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第四章、植物与土壤第一节、土壤的成分（一）、实验1、用土壤取样器取土壤样本在有花卉和农林作物生长的土壤（存在的生物较多、便于寻找样本）中，用土壤取样器选取2-3个土壤样品（避免实验偶然性）。2、测量土壤空气的体积分数在校园中选择一块干燥的土壤，取5*5*5的一块土壤，放入大烧杯中，体积记为V，沿杯壁缓慢向烧杯内注水，直到水面把土壤刚好全部浸没位置。记录烧杯中所加水的体积，记作V1。用与土壤等体积的铁块（没有空隙，水不易浸入）代替土壤，重复上述实验。记作加入水的体积，记作V2。实验现象：在向土壤中加入水时，会看见土壤表面产生了许多气泡。结论：土壤中含有空气，且空气的体积分数约为（V1-V2）/V*100%。再适合植物生长的土壤中，空气的体积分数为15%-35%。3、土壤中有水吗取少许土壤放入试管中，用试管架夹住试管在酒精灯上加热。试管壁上会有水珠。说明了土壤中含有水。注意：试管口要略向下倾斜（）4、土壤中存在有机物吗取经充分干燥（避免土壤中水对实验的干扰）的土壤50克-100克（土壤中有机物含量较少），把它们放在细密的铁丝网上，用酒精灯加热（有机物能燃烧生成水和二氧化碳等无机物）。带土壤冷却后再用天平称量，此时会发现土壤质量明显变小。实验现象：土壤在加热时颜色发生明显变化。结论：土壤中含有有机物5、土壤里还有什么取新鲜的土壤50克-100克，放入大烧杯中，向大烧杯中倒入足量的蒸馏水先用玻璃棒充分搅拌一会，再静置一段时间让土壤固体颗粒沉淀下来，得到的上部溶液就是土壤浸出液。取10毫升的土壤浸出液，过滤收集滤液。然后将滤液放入蒸发皿中，用酒精灯加热，是水分蒸发，当水分蒸发完后，蒸发皿中有残留物。实验结论：土壤中含有无机盐（能溶于水但不能燃烧）。（二）、知识点我们把生活在土壤中的各类生物统称为土壤生物。构成土壤的非生命物质有水、空气、矿物质和有机物。其中，水是植物吸收最多的物质；空气是植物根呼吸和微生物生命活动所需氧的来源；土壤中的腐殖质可以为土壤动物提供食物，也可以为绿色植物提供养分。土壤中的有机物主要来源于生物的排泄物和死亡的生物体。这些有机物在土壤微生物的作用下，可以形成腐殖质。土壤形成的顺序：岩石风化——岩石进一步分化，有最低等的生物出现——形成原始土壤，有地衣、苔藓植物出现——出现森林和草原，土壤最终形成。构成土壤的物质有固体、液体、气体三类。固体部分：矿物质颗粒和腐殖质，其中矿物质颗粒占固体颗粒的95%左右。岩石风化因素：风、流水、温度的剧烈变化。各种生物作用也能促进岩石风化，各种生物的活动加速了有机物在地表的积累。地衣的作用促进岩石风化。第二节、各种各样的土壤（一）、知识点土壤主要是由矿物质、腐殖质、水和空气等物质以及多种生物组成的。矿物质颗粒是组成土壤的主要物质之一，粗的叫做砂粒，细的叫做黏粒，介于两者之间的叫做粉砂粒。砂土类土壤：沙粒多（粗）疏松，通气、透水性强，保水、保肥性弱黏土类土壤：黏粒、粉砂多（细）通气、透水性弱，保水、保肥性强壤土类土壤：大致等量，均匀通气、透水，能保水保肥，宜于耕种第三节、植物的根与物质的吸收（一）、实验1、植物的吸水部位在哪里选取4株生长旺盛、带有绿叶和根系的右面，随机分为A、B两组。将A组的2株小麦植株所有根的前端剪去3-5毫米（即根尖），并在切口处涂上石蜡；B组不做处理。结果：A组幼苗开始出现萎蔫现象。结论：根尖是植物根吸收水分的主要部分2、植物失水实验选取4株生长旺盛的同种植物幼苗，随机分为两组。将2组植物的根部西进，分别放入盛有清水和浓盐水的2只锥形瓶。结果：在浓盐水中的植物萎蔫，在清水中的植物正常生长。结论：当植物根毛细胞细胞液的溶液质量分数大于土壤溶液的溶质质量分数时，细胞就吸水；反之，则失水。3、生长在营养液中的植物选取生长旺盛的植物幼苗，小心洗去其根部附着物，最后用蒸馏水将其洗净，并将它们种植在4只锥形瓶中（正常、缺氮、缺磷、缺钾）结果：标准培养液中，植株正常生长；缺氮，植株矮小、叶色发黄；缺磷，植株矮小、叶色发红；缺钾，植株矮小，叶片边缘有褐斑，易倒伏。（二）、知识点植物通过根来吸收土壤中各种营养物质，且根对植物起固定作用，能吸收土壤中的水分和无机盐等营养物质。直根系：有明显发达的主根、侧根，大多数为双子叶植物（大豆、青菜、萝卜）须根系：没有明显的主根、侧根，大多数为单子叶植物（葱、蒜、小麦、水稻）植物的根在土壤中的分布与植物的种类和外界环境如土壤的结构、肥力、通气情况和水分情况。（缺水地区的植物根更发达）根尖是指从根的顶端到着生根毛的部分，它是根生长、分化、吸收养料最活跃的部分。依次可分成根冠、分生区、伸长区、根毛区。根冠：根尖顶端的帽状结构。细胞壁薄，外层细胞排列疏松，起保护作用。分生区：根冠内侧，细胞壁薄，细胞核较大，细胞质浓，细胞排列紧密，具有很强的分裂能力（分生作用）伸长区：逐渐停止分裂，但能较快生长，使根不断的伸长生长。根毛区：表皮细胞向外突起，出现细胞分化，形成不同长度的根毛，增大了根的吸收面积，是根尖吸收水分和无机盐的主要部位。细胞壁极薄，液泡大，含丰富的细胞液。土壤颗粒之间含有无机盐和水分，称为土壤溶液。植物吸水：根毛细胞液的溶质质量分数总是大于土壤溶液的溶质质量分数，反之则吸水。（低浓度向高浓度扩散）水分由一个皮层细胞进入另一个皮层细胞，然后进入根的木质部导管，最后上升到植物体的各结构。缺氮，植株矮小、叶色发黄；缺磷，植株矮小、叶色发红；缺钾，植株矮小，叶片边缘有褐斑，易倒伏。无土栽培原理：根只是从土壤中吸收水分和无机盐，土壤只对植物体起固定作用。第四节、植物的茎与物质的运输（一）、实验1、茎运输水分和无机盐的部位取粗细大小相似、叶片数相同的同种木本植物枝条3根，将每根枝条的下端用刀片削成面积相似的斜面，A组不作处理，B剥去下半部树皮的带叶枝条，C组除去木质部和髓的带叶枝条，只留下树皮。处理好后将每组枝条分别插入盛有等量红墨水的烧杯中，并用3个夹子将各组枝条分别固定，置于温暖、光照充足的地方（进行蒸腾作用），10分钟后取出枝条。结论：水分和无机盐通过木质部运输的。现象：越靠近顶端，颜色越浅，说明水分和无机盐是由下而上运输的。2、枝瘤在一株木本植物上选取一个枝条，用解剖刀在枝条上取一圈树皮，露出木质部结果：经过一两个月后，切口上方的树皮将膨大形成枝瘤。结论：有机物通过筛管自上而下运输。（二）、知识点茎按形态分分为直立茎、攀缘茎、匍匐茎、缠绕茎，按组成分为木质茎、草质茎直立茎：直立生长，一般较硬。（樟树、月季、玉米）攀缘茎：借助茎或叶的变态结构，附着在其他物体上上升（黄瓜、丝瓜）匍匐茎：比较软，不能直立生长，只能匍匐生长。（甘薯、草莓）缠绕茎：茎本身缠绕其他物体上升（牵牛花、菜豆、常春藤）木质茎一般具有：树皮、形成层、木质部和髓等结构。树皮包在茎的外层，对茎起保护作用。韧皮部位于树皮靠近木质部的部位，韧皮部中含有起输导作用的筛管（有孔）。木质部（制作家具）中含有起输导作用的导管（无孔），木纤维具有很强的支持力。髓位于茎的中央，细胞体积较大，具有储藏营养的作用。在韧皮部与木质部之间有形成层，它能不断进行细胞分裂，向外形成韧皮部，向内形成木质部，使茎加粗。（水稻、小麦、毛竹等没有形成层）生长在温带地区的木本植物，在外界气候因素的影响下，木质茎的横切面上呈现出年轮现象，据此可以判断树的年龄。1）年轮疏松朝南，密集朝北2）年轮较疏松、颜色较浅是春材，环境好，反之则是秋材水分和无机盐在茎木质部的导管中自下而上地向枝端运输叶制造的有机物通过筛管向下运输。第五节、植物的叶与蒸腾作用（一）、实验1、蒸腾作用散失什么选取一盆正处于生长旺盛期的阔叶植物（蒸腾作用更快），用一透明塑料袋把几片邻近的叶片包扎起来，浇水后置于阳光下，塑料袋内有水珠。结论：植物蒸腾作用散失水分2、研究植物的蒸腾作用在液体压强计的U形玻璃管内灌满稀释的红墨水，左边用橡皮管将木本植物枝条与U形管左侧连通，在室内放置约5分钟，右侧水柱下降。结论：植物蒸腾作用吸收水分。3、氯化钴试纸（有水会变成红色）选取一片生长旺盛的蚕豆叶，用滤纸把它上下表皮上的水分吸干。将A、B两张浸有氯化钴溶液的蓝色试纸相对应的贴在叶片上下表皮的表面，过一段时间，先变色、深一点的是下表皮上的试纸。结论：下表皮气孔数多于上表皮。且下表皮散发出来的水分要多于上表皮。4、气孔数哪一面多在载玻片上滴一滴清水，用镊子撕去蚕豆叶片的下表皮，把它们放在载波片上，用解剖针把它们展平，加盖盖玻片。在低倍显微镜下观察叶片的表皮细胞，它们呈半月形（保卫细胞）且里面有叶绿体。再取一片叶子，把它放进盛有热水（60摄氏度）的烧杯中，下表皮的气孔数多。（二）、知识点生活在潮湿、阴暗环境下的植物，一般叶片较大且叶表面无角质层，以增加换气面积（增加蒸腾作用）。生活在干旱环境下的植物一般叶片较小甚至退化成针刺状或小鳞片状，也表面多覆盖蜡质和不易透水的角质层。叶是由叶柄和叶片组成的，叶片是由表皮（上、下表皮，起保护作用，由大量无色透明的表皮细胞组成，有利于光线的透过和叶内结构的保护）、叶肉（叶肉细胞内含叶绿体，可进行光合作用）、叶脉（内含疏导组织）。蒸腾作用是指水分从活的植物体表面（主要是叶片）以气体状态散失到大气中的过程）。根吸收的水99%通过蒸腾作用的方式散发出去。蒸腾作用的益处：1）可以在温度偏高的情况下有效的降低叶片温度2）是根部吸收水分的主要动力3）利于溶解在水中的无机盐在植物体内的运输影响蒸腾作用的因素：温度高、气流速度快、湿度小、光照强，则蒸腾作用强下表皮的气孔数多于上表皮的益处：上表皮易接受光照进行光合作用，避免蒸腾作用散失过多的水分。但水生植物由于不会缺水，且为了利于透气，所以上表皮气孔数多于下表皮。半月形细胞是保卫细胞，两个保卫细胞之间的小孔是气孔，是植物体与外界进行气体（二氧化碳、氧气、水蒸气）交换的窗口，也是散失体内水分的门户。水分多，膨胀；水分少，合拢。温度过高时，蒸腾作用停止。第六节、保护土壤（一）、知识点由于土层太浅、土壤污染、永久冻土和含水量过高或过低等原因，陆地面积89%的土地不适宜农业生产。土壤资源最大的威胁来自于土壤的污染和过度开发。工农业生产和生活废水，固体废物的任意排放，农药、化肥的大量使用，都可能导致化学污染，从而破坏土壤结构；某些细菌、寄生虫、病毒也会对土壤产生生物污染。（还有白色污染、重金属污染等）耕地被蚕食、水土流失、土地沙漠化和盐渍化等都会造成水土流失。黄土高原是我国甚至世界上水土流失最严重的地区，每年冲杀走了大量的氮、磷、钾元素。我国沙漠化现象严重，土壤盐渍化是指易溶性盐分在土壤表层积累的现象或过程。影响了耕地质量，导致农业减产。