物质对水分的吸收和利用

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1、年 级高二学 科生物版 本人教版内容标题植物对水分的吸收和利用编稿老师乐建峰【本讲教育信息】一。教学内容：植物对水分的吸收和利用水分对于植物体来说是非常重要的，植物体的一切生命活动都离不开水。植物的水分代谢主要包括四个过程，即水分的吸收、水分的运输、水分的利用以及水分的散失,每一个过程都具有重要的生理作用，其中同学们学习的重点和难点是水分的吸收。本讲还要学习植物的矿质营养.包括植物必需的矿质元素，根对矿质元素的吸收,矿质元素的运输和利用，以及合理施肥的基础知识。初步学会确定植物必需的矿质元素的方法。学习的重点是根对矿质元素的吸收过程，学习的难点是确定植物必需的矿质元素的方法。二.本周学习重点与

2、难点：(一）学习重点：1 生物界与非生物界的统一性和差异性.2 原生质。3. 组成生物体的化合物水、无机盐、糖类、脂类的作用.（二）学习难点：组成生物体的化学元素,大量元素和微量元素。 组成生物体的化学元素的重要作用。3. 组成生物体的化合物水、无机盐、糖类、脂类的作用。三 学习内容及疑难解析:植物对水分的吸收和利用植物的光合作用需要有两种原料:二氧化碳和水。 二氧化碳来自大气,通过植物的叶片吸收，再被利用.而水分则来自土壤,主要通过根吸收。1水分的吸收： （1）水分吸收的部位和方式：不同的植物器官，或者同一植物器官的不同部位吸收水分的方式有可能是不同的,即有些器官、有些部位是利用吸胀作用;而

3、有些器官、有些部位则是利用渗透作用吸收水分的。植物细胞吸收水分的两种方式:项目细胞特点吸水原理器官、部位举例吸胀吸水没有液泡的细胞吸胀作用干燥的种子细胞、根尖分生区的细胞渗透吸水具有液泡的细胞渗透作用绝大多数的植物细胞，如根尖成熟区的细胞在这里请同学们注意：1 吸胀作用指的是植物体利用细胞内的亲水性物质如蛋白质、淀粉、纤维素等来吸收水分。 吸胀作用的原理是淀粉粒、纤维素和蛋白质等在细胞内都是凝胶状态，水分子以扩散作用或毛细管作用进入凝胶内部后,可通过氢键与亲水凝胶结合，使其膨胀。3蛋白质、淀粉、纤维素三者的亲水性逐次递减。所以含蛋白质较多的豆类种子吸胀作用比较大。4 渗透作用是植物体吸收水分的

4、主要方式. 植物体吸收水分的主要器官是根，而具有中央液泡的根尖成熟区的表皮细胞是植物体吸收水分最旺盛的部位。具有液泡的细胞利用渗透作用来吸收水分，不具有液泡的细胞利用吸胀作用来吸收水分，分生组织的细胞不具有液泡，如形成层的细胞。7 植物细胞在形成液泡以前主要通过吸胀作用吸水,在形成液泡以后则通过渗透作用吸水.（2）渗透作用： 一个有关渗透作用的实验： 实验操作：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。 实验现象:漏斗管内的液面逐渐上升。3 对实验现象的解释：烧杯内清水的中的水分子能够透过半透膜进入漏斗内的蔗糖溶液，漏斗

5、内蔗糖溶液中的水分子也能够透过半透膜进入烧杯内的清水，而漏斗内蔗糖溶液中的蔗糖分子则不能透过半透膜向清水里扩散。漏斗内是蔗糖溶液，单位体积内水分子的数目比另一侧的清水单位体积所含水分子数目少；水是可以自由通过半透膜的，而蔗糖分子不能通过半透膜。因此，在分子热运动情况下，单位时间内进入漏斗的水分子比出漏斗的水分子数目多,因而漏斗内的液面逐渐上升。 渗透作用的概念：水分子(其它溶剂分子)透过半透膜的扩散称渗透作用。渗透作用的原理:由于半透膜两侧的溶液具有浓度差，单位时间内水分子通过半透膜进出的数目不同。（3）渗透系统必需具备的两个条件： 具有半透膜该半透膜两侧的溶液具有浓度差（4)一个具有液泡的植

6、物细胞是一个渗透系统：细胞壁 细胞膜 细胞质(细胞核) 液泡膜土壤溶液 土壤溶液 细胞液 全透性 选择透过性膜 选择透过性膜 原生质层（选择透过性膜） 细胞壁是全透性的，水分子和溶质分子都可以自由透过。细胞膜和液泡膜都是选择透过性膜, 因此可以把原生质层（细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质）看成一层半透膜. 原生质层(半透膜)的两侧都是溶液,一侧是土壤溶液，另一侧是液泡内的细胞液，两者之间通常具有浓度差。因此，当成熟植物细胞与外界土壤溶液接触时，细胞液就会通过原生质层与外界土壤溶液发生渗透作用。 当细胞液的浓度大于外界土壤溶液的浓度时，细胞可以通过渗透作用吸水. 反之,当细胞液的浓度小于外界土

7、壤溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用失水。在这里请同学们注意:选择透过性膜指的是允许水分子自由通过；也允许被选择透过性膜选择吸收的离子和小分子通过；不允许不被选择吸收的离子、小分子通过;大分子物质不能直接通过的膜。半透膜指的是只允许水分子（或其它溶剂分子)透过,而不允许溶质分子透过的膜。 选择透过性膜肯定是半透膜,而半透膜则不一定选择透过性膜，选择透过性膜是一种活的特殊的半透膜。（5）植物细胞的吸水力:事实上,植物细胞究竟是吸水还是失水不仅仅取决于细胞液的浓度,它取决于植物细胞吸水力的大小。 植物细胞的吸水力:指的是植物细胞的吸水能力。植物细胞吸水力的大小取决于：植物细胞的吸水力 =细胞液的渗

8、透压 外界土壤溶液的渗透压 细胞的膨压 植物细胞的吸水与失水:1 植物细胞的吸水力大于0，细胞就会通过渗透作用吸水。2 植物细胞的吸水力小于0，细胞就会通过渗透作用失水. 植物细胞的吸水力等于0，细胞既不会吸水，也不会失水.在这里请同学们注意:A. 植物细胞渗透压的大小与植物细胞的细胞液浓度成正比，即细胞液浓度越高，细胞的渗透压就越大。B 膨压指的是由于植物细胞吸水膨胀而造成的对细胞壁的侧压力。C. 通常情况下,外界土壤溶液浓度比较低,而植物成熟区的表皮细胞细胞液浓度较高，细胞可以通过渗透作用吸水。D。 一次性施肥过多，会造成外界土壤溶液浓度暂时性大于细胞液浓度，植物细胞就会通过渗透作用失水,

9、造成植物体萎蔫,这就是所谓的“烧苗”。E 当细胞液的浓度大于外界土壤溶液的浓度时，细胞不一定能够通过渗透作用吸水.因为这时植物细胞的吸水力有可能等于0.F. 反之,当细胞液的浓度小于外界土壤溶液的浓度时,植物细胞肯定会通过渗透作用失水。因为这时植物细胞的吸水力肯定小于0。2. 水分的运输：（）水分在植物体内运输的途径:水分在进入导管以前的运输： 原生质途径：通过成熟区表皮细胞及内层细胞利用渗透作用向植物体内部层层渗入.2质外体途径:通过细胞之间的细胞壁以及细胞间隙向植物体内部运输。 水分在进入导管以后的运输:通过根、茎、叶中的导管由下向上运输.(2）植物体进行水分运输的动力： 植物体进行水分运

10、输的主要动力来自植物体通过蒸腾作用产生的拉力。 植物体进行水分运输的另一部分动力来自毛细现象. 植物体进行水分运输的动力还可以来自植物体的根压。在这里请同学们注意：蒸腾作用不仅仅是植物体进行水分运输的主要动力,还是植物体吸收水分的主要动力。3。水分的利用：(1)利用的数量：植物体吸收水分的1%5%。(2)用途:参与植物体的光合作用,呼吸作用等各种生命活动.4. 水分的散失：（1)水分散失的途径(2）绝大部分通过蒸腾作用散失.（3）一小部分通过胞吐作用散失。(4）水分散失的数量:植物体吸收水分的95%99%。 （)蒸腾作用的意义: 对于植物体来说，蒸腾作用绝不是一种浪费，它具有重要的生理意义。

11、蒸腾作用是植物体吸收水分的主要动力。 蒸腾作用是植物体进行水分运输的主要动力。 蒸腾作用是矿质元素（无机盐）在导管内运输的动力。 蒸腾作用还具有降低叶片的温度，防止叶片被强光灼伤的作用。在这里请同学们注意：蒸腾作用仅仅是矿质元素（无机盐）在植物体的导管内运输的动力。它既不是植物体进行矿质元素吸收的动力，也不是矿质元素在植物体的导管外运输的动力。.合理灌溉：（1）我国水资源的主要特点:总体上说，我国是水资源十分紧缺的国家。 总量丰富,但人均占有量很少。 分布不均匀，南多北少。 降水量的季节性变化大,水旱灾害经常发生。 一部分水体受到污染.（2)概念:根据植物的需水规律,适时、适量的灌溉。（3）方

12、法：项目方法效率用水量传统手段漫灌水分的利用效率很低用水量大，比较浪费先进方法喷灌、滴灌水分的利用效率比较高用水量少，节约用水（4）举例：小麦在20-20天需水量较大.植物的矿质营养1 植物必需的矿质元素（1）矿质元素的概念：除C、H、以外，主要由根系从土壤中吸收的元素.（）矿质元素的种类： 非必需的矿质元素矿质元素 大量元素:N、P、S、K、Ca、Mg 植物必需的矿质元素 微量元素:Fe、n、B、Zn、C、Mo在这里请同学们注意:根系所吸收的元素不一定是矿质元素.如H2O。 矿质元素主要是由根系吸收的，此外叶片也能吸收少量的矿质元素。如根外施肥。不是矿质元素，而是植物所必需的矿质元素可以分为

13、大量元素与微量元素。 矿质元素的种类很多,但植物必需的矿质元素到目前为止仅确定了13种,其中大量元素种,微量元素7种。 植物必需的矿质元素特点:1它们对植物体的作用是其它元素所不能替代的,而且作用的效果是直接的。2 缺乏时会表现特定缺乏症是专一的。3在补充该元素后,植物的缺乏症会消失。(3）确定某种元素为植物必需的矿质元素的主要研究方法：溶液培养法。 植物必需的矿质元素：比例合适. 溶液培养法 固体 人工创造的植物根系的生活环境 液体 气体将人工配制的营养液中,除去某种矿质元素后,观察植物在营养液中生长发育的状况，看植物是否会表现出特定的缺乏症。如果植物表现出特定的缺乏症，再加入该种矿质元素继续培养，观察植物的缺乏症是否会消失.在设计实验时请同学们注意：单一变量的控制.B对照实验的等条件性。2。矿质元素的利用：(1)矿质元素在植物体内的生理作用： 许多矿质元素是细胞内复杂化合物的重要组成成分.例如: N是细胞内氨基酸、核苷酸、NAP、TP的组成成分。2 是细胞内核酸、磷脂、NAD、ATP的组成成分. Mg是叶绿素的组成成分。 有些矿质元素具有调节细胞的代谢活动，维持生物体生命活动正常进行的作用。例如： K与光合作用中糖类的合成与运输有关 B能够促进花粉的萌发和花粉管的伸长（)矿质元素在植物体内的利用形