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1高二生物同步辅导教材（第9讲）【教学内容与目的要求】一、教学内容：高级中学课本《生物》（必修）第三章第四节植物对水分的吸收和利用第五节植物的矿质营养二．目的要求第四节植物对水分的吸收和利用１．了解细胞吸水的两种方式，了解吸胀吸水的原理和方式２．掌握渗透吸水原理和渗透作用概念３．通过细胞吸水原理的探索，质壁分离和质壁分离复原的实验，培养学生科学的思维方法和研究问题的能力４．了解水分在植物体内的运输、利用和散失、合理灌溉的原理第五节植物的矿质营养1．了解植物需要的大量元素和微量元素，了解矿质原素存在形式．２．掌握根吸收矿质元素的过程，矿质原素的利用．３．理解植物对离子的选择吸收，及与水分代谢、矿质代谢的关系。４．联系无土栽培、合理施肥等农业生产，培养学生理论联系实践能力。【知识重点与学习难点】1、知识重点：水分的吸收、运输、利用和散失矿质元素的吸收、运输和利用水分代谢与矿质代谢的关系矿质代谢与呼吸作用的关系2、学习难点：半透膜与选择性透过膜；吸胀吸水与渗透吸水水分代谢与矿质代谢的关系矿质代谢与呼吸作用的关系【方法指导与教材延伸】本节引言部分:水分代谢：水分的吸收、运输、利用和散失矿质代谢：矿质元素的吸收、运输和利用有机物和能量的代谢：光合作用：合成有机物、储存能量呼吸作用：分解有机物，释放能量上述功能的结构基础是：植物根、茎、叶。第四节植物对水分的吸收和利用根系是陆生植物吸水的主要器官，它从土壤中吸收大量水分，满足植物体的需要。根系虽然是吸水器官，但并不是根的各部分都能吸水，根的吸水主要在根尖。１．吸水的方式：吸胀吸水：细胞结构特点：细胞质内没有形成大的液泡原理：是指细胞在形成液泡之前的主要吸水方式，植物的细胞壁和细胞质中有大量的亲水性物质——纤维素、淀粉、蛋白质等，这些物质能够从外界大量地吸收水分。举例：根尖生长点细胞、干种子细胞。渗透吸水：细胞结构特点：细胞质内有一个大液泡细胞壁：全透性原生质层：选择透过性成熟的植物细胞是一个渗透系统绿色植物的新陈代谢2细胞液具有一定的浓度原理吸水：细胞液浓度＞外界溶液浓度失水：细胞液浓度＜外界溶液浓度验证：质壁分离及质壁分离复原举例：成熟区的表皮细胞等吸胀吸水和渗透吸水吸胀吸水是未形成液泡的细胞吸水的一种方式。未形成液泡的细胞包括植物的分生组织（根尖生长点、顶芽生长点、形成层）和植物的干种子。吸胀作用的主要原理是植物的细胞壁和细胞质中有大量的亲水性物质——纤维素、淀粉、蛋白质等，这些物质能够从外界大量地吸收水分。半透膜与选择透过性膜半透膜是指某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜（如动物的膀胱膜、肠衣等）。而选择透过性膜是由于膜上具有一些运载物质的载体，因不同细胞膜上含有的载体的种类和数量不同，即使同一细胞膜上含有的运载不同物质在逃的数量也不同，因而表现出细胞膜对物质透过的高度选择性。当细胞死亡，膜便失去选择透过性成为全透性。因此，半透膜与选择透过性膜是两个明显不同的概念。２．水分的运输、利用和散失运输利用：保留在植物体内参与光合作用和其他代谢过程（根吸收水分的1%左右）。散失：方式：蒸腾作用（根吸收水分的99%）土壤溶液中的水分分生区细胞根毛区细胞根内层细胞根、茎、叶的导管水分的利用3意义①是植物吸收水分和促使水分在体内运输的主要动力。②促进溶于水的矿质养料在体内的运输。③降低植物体温度、免受阳光伤害第五节植物的矿质营养１．植物必需的元素目前，经过科学家的研究发现植物体中的元素有60多种，其中必需的元素共16种，这16种元素可分为大量元素(9种)和微量元素(7种)两类，这些元素一旦缺乏植物体就会表现出相应的缺乏症。研究矿质营养的一个方法是水培养，观察各种种子在蒸馏水中和各种组合的无机盐的萌发生长情况，可以了解植物所必需的矿质营养。（1）必需元素：植物生活所必需的元素，任何一种对于植物的正常生长和发育均不可少，目前已知的有16种必需元素（16种）大量元素（9种）微量元素（7种）C、H、O、N、S、P、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl矿质元素（13种）（2）矿质元素概念：除C、H、O外，主要有根系从土壤中吸收的元素功能有些是组成植物体的成分有些调节植物体生命活动２．根对矿质元素的吸收（1）吸收的状态：离子状态（2）特点与呼吸作用有关：提供了H+和HCO3-提供了主动运输的能量ATP与载体的种类和数量有关（3）根细胞吸收水分——渗透作用两个相对独立的过程矿质元素——主动运输３．为什么说根吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立的过程？根对矿质元素的吸收和对水分的吸收既有区别又有联系：区别是：（1）矿质元素与水分进入根细胞的方式不同。水分是通过自由扩散进入细胞；矿质元素离子是通过主动运输进入细胞。4（2）吸收的动力不同。吸收水分的动力是蒸腾拉力和根细胞与环境之间的浓度差；吸收矿质元素的动力是根细胞产呼吸作用生的ATP，由ATP推动载体做功。（3）吸收数量与外界浓度的关系不同。根细胞吸收矿质元素离子需要水做溶剂，则两者的吸收量应成比例，但矿质元素的吸收量与土壤溶液中的矿质离子的数量一般不成比例，即根对矿质元素的吸收具有选择性。联系是：（1）矿质元素的吸收需要溶于水，随水进入细胞内部，水参与生成交换吸附的离子（2）矿质元素在植物体内的运输是随水分的运输到达植物体各部分。（3）矿质元素被根细胞后，又会影响到细胞内外溶液的浓度，从而影响根对水分的渗透吸收。４．矿质元素的运输和利用运输：随水分的运输到达植物体的各部分利用形式：矿质运输的利用，取决于各种元素在植物体内的存在形式。元素举例在植物体内的存在形式能否转移利用情况K离子状态很容易反复N、P、Mg不稳定化合物能多次Ca、Fe稳定化合物不能一次功能：组成植物体的成分调节植物体的生命活动5．合理灌慨合理罐溉是指根据植物的需肥规律，适时地、适量地施肥，以便使植物体茁壮生长，并且获得少肥高效的结果。每次收获作物时都要从土壤中带走大量的矿物元素，不同的作物对于矿质院素在种类和数量上又有着不同的要求。植物对矿质元素的不均等吸收和积累使土壤中的某一类元素的含量变为贫乏，以致影响作物的生产潜力的发挥，使产量逐渐下降。因此，通过施肥，有目的地补充土壤中所缺乏的某种元素，是保证持续增产的重要手段。【例题解析】1．下列现象属于渗透作用的是A．水分子通过细胞壁B．氨基酸分子通过细胞膜C．K+通过原生质层D．水分子通过原生质层解析：渗透作用是指水分子或其它溶剂分子通过半透膜的扩散，在供选答案中，水是溶剂分子，原生质可当作半透膜看待。K+和氨基酸通过膜为主动运输，细胞壁是全透性，显然也不是渗透作用。答案：D2．在洋葱根尖的结构中，只靠吸胀作用吸水的细胞部位是A．根冠B．分生区C．成熟区D．伸长区解析：根冠和成受区具有较大的液泡。因此，A、C均靠渗透作用吸水，伸长区的细胞逐渐伸长增大，其内液泡从无到有，由小到大，存在吸胀和渗透两种吸水方式。分生区细胞没有形成液泡，只靠吸胀作用吸水。答案：B3．在“观察植物学吧的质壁分离和质壁分离复原“的实验中，之所以用成熟的洋葱表皮细胞做实验材料是因为这样的细胞具有A．伸缩性很小的细胞壁B．功能完善的细胞膜C．能够流动的细胞质D．大而醒目的液泡解析：植物质壁分离和复原的条件有：细胞必需是活细胞；细胞液浓度与外界溶液必须有浓度差；植物学吧必须有大的液泡，最好细胞液中带有色素，这样便于观察，紫色的洋葱表皮细胞就能很好地满足这一条件。答案：D4．把体积相同的10%葡萄糖溶液a侧与10%的蔗糖溶液b侧用半透膜隔开，其结果是A．水从a侧移向b侧的与b侧移向a侧的相等B．水从a侧移向b侧的比b侧移向a侧的少C．水只能从a侧移向b侧D．水既不从a侧移向b侧也不从b侧移向a侧解析：表面上看两侧的溶液浓度是相同的，由于两侧溶液的溶质分子大小不同。水的渗透取决于半透膜5两侧溶液的浓度，其本质是取决于两侧水分子的密度。由于蔗糖分子量几乎是葡萄糖分子的两倍，因此，b侧的溶质分子几乎只有a侧的一般，蔗糖溶液的水分子移向葡萄糖溶液的多。答案：B5．与根细胞交换吸附矿质元素离子有密切关系的生理过程是：A．渗透作用B．蒸腾作用C．同化作用D．呼吸作用解析：根细胞吸收矿质元素离子可以分为两个过程：一是根细胞表面的阴、阳离子与土壤溶液中的离子进行交换吸附；二是离子被主动运输进入根细胞内部，根进行离子的交换需要的HCO-和H+是根细胞呼吸作用产生的CO2与水结合后理解成的，根细胞主动运输吸收离子要消耗能量。答案：D6．离根细胞较远的土壤溶液中的阳离子和阴离子可以通过什么方式移动过来。A．扩散作用B．渗透作用C．主动运输D．对流作用解析：物质总是从浓度高的一侧向浓度低的一侧运动，这就是扩散作用。对于土壤溶液中的矿质元素离子，由于根细胞的不断吸收，使根细胞附近的含量减少，其它地方的矿质元素就通过扩散作用到达根细胞附近。答案：A7．进入植物细胞的矿质元素能够再度利用的一组是A．K、N、MgB．N、P、CaC．Mg、Fe、KD．Fe、Ca、P解析：考查矿质元素在植物体内存在形式和利用特点。K进入植物体后，仍呈离子状态，N、Mg进入植物体后形成不稳定的化合物，故K与N、Mg都可转移到植物体的其它部位，被再度利用。答案：A8．徐老师从化点买一盆米兰回家，几周后发现老叶依然油绿，新生的叶子有发黄的现象，你认为最可能的原因是A．缺水B．缺阳光C．缺MgD．缺Fe解析：若缺水植物表现萎蔫现象。若缺阳光会引起叶绿素分解而使叶片发黄。但老叶片也应发黄，以上都不合题意。缺Mg叶绿素不能合成，但由于Mg可以在植物体内移动，表现出老叶先发黄。Fe在植物体内不能转移，不能被再利用，因此，缺Fe老叶可依然油绿，新叶发黄。答案：D9．下表是用于无土栽培的一种培养液配方，请回答下列问题：（8‘）Ca(NO3)21.0克MgSO40.25克KH2PO40.25克KCl0.12克FeCl30.005克H201000毫升(1)用此培养液培育某高等植物时,往往要给培养液中通入空气,这一措施的目的是用以促进,以利于对矿质元素的吸收.要使该植物生长良好,根据光合作用的条件,除了适宜的温度外,还需要和.(2)植物在吸收培养液中的矿质离子时,主要是通过方式进行的.经过一段时间后,检测到培养液中留存在的Ca2+较多,而NO3—较少，这一现象与细胞膜的有关。(3)若除去培养液中的MgSO4，将直接影响植物体内合成。(4)该配方中属于植物所需的大量矿质元素是；微量元素是。解析：由于植物根吸收矿质元素的过程于根细胞的呼吸作用关系密切，所以在培养液通人空气，能促进根的有氧呼吸，也有利于矿质元素的吸收。根吸收矿质元素是一个主动运输的过程，在这个过程中需要载体。如果细胞膜上某种载体的数量少，细胞就通过细胞膜吸收这种载体所运的离子少，这也说明了细胞膜的选择透过性。6答案：（1）根的有氧呼吸光照CO2（2）主动运输选择透过性（3）叶绿素（4）N、P、K、Ca、Mg、SFe、Cl【同步练习】一．选择题1．植物缺铁时，幼嫩叶子呈淡黄色或柠檬绿色，老叶则仍是绿色。其原因是A．幼嫩部位生长旺盛，需铁比老叶多B．幼叶淡黄是缺铁的典型症状C．铁容易移动，由幼嫩部位移向老叶D．铁形成难溶化合物，在衰老组织含量多2．自马铃薯中用打孔器打出两圆柱体块P和Q，P在蒸馏水中放Ih,Q在与马铃薯等渗的盐溶液中放Ih，测定处理的圆柱体是否与原来的孔刚好合适A．P不合适，但Q刚好合适B．P不合适，Q也不合适C．P精确的合适，Q也精确的合适D．P精确的合适，但Q不合适3．下列过程中需要细胞提供代谢能量的是：A．渗透作用B．主动运输C．质壁分离D．吸胀作用4．除（）外，下列其余各项都可以通过质壁分离实验，加以鉴定。A．成熟植物细胞的死活B．原生质层和细胞壁都有伸缩性C．成熟植物细胞能进行渗透吸水D．蛋白质、淀粉、纤维素的吸水性依次递减5．下列现象属于渗透作用的是：A．蔗糖在水中溶解使水变甜B．一片新鲜的萝卜放在清水中变硬C．干大豆种子泡在水中逐渐膨大D．暑天放在空气中的NaCl潮解6．下列现象中,()是由于吸胀作用的结果A．干种子的萌发前