺陽(yáng)光會(huì)引起葉綠素分解而使葉片發(fā)黃。但老葉片也應(yīng)發(fā)黃，以上都不合題意。缺Mg 葉綠素不能合成，但由于Mg可以在植物體內(nèi)移動(dòng)，表現(xiàn)出老葉先發(fā)黃。 Fe在植物體內(nèi)不能轉(zhuǎn)移，不能被再利用，因此，缺Fe老葉可依然油綠，新葉發(fā)黃。答案：D9下表是用于無(wú)土栽培的一種培養(yǎng)液配方，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（8） Ca(NO3)2 1.0克 MgSO4 0.25 克 KH2PO4 0.25 克 KCl 0.12 克 FeCl3 0.005克 H20 1000毫升(1)用此培養(yǎng)液培育某高等植物時(shí),往往要給培養(yǎng)液中通入空氣,這一措施的目的是用以促進(jìn) ,以利于對(duì)礦質(zhì)元素的吸收.要使該植物生長(zhǎng)良好,根據(jù)光合作用的條

15、件,除了適宜的溫度外,還需要 和 .(2)植物在吸收培養(yǎng)液中的礦質(zhì)離子時(shí),主要是通過(guò) 方式進(jìn)行的.經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后 ,檢測(cè)到培養(yǎng)液中留存在的Ca2+較多,而NO3較少，這一現(xiàn)象與細(xì)胞膜的 有關(guān)。(3)若除去培養(yǎng)液中的MgSO4，將直接影響植物體內(nèi) 合成。(4)該配方中屬于植物所需的大量礦質(zhì)元素是 ；微量元素是 。解析：由于植物根吸收礦質(zhì)元素的過(guò)程于根細(xì)胞的呼吸作用關(guān)系密切，所以在培養(yǎng)液通人空氣，能促進(jìn)根的有氧呼吸，也有利于礦質(zhì)元素的吸收。根吸收礦質(zhì)元素是一個(gè)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中需要載體。如果細(xì)胞膜上某種載體的數(shù)量少，細(xì)胞就通過(guò)細(xì)胞膜吸收這種載體所運(yùn)的離子少，這也說(shuō)明了細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性。

16、答案：（1）根的有氧呼吸 光照 CO2 （2）主動(dòng)運(yùn)輸 選擇透過(guò)性 （3）葉綠素（4）N、P、K、Ca、Mg、S Fe、Cl【同步練習(xí)】一選擇題1植物缺鐵時(shí)，幼嫩葉子呈淡黃色或檸檬綠色，老葉則仍是綠色。其原因是 A幼嫩部位生長(zhǎng)旺盛，需鐵比老葉多 B幼葉淡黃是缺鐵的典型癥狀 C鐵容易移動(dòng)，由幼嫩部位移向老葉 D鐵形成難溶化合物，在衰老組織含量多2自馬鈴薯中用打孔器打出兩圓柱體塊P和Q，P在蒸餾水中放Ih,Q在與馬鈴薯等滲的鹽溶液中放Ih，測(cè)定處理的圓柱體是否與原來(lái)的孔剛好合適AP不合適，但Q剛好合適BP不合適，Q也不合適CP精確的合適，Q也精確的合適DP精確的合適，但Q不合適3下列過(guò)程中需要細(xì)胞

17、提供代謝能量的是：A滲透作用 B主動(dòng)運(yùn)輸 C質(zhì)壁分離 D吸脹作用4除（ ）外，下列其余各項(xiàng)都可以通過(guò)質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)，加以鑒定。A成熟植物細(xì)胞的死活B原生質(zhì)層和細(xì)胞壁都有伸縮性C成熟植物細(xì)胞能進(jìn)行滲透吸水D蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素的吸水性依次遞減5下列現(xiàn)象屬于滲透作用的是：A蔗糖在水中溶解使水變甜B(yǎng)一片新鮮的蘿卜放在清水中變硬C干大豆種子泡在水中逐漸膨大 D暑天放在空氣中的NaCl潮解6下列現(xiàn)象中,( )是由于吸脹作用的結(jié)果A干種子的萌發(fā)前吸水B種子萌發(fā)后吸水C萎蔫的青菜葉放在清水中，菜葉變硬挺D一次施肥過(guò)濃植物會(huì)被燒死7放在30%蔗糖溶液中，會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞是A人的口腔上皮 B洋蔥根尖生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞

18、C洋蔥表皮細(xì)胞 D干種子細(xì)胞8被方果樹(shù)由根系吸收的水分主要用于A光合作用 B蒸騰作用 C植物的生長(zhǎng) D果實(shí)的形成二簡(jiǎn)答題9下圖是番茄根細(xì)胞中鉀含量和氧分壓的關(guān)系圖解。據(jù)圖回答：根細(xì)胞K含量（毫克/升） B C6050 A40 2 4 6 8 氧分壓（1）AB段曲線說(shuō)明了什么？原因何在？（2）隨著氧分壓繼續(xù)提高，你認(rèn)為曲線AB延續(xù)的趨勢(shì)如還是，為 什么？10下圖是某學(xué)生的幾個(gè)植物細(xì)胞的示意圖，請(qǐng)回答：（1）注明圖中各標(biāo)號(hào)所指構(gòu)造的名稱(chēng)， 1 ；2 ；3 。（2）表示質(zhì)壁分裂的正確圖解是 。（3）發(fā)生質(zhì)壁分裂的原因是 。（4）發(fā)生質(zhì)壁分裂的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是 。（5）將發(fā)生了質(zhì)壁分離的細(xì)胞置于清水中，如果不能復(fù)原，則說(shuō)明 。（6）質(zhì)壁分裂和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明 可以通過(guò) （由 、 和 構(gòu)成）與外界環(huán)境的溶液發(fā)生滲透作用。成熟的植物細(xì)胞可以 。11甘蔗白天吸收水比晚上大10倍，但吸收磷只比晚上稍微多一點(diǎn)。這種差異說(shuō)明什么問(wèn)題？為什么甘蔗白天吸水