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植物的矿质营养

【学习目标】

1．知道植物的矿质元素及其种类。

2．知道植物对矿质元素吸收和利用的特点。

3．知道合理施肥的基础知识。

【学习障碍】

1．理解障碍

(1)如何理解矿质元素吸收的原理？

(2)如何理解矿质元素的利用及其利用的特点？

(3)如何理解矿质元素的吸收与水分的吸收是两个相对独立的过程？

(4)如何理解影响根对矿质元素吸收的外界因素？

2．解题障碍

(1)解矿质元素的吸收与其他生理活动的关系及综合应用的题。

(2)解矿质元素利用的题。

【学习策略】

1．理解障碍的突破

(1)用“迁移法”理解矿质元素吸收的原理。

植物吸收矿质元素的主要部位是根尖的根毛区，从细胞水平上看，主要是一个矿质元素如何进入根毛区的表皮细胞的问题，即涉及到物质进出细胞的方式。由于矿质元素通常是以离子的形式被吸收的，因此，矿质元素的吸收主要是一个主动运输的过程。联系前面所学的“主动运输”知识并将其迁移过来知道，主动运输矿质元素离子到根细胞内，需要存在于细胞膜上的专一性的运载矿质元素离子的载体的同时，还要消耗细胞通过新陈代谢所提供的能量，如上图所示。所以应重点从图中①、②两个方面来理解。①有关载体蛋白。由于细胞膜上不同的载体蛋白运载不同的矿质元素离子，因而植物从营养环境中吸收矿质元素时，还具有选择吸收的性质，即植物体能否吸收这种矿质元素取决于细胞膜上载体的种类，吸收多少取决于细胞膜上载体的数量，运载某种元素的载体多，吸收某种元素就多；反之，这种元素吸收也就少。也就是说植物吸收各种元素的数量与各种元素存在于环境中的数量是不成比例的。因而不同植物对同一种矿质元素吸收的情况不同，同一种植物对不同矿质元素的吸收量也不同。此外，据初步分析研究，根对矿质元素吸收的选择性，还与元素进入植物体后的利用情况有关系，这与后面将要学到的矿质元素的利用相联系，应做好知识迁移的准备。②代谢能。由于吸收过程需要消耗能量，联系前面所学的有关能量知识并迁移过来可知，ATP是生命活动的直接能源物质，而产生ATP所需的能量主要靠细胞质中线粒体的有氧呼吸提供，有氧呼吸是一种生理活动，除了需要O2外还必须有细胞呼吸的酶参与，因而O2的浓度和影响酶活性的因素即温度等都将影响到矿质元素的吸收，即矿质元素的吸收受O2浓度与温度的影响。这部分知识与后面将要学到的细胞呼吸相联系，应做好知识迁移的准备。

(2)用“并列比较法”理解矿质元素的利用及其利用的特点。

各种矿质元素被植物体吸收以后，随着水分的运输而到达植物体的各个组织器官中。有些矿质元素是作为植物体的组成成分，有些是作为调节植物体生理功能的，也有些是兼备这两种作用的。

矿质元素的利用取决于矿质元素在植物体内的存在形式。矿质元素离子在植物体内主要有三种形式存在，第一是以离子形式存在，如K＋；第二是形成不稳定的化合物，如N、P、Mg等；第三是形成稳定的化合物，如Fe、Ca等。其中第一、第二种形式在植物体中可以转移,再度被利用。转移时通常从代谢弱的地方转移到代谢强的部位，因此这类元素在植物体内大多数分布于分生区和嫩叶等代谢较旺盛的部分。第三种情况，Fe、Ca在植物体内不能转移，也就不能再被利用。这类元素往往在越老的器官中含量越多。不能转移的元素，植物体一旦缺乏，生理病症都表现在新叶(嫩叶)。用并列比较法列表归纳如下：

元素举例

植物体内存在形式

能否转移

利用情况

缺乏时最先受害的是

K

离子状态

很容易

反复m.jAB88.cOm

老叶

N、P、Mg

不稳定化合物

能

多次

老叶

Fe、Ca

稳定化合物

不能

一次

新叶

(3)用“并列比较法”理解根吸收矿质元素和吸收水分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：第一，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。第二，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而产生的根压(主要是蒸腾拉力)；吸收矿质元素离子的动力主要是根细胞呼吸产生的ATP，由ATP释放能量供载体做功。第三，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，则两者吸收数量理应成比例，但根对矿质元素的吸收量与土壤溶液中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：第一，矿质元素的吸收要溶于水，随水进入根细胞内部。第二，矿质元素在植物内的运输是随着水分的运输到达植物体的各部分，其运输的动力主要都是蒸腾拉力。第三，矿质元素被根细胞吸收后，又会影响细胞内外溶液的浓度，从而影响根对水分的渗透吸收。

综上所述，根吸收矿质元素离子和吸收水分是两个相对独立的过程。

(4)用“层析综合法”理解影响根对矿质元素吸收的外界因素。

根从土壤里吸收矿质元素的多少和快慢受下列因素制约：

①水分和O2：根系吸收矿质元素离子，主要靠细胞呼吸供应能量。如果O2供应不足，影响根系发育和呼吸，从而影响对矿质元素的吸收，无论陆生还是水生植物都不例外。

土壤里的水分也影响植物对养分的吸收和利用。矿质元素离子必须溶解在水里才被吸收。土壤干旱时施肥的效果差，因此可以增加或降低土壤的含水量，促进或控制植物吸收养分，来促进或控制植物的生长。此外，施肥不当，如矿质元素离子浓度过高，植物根部细胞大量失水，发生质壁分离，造成“烧苗”现象。

②土壤温度：土壤温度对矿质元素的吸收也有显著的影响。如果土温低，根系生长缓慢，就会降低根的有效吸收面积；土温低，呼吸强度弱，供能少主动吸收慢；土温低，微生物活动弱，有机物分解也慢。因此。在一定温度范围内增高土温有利于根吸收矿质元素。

③土壤的酸碱度：酸碱度直接影响根细胞原生质膜对矿质元素的吸收。土壤酸碱度还能改变土壤里矿质元素的溶解度。土壤过酸或过碱，都不利于作物吸收矿质元素。栽培作物和溶液培养时，应考虑外界溶液的酸碱度。这样能调节作物对矿质元素的吸收和正常生长。

2．解题障碍的突破

(1)用“迁移法”和“类比分析法”解矿质元素的吸收与其他生理活动的关系及综合应用的题。

①矿质元素的吸收与细胞呼吸及载体关系的综合题

根对矿质元素离子的吸收是一个主动运输的过程，从植物体本身来说，这必然与根的细胞呼吸和根细胞膜上的载体蛋白质的种类和数量有关。细胞呼吸越强，释放能量越多，吸收矿质元素的离子就越快越多；某种载体多，吸收这种载体所运载的矿质元素的离子就多。细胞呼吸增强到一定程度时，对矿质元素离子的吸收要受载体蛋白质数量的限制。

[例1]下图是胡萝卜在不同含氧情况下从溴化钾溶液中吸收Br－的坐标曲线，请根据图回答：

(1)Br－进入细胞的方式是________________________。

(2)细胞对矿质元素的吸收除与____________密切相关外，还与_____________的多少有关。

解析：用“迁移法”和“类比分析法”解。植物吸收矿质元素的主要部位是在根毛区，矿质元素的吸收与根毛细胞有关。根毛细胞吸收矿质离子的方式是遵循细胞的物质运输方式，细胞的物质运输方式在第二章中已经学习过，因此在分析植物吸收矿质离子的方式时，可迁移运用已学过的知识，从浓度梯度、载体、能量消耗这几个方面进行讨论。O2浓度与有氧呼吸有关，耗氧越多，细胞呼吸产生的能量越多。从上图中可见，当氧含量为0%时，胡萝卜的根毛细胞不吸收Br－，随着氧含量的增加，吸收的Br－越来越多，说明Br－不能以自由扩散的方式进入根毛细胞，根毛细胞吸收Br－是需要消耗细胞呼吸所释放的能量，因此Br－进入细胞的方式为主动运输。当氧含量由20．8%提高到43．4%，Br－吸收量增加不多的原因是，主动运输不仅需要消耗能量，而且需要细胞膜上的载体协助，由于载体数量有限，因此限制了Br－的吸收。由此可以得出这样一个结论：当氧供应充足时，限制主动运输的是载体的数量；而氧供应不足时，限制主动运输进行的是能量的供应，所以，当土壤通气状况不良时，植物根部对矿质离子的吸收就会受到阻碍。

答案：(1)主动运输 (2)氧含量 载体数量

②关于植物矿质代谢与水分代谢关系的题

[例2]一般情况下，植物在阳光下吸水速率大于在暗处的吸水速率，但吸收矿质离子的速率却不受影响，其原因是

A．植物吸收水分与吸收矿质离子的时间不同

B．植物吸收水分与吸收矿质离子的过程是两个各自独立，无任何联系的过程

C．植物吸收水分与吸收矿质离子的过程是两个相互联系，又各自独立的过程

D．植物吸收水分的部位与吸收矿质离子的部位不同

解析：用“迁移法”和“类比分析法”解。矿质元素一定要溶于水中才能被植物吸收，植物吸收矿质离子后引起水势下降，能够促进植物对水分的吸收，植物吸收水分和矿质离子的部位都在植物根部的根毛区，所以植物吸收水分与吸收矿质离子的过程是两个相互联系的过程；但是根毛细胞吸收矿质离子的方式，主要是主动运输，这与水分进出细胞的方式完全不同，因此植物吸收水分与吸收矿质离子的过程是两个相对独立的过程。

答案：C

③关于植物矿质代谢与光合作用关系的题

[例3]写出三种与光合作用有关的矿质元素符号及它们在光合作用中的作用。

元素：_________作用________________________________；

元素：_________作用________________________________；

元素：_________作用________________________________。

解析：用“迁移法”和“类比分析法”解。此题要求分析与光合作用有关的矿质元素，首先要分析试题中所包含的知识点：矿质元素的概念、光合作用中起重要作用的物质以及这些物质中所包含的矿质元素。由于是矿质元素，所以C、H、O要除外，然后要联系光合作用过程，分析在这个过程中需要哪些重要的化合物，这些化合物中含有哪些重要的矿质元素。光合作用中需要叶绿素吸收光能，需要多种酶参加，在光合作用过程中光反应产生ATP和[H]供暗反应需要。叶绿素中含有的一种重要的矿质元素Mg；ATP中含有P元素；酶几乎都是蛋白质，含有N、S等矿质元素。

答案：Mg 叶绿素的成分 P 形成ATP需要P N 叶绿素和各种酶的成分(只答酶的成分不扣分)此外，与光合作用有关的矿质元素还有S、Fe、Cu、Mn、K、Cl等，只要回答出来，写出相应的作用都可以给分。

点评：此题的常见错误是将C、H、O归属于矿质元素而导致错误，还有考虑到了N和P，但认为N是细胞膜中蛋白质的成分，P是磷脂的成分，磷脂是细胞膜的主要成分，这些矿质元素的作用必须与光合作用密切相关。从此题可以看出，在学习过程中要将前后知识联系起来，并且要将所学的知识与实际结合起来。答案不是唯一的，可以尽可能地进行思维发散，培养创新思维能力。

(2)用“类比分析法”解矿质元素利用的题。

[例4]某一绿化树种春季叶色正常，夏季幼叶出现缺绿现象，检测发现是土壤中缺乏一种矿质元素所致，经叶面喷施此矿质元素，树木生长很快恢复正常。这种矿质元素是

A．N B．Mg C．Fe D．C

解析：用“淘汰法”(排除法)解。有关此类方法的解释见“第二章学习四，细胞核的结构和功能”中的说明。C、H、O显然不属于矿质元素，应该排除D。Mg是构成叶绿素分子的关键元素，N对植物生长也起着十分重要的作用，但缺绿的是幼叶，说明土壤中缺少的是一次性利用的元素，因为虽然老叶中含有这种元素，但这种元素形成了稳定的不易分解的化合物，这样就不能转移到幼叶再利用。如Fe、Ca、S都是形成稳定化合物而被一次性利用的元素，其余的以离子(如K＋)或不稳定化合物形式存在，均为可多次利用的元素，因为老叶含有这些元素，现在幼叶缺少了这种元素，那么这些元素能够转移到幼叶部位重新利用或合成新的化合物。答案：C

点评：植物体内营养物质相对缺乏时，遵循“优先供给生长中心”的原则。所谓“生长中心”，是指植物体幼嫩的、生长最为旺盛的部位。如发现生长中心因缺乏矿质元素而生长受阻，则可推测缺少的是一次性利用的元素(即因形成难溶化合物而无法转移)。

【同步达纲练习】

1．10月份以后，随着气温转低，大白菜的呼吸强度变弱，结果大白菜的新叶和老叶中钙的成分含量将是

A．幼叶大于老叶 B．一样多 C．老叶大于幼叶 D．无法判断

2．植物细胞对NH的吸收较困难，对NO的吸收较容易，是因为

A．细胞膜上两种离子载体的数量不同 B．细胞中NH和NO的数量不同

C．细胞呼吸提供的能量不同 D．土壤溶液中NH和NO的数量不同

3．对绿色植物自身来说，制约其吸收矿质元素离子的因素有

①根细胞呼吸的强弱 ②根细胞内细胞液的浓度 ③植物的蒸腾作用 ④物种自身的遗传性

A．①② B．②③ C．③④ D．①④

4．植物的矿质代谢对光合作用有所影响，请回答出某一种矿质元素在叶绿体的构成和光合作用中的作用：

A．________________________________________________________________。

B．________________________________________________________________。

C．________________________________________________________________。

5．一般情况下，下列哪项不会呈现下图所示的变化

A．叶绿素的含量 B．Mg2＋的含量 C．Ca2＋的含量 D．单位时间内光合作用生产量

参考答案【同步达纲练习】

1．解析：用“迁移法”来解。大白菜对矿质离子的吸收是一个主动运输的过程，需要细胞呼吸提供能量，温度降低，细胞呼吸减弱，Ca吸收量减少。Ca是不能再利用的元素。缺少时新叶含量降低。答案：C

2．解析：用“成因法”来解。植物对矿质离子的吸收具有选择性，其原因是与细胞膜上载体种类的多少有关，某种载体多，吸收这种载体所运载的离子就多；反之就少。答案：A

3．解析：用“成因法”来解。答案：D

4．解析：用“迁移法”来解。植物体吸收的矿质元素对光合作用影响比较多的应属于大量的矿质元素，其中我们比较了解的N、P等，可以任意选其一，如P。答案：A．磷是叶绿体双层膜和基粒的构成成分 B．磷是ATP的成分，ATP在能量转换中起重要作用 C．磷是叶绿体DNA的构成成分，磷在光合作用物质转化中起重要作用

5．解析：用“迁移法”和“类比分析法”解。此题以叶片年龄作为共性的参照因素，综合考查了植物对矿质元素的利用特征、光合作用与叶绿素的关系。镁是叶绿素的成分等基础知识，体现了生物学科内知识综合的命题思想，要求我们综合运用所学的生物学知识多角度、多层次地解决实际问题。本题可根据Ca2＋的利用特点，Ca2＋被植物某部位利用即成为稳定化合物，因而不能移动，其含量相对稳定，不会随叶片年龄变迁而变化，故应选C。

答案：C

延伸阅读

高三生物教案：《植物的水分代谢与矿质营养》教学设计

植物的水分代谢与矿质营养

【本章知识框架】

【疑难精讲】

1．理解吸胀吸水和渗透吸水

吸胀吸水是指细胞在形成液泡之前的主要吸水方式，其原理是吸胀作用。当大分子的淀粉粒和蛋白质等处于凝胶状态时，这些大分子之间有大大小小的缝隙。水分子会迅速地以扩散作用或毛细管作用等形式进入凝胶内部，具有极性的水分子与亲水凝胶结合起来，使其膨胀，这种现象叫吸胀作用。原生质凝胶吸胀作用的大小与该物质的亲水性大小有关，蛋白质、淀粉、纤维素的亲水性依次递减。因此大豆种子（含蛋白质多）比玉米种子（含蛋白质相对少）的吸胀作用要大。干燥的种子吸胀作用的力量相当大，人们用大豆等种子填入岩石裂缝中，灌水以后，大豆的吸胀力可使岩石崩裂；将大豆从枕骨大孔装入颅腔内，加水后利用大豆的吸胀作用可将头骨分开。

植物细胞形成液泡以后主要靠渗透作用吸水，这是因为成熟的植物细胞是一个渗透系统：①细胞膜和液泡膜（原生质层）是选择透过性膜；②细胞液和外界的土壤溶液有浓度差，细胞液就通过细胞膜和液泡膜与土壤溶液构成渗透系统，因而成熟的植物细胞主要靠渗透吸水。这二种吸水方式及其变化是考点之一，如小麦根尖四部分结构：根冠（具液泡）、分生区（液泡尚未形成），伸长区（液泡由小变大，由多变少），成熟区（具液泡，具根毛吸收面积大），其主要吸水方式依次为：渗透吸水、吸胀吸水、以吸胀为主—以渗透为主、渗透吸水。

2．正确理解扩散与渗透的区别

物质从高浓度到低浓度的运动叫扩散。如气体从浓度高的地方向浓度低的地方扩散，溶质分子在溶剂中的运动（如蔗糖放入清水后的运动）等。例如：下图甲、乙两个容器内都盛有清水，若把蔗糖（溶质分子）从甲图的A侧放入，过一段时间后，整个溶液成为一定浓度的蔗糖水溶液，这就是蔗糖在水中的扩散作用。乙装置中，在C处加一半透膜，再从A处放入蔗糖，则由于半透膜不允许蔗糖分子通过，使A、C侧溶液的浓度高，C、B侧溶液的浓度低，产生渗透压，由于水分子可以自由通过半透膜，水分子从C、B侧向A、C侧扩散得多，故一段时间后，A、C侧的液面上升（丙图），C、B侧的液面下降。水及其他溶剂分子通过半透膜的扩散叫渗透。由此我们可以看出，渗透与扩散的不同在于渗透必须有半透膜。据此，动物细胞的细胞膜亦是选择透过性膜，也可以发生渗透作用。

3．矿质元素与代谢过程

矿质元素也称为灰分元素，把植物体烘干充分燃烧，植物体中的碳、氢、氧、氮等元素以CO2、H2O、分子态氮和氮的氧化物等形式跑掉了，剩下的就是矿质元素。矿质元素以氧化物形式存于灰分中，因氮元素也是植物从土壤中以无机盐形式吸收来的，所以矿质元素是指除C、H、O以外的，由根吸收来的元素。矿质元素是否是植物的必需元素，需要做缺某种元素的栽培实验来证明。

矿质元素的吸收和利用也是重要考点，矿质元素吸收原理是主动运输，因此该过程与根细胞的呼吸作用密切相关：根呼吸作用为矿质元素的吸收提供了ATP，因此，土壤板结等缺氧环境造成植物吸收矿质元素的能力下降，影响植物生长发育。

进入植物体内的矿质元素离子，因在细胞内的存在形式不同（离子状态、不稳定化合物状态、稳定化合物状态），记住N、P、K、Mg四种可重复利用的元素，重复利用的矿质元素离子在植物生长过程中可以由衰老组织向幼嫩组织转移，不重复利用的矿质元素不能转移。因此要分清植物缺乏什么元素时，衰老和幼嫩两种组织谁先受到伤害的问题。

4．根吸收矿质元素离子与吸收水分的关系

这是两个显著不同又密切联系的生理过程。首先，二者存在明显的差别，一是吸收方式不同：根细胞以渗透和扩散方式吸收水分，而吸收矿质元素离子则通过主动运输的方式；二是吸收动力不同：吸收水分的动力是蒸腾拉力和根细胞与环境之间的溶液浓度差构成的渗透压，吸收矿质元素离子的动力主要是根细胞呼吸作用产生的ATP、载体消耗能量做功。三是吸收数量与外界浓度的关系不同：能否从外界吸水是由细胞液与外界溶液的相对浓度决定的，当细胞液浓度高于外界溶液的浓度时细胞就吸水，反之则失水；而吸收矿质元素离子的多少，是由细胞膜上载体的种类和数量决定的，某种载体多，吸收它所运载的矿质元素离子就多，否则就少。其次，两个吸收过程紧密联系，不可分割。一是吸收器官是相同的，即吸收的主要器官都是根，而且最活跃的部位均是成熟区的细胞（表皮细胞）。二是矿质元素离子一般先溶于水呈离子状态，以离子状态被吸收；而且矿质元素离子进入植物体后也是随着水分被运输到植物体的各个器官、组织。三是矿质元素离子被细胞吸收后，又会影响到细胞内外溶液的浓度，从而影响根细胞的吸水量。因此，根吸收矿质元素离子与吸收水分是两个相对独立的生理过程。

5．关于有机物和无机物的运输

植物体从土壤中吸收的水分和矿质元素是通过导管向上运输到植物的各个部分，其中运输的主要动力是植物的蒸腾作用。植物体光合作用制造的有机物主要通过筛管向下运输到植物的相对部位。

【学法指导】

本部分可安排2～3课时完成。

本部分知识主要分析植物吸水与失水的原理和矿质元素的吸收过程，教师可以通过提纲，联系化学知识和学生一起讨论、分析并弄清楚渗透与扩散的区别，分析成熟植物细胞的结构特点，明确植物细胞是一个渗透系统，根细胞吸收矿质元素离子的过程、矿质元素离子的吸收与呼吸作用的关系等有关问题，大约需要一课时的时间。

第2课时可安排学生实验，以教材中的实验为基础，进行实验设计，如设计一个实验验证某种植物细胞液的浓度（为了缩短实验时间，可将标本分别放入不同浓度的溶液中，一段时间后进行镜检），或实验分析。实验分析和实验设计题目可由教师自己编写或事先向学生征集，提高学生参与教学过程的积极性，从学生中选取具有一定代表性的实验设计，同学生一起进行实验分析。

第3课时可处理有关习题，进行反馈矫正。

单纯的考查水分代谢和矿质代谢的试题较少，往往是和植物的其他生理活动结合来考查，如：和光合作用联系，和呼吸作用联系，和生产中的现实问题联系（如无土栽培中对水分、矿质元素的需要及与呼吸和光合作用的联系分析）。因此，在复习该知识时要注意和相关知识的联系。

【典型例题精讲】

［例1］（2003年上海春季高考题）家庭养花，一次施肥过浓，引起花卉萎蔫，可采取的措施是

①加强光照 ②改善空气流通 ③适当浇灌清水 ④更换盆中泥土

A．①③ B．②④ C．①② D．③④

【解析】一次施肥过多，使根细胞周围的土壤溶液浓度高于植物细胞液的浓度，使细胞失水造成萎蔫，此时应设法降低土壤溶液的浓度，使细胞液浓度小于外界溶液的浓度，植物才能吸水，在题目给出的措施中，只有D组合可以达到此目的。【答案】D

［例2］（2000年广东高考题）将成熟的植物细胞放在溶液中能构成一个渗透系统，主要原因是

A．液泡膜内外溶液的浓度差 B．细胞内原生质层可看作一层选择透过性膜

C．细胞壁是全透性的 D．水分可以自由出入细胞

【解析】要构成一个渗透系统。必需具备两个条件：一是具有半透膜，二是半透膜的两侧要有溶液的浓度差。一个成熟的植物细胞的原生质层可以看作是一层半透膜，细胞液和外界溶液可以看作是原生质层（半透膜）两侧的溶液浓度，二者存在浓度差时，就会发生渗透作用。题中的C、D两项显然是不符合题意。根据结构决定功能的特点，构成一个渗透系统的主要原因应是B项。A项的说法本身也不合理，准确的说法应是“原生质层内外溶液有浓度差”。 【答案】B

［例3］（2001年上海高考题）人红细胞的渗透压与x浓度的食盐水相当。而浸在y浓度食盐水中的红细胞破裂；浸在z浓度食盐水中的红细胞收缩。则这三种食盐水的浓度大小依次为

A．x＞y＞z B．y＞x＞z C．z＞y＞x D．z＞x＞y

【解析】此题主要考查细胞吸水和失水的条件。溶液的渗透压越大，其溶液的浓度越大。红细胞在y浓度的食盐水中破裂，证明红细胞吸水，说明红细胞内液的浓度大于y食盐水的浓度，因此x食盐水的浓度大于y食盐水的浓度；相反，红细胞在z食盐水中皱缩，证明红细胞失水，说明红细胞内液的浓度小于z食盐水的浓度，因此x食盐水的浓度小于z食盐水的浓度。【答案】D

［例4］夏季，高大的乔木从土壤中吸收水分并运输到整个植物体的主要动力来自

A．细胞内大分子亲水物质 B．呼吸作用生成的ATP

C．细胞液的渗透压 D．植物的蒸腾作用

【解析】此题考查植物蒸腾作用的重要意义。植物体内的水分，主要以水蒸气的形式通过叶片的气孔散失到大气中，这就是蒸腾作用。根吸收的水分有95%~99%左右都由于蒸腾作用而散失掉了，只有1%~5%左右保留在植物体内，参与光合作用和其他的代谢过程。植物通过蒸腾作用散失大量的水分并不是一种浪费，而对于植物体正常生命活动的维持有着多方面的重要意义，其中最突出的一个方面是：植物通过蒸腾作用散失水分，是植物吸收水分和促使水分在体内运输的主要动力。高大的树木，如果没有蒸腾作用通过散失水分所产生的拉力，水分就不能达到树冠。 【答案】D

［例5］为确定某种元素是否为植物所必需，用缺少该元素的“完全营养液”进行培养，应该

A．以土壤为基质盆栽，加上述营养液 B．大田种植，浇上述营养液

C．以沙土为基质，加上述营养液 D．只用上述营养液，不用基质

【解析】本题考查学生在掌握矿质营养基本知识的基础上的分析问题的能力。教材中没有直接提到确定某种元素是否为植物所必需的方法，但教材中指出，植物体内一旦缺乏某一种必需的矿质元素，植物体就会表现出相应的病症。所以，要确定某种元素是否为植物所必需，就应当在培养液中去掉该种元素，观察植物是否有病症的出现。为了实验的精确性，必须保证实验中使用的培养液、容器和基质中都不会有该元素存在。A选项以土壤为基质，而土壤中含有各种元素，因此不能采用；B选项实际上与A选项是一样的，大田种植就是以土壤为基质；C选项以沙土为基质，沙土是一种含沙较多的土壤，也是不能采用的。正确的应当是D选项，只用上述营养液培养，不用任何基质，以确保实验的精确性。【答案】D

［例6］有些地区用燃烧的方法处理农田中的大量秸秆。请填空回答：

（1）秸秆在燃烧时放出的热能最终来源于_________。秸秆中的能量是作物通过_________过程贮存起来的。

（2）秸秆燃烧后只留下少量的灰分。这些灰分是作物在生长过程中从_________中吸收的_________。

（3）除了灰分以外，构成秸秆的其他物质，在燃烧过程中以_________________等气体形式散失到_________中。

【解析】考查学生对绿色植物光合作用和矿质代谢等基础知识的理解和应用。绿色植物体内含有的有机物主要是植物体通过光合作用合成的糖类，还有由糖类进一步转化而来的脂类和蛋白质。作物秸秆燃烧时放出的热能就是糖类等有机物贮存的能量，这些能量是植物通过光合作用过程，将光能转变成化学能后贮存其中的，所以说，秸秆燃烧时放出的热能最终来源于太阳光能，是作物通过光合作用过程贮存起来的。

作物秸秆燃烧时，秸秆内主要由C、H、O、N等元素构成的各种有机物经过燃烧，产生出大量的二氧化碳、水蒸气、分子态氮和氮的氧化物等气体，这些气体散失到大气中。余下的一些不能挥发的残渣，叫做灰分。灰分的主要成分是各种矿质元素的氧化物，所以矿质元素也叫做灰分元素。这些灰分元素是作物在生长过程中主要由根系从土壤中吸收而来的。此题还涉及到一定的化学知识。

【答案】（1）太阳能 光合作用（2）土壤 矿质元素（3）二氧化碳、水蒸气、氮氧化物、分子态氮大气

［例7］（2002年全国春季高考题）取新鲜的马铃薯块茎，去皮后切取两个相同大小的立方块，一块放在浓盐水中，另一块放在清水中（如下图所示）。请判断一段时间后它们的变化，并解释其原因。

（1）图（a）中马铃薯块_________（收缩，不变，膨胀）。

解释原因：____________________________。

（2）图（b）中马铃薯块_________（收缩，不变，膨胀）。

解释原因：____________________________。

【解析】此题考查植物细胞吸水和失水的原因。新鲜的马铃薯块茎细胞内具有液泡，将它放到清水或浓盐水中时，就会发生渗透作用。a中的马铃薯块处在浓盐水中，由于细胞液的浓度小于浓盐水的浓度，细胞失水而皱缩；相反，b中的马铃薯块处在清水中，由于细胞液具有一定的浓度，细胞吸水而膨胀。

【答案】（1）收缩 盐水的浓度大于马铃薯细胞液的浓度，由于渗透作用使细胞内水分外渗

（2）膨胀 马铃薯细胞液有一定浓度，由于渗透作用水分进入细胞

【达标训练】

一、选择题

1．（2002年粤豫桂高考题）植物吸收矿质元素受内外因素的影响，下列叙述错误的是

A．呼吸抑制剂可降低植物对矿质元素的吸收

B．在一定范围内，植物对矿质元素的吸收随温度的增加而增加

C．根吸收水分和吸收矿质元素是没有关联的

D．光合作用受阻一定时期后，有机物缺乏，影响根吸收矿质元素

【解析】此题考查影响植物吸收矿质元素的因素以及与水分吸收的关系。矿质元素的吸收是一个主动运输的过程，需要细胞呼吸作用提供能量。凡是影响到植物的呼吸作用的因素，都会影响到植物对矿质元素的吸收。呼吸抑制剂抑制了植物的呼吸作用，必然会降低植物对矿质元素的吸收；一定范围内的温度提高，加强了植物的呼吸作用，有利于植物对矿质元素的吸收；光合作用受阻一定时期后，有机物缺乏，降低了植物的呼吸作用过程；根主要吸收溶于土壤溶液中的矿质元素，尽管二者吸收的原理不同，矿质元素的运输是靠水分的运输而运输的，二者的吸收有一定的联系。【答案】C

2．为了提高移栽幼苗的成活率常常采用根部带土和去掉部分叶片的措施，目的是

A．保护根毛，减少蒸腾作用 B．防止根部营养损失，增强呼吸

C．促进根的发育，降低光合作用 D．保护幼根，提高植物体温度

【解析】植物体的蒸腾作用散失掉95%~99%的水分。在农业生产上，移栽幼苗时，常采取的措施就是带土（保护根毛，有利于水分的吸收）、剪去几片叶子或移栽后遮荫处理（降低蒸腾作用）。 【答案】A

3．（2003年新课程理综高考题）植物叶片从幼到老的整个生命活动过程中

A．有机物输出也输入，矿质元素只输入 B．有机物只输出，矿质元素只输入

C．有机物只输出，矿质元素输入也输出 D．有机物与矿质元素都既输入，又输出

【解析】通过阅读题干分析本题问的是植物体“叶片”从幼到老的整个生命活动过程中有机物与矿质元素的变化情况，而不是问整个“植物体”。植物的叶是由叶芽发育而来，首先叶芽需要经过细胞分裂、分化逐渐发育成熟。在这个过程中叶芽细胞首先要得到有机物才能保证细胞分裂、分化所需要的能源；等到叶芽逐渐发育成熟，叶肉细胞形成后，叶肉细胞通过光合作用制造有机物，不仅满足叶片细胞的需要，而且还可以将制造的有机物储存到根、茎或花、果中。矿质元素在叶片的发育过程中首先要输入，在衰老的过程中，K、P等元素要移动到幼嫩的器官；而Ca、Fe等元素往往不移动。 【答案】D

4．下列细胞中依靠渗透吸水的是

A．根生长点细胞 B．茎形成层细胞 C．失水的叶肉细胞 D．干燥种子的细胞

【解析】成熟的植物细胞靠渗透吸水，干种子、形成层、分生区细胞没有液泡，只靠吸胀吸水。

【答案】C

5．将洋葱鳞片叶放在0.45mol蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离；放在0.35mol的蔗糖溶液中，细胞有胀大趋势；放在0.4mol蔗糖溶液中，细胞似乎不发生什么变化，这表明

A．洋葱表皮细胞已经死亡 B．细胞膜不允许水分子自由通过

C．蔗糖分子进入细胞导致渗透平衡 D．细胞液浓度为0.4 mol左右

【解析】成熟植物细胞的细胞液通过原生质层与外界溶液构成了渗透系统。当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，整个细胞有胀大的趋势；反之，细胞失水，出现质壁分离现象；当细胞液浓度等于外界溶液浓度时，细胞既不吸水也不失水（事实上，此时细胞吸水和失水达到了平衡）从外表看不出什么变化。

【答案】D

6．在“观察植物细胞的质壁分离和质壁分离复原”实验中，之所以用已经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】植物细胞质壁分离和复原的条件有：①植物细胞必须是活细胞；②细胞液浓度与外界溶液的浓度必须有浓度差；③植物细胞必须有大的液泡（成熟的植物细胞一般都有一个比较大的液泡，有的液泡可占整个细胞体积的90%以上），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些条件。 【答案】D

7．把蚕豆叶表皮浸在7%的尿素溶液中，其细胞便发生质壁分离，不久这些细胞又发生了质壁分离复原，其原因是

A．细胞液溶质透出细胞 B．尿素分子进入细胞

C．细胞壁被破坏 D．尿素溶液浓度低于细胞液的浓度

【解析】7%的尿素溶液引起质壁分离现象，显然其浓度大于细胞液的浓度。但不久又逐渐发生质壁分离复原，说明尿素溶液与细胞液的浓度发生了变化，其原因是尿素进入了液泡，使细胞液的浓度升高，是细胞失水的结果。如果是原生质层受到损伤，细胞就不会出现复原现象。细胞壁是全透性的，不影响尿素分子通过，与细胞内外溶液的变化无关。 【答案】B

8．最能证明植物细胞通过渗透作用原理的实验是

A．将萎蔫的青菜放入清水中会变得硬挺 B．将根尖细胞放入清水中会吸水

C．将土豆放入盐水中会变软 D．观察洋葱表皮细胞的质壁分离复原

【解析】A、B两项只反映了植物细胞的吸水，C项反映了失水，而D项则反映了植物细胞吸水和失水的两个过程，所以最能证明渗透作用的原理。 【答案】D

9．下列属于渗透作用的是

A．水分子通过细胞壁 B．葡萄糖分子通过细胞膜

C．K+通过原生质层 D．水分子通过原生质层

【解析】渗透作用是指溶剂分子通过半透膜的扩散作用，细胞壁是全透性的，K+和葡萄糖通过细胞膜和原生质层的原理是主动运输。 【答案】D

10．根毛细胞从土壤溶液中吸收水分的原因是

A．细胞壁由亲水性的物质组成 B．细胞液浓度低于土壤溶液浓度

C．细胞液浓度高于土壤溶液浓度 D．细胞液浓度等于土壤溶液浓度

【解析】成熟的植物细胞与外界溶液构成一个渗透系统，水分进出细胞主要取决于细胞液和外界溶液的浓度差。正常情况下，细胞液浓度总是大于外界溶液浓度，细胞表现出吸水；干种子、分生区的细胞由于没有液泡，它们的吸水是靠吸胀作用，这是因为纤维素、淀粉等都是亲水性的物质，题目给出的细胞是成熟区的细胞，成熟区的细胞具有大的液泡，靠渗透作用吸水。 【答案】C

11．从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1小时，Q在与马铃薯细胞液等渗的盐溶液中放1小时，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精确的不合适

【解析】马铃薯细胞液浓度高于蒸馏水，细胞渗透吸水，圆柱体P坚挺膨胀，比原来的孔大；而圆柱体Q放在与细胞液等渗的盐溶液中，细胞既不吸水也不失水，因此其与原来的孔刚好合适。 【答案】A

12．与干种子吸水方式相同的细胞是

A．根尖分生区细胞 B．根毛细胞 C．根尖伸长区细胞 D．叶肉细胞

【解析】干种子的吸水方式是吸胀吸水。在题目给出的选项中，根尖分生区的细胞因无液泡，所以靠吸胀吸水。【答案】A

13．（2003年上海高考题）北方冬季常绿植物体内矿质养料的运输减弱或近于停止，主要原因是

A．吸收作用减弱 B．蒸腾作用减弱 C．光合作用减弱 D．呼吸作用减弱

【解析】蒸腾作用能加速水分及矿质元素的运输。冬季气温下降，蒸腾作用减弱，致使植物体内的水分流动减弱，从而使矿质元素的运输也减弱或近于停止。 【答案】B

14．橡胶树的根吸收水分的主要方式和主要用途是

A．渗透作用、形成胶乳 B．渗透作用、蒸腾作用

C．吸胀作用、光合作用 D．吸胀作用、呼吸作用

【解析】根吸收水分的方式有吸胀吸水和渗透吸水，其中植物根吸收水的主要方式是渗透作用，植物吸收的水分，主要用于蒸腾作用。 【答案】B

15．对绿色植物来说，制约其吸收矿质元素离子的因素有

①根细胞呼吸作用的强弱 ②根细胞内细胞液的浓度 ③植物的蒸腾作用 ④物种自身的遗传性

A．①② B．②③ C．①③ D．①④

【解析】根细胞的呼吸作用与矿质元素离子的吸收有关，这是因为呼吸作用能为矿质元素离子的吸收提供能量，矿质元素离子是通过细胞膜上载体的主动运输吸收，载体是一种蛋白质，细胞膜上载体的种类和数量又与物种的遗传性有关。 【答案】D

16．绿色植物吸收水分最活跃的区域是

A．植物的根系 B．根尖的伸长区 C．成熟区的表皮细胞 D．根冠细胞

【解析】成熟区的表皮细胞有根毛，具有大的液泡，在正常情况下，其细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度，是植物吸收水分最活跃的区域。 【答案】C

17．（2003年新课程理综高考题）取适量干重相等的4份种子进行不同处理：（甲）风干，（乙）消毒后浸水萌发，（丙）浸水后萌发，（丁）浸水萌发后煮熟冷却、消毒。然后分别放入4个保温瓶中。一段时间后，种子堆内温度最高的是

A．甲 B．乙 C．丙 D．丁

【解析】根据题意种子在萌发的过程中要进行呼吸作用，呼吸作用越旺盛，产生的热能越多，种子堆内温度就越高，所以分析种子堆内温度的高低关键分析各份种子呼吸作用的强度。（甲）风干，自由水不丰富，呼吸作用弱；（丙）浸水后萌发与（乙）消毒后浸水萌发相比，不仅种子在进行呼吸作用，而且种子中的微生物也在进行呼吸作用；（丁）浸水萌发后煮熟冷却、消毒，酶在高温下失去了活性，也不能进行呼吸作用，所以通过以上各组对比分析，（丙）浸水后萌发这份种子在保温瓶中温度最高。本题也是一道实验分析题，要注意各个对照实验组的变量，分析这些变量对呼吸作用的影响。 【答案】C

18．用人工配制的营养液培养黄瓜，过一段时间后，营养液中缺少镁，则黄瓜幼苗颜色首先由绿转黄的是

A．茎尖 B．新生叶 C．植株中部叶片 D．植株下部叶片

【解析】当植物缺乏生活所需要的元素时，由于植物自身的调节作用，老叶中的某些物质分解，重复利用的元素从老叶中出来，优先供给嫩叶，不重复利用的元素不能从老叶中出来。镁是可以重复利用的元素，当营养液中缺乏时，可以从老叶中出来移动到嫩叶中，因此，首先是老叶受到伤害，表现为由绿转黄。

【答案】D

19．对植物细胞质壁分离与复原实验进行分析，得不到证实的是

A．原生质层具有选择透过性 B．细胞处于生活状态或已死亡

C．细胞液和周围溶液的关系 D．溶质分子进出细胞的方式

【解析】质壁分离的发生与原生质层的选择透过性及细胞液和周围溶液浓度有关，只有活细胞的原生质层具有选择透过性，当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时，活细胞失水而导致植物细胞质壁分离。溶质分子进出细胞是通过主动运输等方式完成的，不能通过质壁分离复原实验得以证实。 【答案】D

20．在细胞出现质壁分离的过程中，水分子通过细胞结构的顺序是

①细胞壁 ②细胞膜 ③细胞质 ④液泡膜 ⑤液泡

A．①②③④⑤ B．①②④⑤③ C．⑤④②③① D．⑤④③②①

【解析】质壁分离的过程是水分由液泡内向外渗透的过程，水分子从液泡开始，依次通过液泡膜、细胞质、细胞膜和细胞壁。【答案】D

二、非选择题

21．（2002年天津高考题）“水往低处流”但是植物体内的水却往高处流，动力从何而来？某同学为此做了两个实验。如下图所示。

实验一：将一枝条插入充满水的玻璃管中，玻璃管的另一端插入盛有水银的容器中。不久水银柱上升，如图一所示。

实验二：将同一植物在靠近茎的基部切断，套上一个弯曲的玻璃管，管内装有水和水银。不久，玻璃管内水分增加，水银柱上升，如图二所示，请回答：

实验一说明____________________________。

实验二说明____________________________。

根据这两个实验，你对水分在植物体内运输动力有何新的认识？

__________________________________________________________________________。

【解析】此题考查植物的蒸腾作用以及根的吸水问题。图一中植物枝条的蒸腾作用使水分散失的过程中，产生了蒸腾拉力，促使水分向上运输。这也是高大的植物能把根吸收的水分运输到植物体全身各处的原因；对于第二个实验，分析起来有一定的难度，也是一个开放式问题。事实上水银柱上升了，说明玻璃管内的水分增加了，只能是根从土壤中吸收的水分进入到玻璃管中，是什么力量导致的呢？由于没有叶，不是蒸腾作用的原因，联系物理上的毛细现象，可以推测：根部的生理活动或根部的渗透吸水也会产生促使水分向上运输的压力，但这不是植物吸水的主要动力。分析实验二的关键是根据事实大胆的分析推测，只有根的活动导致的。

【答案】枝条叶片通过蒸腾作用散失水分所产生的拉力，是促使水分在植物体内向上运输的动力

根部生理活动（答“根部渗透吸水”或只答根部也给分）能产生推动水分向上运动的压力

根据这两个实验说明：水分在植物体内上升的动力不但有蒸腾拉力，还有根部产生的向上压力。

22．用2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分别浸浴某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积的变化情况如下图所示。请据图回答：

（1）原生质体体积在A→B段的变化说明：在该段时间内水分从原生质体_________。细胞液浓度_________。

（2）在1分钟后，处于2mol/L蔗糖溶液中的细胞，其细胞液浓度将_________，此时，在细胞壁与原生质层之间充满了_________。要使该细胞复原，应将其置于_________。

（3）在１分钟后，处于2mol/L乙二醇溶液中的细胞，其原生质体体积的变化是由于_________逐渐进入细胞，引起细胞液浓度_________。

（4）并不是该植物的所有生物细胞均可发生质壁分离，能发生质壁分离的细胞还必须具有_________。

【解析】考查植物细胞的质壁分离和复原的过程以及在此过程中细胞液浓度的变化。解题的关键是植物细胞发生质壁分离及其复原所必备的环境条件。一定浓度的蔗糖溶液和一定浓度的乙二醇溶液都可以使植物细胞发生质壁分离。当细胞液的水分向外渗出后，细胞液的浓度将增大。由于植物细胞在乙二醇溶液中不断地吸收乙二醇，使植物细胞液的浓度不断增大，细胞逐渐由失水状态转换成吸水状态，使植物细胞出现质壁分离复原。只有处于生活状态的成熟的植物细胞才可能发生质壁分离，而成熟的植物细胞的标志就是要有大型液泡。

【答案】（1）渗出 增大（2）不变 蔗糖溶液 清水（3）乙二醇 升高（4）大型液泡

23．一同学做植物的水培实验，如右图所示。培养液完全按标准配制，在培养过程中，又及时添加补充该培养液。第一周长势正常，第二周起出现缺素症状且越来越严重，第三周全株萎蔫，继而死亡。实验失败，请分析回答：

（1）既然配制的是全素标准培养液，为什么还会出现缺素症状？因为矿质元素的吸收需要消耗_________，而此装置中根系一直浸在水里，导致_________，对此可采取_________措施补救。

（2）培养液中并不缺水，为什么植物到第三周竟然萎蔫？因为_________是两个相对独立的过程。由于蒸腾量很大，导致培养液的浓度_________，使根系吸水_________，为了解决这个问题，可以采取的措施是_________。

【解析】此题考查水分和矿质元素的吸收过程。矿质元素的吸收需要呼吸作用提供的能量ATP，由于无土栽培过程中，植物的根一直浸泡在水中，导致根细胞的呼吸作用受到抑制，影响了根细胞吸收矿质元素，可以向培养液中通入空气，加强根细胞的呼吸作用。因为根吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立的过程，随着蒸腾作用的进行，导致培养液中水分大量减少而使培养液的浓度增大，使根系吸水困难，可以不断地向培养液中补充水分。

【答案】（1）ATP 无氧呼吸供能不足 向培养液中充气

（2）植物吸收水分和吸收矿质元素 变大 困难 向培养液中补充适量的清水

24．玉米对磷的吸收，白天比晚上只稍多一点，但它白天吸水却比晚上多8倍，把用溶液培养的黄瓜放到遮荫处，水分的消耗明显下降，而同一时间内钾离子的吸收却有少量增加。请回答：

（1）实验结果说明_________。

（2）黄瓜吸收的水分主要用于_________，部分作为_________的原料。

（3）钾离子进入黄瓜幼苗体内呈_________状态，进入幼苗体内形成不稳定化合物的元素有_________、_________、_________等；_________、_________等元素则形成难溶解的稳定化合物，不再移动。

【解析】题干中玉米白天吸水多时，吸收磷也稍多，但二者不成比例，而黄瓜吸收水少时，吸收钾却增多，这说明植物吸收水分和吸收矿质没有必然的联系，是两个相对独立的过程。植物吸收的水分有95%~99%的用于蒸腾作用，只有1%~5%的参与了光合作用和其他代谢过程。植物吸收矿质元素时是以离子状态吸收的。矿质元素在植物体内的存在形成有三种：①以离子状态存在如K+等。②形成不稳定化合物，如N、P、Mg等。③形成难溶解的稳定化合物，如Ca、Fe等。

【答案】（1）植物对水分的吸收和对矿质元素的吸收是两个相对独立的过程

（2）蒸腾作用 光合作用等代谢

（3）离子 N P Mg Ca Fe

25．下图中图A和图B以曲线图解的方式，说明温度及氧浓度对大麦吸收钾、铵离子的影响，请据图回答下列问题：

（1）图A表明：超过35℃后，随着温度的增高，根吸收钾、铵离子的量_________。

（2）图B表明：随着氧分压的增加，根吸收钾、铵离子的量_________，与此同时，细胞中糖的浓度_________。

（3）吸收钾、铵离子与温度、氧气浓度有关，这说明矿质元素离子的吸收与_________之间的关系很密切。

（4）在两图中均可看到，当温度和氧分压条件相同时，根细胞对钾、铵离子吸收的量有所不同，这种吸收差异与_________有密切关系。

【解析】根对矿质元素离子的吸收原理是主动运输。这与根的呼吸作用有密切关系，有氧呼吸为主动运输提供能量。A图表明35℃以后，温度越高吸收钾、铵离子越少，因为温度过高，影响了酶的活性，降低了呼吸作用，ATP减少，造成了吸收钾、铵离子的数量减少；B图表明随氧分压的增加，根吸收钾、铵离子的量增加，糖的浓度降低，是因为有氧呼吸加强，为根吸收钾、铵离子提供了较多的能量。糖的浓度降低是因为呼吸作用消耗。根对钾、铵离子的吸收量不同是因为根细胞膜上运载钾、铵离子的载体的数量不同所致。

【答案】（1）减少（2）增加 降低（3）有氧呼吸（4）细胞膜上的载体

高一生物植物的矿质营养教案

第五节植物的矿质营养

一、教学目标

1、知识目标

识记：植物矿质元素吸收和利用的特点。

知道：1）植物必须的矿质元素及其种类；

2）合理施肥的基础知识。

2、能力目标

1）初步学会溶液培养的科学方法，培养学生分析、判断植物必须矿质元素的能力；

2）培养学生对根吸收与水分吸收、呼吸作用之间的关系的分析、理解能力。

3、情感目标

通过学习，逐步渗透，培养学生的辨证观。

二、重点落实方案

重点：1、植物必须的矿质元素及其种类；

2、根对矿质元素的吸收过程。

落实方案：1、学生提前阅读，初步了解；

2、以第一章中的组成生物体的化学元素为基础进行学习；

3、结合第四节植物对水分的吸收和利用对比学习。

三、难点突破策略

难点：根对矿质元素的吸收和对水分的吸收是两个相对独立的过程。

突破策略：1、引导学生对课文中讲述的有关用菜豆做的实验进行分析和讨论；

2、增加不同植物在同一营养液中吸收矿质元素数量的差异的讨论；

3、通常情况下，根细胞中K+或其他矿质元素的浓度高于土壤溶液中的浓度。但植物根仍然吸收这些必需的矿质元素，引导学生对这一现象进行讨论。

四、教具准备

多媒体课件，把本课用到的各种文字材料、图片、动画等素材制成课件以配合课堂教学。

五、学法指导

指导学生，与植物对水分的吸收和利用进行对比学习。从汲收的原理、过程、运输和利用等方面进行，深入理解其内在的本质。

六、课时安排

1课时

七、教学过程

[情景导入]

（教师将植物体正常发育下缺少N、P、K时的幼苗发育比较图投影到大屏幕上）引导学生分析缺少N、P、K时幼苗表现的症状，从而规纳出N、P、K在植物体内的作用。进下步说明，植物体的生长发育不仅需要水，而且也需要N、P、K等元素。也就是说，植物必需不断地从土壤中吸收、利用矿质营养进行矿质代谢。这节课我们就一起来探讨植物的矿质营养。

[师生互动，探究新知]

一、植物必需的矿质元素

学生活动：在教师的指导下阅读P62~63内容，讨论以下问题（大屏幕显示）：

1、什么是矿质元素？

2、在土壤中的矿质元素有很多种，是否都是植物生活所必需的？

3、如何来鉴别哪些矿质元素是植物所必需的矿质元素？

4、植物所必需的矿质元素有哪些？

教师活动：指导学生分析讨论。

师生归纳：

1、质元素是指除了C、H、O以外，主要是由根系从地壤中吸收的元素。

2、土壤中的矿质元素并不都是植物生活所必需的矿质元素。

3、科学家用溶液培养法来鉴别是否是植物所必需的矿质元素。

（利用课件演示科学家进行溶液培养法的研究过程，让学生了解科学家进行科学实验的方法，引导学生思考，跟随科学家思路，最终得出实验结论）

全营养液→植物发育正常

除去甲矿质元素→发育正常→（甲为非必需矿质元素）

除去乙矿质元素→发育不正常→加入乙矿质元素→发育正常→（乙为必需矿质元素）

（通过以上分析，学生不难知道何为溶液培养法：用含有全部或部分矿质元素的营养液培养植物有方法。）

4、植物所必需的矿质元素有：大量元素：N、P、K、S、Ca、Mg；微量元素：Fe、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni。

（提醒学生联系前面我们学过组成生物体的化学元素）

提出问题：植物体是怎样从地壤中吸收这些矿质元素的呢？

二、矿质元素的吸收

学生活动：在教师的指导下探究如下问题（大屏幕显示）

问题一、矿质元素通过什么部位进入植物体的？是以什么形式被吸收的？

问题二、矿质元素吸收与水分的吸收是否是同一过程？

（学生讨论、规纳、回答）

教师活动：引导学生分析

1、矿质元素以离子状态被根尖吸收的。

矿质元素一般存在于土壤中的无机盐里。无机盐只有溶解在水中形成离子

才能被根尖吸收。如KNO3溶解在水中，形成K+和NO3-，K和N分别以K+和NO3-的形式被根尖吸收。

2、矿元素的吸收与水分的吸收不是同一过程。

（引导学生分析：1若为同一过程，则根吸水量和吸收无机盐量应成正比。举出相应的例子。2还有的实验表明，植物吸水量减少时，某些矿质元素离子的吸收量反而增多。）

问题三、根如何吸收矿质元素的呢？

（课件展示根对矿质元素吸收的过程）

教师活动：引导学生比较根对矿质元素的吸收和水分的吸收。根对水分的吸收是渗透作用，而对矿质元素的吸收是一个比较复杂的过程，其至少有两个步骤：

（1）需要细胞膜上的载体蛋白质的协助；

（2）需要消耗细胞呼吸作用释放的能量。

因而是一个主动运输的过程。又有实验表明：用化学药品抑制根的呼吸作用，主动运输随着受到抑制，根对矿质元素的吸收被中断。

师生小结：可见，要对矿质元素的吸收是主动运输的过程，而根吸收水分是渗透作用。根只能吸收离子状态的矿质元素，说明无机盐只有溶解在土壤中形成土壤溶液（或被子土壤颗粒吸附）才能被根尖吸收。由此，有充分的理由说明，成熟区表皮细胞吸收矿质元素和吸收水分是两个相对独立的过程。

提出问题:矿质元素在植物体内是如何进行运输和利用的?

三、矿质元素的运输和利用

学生活动：在教师的指导下，探究矿质元素是如何运输和利用的。

教师活动：引导学生分析。

1、矿质元素进入根尖成熟区表皮细胞以后，随着水分进入根部导管，进一步运输到植物体各组织器官中。说明矿质元素的运输是同水分的运输是同一过程。

2、质元素进入植物体内是如何被利用的呢？（大屏幕展示下表，引导学生分析填写）

存在形式

离子

不稳定化合物

稳定化合物

移动情况

容易转移

可以转移

不能转移

利用情况

反复

多次

一次

缺乏时受

症部位

老组织

老组织

幼嫩的组织

元素举例

K

N、P、Mg

Ca、Fe分析：（1）有些矿质元素进入植物体内仍然以离子形式存在，易于转移，能被植物体再度利用。若缺乏该类矿质元素时，就会从衰老的组织转移到幼嫩的组织。如K元素。

（2）有些矿质元素进入植物体内以后，形成不稳定的化合物，这些化合物分解以后释放出来的矿质元素又可以转移支其他部位，被植物体再度利用。如，N、P、Mg等元素。

（3）还有一些矿质元素进入植物体内以后，形成稳定的化合物，不能被再度利。如，Ca、Fe等元素。

四、合理施肥

资料介绍：在农业生产中，由于土壤中的养分不断被作物吸收，而作物的大部分产品被人们所利用，田地里的养分就逐渐不足。因此，施肥就成为提高作物产量的一个重要手段。要增产不仅要有足够的肥料，而且不要合理施肥。

学生活动：在教师的引导下，结合课本中图3-12和图3-13思考以下问题：

1、如何理解适时、适量地施肥？

2、在施肥时是否越多越好？

3、施肥过多有什么影响？

师生归纳：

1、适时、适量地施肥应根据不同作物在不同生长时期和需求给予适量地施肥。

2、施肥过多会造成土壤溶液的浓度升高，若高于根细胞液浓度时，根细胞不能吸水，甚至失水。不但不能促进作物的生长，反而使农作物发生萎蔫现象，甚至死亡。

3、矿质元素只有溶解在水里才能被根细胞吸收，所以在施肥的同时要合理灌溉。

4、施肥过多，特别是化学肥料，会造成土壤板结，破坏生态环境。

综上分析，合理施肥就是根据植物的需肥规律，适时地、适量地施肥，以便使植物体茁壮成长，并且获得少肥高效的效果。

五、无土栽培

学生活动：在教师的指导下，归纳总结无土栽培所利用的原理及其优点。

原理：指利用溶液培养法。

优点：（1）全年都可以栽培，并且产量高。

（2）节约水肥，产品清洁卫生，有利于农作物栽培的工厂化和自动化。

（3）沙滩地、盐碱地、海岛地以及楼顶、阳台等不适宜栽种农作物的地方，都可以进行无土栽培，扩大了农作物栽培的范围和面积。

[知识巩固]

1、某菜农移栽大白菜，由于缺乏某些矿质元素而出现了枯心现象，大白菜最有可能缺少的矿质元素是（）

A、N、PB、Ca、FeC、N、KD、P、Mg

2、植物体内可以被重复利用的矿质元素是（）

A、C、H、OB、N、P、K

C、N、Mg、FeD、N、K、O

3、为了促进根吸收矿质元素，农田常采取的措施是（）

A、常疏松土壤B、多喷洒农药

C、高浓度施肥D、大量的灌溉

[结课]

矿质代谢和水分代谢是植物体生命活动中的两大代谢，二者的起始都是通过根从土壤吸收而来的，他们的吸收部位相似，运输途径相同，但是它们的吸收是两个相对独立的过程。矿质元素的吸收是一个主动运输的过程，需要载体和能量，而水分的吸收是渗透作用，需要半透膜两侧溶液有浓度差。

八、板书设计

第五节植物的矿质营养

概念：指植物对矿质元素的吸收、运输和利用。

一、必需矿质元素

必需：1、不可缺少

2、不可替代

3、效果直接

二、根对矿质元素的吸收

1、以离子形式被吸收

2、主动运输

3、与渗透吸水是两个相对独立的过程

三、矿质元素的运输和利用

离子

再度利用

不稳定化合物

稳定化合物不可再度利用

高三生物教案：《植物的激素调节1》教学设计

植物的激素调节

【本章知识框架】

【疑难精讲】

“植物的激素调节”在高中生物教材中是相对独立的部分，与其他章节知识联系较少。其主要内容是：植物的生命活动是由植物体一定部位产生的植物激素进行调节的。该部分是以人们发现和研究得最早的一种植物激素——生长素为例，说明植物激素对于植物生命活动的调节作用，包括生长素的发现过程以及生长素的生理作用等。其中生长素的生理作用及其作用特点是本节也是全章的教学重点。在以往高考试题中，出自本章的题目多数都是围绕这一教学重点来设计问题，考查学生对生长素的生理作用及其作用特点的理解水平和应用能力：如解释植物的弯曲生长及顶端优势原理；解释生产上获得无籽果实、修剪高产稳产的果树树冠及优秀盆景的制作方法和原理；解释同一植物体的不同器官或不同植物体的同一器官，在一定浓度的生长素作用下，表现出不同生长（抑制）现象的原因等。

1．生长素的发现——燕麦胚芽鞘向光性实验

生长素的发现，是前后几代人共同努力的结果，该过程体现出科学家的科学精神，特别是进行科学实验：“提出（发现）问题→提出假设→设计实验证明→假设得出结论”的基本思路，这都是我们在复习时需要掌握的内容。关于燕麦胚芽鞘向光性实验，我们主要把握如下几点：

（1）植物在单侧光照下，具有向光生长的特性——向光性。

（2）产生生长素的部位是胚芽鞘的尖端。

（3）感受光刺激的部位是胚芽鞘的尖端。

（4）向光弯曲的部位是尖端下面的一段。

（5）单侧光照射能改变生长素在植物体内的分布，使向光的一侧分布得少，背光的一侧分布得多，这是由于生长素在植物体内横向运输的结果。

（6）生长素能促进植物的生长，其原理是增大了细胞壁的可塑性，促进细胞体积的伸长，从而导致细胞体积的增大，使植物表现出生长现象。

（7）生长素只能从植物形态学的上端向下端运输，并且是逆浓度梯度运输（主动运输，消耗能量）。

（8）植物体生长旺盛的部位都可以合成生长素，特别是芽尖端的分生组织，生长素的合成不需要光照。

2．生长素作用的双重性

如下图所示，生长素对植物生长的作用表现为双重性：一般情况下，低浓度能促进植物生长，高浓度抑制植物生长。这里所说的浓度高低是相对的，是相对于植物不同的器官而言，生长素的促进、抑制浓度的不同范围而言。

促进植物的不同器官生长，所需要的生长素浓度不同。10－10g·mL－1的质量浓度促进根的生长，但对芽和茎的生长仅有很小的反应。10－8g·mL－1的质量浓度抑制根的生长，却强烈地促进芽的生长。茎生长的最适质量浓度则是10－4g·mL－1，而在这样的浓度下，芽和根的生长都将被抑制。如果再提高生长素的浓度，茎、芽和根的生长将全被抑制，因此，可以得到如下结论：

（1）同一生长素浓度对不同器官作用不同。

（2）同一器官对不同浓度的生长素产生的反应（敏感程度）不同。

（3）在农业生产上，高浓度的生长素可以当作除草剂来使用。

3．生长素的作用原理、极性运输和横向运输

生长素促进植物生长的作用，在于它增大了细胞壁的可塑性，促进了细胞的纵向伸长。而植物茎产生向光生长是由于单侧光引起了茎尖生长素分布不均匀。单侧光使生长素在背光的一侧比向光一侧分布多，从而使背光一侧的细胞纵向伸长比向光一侧快，结果使茎向生长慢的一侧（即朝向光源的一侧）弯曲，表现出向光性。

对于植物向光性主要从以下三个方面进行理解：①单侧光引起茎尖端生长素分布不均匀，使其背光一侧分布较多，向光一侧分布较少；②发生弯曲的部位在茎尖端下面（相当于根尖伸长区的位置）的一段；③含生长素较多的细胞纵向伸长较快，含生长素较少的细胞纵向伸长较慢。

单侧光引起茎尖生长素分布不均匀，暗示了生长素在茎尖（生长素产生部位）有横向运输的能力，即在单侧光的影响下，生长素能从向光一侧移向背光一侧，并不能将生长素分解。发生弯曲的部位在茎尖下部的一段，表明生长素有极性运输的能力，即能从形态学上端向下端运输。生长素含量较多的细胞纵向伸长较快，反之较慢，表明生长素促进生长与其浓度有关。所以说单侧光引起生长素分布不均匀，如果没有生长素的横向运输是难以实现的。同样，没有生长素的极性运输，向光弯曲也是无法发生的。

4．生长素类似物在农业生产上的应用

（1）获得无籽果实：在没有传粉受精的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素类似物，能促进果实发育，获得无籽果实（例无籽番茄、黄瓜、辣椒等）。

（2）林木枝条繁育：用一定浓度的生长素类似物浸泡难以生根的林木枝条，促进枝条生根，提高扦插枝条的成活率。

（3）农作物除草剂：生长素类似物的作用与生长素的作用相同，在低浓度时促进植物生长，而高浓度时不仅能抑制植物的生长，甚至还能杀死植物，所以在农业生产上高浓度的生长素常作为植物杂草的除草剂。

5．其他植物激素概述

植物激素是指一些在植物体内合成，并从产生部位运到其他地方，对植物生长发育产生显著作用的微量（1微摩／升以下）有机物。

植物激素一共分成五类，即生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸。前三类是促进生长发育的物质，后二类是抑制生长、促进成熟的物质。

这些激素都存在于同一植株中。它们不是孤立的，而是互相影响的。例如，顶端优势是细胞分裂素和生长素共同作用的结果；用细胞分裂素处理侧芽，就能解除顶端优势；生长素的浓度接近或等于生长最适宜浓度时，就开始诱导乙烯的形成，超过这一点时，乙烯的产量就明显增加，反过来对生长起抑制作用。由此可见，植物生长发育的调节过程不是由一种激素决定的，而是由许多激素协调实现的，了解激素之间的相互关系，对于生产实践非常重要，其他四种植物激素的比较见下表：

四种激素比较表

植物激素

形成部位

存在部位

主要生理作用

赤霉素

幼芽、幼根和未成熟的种子、胚等幼嫩组织

高等植物的所有器官

促进细胞伸长；诱导α－淀粉酶的形成；促进植物抽芽和开花；促进雄花的分化等

细胞分裂素

根尖，通过木质部输送到地上部分

高等植物中普遍存在，尤其是正在进行细胞分裂的器官

促进细胞分裂；使细胞体积加大；促进芽的分化；抑制衰老等

乙烯

果实、种子、花、根、茎、叶都可以产生

广泛存在于植物体中

促进果实成熟；促进老叶脱落和衰老；促进次生物质的排出等；促进多开雌花

脱落酸

植物体在生活条件不适宜或生长季节终了时产生

广泛存在于高等植物体中，但在将要脱落或进入休眠期的器官中更多

抑制细胞的分裂和伸长；促进器官脱落；促进休眠、促进气孔关闭等

【学法指导】

《植物的激素调节》一节，包括植物的感性运动和向性运动，生长素的发现，生长素的产生、分布和运输，生长素的生理作用，生长素在农业生产中的作用，其他植物激素，植物激素间的相互作用等七个部分内容。复习时可安排2～3课时完成。

第1课时：结合生长素的发现史、研究性课题等内容，站在设计实验的角度，对生长素的发现过程进行剖析，掌握前人在生长素发现过程中实验设计的基本思路、方法，培养学生的实验设计、实验分析能力。教师可提前布置给学生实验设计任务，让学生课前进行设计，课堂上进行交流，评选出好的实验设计方案，在学习园地展示。

对于达尔文和温特实验，我们着重复习其中之一，要求从实验设计、实验分析角度进行，教师课前设计一个导学提纲，让学生带着问题，通过分析、讨论进行学习、巩固。该部分知识内容多，概念多，要求教师要设计好思路，运用多媒体课件等辅助手段进行训练，能收到更好的复习效果。

第2～3课时：我们采用边练边做的方式，通过设计一系列具体题目，复习巩固生长素的产生、分布和运输、生理作用及在农业生产实践中的应用。通过具体题目的测试，及时了解学生掌握知识的情况，从而修正误差。

植物激素包括的范围较广，可提前安排兴趣小组的同学，查资料，汇报其他激素的生理作用，作为知识的补充。

【典型例题精讲】

［例1］（2002年广东河南高考题）植物地上部分向光生长，根背光生长。取正在萌发的种子贴附在琼脂板上，再将琼脂板插入透明盒内培育，五面遮光，仅从一侧给予光照（见下图）。幼苗根的生长方向将是

A． B． C． D．

【解析】根据题干中给出的“植物地上部分向光生长，根背光生长。”这一结论，对幼苗进行单侧光照，这时幼苗根应该出现背光生长，即向“↘”方向生长。这是由于单侧光照射，改变了生长素在植物体内的分布，背光一侧分布多，茎出现向光生长，而根对生长素的敏感程度高，促进茎生长的浓度则对根的生长表现为抑制，故根向光一侧生长快，表现为背光生长现象。教材中我们学习了植物茎的向光性，没有学习根背光生长，但根据题干我们可以找出相应的答案。【答案】C

［例2］在方形暗箱内放一盆幼苗，暗箱一侧开一小窗，固定光源的光可从窗口射入。把暗箱放在旋转器上水平旋转，保持每15分钟匀速转一周。一星期后幼苗生长状况为

【解析】一固定光源照射开一小窗的暗箱，如果幼苗固定不动，此为单侧光，可引起幼苗弯向光源生长。依题意，光源固定不动暗箱水平旋转，15分钟转一周，实际上是每隔15分钟幼苗受到一次来自暗箱小窗的光照射，其他时间均无光照射，因此，对于小幼苗来说，受到的依然是单侧光照射，只不过每次间隔的时间较长而已。

（1）由于幼苗是面对单侧光的水平转动，因而容易误解为是全方位的照射光；（2）由于光源固定，为单侧光，学生易理解为幼苗在不同时间接受到不同部位的单侧光照射。

植物的生长素的重要生理作用之一是促进植物生长，其证据之一就是植物具有向光性。造成植物向光生长的外因是必须具有单侧光，内因是单侧光引起的生长素分布不均匀。光线使生长素在背光一侧比向光一侧分布多，因此，背光一侧比向光一侧生长得快（注意，不是细胞分裂得快），结果，茎就朝向生长慢的一侧弯曲，即朝向光源一侧弯曲，显示出向光性。就本题而言，需要指出的是：（1）植物的茎对生长素不敏感，一般的浓度对它来说都属于较低浓度范围，在此范围内，浓度越高，促进生长的作用越强；（2）对幼苗来说，无论光源在何处，是什么性质的光，都无特别重大的意义，关键是幼苗处于只有一处小窗的暗箱中，小窗是它能接受到光线的唯一来源。因而，无论间隔多长时间接受到光，它都会一直弯向小窗生长。

就生长素的生理作用这部分，在教科书上列举的知识点不多，但比较分散。生长素的发现、向光性、顶端优势均与生长素促进生长及两重性有关，学生如果不能正确地把握原理，或把生长素促进生长的两重性范围任意扩大，必然造成判断上的失误。因此，必须注意每部分知识点所涉及的适用范围，掌握不同器官对生长素的不同敏感度，才能得出正确的结论。【答案】B

［例3］通过人工方法获得无籽果实的措施是

A．在授粉后的雌蕊柱头上涂上生长素类似物溶液

B．在未授粉的雌蕊柱头上涂上生长素类似物溶液

C．在未授粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液

D．在未授粉的雌蕊柱头上涂上高浓度的生长素类似物溶液

【解析】考查生长素的生理作用。一定浓度的生长素溶液能促进子房发育成果实，正常情况下子房发育成果实所需要的生长素来自发育着的种子，但我们在没有授粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液（浓度过高、过低都不能达到效果），也能使子房发育成果实，由于没有受精，所以不结种子，这类措施常用在培育无籽番茄、黄瓜等方面。【答案】C

［例4］下图曲线Ⅲ表示茎伸长生长与植物生长素浓度的关系。如果将同样浓度范围的植物生长素施用于侧芽，则能代表它生长状况的曲线是

A．Ⅰ B．Ⅱ C．Ⅳ D．Ⅴ

【解析】本题通过同一植物的不同器官（茎与侧芽）在同一生长素浓度下的不同生长状况，较好地体现了生长素促进生长的两重性。这一现象称顶端优势，即植物的顶芽优先生长而侧芽受抑制的现象。原因是顶芽产生的生长素向下运输，大量地积累在侧芽部位，从而抑制了侧芽的生长。园艺上修剪树冠，果树的整枝，棉花的摘心以及农业上喷洒高浓度的2，4－D作为麦田除草剂均是利用了生长素作用双重性的原理。【答案】A

［例5］如下图示用燕麦幼苗所做的实验。具体做法如下：

A．切去燕麦幼苗胚芽鞘尖端；B．把燕麦胚芽鞘尖端用不透光的纸遮住；C．完整的燕麦幼苗；D．在胚芽鞘尖端从上向下插入云母片（不能让水透过）；E．用琼脂片把胚芽鞘尖端与下部隔开；F．在燕麦幼苗尖端左侧插入一片云母片。

将F所示的幼苗放在暗室中，其余各幼苗均照以单侧光，试分析各幼苗的生长情况。

【解析】A图所示幼苗无胚芽鞘尖端，所以胚芽鞘尖端以下部位无生长素，故该幼苗不生长。B图所示的幼苗感受光照的胚芽鞘尖端被不透光的纸遮住，所以单侧光无法影响生长素在该幼苗体内的分布，即生长素在B图所示的幼苗中均匀分布，所以该幼苗直立生长。C图所示幼苗在单侧光照作用下，使生长素在其体内的向光一侧分布的少，而在其背光的一侧分布的多，其背光一侧生长较快，所以C幼苗向光（右）弯曲生长。D图所示幼苗，虽然也受单侧光照射，但其胚芽鞘尖端插入的云母片阻止了生长素向背光一侧（左侧）运输，所以生长素在D图所示幼苗的向光一侧与背光一侧生长素均等分布（即在云母片两侧均等分布），所以该幼苗直立生长。E图所示幼苗受光照射后，其尖端生长素分布发生变化，向光一侧分布少，背光一侧分布多，并通过琼脂运输至幼苗下部，使背光一侧生长比向光一侧快，所以幼苗向光（右）弯曲生长。F图所示幼苗胚芽鞘尖端生长素均匀分布，但其插入云母片一侧（左侧）生长素被云母片隔断不能向下运输，而另一侧则能向下运输，所以该幼苗向左侧弯曲生长。

【答案】A图中幼苗不生长；B图中幼苗直立生长；C图中幼苗向光（右）弯曲生长；D图中幼苗直立生长；E图中幼苗向光（右）弯曲生长；F图中幼苗向左侧弯曲生长。

［例6］下图表示植物不同器官对生长素的反应。请观察后据图回答。

（1）促进芽生长的生长素最适浓度是_________M，生长素的这一浓度对根生长的效应是____________________________。

（2）B点所对应的生长素浓度对茎生长的效应是_________，对芽生长的效应是_________。

（3）C点所对应的生长素浓度对茎生长的效应是_________。

【解析】依题意，生长素的不同浓度对植物各器官的影响（促进或抑制生长）是不同的。对不同器官来说，都有各自对应的使生长最旺盛的生长素浓度。

（1）依图可知，在10－8M浓度下，芽的生长最旺盛，此即促进芽生长的生长素最适浓度；但对于根来说，这一浓度为根生长受抑制最强烈的时候，其受抑制几乎达到顶点。

（2）B点是芽与茎受生长素浓度影响曲线的交叉点，无论是位于茎的上升段还是芽的下降段，都是在促进两者的生长。

（3）C点位于横坐标轴上，其促进或抑制均为零，因而对茎生长无影响。

生长素对植物的生长作用具有两重性。在较低浓度范围内，生长素促进植物生长；在较高浓度范围内，抑制植物生长。生长素对植物生长作用的两重性，不同植物种类对生长素浓度反应不一样，同一种生物的不同器官也反应不一样。一般来说，同种植物的根、芽、茎三者相比较，根对生长素最敏感，芽次之，茎最不敏感，往往对茎来说是较低浓度范围，能促进茎生长，但对根来说，已经是较高浓度，抑制其生长。

影响生长素分布的因素有很多，其中单侧光、重力是典型因素。植物根的向地生长以及茎的背地生长均与重力影响生长素分布不均有关。近地面生长素分布较多，对于根即为较高浓度，抑制近地面细胞生长，使远地面细胞生长快，根向下弯曲；茎则相反，近地面细胞由于有生长素的促进，其生长速度快于远地面，表现为向上弯曲生长。因此，在分析生长素作用时，一定要根据不同器官的情况做适当分析，方可得出正确结论。

【答案】（1）10－8抑制生长（2）促进生长　促进生长（3）对生长无影响

［例7］（2002年广东、河南高考题）植物在单侧光照射下弯向光源生长。这个现象被解释为“光线能够使生长素在背光一侧比向光一侧分布多”。为什么生长素在背光一侧比向光一侧分布多?是因为向光侧的生长素在光的影响下被分解了，还是向光侧的生长素向背光侧转移了。为此，有人做了下述实验：

（一）实验步骤：将生长状况相同的胚芽鞘尖端切下来，放在琼脂切块上，分别放在黑暗中和单侧光下（见下图）。

（二）实验结果：如下图所示。

（图中c、d、e和f）用一生长素不能透过的薄玻璃片将胚芽鞘分割；琼脂下方的数字表示琼脂块收集到的生长素（1AA）的量。请回答：

（1）图a和b说明什么?____________________________。

（2）图c和d说明什么?____________________________。

（3）图e和f说明什么?____________________________。

（4）通过上述实验可得出什么结论?

____________________________。

【解析】属于实验分析，考查学生对实验现象的分析能力和语言文字表达能力。该题要求学生知道生长素的产生部位——顶芽，知道顶芽产生的生长素向下运输。并能够正确识图，找出图中的条件，进行分析。

正常情况下，生长素垂直向下运输，当施加单侧光照后，单侧光照射可引起尖端电荷的改变，使向光一侧带负电荷，背光一侧带正电荷，生长素进入细胞，在细胞内解离为负离子IAA－，向带正电的背光一侧移动，导致生长素背光一侧分布多，向光侧分布少，出现实验所示的结果。

【答案】（1）光并未影响生长素的分解和生长素的向下运输

（2）胚芽鞘被玻璃片分隔成两半，不影响生长素向下运输和琼脂块中收集的生长素数量

（3）单侧光照射促使生长素向背光侧转移

（4）单侧光照射下，向光侧的生长素向背光侧转移，而不是向光侧的生长素被分解

【达标训练】

一、选择题

1．扦插时，保留有芽和幼叶的插枝比较容易生根成活，这是因为芽和幼叶具有以下特点

A．能迅速生长 B．能进行光合作用 C．能产生生长素 D．储存着较多的有机物

【解析】考查生长素的生理作用及主要的产生部位。生长素的生理作用有三：一是促进生长；二是促进果实的发育；三是促进扦插枝条的生根。植物生长旺盛的部分，特别是芽的分生组织及幼叶均能产生生长素，所以保留芽和幼叶的枝条容易生根。【答案】C

2．在农业生产上，用生长素的类似物萘乙酸诱导无籽果实的效果比用天然的生长素要明显，其原因是

A．萘乙酸成本低，用量大，而用吲哚乙酸成本高，用量少，影响效果

B．萘乙酸分子上有两个发挥作用的基团，而吲哚乙酸分子只有一个作用基团

C．植物体内没有分解萘乙酸的酶，可长时间发挥作用；植物体内有分解吲哚乙酸的酶，所以吲哚乙酸不能长时间发挥作用

D．萘乙酸化学性质稳定，不易挥发，可长时间发挥作用；而吲哚乙酸化学性质不稳定，易挥发，不能长时间发挥作用

【解析】在正常的生命有机体内有合成的过程，必然也存在着分解的过程；有促进的过程，也必然存在着抑制的过程。不然这个系统就会崩溃，生命有机体就会死亡，这是符合辨证法则的。在植物体内有合成生长素的过程，同样也存在着生长素的分解过程，这样才能保持生长素的正常生理浓度。在生产上应用生长素及其类似物时，用生长素的类似物的效果明显高于天然的生长素——吲哚乙酸，是因为生长素的类似物具有生长素的生理作用，但植物体无分解它的酶，而使用吲哚乙酸，当吲哚乙酸浓度高出植物体的正常水平时，将很快被植物体内的酶分解掉而恢复到正常水平。【答案】C

3．在子房发育成果实的过程中，所需生长素来自

A．顶端分生组织 B．根尖分生组织 C．侧芽分生组织 D．发育着的种子

【解析】考查子房发育所需生长素的来源。正常情况下，子房发育成种子所需要的生长素来自发育着的种子（胚珠）。【答案】D

4．“满园春色关不住，一枝红杏出墙来”这是由于生长素分布不均造成的，引起生长素分布不匀的主要原因是

A．温度 B．湿度 C．空气 D．阳光

【解析】单侧光照射能够改变生长素在植物体内的分布，使植物表现出向光生长的特性。对于该题，外界的光线对红杏亦构成的单侧光照，植物表现出向光性。【答案】D

5．下列哪项与植物生长素的作用无关

A．促进生长 B．促进细胞分裂 C．促进果实发育 D．促进扦插枝条生根

【解析】考查生长素的生理作用。在题目给出的选项中，促进细胞分裂是细胞分裂素的作用，不是生长素的作用。【答案】B

6．用不透光的锡箔套在燕麦胚芽鞘尖端下面的一段，在暗室中从左侧照光，胚芽鞘

A．不生长，不弯曲 B．直立生长 C．弯向右侧生长 D．弯向左侧生长

【解析】考查对单侧光引起向光性的理解。题干给出了一个单侧光照射的情景，根据所学知识我们知道：感受单侧光照射是胚芽鞘的尖端，弯曲的部位是尖端下面的一段，不透光的锡箔套在燕麦胚芽鞘尖端下面的一段，不影响顶端感受单侧光照射，故出现向光（左）弯曲生长现象。【答案】D

7．飞行在太空的宇宙飞船中，放置一株水平方向的幼苗，培养若干天后，根、茎的生长方向是

A．根向下生长，茎向下生长 B．根向上生长，茎向上生长

C．根水平方向生长，茎向上生长 D．根和茎都水平方向生长

【解析】考查植物的向性运动与外界环境条件之间的关系。把一盆植物水平放在地面上，由于根、茎内的生长素受重力作用分布不均匀，远地侧生长素浓度较低，近地侧生长素浓度较高，而根和茎对生长素浓度的敏感程度不同，导致茎背地生长，根向地生长。在宇宙飞船中，水平放置的幼苗所受的微重力，对幼苗的生长几乎无影响，故根和茎都水平方向生长。【答案】D

8．科学工作者准备从某种被子植物中提取生长素，最理想的选材是

A．幼叶 B．幼嫩种子 C．幼根 D．成熟种子

【解析】考查生长素的产生及存在部位。植物体内的生长素主要由分生组织产生，并分布在分生组织中。在题目给出的选项中，幼嫩的种子发育过程中合成大量的生长素。【答案】B

9．为了防止棉花脱铃，应该喷洒的一定浓度的溶液是

A．萘乙酸 B．赤霉素 C．脱落酸 D．乙烯

【解析】考查生长素类的作用。生长素的类似物——萘乙酸具有同生长素一样的作用。【答案】A

10．在栽培番茄的过程中，要使枝多、花多、果多，达到增产的目的，最关键的措施是

A．除草松土 B．加强灌溉 C．适时摘心 D．多施氮肥

【解析】考查顶端优势原理及应用。正常情况下，棉花由于顶端优势的原因，顶芽产生的生长素沿茎向下运输，使侧芽部位的生长素浓度过高，抑制了侧芽长成侧枝，导致结果少。当适时摘心后，顶端优势解除，侧芽发育成侧枝，结果多，就可以达到增产的目的。【答案】C

11．在市场上可见到发育不均匀（凸凹不平）的西瓜，若切开观察，可见凹侧种子发育不良或未发育。这种现象可解释为

A．种子的发育需果实来提供营养 B．发育着的种子里合成生长素，促进子房发育成果实

C．无种子的子房绝对无法发育成果实 D．光照不均匀使生长素分布不均匀

【解析】正常情况下果实发育需要的生长素来自发育着的种子，但由于凹侧的子房没有授粉，所以胚珠不发育，亦不能产生生长素。【答案】B

12．生长素在植物体内的运输是单方向的，只能从植物顶端往下运输，而不能反过来运输，这最可能是

A．顶端在光下能产生某种“影响物” B．“影响物”具有促进胚芽鞘生长的作用

C．合成“影响物”不需要光 D．使背光一侧“影响物”分布得多

【解析】尖端产生“影响物”（生长素），当侧放时，会使相应的一侧生长素分布得多，生长得快。【答案】B

13．下列植物感应活动中，不是由于环境因素的单向刺激引起的是

A．根向着地心方向生长 B．茎背着地心方向生长 C．含羞草的小叶合拢 D．根朝向肥料较多的地方生长

【解析】考查感性运动和向性运动。植物体受到不定向的外界刺激而引起的局部运动，称为感性运动。例如，含羞草在受到外界刺激后叶片闭合，合欢、酢浆草的叶片在受到光线明暗的刺激后张开或闭合等等。植物体受到一定方向的外界刺激而引起的局部运动，称为向性运动，如植物幼苗的向光性生长，根的向重力性生长（在重力影响下向下生长）等。【答案】C

14．对4株具顶端优势的植株分别进行下列四种处理，有一株长出侧芽，请指出是哪种处理

A．去顶后在断口上放一琼脂小块 B．去顶后在断口上放一富含生长素的琼脂小块

C．不去顶 D．不去顶，在侧芽上涂以低浓度的生长素

【解析】侧芽是否发育成侧枝，主要是取决于侧芽部位生长素浓度的高低。因为生长素主要是由顶芽合成，正常情况下，顶芽产生的生长素，沿茎向下运输，集聚在侧芽部位，使侧芽部位的生长素浓度过高，抑制了侧芽发育成侧枝，去掉顶芽就会使侧芽部位的生长素浓度降低，侧芽就可以发育成侧枝。【答案】A

15．下列各项中，与植物激素有关的一组是

①生产无籽西瓜②无籽番茄③棉花摘心④培育多倍体⑤枝条扦插

A．②③⑤ B．①②③ C．①③⑤ D．②③④

【解析】生产无籽西瓜是利用多倍体育种的原理；生产无籽番茄是利用一定浓度的生长素溶液处理未授粉的雌蕊柱头得到的，属于单性结实；棉花摘心是根据顶端优势的原理，摘除顶芽以降低侧芽生长素的浓度，使侧芽发育成侧枝；培育多倍体是利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使染色体组数加倍得到；枝条扦插是利用了生长素能促进枝条生根的原理。【答案】A

16．含羞草受到机械刺激时会引起感震运动，其生理原因是

A．叶柄基部表皮细胞的膨压发生变化 B．叶柄基部叶褥细胞的膨压发生变化

C．叶柄基部表皮细胞内的生长素增加 D．叶柄基部叶褥细胞的生长素增加

【解析】考查含羞草的应激性。植物感受刺激，产生反应有两种基本方式，即感性和向性。有些植物受到没有一定方向的外界刺激（环境因素强弱改变的刺激），引起部分器官的运动，称为感性运动。植物感受到来自单一方向的刺激时，器官生长的方向就发生改变，向着刺激的来源生长或背着刺激的来源生长，这种定向生长运动称为向性运动。【答案】B

17．栽培的番茄，因某种原因不能完成受精作用，可用生长素溶液涂于花上，生长素的作用是

A．促进受精作用 B．促进染色体加倍 C．促进子房壁发育 D．促进胚珠发育为种子

【解析】考查生长素的作用、果实的发育和果实发育中生长素的来源。生长素有三个生理作用：一是促进扦插枝条的生根；二是促进子房发育成果实；三是防止落花落果。植物授粉后，发育着的种子产生生长素，生长素刺激子房壁发育成果实，子房壁发育需要的生长素是种子产生的生长素，而不是子房本身。【答案】C

18．将燕麦胚芽鞘尖端放在琼脂小块上，正中插入生长素不能透过的云母片，琼脂被分成相等的两部分（见下图）。单侧光照射后，琼脂内生长素含量

A．左右相等 B．左多右少 C．左少右多 D．左右均无

【解析】燕麦胚芽鞘尖端能够产生生长素。单侧光照射能改变生长素在植物体内的分布，使向光的一侧分布得少，背光的一侧分布得多。考查生长素产生与分布同单侧光照射的关系。【答案】B

19．下图表示根和茎对生长素浓度的不同反应，其中正确的是

【解析】考查生长素的作用特点。生长素的作用具有双重性，即在一定浓度范围内，随着生长素浓度的升高，表现出促进植物生长，超过这个浓度则抑制生长。植物体的不同部位生长素作用的最适浓度不同（根所要求的浓度低为10－10M，茎要求的浓度高为10－8M），即同一浓度的生长素，对根的生长表现为抑制，而对茎的生长则是促进；超过一定浓度，茎的生长亦将受到抑制。【答案】C

20．下列各项生产实践，与植物激素无关的是

A．果树的整枝修剪 B．摘心促进侧芽发育 C．无籽番茄的获得 D．嫁接保持原品种的特性

【解析】考查激素在农业生产中的应用。嫁接是指利用高等植物的营养器官来繁殖后代的过程，这一过程是通过有丝分裂完成的，能够保持亲本的性状，该过程与激素无关。【答案】D

21．下列各组植物激素中，其生理作用都是促进植物的生长发育的是

A．高浓度的生长素和赤霉素B．细胞分裂素和脱落酸C．赤霉素和细胞分裂素D．低浓度的生长素和脱落酸

【解析】考查几种植物激素的生理作用。赤霉素和细胞分裂素都具有促进植物生长发育的作用。【答案】C

22．正确反映玉兰树上各部位生长素浓度分布情况的是

A．顶芽>侧芽、老根>生长点 B．顶芽

C．顶芽生长点 D．顶芽>侧芽、老根

【解析】考查生长素的合成和分布部位。生长素主要分布在生长旺盛的部位，所以老根＜生长点（分生区），但顶芽产生的生长素大量集聚在侧芽部位，所以侧芽部位的生长素浓度大于顶芽。【答案】B

23．在自然界,松柏类的树冠通常呈宝塔形,主要原因是

A．侧芽缺乏生长素 B．侧芽产生的生长素过少 C．侧芽产生的生长素过多 D．侧芽积累的生长素过多

【解析】植物在生长过程中，顶芽产生的生长素向下运输，使侧芽部位积累的生长素过多，顶芽优先生长侧芽受抑制。【答案】D

24．植物茎产生向光性是因为

A．单侧光照促进生长素合成 B．单侧光照抑制向光侧细胞生长

C．单侧光照引起生长素分布不均 D．单侧光照使背光侧生长素合成加快

【解析】考查植物向光性的原因。植物产生向光性的原因就是单侧光照引起生长素分布不均，使向光一侧分布得多，生长得快。【答案】C

25．某同学为了验证发育着的种子能合成生长素，并促进子房发育成果实这一结论，他选择了发育正常的黄瓜雌花，并设计了如下实验。对这一实验的不足之处应如何修改

编号（雌花）

套袋

人工处理

1号

未开放前套袋

成熟的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素

2号

不套袋

成熟的雌蕊柱头上人工授粉

【解析】实验设计原则之一是要求单一变量，该实验目的是“验证发育着的种子能合成生长素，并促进子房发育成果实”，因此实验设计应从涂一定浓度的生长素或不涂一定浓度的生长素这一变量来进行，其余变量都应该相同，所以应增加一朵雌花，并做套袋处理，作为对照。【答案】D

二、非选择题

26．水平放置的幼苗，一段时间后生长状况如下图，请回答：

（1）A、B、C、D四点，生长素浓度较高的是_________。

（2）生长较快的是_________。

（3）产生上述现象的原因是_________。

【解析】考查根向地性和茎负向地性的原因。重力和单侧光照射都可以改变生长素在植物体内的分布，从而使植物表现出向性运动。重力改变生长素在植物体内的分布，使向地一侧分布多（C、D），背地一侧分布少（A、B），由于根和茎对生长素的敏感程度不同（生长所需要的浓度不同，根需要的浓度低，一般为10－10M；茎需要的浓度，一般为10－5M）和生长素作用的双重性，所以近地侧的生长素浓度对茎则是促进生长，而对于根则是抑制生长，因此表现出茎的负向地性和根的向地性。【答案】（1）CD（2）AC（3）重力对生长素分布的影响

27．根据下图所示实验过程回答：

（1）甲图中，供应块是含生长素的琼脂块，接受块是不含生长素的琼脂块。实验结果，甲图中胚芽鞘C发生的现象是_________。这一现象说明____________________________和_________。

（2）乙图中，胚芽鞘D不能发生C的现象。这说明____________________________。

（3）上述实验说明：生长素在植物体内的运输方向是__________，运输方式是_________。

【解析】考查生长素的极性运输。在植物体内，生长素只能从形态学的上端向下端运输，而不能倒过来，其运输方式是主动运输。

【答案】（1）生长并向左弯曲　生长素由胚芽鞘上部运输到下部　促进生长（2）生长素不能由胚芽鞘的下部运输到上部（3）从形态学的上端到下端　主动运输

28．下图所示是植物的四枚子房生长的曲线图，其中A、B授粉，C、D未授粉，请指出其可能原因：

（1）A____________________________。

（2）B____________________________。

（3）C____________________________。

（4）D____________________________。

（5）从此图可以说明，生长素能_________。

（6）A、D果实的区别是A_________，D_________。

【解析】考查生长素的生理作用及在农业生产中的应用。果实的发育需要生长素，正常情况下生长素来自发育着的种子，但是若在没有授粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液，该子房也能够发育成果实。题目给出了4条曲线，其中A曲线是正常情况下的子房发育；B曲线子房发育停止，其原因是缺乏生长素（在子房发育的过程中，由于虫蛀等原因损伤了种子）；C未授粉，胚珠不发育，不能合成生长素；D虽未授粉，但涂上一定浓度的生长素溶液，子房照样能够发育成果实。

【答案】（1）授粉后，形成种子，种子能合成生长素并促进子房发育成果实（2）在子房发育的过程中，由于虫蛀等原因损伤了种子（3）未授粉，无种子形成，不能产生生长素，子房萎缩脱落（4）未授粉，人工涂抹一定浓度的生长素，子房照样可以发育为果实（5）促进子房发育成果实（6）果实有种子　果实无种子

29．下图所示葡萄枝扦插的实验，插枝A、B、C、D的不同情况说明如下：

A：无侧芽，扦插后不产生不定根； B：有侧芽，扦插后长出少量的不定根；

C：有4个侧芽，扦插后长出很多不定根； D：无侧芽，用吲哚乙酸处理后也长出不定根。

（1）请说明A、B、C、D4种情况的原因：

A____________________________；

B____________________________；

C____________________________；

D____________________________。

（2）这个实验说明了____________________________。

【解析】考查生长素的产生部位及生理作用。植物体内的生长素主要由生长旺盛的部位（如芽的分生组织等）产生，具有促进扦插枝条生根的作用，所以扦插枝条中B、C能长出不定根，A无侧芽，不能合成生长素，插枝不生根；D无侧芽，无生长素合成，但用吲哚乙酸处理后插枝仍能生根。

【答案】（1）无侧芽，不能合成生长素，插枝不生根　有2个侧芽，能合成少量的生长素，使插枝生出少量不定根　有4个侧芽，可产生较多生长素，所以生根较多　无侧芽，无生长素合成，但用吲哚乙酸处理后插枝仍能生根

（2）芽能产生生长素，生长素能促进插枝生根

30．有供实验用的三组番茄。甲、乙两组在开花前进行去雄和套袋，甲组在套袋之前将雌蕊涂抹了一定浓度的生长素溶液；丙组不作任何处理，最后，这三组番茄出现什么结果？

（1）甲____________________________。

（2）乙____________________________。

（3）丙____________________________。

（4）甲、乙两组对比，说明____________________________。

（5）乙、丙两组对比，说明____________________________。为了验证这一结论，还应有的操作为_________，应出现的现象为____________________________。

（6）将甲和丙对照，得出的结论是_________。

（7）若番茄体细胞的染色体数为24，则上述三组实验结果的果实细胞内染色体数分别为____________________________。

【解析】本题考查的知识点是生长素能促进子房发育成果实，以及学生灵活运用知识的能力和根据实验寻找答案，根据题目需要设计实验步骤的逻辑思维能力。

【答案】（1）子房发育成果实（2）子房不能发育成果实（3）子房发育成果实（4）生长素能促进子房发育成果实（5）传粉后子房能发育成果实，种子能促进子房发育成果实　果实幼小时除去种子子房　发育停止

（6）幼嫩的种子合成的生长素促进子房发育成果实（7）甲24，乙果实脱落，丙24

高一生物3.5植物的矿质营养教学设计

3.5植物的矿质营养

教学目的

1．植物必需的矿质元素及其种类（B：识记）。2．植物对矿质元素吸收和利用的特点（B：识记）。3．合理施肥的基础知识（B：识记）。教学重点

1．植物必需的矿质元素及其种类。2．根对矿质元素的吸收过程。教学难点

根对矿质元素的吸收和对水分的吸收是两个相对独立的过程。教学用具小麦等植物体内主要元素含量表的投影片、小麦在不同生长发育时期对K、对P需要量的投影片、试管、玉米幼苗、营养液、实物投影仪等。教学方法教师讲述、启发与学生观察、讨论相结合。课时安排1课时。

板书教学过程　第五节植物的矿质营养一、植物必需的矿质元素（一）必需的矿质元素　1．大量元素：N、P、K、S．Ca、Mg。　2．微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、CI。（二）非必需的矿质元素　（三）溶液培养法　二、根对矿质元素的吸收　（一）吸收的形式—离子　（二）吸收的部位—根尖　（三）吸收的过程—主动运输三、矿质元素的运输和利用　（一）能再度利用　1．呈离子状态，如K。　2．形成不稳定的化合物。如N、PMg　（二）不能再度利用，形成难溶解的稳定的化合物，如Ca、Fe。四、合理施肥　适时地施肥；适量地施肥引言：同学们，现在让我们来观察一下小麦等植物体内的主要元素的含量。　（教师活动：用投影仪把小麦等植物体内主要元素含量表投到大屏幕上。）　提问：在植物体内哪些元素含量最多？　（回答：C、H、O三种元素。）　提问：这三种元素是怎么进入植物体内的呢？　（回答：绿色植物通过光合作用从大气中的二氧化碳获得C和O，从根的吸水中获得H和O。）　讲述：植物体内的其它元素是怎么进入植物体内的呢？它们主要是由植物的根系从土壤中吸收的。那么，除了C、H、O以外，主要由根系从土壤中吸收的元素，我们就叫它为矿质元素。植物是怎样吸收、运输和利用这些矿质元素的呢？这就是我们今天要学习的第五节内容：植物的矿质营养。　讲述：我们先来学习第一个问题，植物必需的矿质元素。土壤中矿质元素有许多种，这些元素是否都是植物生活所必需的呢？我们来看课外小组的同学做的一组实验。　[同学活动：课外小组同学展示并讲解他们用溶液培养法培养玉米幼苗的过程和结果。一号试管是用含有全部矿质元素的营养液培养的玉米幼苗（该幼苗生长正常）；二号试管是用缺少氮元素的营养液培养的玉米幼苗（该幼苗矮小瘦弱，叶片发黄，叶脉呈淡棕色）；三号试管是用缺少氮元素的营养液培养的玉米幼苗，在幼苗出现不正常生长后，又补充了氮元素后培养的玉米幼苗（该幼苗又恢复了正常生长）；四号试管是用缺少铝元素的营养液培养的玉米幼苗（该幼苗正常生长）。]（教师活动：用实物投影仪把同学们实验的结果依次投到大屏幕上。）讲述：从同学们的实验中我们可以看出，氮元素是植物必需的矿质元素，因为缺少了氮，植物就不能正常生长发育，而补充了氮。植物的生长发育就能恢复正常状态。铝元素则不是植物必需的矿质元策，因为缺少了铝，植物仍能正常生长发育。我们把课外小组同学采用的实验方法叫溶液培养法，即用含有全部或部分矿质元素的营养液培养植物的方法。目前，科学家们已确定必需的矿质元素有13种．其中N、P、K、S、Ca、Mg属于大量大素；Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl属于微量
元素。讲述：植物是怎样吸收这些矿质元素的呢？下面我们来学习第二个问题：根对矿质元素的吸收。提问：矿质元素都存在于哪里？（回答：土壤里。）讲述：对，矿质元素是以无机盐的形式存在于土壤里，无机盐只有溶解在水中形成离子，才能被植物的根尖吸收。你知道硝酸钾中的N和K是怎么被根吸收的吗？（回答：硝酸钾溶解在水中，形成K＋和NO3-，K＋和NO3-分别以K＋和NO3-的形式被报尖吸收。）植物只能吸收溶解在水中的无机盐，那么植物的根对水分的吸收和对矿质元素离子的吸收会不会就是同一个过程呢？如果是同一个过程，大家想一想，吸水量和吸收矿质元素离子的量应该是什么关系？（回答：成正比的关系。）可是科学实验证明：植物根的吸水量和吸收矿质元素离子量并不都是成正比的关系，例如：科学家用菜豆做实验，发现菜豆的吸水量增加约一倍时，K＋、Ca２＋、NO3-和PO33-等矿质元素离子的吸收量同原来各自的吸收量相比，只增加0．1～0．7倍；又如，有不少实验甚至得出这样的结果：植物的吸水量少时，某些矿质元素离子的吸收量反而增多。可见，植物对水分的吸收和对矿质元素离子的吸收不是同一个过程。科学家们通过研究发现，土壤溶液中的矿质元素透过根尖成熟区表皮细胞的细胞进入内部的过程，不仅需要细胞膜上载体蛋白质的协助，而且需要消耗细胞呼吸作用释放出的能量，那么，这种运输方式属于哪一种呢？（回答：主动运输。）如果用化学药品抑制根的呼吸作用，根细胞内ATP的形成就会受阻，直接影响主动运输过程。根对矿质元素的吸收就会中断。由此可见，根尖成熟区表皮细胞吸收了矿质元素和渗透吸水是两个相对独立的过程。讲述：矿质元素进入根尖成熟区表皮细胞以后是怎样运输和利用的呢？这就是我们要学习的第三个问题，矿质元素的运输和利用。矿质元素进入根尖成熟区表皮细胞以后，随着水分最终进入根尖内的导管，并且进一步运输到植物体的各个器官中。有些元素（如K）进入植物体以后，仍然呈离子状态，因此容易转移，可以随时被运送到新生的或急需的部位去，能够被植物体再度利用，所似K在老叶中的含量会大大减少。有些矿质元素（如外N、P、Mg）进入植物体以后，形成不够稳定的化合物，这些化合物分解以后，释放出来的矿质元素又可以转移到其它部位，被植物体再度利用，所以N、P、Mg在老叶中的含量也会大大减少。例如，Mg是合成叶绿素所必需的一种矿质元素，当叶绿素被破坏分解掉以后，Mg就可以转移到叶内新的部位，被再度利用合成叶绿素。有些矿质元素（如：Ca、Fe）进入植物体以后，形成难溶解的稳定化合物如草酸钙），不能被植物体再度利用，也就是说Fe和Ca只能利用一次，所以在衰老的组织器官中Fe和Ca的含量会大大增加。讲述：不论是花、草、树木还是农作物，它们在一生中都需要不断地从外界吸收必需的矿质元素，那么，不同植物对各种必需的矿质元素的需要量是相同的吗？　（回答：不同。）提问：同一种植物在不同的生长发育时期对N、P等各种必需的矿质元素的需要量是相同的吗？．（回答：不同。）提问：同一种植物在不同的生长发育时期对N、P等各种必需的矿质元素的需要量是相同的吗？（回答：不同。）讲述：好，让我们来观察小麦在不同生长发育时期对K，对P的需要量。（教师活动：用投影仪把小麦在不同生长发育时期对K的需要量和对P的需要量投到大屏幕上。）讲述：大家看，小麦在不同的生长发育时期对K的需要量，对P的需要量各不相同。那么，我们如何利用植物对矿质元素吸收的这一特点来促进植物的生长呢？请同学们讨论。（同学讨论。在老师的启发下，同学得出结论：1．要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。2．疏松土壤，促进有氧呼吸的能量释放，以促进根系对必需的矿质元素的吸收。）讲述：通过前面的学习，大家想一想“土”是不是植物生长发育所必需的？没有“土”植物能生长吗？回答：土不是植物生长所必需的，没有土，可以用溶液培养法培养植物。）这就是近几十年发展起来的无土栽培技术。无土栽培有什么优点呢？请同学们阅读课文中有关的小字内容后进行讨论。（同学讨论结果：1．能用人工的方法直接调节和控制根系的生活环境，从而使植物体能够良好地生长发育，达到高产。2．节约水肥，产品清洁卫生，有利于实现农作物栽培的工厂化和自动化。3．不受耕地的限制，可以在沙滩地、盐碱地、海岛以及楼顶、阳台等不适宜栽种农作物的地方栽培，极大地扩大了农作物的栽培范围和面积。）。讲述：大面积开展无土栽培是非常有前途的。它可以使我们摆脱耕地少的困境，但是无土栽培需要具备一定的设备条件和较高的技术。目前，我国的无土栽培主要用于温室大棚中蔬菜和花卉的栽种，其它栽培还有待于开发。

文章来源：http://m.jab88.com/j/105930.html

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