植物的矿质营养考点11考纲展示:1、植物必须的矿质元素2、根对矿质元素的吸收3、矿质元素的运输和利用4、合理施肥考查角度•植物体内矿质元素的吸收、矿质元素的利用是考查的重点,经常以曲线分析为载体综合考查矿质元素在植物体内的利用、矿质元素的吸收对吸水的影响等知识点,考点较隐蔽,难度较大。一、矿质营养的概念:植物对矿质元素的吸收,运输和利用。二、什么是矿质元素?除了C、H、O以外,主要由根系从土壤中吸收的元素。植物必需的矿质元素有14种:(6种)大量元素:N,P,S,K,Ca,Mg(8种)微量元素:Fe,Mn,B,Zn、Cu,Mo,Cl,Ni(一)必需元素原则*为正常的生长、生殖所必需的*不能被其它元素所代替,若缺乏就会表现出专一的病症,加入该元素,则病症消失。植物必需的矿质元素(二)研究必需矿质元素的方法溶液培养法用含有全部或部分矿质元素的营养液培养植物的方法。溶液培养法实验原理:方法步骤:当植物缺少某种必需矿质元素时,就会严重影响植物的生长和发育,并出现特有的病症2、设置对照1、配制培养液分别配制完全培养液、缺镁培养液3、培养取符合要求的玻璃容器若干个,分为A、B两组,分别加入等量的培养液。A组用完全培养液,作为对照;B组用缺镁培养液,并贴上标签,如实验装置示意图。每个培养瓶中分别种一棵长势良好、大小相似的玉米幼苗,并作好记录将这些装置放在温度、光照等条件相同且适宜的环境下培养,定时补充相应的培养液并定期给培养液通气4、观察现象定时观察、记录、比较两组玉米幼苗的生长状况阅读教材P60,设计实验验证Mg是否是植物的必需矿质元素实验组?对照组?含有各种矿质元素的完全培养液不含Mg离子的完全培养液对照组实验组对照组实验组结论:Mg是植物必需的矿质元素。结果用完全培养液培养的玉米生长情况良好,而用缺镁培养液培养的玉米生长情况不好,叶色发黄。以上实验装置设计合理吗?用水培法培养植物时,有哪些注意事项?1、营养要均衡(总浓度、各种必需元素齐全,比例恰当)2、培养过程中及时补充培养液3、通气三、植物对矿质元素的吸收(二)吸收的形式(一)吸收的主要器官、部位—离子—根、根尖的成熟区(三)吸收方式—主动运输(四)吸收特点1、根细胞吸收矿质元素和吸水是两个相对独立的过程。(为什么?)(比较)2、植物对离子的吸收具有选择性(为什么?)3、与呼吸作用密切相关(为什么?)影响植物吸收矿质元素的因素有哪些?(原因:与细胞膜上离子载体的种类和数量有关)(原因:主动运输要消耗能量)吸收水分吸收矿质元素区别方式动力联系植物吸收水分和吸收矿质离子的比较《导与练》P53点要点二:渗透作用主动运输蒸腾作用呼吸作用2、矿质元素要溶解在水中,才能被根吸收。3、矿质元素被根细胞吸收后,又会影响细胞液的浓度,从而影响根对水分的吸收。1、两者之间吸收的部位相同。土壤PH:影响矿质元素吸收的因素(1)遗传因素:生物不同DNA不同载体不同种类的差异性数目的饱和性选择性吸收(2)生态因素:呼吸作用ATP主动运输矿质元素必须溶解于水才能吸收过少:矿质元素不能溶于水不能吸收过多:影响土壤中氧气含量对载体蛋白的选择作用影响较大氧气:土壤温度水:在此实验放置一周后测定溶液中各种离子浓度的变化,结果:NH4+K+Ca2+PO43-实验前100%100%100%100%实验后17%28%3%16%结论:植物对离子的吸收具有选择性(2)水稻吸收Si多,吸收Ca少;番茄吸收Ca多,吸收Si少。(3)海带细胞中I的浓度比海水高许多,仍能从海水中吸收I。结论:同一植物对不同离子的吸收量不同。结论:不同植物对同一离子的吸收量不同原因:与细胞膜上载体的种类和数量有关结论:植物对离子的吸收是一个主动运输的过程。四、矿质元素的运输和利用(二)利用(1)仍呈离子状态,如K(2)形成不稳定的化合物,如N、P、Mg(3)形成难溶解的稳定的化合物,如Ca、Fe根尖成熟区表皮细胞能再度利用的元素不能再度利用的元素(一)运输导管各个器官随水运输随水运输1、植物总是优先保证幼嫩部分的营养供应。如植物缺N元素,最先表现受害症状的是老叶还是幼叶?缺Ca呢?2、落叶中的N元素比未落时的绿叶中的含量多还是少?Ca元素呢?(过程、动力)六、合理施肥合理施肥的概念:措施植物的需肥规律适时、适量施肥改进施肥方式(如深施)施肥时疏松土壤适当灌溉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。矿质代谢在生产实践中的应用(1)中耕松土:增加土壤的通气性,提高根细胞的呼吸作用,促进根对矿质元素的吸收.(2)及时排涝:增加土壤的通气性,提高根细胞的呼吸作用,促进根对矿质元素的吸收.(3)适当施肥:及时补充土壤溶液中缺乏的植物必需矿质元素(4)及时浇水:降低土壤溶液浓度,利于植物吸水,防止因失水造成“烧苗”使肥料溶解成离子状态,便于吸收.小结植物的矿质营养根对矿质元素的吸收矿质元素的运输和利用植物必需的矿质元素:概念、方法、种类主动运输合理施肥吸收方式适时地、适量地施肥过程、动力吸收形式吸收部位离子根尖成熟区的表皮细胞吸收特点①②③运输利用①②③(一)、无土栽培的原理无土栽培是指利用溶液培养法的原理,把植物体生长发育过程中所需要的各种矿质元素,按照一定的比例配制成营养液,并用这种营养液来栽培植物的技术。(二)、无土栽培的优点和缺点1、全年都可以栽培,产量高2、扩大了农作物栽培的范围和面积3、节约水肥,产品清洁卫生,有利于实现作物栽培的工厂化和自动化五、无土栽培对离子的吸收有选择性内容A.同一种植物对不同矿质元素的吸收不同B.同一种植物不同生长时期对矿质元素的需求量不同C.不同植物对各种矿质元素的需求量不同原因:与细胞膜上载体的种类和数量有关某同学用相同的培养液分别培养番茄和水稻幼苗,培养一段时间后,分别测定培养液中各种养分的百分含量,并与原培养液(各种养分的相对百分含量为100%)中各种养分的百分含量比较,结果如下图所示:番茄水稻⑵从上述结果你能得出哪些结论?培养液中养分浓度占开始时浓度的百分数镁硅100(%)⑴水稻培养液中,镁离子的浓度有何变化?为什么会出现这些变化?浓度增大,水稻对水分的吸收速率大于对镁离子的吸收速率①植物对水分的吸收和对离子的吸收是两个相对独立过程②同种植物对不同离子的吸收不同,不同植物对同种离子的吸收不同。即植物对离子的吸收具有选择性根尖吸收矿质元素和渗透吸水是两个相对独立的过程。实验证明:A.植物的吸水量与离子的吸收量不呈同步正比关系D.离子的吸收有载体饱和效应B.植物对离子的吸收速率远比吸水慢C.呼吸抑制剂抑制离子的吸收,却不抑制水的吸收水分吸收矿质元素的吸收区别原理吸收的动力运载工具联系植物吸收水分和吸收矿质元素离子的比较渗透作用主动运输细胞内外溶液的浓度差;蒸腾拉力ATP不需细胞膜上运载离子的载体1、矿质元素要溶解在水中,才能被根吸收3、矿质元素是随着水分在植物体内运输2、矿质元素被根细胞吸收后,又会影响细胞液的浓度,从而影响根对水分的渗透吸收如下图所示,离体番茄根细胞中K+的含量和氧分压的图解,请据图回答:(3)在B点,____________成为根细胞内K+含量继续增高的限制因素。(4)根据上述原理,增进肥效的有效措施是___________。(1)AB曲线说明___________________,原因是_________________。(2)BC曲线说明______________,原因是__________。在一定范围内,随氧分压的增加,根细胞吸收K+增多在一定范围内,氧分压高,根细胞的呼吸作用旺盛,能为K+的吸收提供更多的能量。载体已饱和载体数量改善土壤的通气状况当氧分压超过一定值时,其吸收离子不再增加无土栽培原理利用溶液培养法,根据需要配制植物营养液,栽培植物。灵活性强,高产洁净节肥节水,扩大栽培面积优点便于工业化自动生产根毛区根冠分生区伸长区(成熟区)观察实验:溶液培养法1232’3’4’