必修第一册第三章植物对水分 的吸收和利用植物的矿质营养作者:日期:\ — g 7年 级高二 学 科生物 版 本人教版内容标题植物的水代谢和矿质兀素代谢编稿老师陈义【本讲教育信息】1. 教学内容：植物的水代谢和矿质元素代谢二. 学习内容：本周学习渗透作用的原理，植物对水分和矿质元素的吸收、散失、运输、利用以及水和 矿质元素的合理利用渗透作用的发生需要有两个条件：半透膜和浓度差，当成熟植物细胞 具备了两个条件时，就会发生渗透作用水分和矿质元素来自土壤，通过根吸收根吸收水 分最活跃部位是根尖成熟区表皮细胞，通过渗透作用吸收水分水分进入导管通过两条途径， 外质体途径和质外体途径，矿质元素则通过主动运输吸收，它们的运输是同一个过程，在植 物体内存留很少的水分用以代谢，而大部分水分则通过蒸腾而散失，矿质元素则用于新陈代 谢植物必需的矿质元素种类，确定植物必需的矿质元素的方法，根对水分吸收及对矿质元 素吸收是两个相对独立过程，而且除根外叶片等部位也可以吸收矿质元素三. 学习重点：1. 渗透作用的原理2. 植物细胞失水、吸水的原理3. 矿质元素的概念，矿质元素的吸收和运输4. 植物细胞吸水和失水的条件5. 矿质元素在植物体内的利用四. 学习难点：1. 渗透作用的原理2. 矿质元素的概念，矿质元素的吸收和运输3. 植物对水分的吸收和对矿质元素吸收的关系4. 矿质元素在植物体内的利用5. 合理利用水分和矿质元素五. 学习过程：植物的水分代谢（一）渗透作用原理在长颈漏斗口处密封玻璃纸（半透膜）往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入到盛有 清水的烧杯中，使管内外的液面高度相等。
长颈漏斗胶管蔗糖液 半透膜现象：漏斗管内的液面逐渐上升解释：烧杯内的水分子透过半透膜，向漏斗内的蔗糖溶液中扩散，蔗糖则不能透过半透 膜向清水里扩散原理：半透膜是只能让一部分分子通过的特殊膜，在该实验中，漏斗内是蔗糖溶液，其 单位体积内水分子的数目比另一侧一一清水侧单位体积所含水分数少;水是可自由通过半透 膜的，而蔗糖分子不能通过半透膜因此，在分子热运动情况下，同一时间内进入漏斗的水 分子比出漏斗的水分子数目多，因而漏斗内液面不断上升，直到在单位时间内通过半透膜的 分子数相等一一这种水分子（其它溶剂分子）透过半透膜的扩散称渗透作用条件：① 具有半透膜 ②该半透膜两侧溶液具有浓度差说明：半透膜两侧的浓度差通常是溶液的摩尔浓度；渗透压也是一种能量，漏斗的液面 比烧杯内的液面要高，所形成的压力使得漏斗内的水分以更快的速度进入烧杯，最后达到平 衡二）植物细胞是一个渗透系统：成熟的植物细胞，细胞质中有一个大的液泡，即中央液泡1. 未成熟植物细胞：吸胀吸水无中央液泡）干燥的种子 -根尖分生区的细胞一吸胀作用吸水（愈伤组织细胞为犬液泡蒲壁细胞）快速分裂的细胞-细胞内蛋白质、淀粉、纤维素等亲水性物质吸收水分。
吸胀吸水能力：大豆＞蚕豆〉玉米、水稻、小麦＞芝麻、蓖麻2. 成熟植物细胞：渗透作用吸水（具有中央液泡）（1） 细胞壁：非选择性透过膜，水和溶质都能透过2） 细胞膜、液泡膜：选择透过性膜，水分子可自由通过细胞选择吸收的离子和小分子也可通过其它离子、小分子、大分子均不能通过因此，原生质（细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质）可看成一层半透膜而液泡液 与外界溶液通常具有浓度差一一成熟植物细胞往往是个渗透系统，当成熟植物细胞与外界溶 液接触时，细胞液就会通过原生质层与外界溶液发生渗透作用[-原生质层植物细胞是一牛渗透系统-1-细胞內外帮度差3. 植物细胞的吸水与失水条件：外界溶液浓度〉液泡液浓度 细胞渗透失水外界溶液浓度 < 液泡液浓度 细胞渗透吸水部位：根尖成熟区方式：渗透吸水土壤溶液浓度比较低，成熟植物细胞液浓度较高，细胞可以渗透吸水 途径：原生质途径：通过成熟区表皮细胞及内层细胞以渗透作用层层渗入质外体途径：通过细胞壁及细胞间隙扩散作用向里渗入 最终两者都进入导管，由导管向上运输动力：蒸腾作用，根压(三) 水分的运输、利用和散失：1. 运输：通过根、茎、叶中的导管运输2. 利用：1%〜5%的水分保持，参与光合作用，呼吸作用等代谢活动3. 散失：95%〜99%蒸腾作用散失掉小部分，通过胞吐作用散失蒸腾作用是促使水分在体内运输的重要动力，根压也是水分吸收的动力来源(四) 合理灌溉：根据植物需水规律，适时、适量灌溉传统手段：漫灌、效率很低、用水量大先进方法：喷灌、滴灌 效率高、节约用水植物的矿质营养组成原生质的元素有许多，化合物也有许多，除了植物从大气中吸收CO获取C、O2夕卜，HO是根从土壤中吸收的。
C、H、O是构成原生质的基本元素，但原生质还有蛋白2质与核酸中含N，还有P、Mg等元素都是植物所必需的一) 植物必需的矿质元素：1. 矿质元素：除C、H、O外，主要由根系从土壤中吸收的元素2. 研究方法：溶液培养法(沙基培养法)人工配制的含全部矿质元素的营养液 全素培养液除去某种矿质元素的营养液 缺素培养液3. 分类：(1) 大量元素：N、P、K、Ca、Mg、S(2) 微量元素：Fe、Mn、Mo、B、Cu、Zn、Cl4. 矿质元素特点：(1) 缺乏时会表现特定缺乏症是专一的(2) 是其它元素所不能替代的，效果是直接的(3) 在补充该元素后，植物缺乏症会消失（二） 根对矿质元素的吸收和运输：1. 存在状态：以无机盐形式溶解在水中，呈离子态2. 吸收状态：只有溶解的无机盐，解离出的矿质元素才可被吸收如: KNO T K + + NO -3 3NH HCO T NH + + HCO -3 3 3 3NH NO T NH + + NO -3 3 3 33. 吸收部位：根尖成熟区运输部位：木质部导管4. 吸收动力：主动运输，消耗细胞代谢产生ATP运输动力：蒸腾作用产生拉力5. 吸收过程：溶解于水中，在根尖主动运输吸收运输过程：在植物体内以离子态随水分再经导管运输到达各组织器官被利用6. 与水的吸收间的区别：（1） 水分是自由扩散进入细胞的，而矿质离子是通过主动运输进入细胞的（2） 吸收动力不同：吸收水分：蒸腾拉力和渗透作用吸收矿质元素：根细胞呼吸产生ATP（3）吸收数量不同：水分吸收受外界溶液浓度影响，只有在外界溶液浓度低于细胞液浓度时才能吸水。
吸收矿质元素则不受浓度影响，细胞需要的元素可通过主动运输被吸收7. 两者联系：（1） 矿质元素必须溶于水才能被根细胞吸收（2） 矿质元素在植物体内随水分运输到达植物各部分（3） 矿质元素的浓度影响植物对水分的吸收（三） 矿质元素的利用：1. 作用：（1） 参与植物细胞的构成如: Mg（2） 调节细胞的代谢活动如：Fe、Ca2. 状态：（1）呈离子态存在易被利用易转移K兀素（2）形成不稳定化合物可被再次利用可转移Mg、N、P（3）形成稳定化合物不能再次利用Fe、Ca3.应用：对于离子态存在及以不稳定化合物形式存在的矿质元素，当这一类元素缺乏时植物表现 出幼叶正常老叶受伤害症状，老叶中的元素优先供给幼叶利用了而对于形成稳定化合物的 矿质元素，由于不易分解，当缺乏时幼叶先受伤害而老叶正常四）合理施肥：1. 根据植物的需肥规律，适时地、适量地施肥，达到少肥高效效果1） 不同植物对各种必需的矿质元素需要量不同（2） 同一植物在不同的生长期，所需元素量也不同小麦在开花期需水量最大，而对P的需要量则随发育生长而一直增加2. 无土培育：（1） 利用溶液培养法原理，按比例配制完全培养液培育植物（2） 优点特点：① 人工控制，调节根系生活环境② 全年栽培，产量高③ 节约水肥，可工厂化、自动化生产④ 栽培范围广，空间利用率高【模拟试题】（答题时间：40分钟）1. 植物主要的吸水器官和吸水部位是（ ）A. 根尖，根冠 B.根的成熟区表皮细胞C.根毛，根尖 D.根冠，根毛2. 在植物细胞间隙的溶液浓度为A,细胞液浓度为B,细胞质基质浓度为C,当细胞缺水萎蔦时（ ）A. A>B>C B. A>C>B C. B>C>A D. B>A>C3. 盐碱地栽种植物，出苗率和成活率均较低，原因是（ ）A. 土壤pH太小B. 土壤中缺少水分C. 土壤溶液浓度高于植物细胞液浓度D. 土壤中氧气太少4. 甜菜块根细胞的液泡中有花青素，使块根为红色。
将块根切成小块放在蒸憎水中，水无明显变化但用盐酸处理这些块根后则能使水变红因为（ ）A. 花青素不溶于水而溶于盐酸B. 盐酸破坏了原生质层的选择透过性C. 盐酸破坏了细胞膜的选择透过性D. 细胞壁被解离5. 冬天常绿植物吸收水分主要用于（ ）A. 光合作用 B.蒸腾作用 C.防寒越冬 D.植物生长6. 植物体主要的吸水矿质元素和运输矿质元素的部位分别是（ ）A. 根尖和茎的韧皮部 B.根毛区和茎的木质部C.叶片和茎的韧皮部 D.生长点细胞和茎的木质部7. 将一株在黑暗中放置4小时的植物，切断其叶片中部的叶脉并光照2小时，检验发现 叶片下部有淀粉而上部无淀粉产生，其原因是（）A. 切断叶脉阻断了水分的运输B. 切断叶脉阻断了有机物的运输C. 切断叶脉阻断了 co2的运输D. 切断叶脉影响了叶片上部细胞的呼吸作用8. 把菜豆幼苗放在含32 P的培养液中培养，lh后测定表明，幼苗各部分都含32 P然后将该幼苗转移到不含32 P的缺磷培养液中，数天后32 P （ ）A. 不在新的茎叶中 B.主要在老的茎叶中C. 主要在新的茎叶中 D.主要在老的根中9. 在根吸收无机盐离子的过程中，一般情况下，下列因素中最重要的是（ ）A. 蒸腾作用B. 根尖表皮细胞内外无机盐离子的浓度差C. 离子进入根尖表皮细胞的扩散速率D. 根可利用的氧10. 庄稼经常要进行中耕松土，以下不能成立的理由是（ ）A. 增强根的呼吸作用B. 促进矿质养料在植物体内的运输C. 促进根细胞对矿质元素的吸收D. 增加土壤的含氧量11. 植物对矿质元素的吸收和运输的主要动力分别来自（）A. 蒸腾作用，蒸腾作用B. 渗透作用，光合作用C. 呼吸作用，蒸腾作用D. 呼吸作用，呼吸作用12. 0.3 g/mL的蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生了质壁分离，则原生质层与细胞壁之间的物质应是（ ）A.空气 B.水 C.细胞液 D.蔗糖溶液13. 实验所用紫色洋葱的鳞片叶，其颜色来源是（ ）A.细胞膜 B.细胞质 C.液泡 D.细胞壁14. 用0.5 g/mL的蔗糖溶液做植物细胞质壁分离实验及复原实验。
前者现象明显，后者不能实现，因为（ ）A. 蔗糖浓度太小B. 时间不够长，继续观察C. 蔗糖浓度太大，导致细胞死亡D. 温度不合适15. 几十年前，新西兰一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发黄枯萎，即使施用了大 量的氮、磷、钾肥也无济于事后来人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛原来， 这小片“绿洲”的附近有一座钼矿，矿工上下班总是抄近路走，他们鞋子上粘有钼矿粉，矿 工鞋子踩过的地方，牧草才长得绿油油的经过科学家的分析和化验，一公顷牧草只要150g 的钼就足够了。