88教案网

高一生物3.5植物的矿质营养教学设计

一名优秀的教师就要对每一课堂负责,作为高中教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收,使高中教师有一个简单易懂的教学思路。您知道高中教案应该要怎么下笔吗?小编为此仔细地整理了以下内容《高一生物3.5植物的矿质营养教学设计》,欢迎大家与身边的朋友分享吧!

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。

相关知识

高二生物《植物的矿质营养》教材分析


高二生物《植物的矿质营养》教材分析

一、教材
《植物的矿质营养》是人教版教材高二生物必修本第三单元第五节内容。本节课是在学习了组成生物体的化学元素和光合作用的基础上向学生介绍了植物的矿质元素及矿质元素的吸收过程,反映了《新大纲》在设计教材顺序时以人为本,从学生实际出发的思想,关注了学生的思维和学生德育的培养。
本节内容前与根尖的结构、水分代谢、光合作用,细胞膜的结构与功能等内容相联系,后与呼吸作用相关联,具有显著的承上启下的作用,教学中教师要注重知识之间的相互渗透。
同时,这节内容所介绍的实验方案,不仅有利于学生理解本节内容,还为将来学生设计实验做好铺垫,为此,我用创设情景的方法,让学生面对相关现象,进行分析和设计,观察想象并得出结论,培养学生的学科思维习惯。
二、教学目标
根据新课标要求以及本教材的结构和内容分析,结合着高二年级学生的认知结构及其心理特征,我制定了以下的教学目标:
1知识目标
(1)、使学生理解矿质元素的概念,了解植物必需的矿质元素的种类和来源。
(2)、使学生理解根对矿质元素离子的吸收过程及其与植物根细胞呼吸作用之间的密切关系。
(3)、使学生理解根吸收矿质元素离子与根吸水的联系和区别。
(4)、使学生了解矿质元素在植物体内的存在形式、运输方式和利用特点。
2能力目标
(1)、通过对水培法培养植物的学习,培养学生理论联系实际的学习方法,养成科学探究的习惯,培养学生的创新精神。
(2)、通过引导学生分析根对矿质元素离子的吸收过程与呼吸作用的关系以及分析影响根吸收矿质离子的环境因素,训练学生分析实验和实际问题的能力。
(3)、通过对水分和矿质元素吸收过程的比较,学习用对比分析的方法去研究事物的本质,不断提高综合分析能力。
3情感态度和价值观
(1)、在介绍植物必需元素的种类、分析影响矿质离子吸收的环境因素的教学中,联系合理施肥、无土栽培技术、中耕松土等生产实际,培养学生理论联系实际的意识,培养学生关注科学、技术在现代农业生产中的应用,对学生进行生命科学价值观的教育。
(2)、培养学生的探究精神和合作意识。
三、教学重难点
根据高二新课程标准,在理解教材基础上,我确定了以下的教学重点和难点:
明确什么是植物必需的矿质元素及其种类是本节的教学重点之一。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既是本节课的重点又是难点。学生虽然已经学习了有关元素的知识,但只是在认知水平上,不能进行系统的分类,并且潜意识里总有水和盐相伴而行的观点,认为是水把盐带进去的,这就为理解“相对独立”的观点设起障碍,所以我把“对水的吸收和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程”作为本节课重点和难点。
为了讲清教材的重、难点,使学生能够达到本节内容设定的教学目标,我再从教法和学法上谈谈:
四、教法
我们都知道生物是一门培养人的实践能力的重要学科。因此,在教学过程中,不仅要使学生“知其然”,还要使学生“知其所以然”。我们在以师生既为主体,又为客体的原则下,展现获取理论知识、解决实际问题方法的思维过程。
考虑到我校高二年级学生的现状,我主要采取学生活动的教学方法,让学生真正的参与活动,而且在活动中得到认识和体验,产生践行的愿望。培养学生将课堂教学和自己的行动结合起来,充分引导学生全面的看待发生在身边的现象,发展思辩能力,注重学生的心理状况。
当然教师自身也是非常重要的教学资源。教师本人应该通过课堂教学感染和激励学生,充分调动起学生参与活动的积极性,激发学生对解决实际问题的渴望,并且要培养学生以理论联系实际的能力,从而达到最佳的教学效果。同时也体现了课改的精神。
基于本节课内容的特点,我主要采用了以下的教学方法:
1、直观演示法:
利用多媒体课件进行直观演示,激发学生的学习兴趣,活跃课堂气氛,促进学生对知识的掌握。
2、活动探究法
引导学生通过创设情景等活动形式获取知识,以学生为主体,使学生的独立探索性得到了充分的发挥,培养学生的自学能力、思维能力、活动组织能力。
3、集体讨论法
针对学生提出的问题,组织学生进行集体和分组讨论,促使学生在学习中解决问题,培养学生的团结协作的精神。
由于本节内容与社会现实生活的关系比较密切,学生已经具有了直观的感受,可以让学生自己阅读课本并思考,并例举生产实践上存在的一些有关的现象,在老师的指导下进行讨论,然后进行归纳总结,得出正确的结论。这样有利于调动学生的积极性,发挥学生的主体作用,让学生对本节知识的认知更清晰、更深刻。
五、学法
我们常说:“现代的文盲不是不懂字的人,而是没有掌握学习方法的人”,因而,我在教学过程中特别重视学法的指导。让学生从机械的“学答”向“学问”转变,从“学会”向“会学”转变,成为真正的学习的主人。这节课在指导学生的学习方法和培养学生的学习能力方面主要采取以下方法:思考评价法、分析归纳法、自主探究法、总结反思法。
下面我具体来谈谈这一堂课的教学过程:
六、教学过程
在这节课的教学过程中,我注重突出重点,条理清晰,紧凑合理。各项活动的安排也注重互动、交流,最大限度的调动学生参与课堂的积极性、主动性。
1、导入新课:
根据本节课的内容、重点、难点引入新课时宜采用实验方法导入新课,通过实验现象巧设悬念,突出重点。教学中首先从一个实验观察引入,请学生观察用土壤浸出液和蒸馏水培养的植物,问:“它们在长势上有什么区别”,“为什么土壤浸出液中的植物长得好?”引出植物要生长得好需要吸收土壤中的矿质元素,从而提出课题。这样导入能造成学生急切期待解释现象的心理,从而对学生产生极大的诱惑力,创造学习新知的良好氛围和激发探求知识的渴望,从而把学生的注意力迁移到教学目标的实施上来,使学生的思维和注意力很快调节到最佳状态,为学习新知识打下坚实基础。可以说,精心设计好导言就等于成功了一半。
2、讲授新课:
2.1介绍灰分元素,由此引入矿质元素,使学生了解科学家的科学研究方法,激发学生的兴趣,培养学生进行科学研究的能力。
2.2科学家们通过溶液培养法研究得到植物必需的矿质元素种类。这段内容的处理,我采用请学生设计实验找出植物生活所必需的矿质元素的方法。通过启发引导,设计实验方案,并通过学生互相评价,教师评价,逐渐形成较为成熟合理的实验设计,教师借机引导出对照实验应注意的问题(对照的思想和实验条件的控制等)。告诉学生科学家就是通过这种方法,即溶液培养法找到植物必需矿质元素的。
2.3根吸收矿质元素过程
植物根细胞吸收矿质元素是主动运输的过程,这一概念的建立在科学史上走过一段弯路。人类最初对这个问题的认识是错误的,后来经过分析大量的实验事实才认识到:“根细胞吸收矿质元素的过程是主动运输的过程”。处理这段教材时,我先请学生提出猜想,“矿质元素是如何进到根细胞内部的?你能提出你的猜想吗?”学生往往会提出一个错误的猜想,即认为:“矿质元素离子是随着水进入根细胞内部的(假设一)。”同时,有的学生会根据前面章节所学过的细胞膜的选择透过性,认为:“矿质元素离子是通过主动运输的方式进入根细胞内部的(假设二)”。
教师提供资料(二组实验事实),引导学生分析,共同否定了假设一,这段讨论设计的目的在于,潜移默化地告诉学生人们认识问题的本质不是一个简单的过程,会有一些错误的认识,但是科学本身具有自我更正的特性。
请学生分小组讨论如何证明假设二,即科学的结论不能仅从理论到理论,一个假说要成为理论,一定要有充足的实验证据。在这里请学生提出证明假设二的研究思路,希望能最大限度地发挥学生的想象力和创造力。激发学生的探究意识,让学生初步了解探究实验的一般步骤,并在教师提示下,能够提出问题和假设。
最后通过CAI课件的演示,把微观粒子的运动形象化,直观化,增强了矿质元素离子吸收的动感。使学生理解主动运输是根尖细胞吸收矿质离子的主要形式。而主动运输需要消耗能量,能量来自呼吸作用,影响呼吸作用的因素有温度和根系通气状况等,最后得出结论:凡是影响呼吸作用的因素都会影响根细胞吸收矿质离子。这与生产实践很贴近,应充分挖掘学生的生活实践经验。
2.4植物对离子的选择吸收
把蕃茄和水稻实验前和实验后Ca和Si浓度绘制成图像,用投影片展示给学生,引导学生对比分析,得出蕃茄吸收Ca多,吸收Si少;水稻吸收Si多,吸收Ca少。提问:为什么植物对离子的吸收具有选择性?学生通过吸收过程的学习知道吸收的第二步是主动运输,主动运输需要载体。因此,吸收什么样的矿质元素离子与根细胞膜上载体的种类有关。吸收离子的数量与载体的多少有关。
2.5矿质元素的运输和利用
请学生自己看书,总结出离子在植物体内的三种存在形式及能否被再度利用。通过学生间的讨论,补充、修正学生对当前问题的理解,完成对所学知识的意义建构。
2.6介绍无土栽培
引导学生分析无土栽培的好处及在我国发展的前景。通过联系生活实际,渗透科学、技术、社会相关联的思想,激发并培养学生热爱生物科学的情感兴趣。
3、课堂小结,强化认识。
课堂小结,可以把课堂传授的知识尽快地转化为学生的素质;简单扼要的课堂小结,可使学生更深刻地理解理论在实际生活中的应用,并且逐渐地培养学生具有良好的个性。

高一生物植物的激素调节教学设计


第1节植物的激素调节
教学目标
知识目标:
通过教学活动使学生知道植物感性运动和向性运动的现象;知道科学家研究认识生长素的过程;知道生长素的生理作用及其在农业生产上的应用;理解植物向光生长的机理;通过了解其他植物激素的作用,理解植物激素对植物生命活动调节的基本原理。
能力目标:
通过引导学生设计实验,进行实验观察,培养学生投身科学实验的参与精神;通过组织学生活动,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力;培养学生的创新精神,训练学生细致观察的能力和动手操作能力。
态度情感目标:
通过教学和实验、实习活动,培养学生“科学为社会、科学为大众”的意识;培养学生的探究意识;使学生养成“由表及里、从现象到本质”分析问题的思维习惯和认真的工作态度。
教学建议
教材分析
“能够适应环境”是生物的一个基本特征。但对“生物如何适应环境?”,特别是“植物如何适应环境?”这些问题学生过去很少接触。本节内容沿着科学家的足迹向学生逐一介绍了一种植物激素——生长素的合成部位、产生影响的部位、在植物体内运输的规律、化学性质、生理作用以及在生产实践中的应用等多方面的知识。
有关生长素的合成部位、在植物体内运输规律以及生长素生理作用的知识,能够使学生能够从化合物、细胞的角度理解植物产生向性运动的原因,了解有关生长素的知识在生产实践中的应用,因而成为本节的重点知识。
由于不同植物器官要求的最适生长素浓度不同,植物产生“向地性”与产生“向光性”、“背地性”的机理并不完全相同,如果在教师在讲述的过程中未能给予明确的区分,将会造成学生理解上的混乱,而成为学生学习上的一个难点。
在介绍主干知识的同时,教材并没有把学生的眼光局限在知识本身,局限在对某一种激素的认识上,而是及时介绍了科学研究成果怎样应用于农业生产实践,以及与植物产生向光性有关的生长抑制物和其他植物激素,使学生能够认识到科学研究与生产实践的关系,也对植物生命活动的调节机理有一个较全面的认识。
对学生进行能力训练,使学生初步具备一种能力需要一个过程。这就需要教师在教学过程中有意识地抓住教材中提供的机会,不失时机地对学生进行能力训练。利用科学研究的过程呈现科学知识在教材中有四处。其中比较集中而完整地反映科学研究全过程的有两处。生长素的发现过程是第一处,孟德尔研究遗传的基本规律是第二处。与孟德尔发现遗传基本规律的过程相比较,对生长素的发现、认识过程历时较长,其中提出假设、通过实验求证(或检验)假设的过程也不很清晰。因此,教师在处理教材时要特别给学生点明这条科学研究的线索,让学生初步了解人类认识自然的过程。并在活动的过程中理解知识,学会运用知识,掌握科学研究的一般方法。
植物的根向下生长,茎尖向光生长的虽然是生活中常的现象,但学生有可能对此熟视无睹,并不深究其中的原因。以此作为研究内容,启发学生自己设计验证实验,使学生在活动中学习,既可以调动学生学习的积极性,又给学生提供了展示自己创新能力的机会。教师在此过程中要充分发挥主导作用,引导学生在实验材料的选择、实验装置的设置上拓展思路,帮助学生灵活运用所学知识,考虑如何实施好自己的实验方案。以达到使学生掌握知识、提高能力的目的。
教法建议
一.导入新课:
1.方式一,以问题导入:
问题1:“当我们把一粒种子种在土壤中,各种条件合适、种子开始萌发。它的根和芽会朝向什么方向生长?”――根向下,芽向上、向光生长。
问题2:“为什么植物的根总是向下,而芽总是向上、向光生长?”
陈述:对于植物的芽总是向光生长,很早就有人注意到了这一现象。达尔文不仅观察到了这一现象,而且还针对这一现象,进行了实验,提出了自己的看法。
2.方式二,以观察活动引入:
陈述:种子播撒在土壤中,它的方向并不是固定的。让我们看一看种子的方向对它萌发出的根和芽的生长方向有什么影响。组织学生观察教师事先准备好的实验装置或课文中的彩图。
“植物的芽为什么总是朝向固定的方向――光源的方向生长呢?”生物进化论的创立人――达尔文曾对这一现象进行过研究。
二.主体知识的呈现方式:
对于生长素发现的科学史实可以采用动画媒体呈现的方式,使学生沿着科学家的足迹亲历科学发现的过程。教师可以呈现一个实验,与学生一起分析、讨论一个实验的结论。这样逐步推进,给学生在课堂上说话的机会,学生的积极性就会被调动起来。学生真正参与进来了,他们对知识的理解和掌握就会更加深入和透彻,他们对问题进行分析的能力才能得到真正的提高。
三.学生活动的组织:
1.演示实验的组织:
教师在上课前可提前4-5天请两三名同学预先将达尔文的实验用玉米种子(或其他在形态上有明显方向性、容易萌发的种子)重复出来。到上课时,由完成实验的学生对实验的全过程向全班进行介绍。然后,再由教师组织学生讨论。这种方法需要教师提前进行准备,但可以引起学生的兴趣,对完成实验的学生在各个方面都是一个锻炼。如果能在课堂上经常安排这样的活动,也可以考虑让班级中的学生轮换,以保证能有较多的学生参与到课堂教学活动中来。
2.实验方案设计活动的组织:
这是学生第一次自己设计并实施一个实验。教师首先要就实验方案的设计要求做一介绍。在实验处理上不仅要考虑设置对照组,还要考虑设置单因子变量以保证实验的信度。在对实验材料的选择上,课本中用了玉米种子,学生很容易想到用植物的种子。教师可引导学生:“比较明显的向性运动发生在植物的根和芽。我们在生活当中可以找到的既能长根又能长芽的材料还有什么?”当学生的思路打开以后,就可以以分组讨论的方式开展实验方案的设计活动了。
教师同时还要帮助学生考虑实验装置的可行性:所投入的成本、实验装置是否能够满足植物生长所需要的各项条件,以及实验装置的安全性、操作是否方便等。
因为观察到植物产生向性运动的时间会稍长一点,所以“植物向性运动的实验设计和观察”活动应在本章教学活动结束之前安排、实施并完成。
教学设计方案
第一节 植物的激素调节
设计思想:
1、设计主线
以植物生长素的发现实验、生长素的生理作用及其在农业生产中的应用、植物激素调节的作用机理为主线展开教学活动。在此过程中及时渗透科学史、科学方法、科学精神、科学价值观的教育;培养学生的参与意识、训练学生的观察能力、设计实验的能力、动手操作的能力。
2、课时计划:
采用互动式教学模式,用三课时完成。以教师提供讨论素材,组织引导学生讨论、活动,最后由师生共同总结的形式进行。
第一课时:第一阶段,由教师提问或呈现植物感性运动、向性运动的材料,启发学生思考、讨论;练习,提出假说、设计实验求证假说;第二阶段,由教师介绍达尔文的实验以及达尔文根据实验观察提出的假说。
第二课时:第一阶段,由教师提供有关验证达尔文假说的实验素材,组织学生讨论分析实验素材,引导学生得出对达尔文假说的验证实验结果,并总结对激素进行研究的具体实验方法;第二阶段,组织学生进行实验设计的练习。
第三课时:提供素材使学生了解生长素的生理作用以及各种植物激素间的相互关系,懂得植物激素调节的作用机理,以及在生产实践中如何应用有关生长素的知识。
3、重难点分析
重点:
(1)生长素发现过程中的三个实验以及对实验结果的分析。
在科学研究与发现的历史过程中,不断发生着观察(包括实验观察)、根据观察过程中所发现问题进行的分析、根据分析提出的假说和对假说的求证活动。课文中所介绍的生长素发现历史中的三个实验,完整地再现了一个假说的提出和求证过程,是对学生进行科学史教育的极好素材。如果能很好地利用这一素材,也可以使它成为对学生进行科学方法训练的一个极好机会。
(2)生长素的生理作用及其在农业生产中的应用。
科学研究的成果只有通过技术转化为社会生产力才能造福于人类。通过教学活动使学生理解生长素的生理作用,及其在生产实践中的应用,既有助于学生理解科学研究要为社会生产服务,也有助于学生理解激素调节的作用机理。
(3)植物激素间的相互作用。
其他植物激素以及植物激素间的相互作用这部分内容,也是在教学中应着重处理的一个重点。只有让学生对植物体内的其他激素有所了解,才能使学生理解植物的生命活动是由多种激素共同调节的。
难点:生长素生理作用的两重性及其运用两重性分析问题。
“引起不同器官(茎尖、根尖)细胞生长的生长素浓度不同”。如果学生没有很好地掌握这一特点,就会在运用生长素生理作用的两重性分析实际问题时出现混乱,因此此部分是学生掌握知识的一个难点。因此,教师在教学过程中一定要设法突出地明确两点:第一:生长素对各种器官具有低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特点;第二:生长素对不同器官促进生长的最适浓度不同。
4、教学过程:
导入新课:通过语言陈述、由课本的彩图呈现或由教师呈现事先准备好的植物的向性运动实验装置,首先应与绪论课的内容联系,明确所发生的现象是植物应激性的表现。提出问题:为什么会产生这种现象?引起学生的兴趣,吸引学生的注意。
主要教学过程:通过动画媒体介绍发现生长素的一系列实验,介绍科学研究的一般过程,训练学生根据实验结果,分析问题,提出假说、求证假说、得出结论的能力。
第一课时
对实验结果的分析与讨论:
“植物为什么会表现出向性运动呢?早在1880年达尔文就针对这一现象进行过实验。”(可利用动画课件,分为两部分对达尔文实验的进行介绍,从而实现引导学生学会对实验结果的分析)“根据实验的第一部分结果,你认为产生向光运动的部位在植物体的什么位置?”“――在胚芽鞘的尖端。”学生会很自然地得出这个结论。
“根据实验的第二部分结果,你是否能够知道胚芽鞘的尖端是受了环境中的什么因素的刺激才产生影响的?它的影响方向大概是朝向哪个方向?”“――胚芽鞘的尖端是受到单侧光的刺激才发生影响的。”但要得出“它的影响作用方向是从胚芽鞘的尖端朝向下方。”这个结论,还需要教师进一步引导学生注意观察:胚芽鞘尖端之所以产生向光运动是因为在胚芽尖端的下方发生了弯曲。至此,就可以介绍达尔文根据实验结果提出的假说――尖端产生了某种向下的影响。
科学方法训练:
要落实对学生的科学素质培养和训练,既要把对科学研究一般过程的介绍贯穿在生物学的知识教学过程之中,还要注意及时为学生总结前人进行工作的具体的实验(操作)方法。
“回顾生长素的发现历史,我们可以发现:在1880年到1934年的几十年时间里,有不同国家的科学家在为揭开植物生命活动的奥秘进行了不懈地努力。我们还可以尝试着分析一下科学家们所使用的一些具体的实验方法。”“在达尔文实验的第一部分中,他对胚芽鞘进行了什么样的处理?”“――切除了一部分胚芽鞘的尖端。”“这就是达尔文使用的实验方法――切除的方法。”“在切除了这部分胚芽鞘尖端的同时,是否只观察被切除胚芽鞘尖端的幼苗呢?”“――是将切除了胚芽鞘尖端的幼苗和没有切除胚芽鞘尖端的幼苗对比观察。”“这就是开展实验必须设置的对比实验的方法。”
第二课时
对实验结果的分析与讨论:
“1928年,荷兰科学家温特利用胚芽鞘进行了进一步的实验。他在达尔文实验的基础上,对实验的操作进行了技术上的改进。”(利用动画课件介绍温特的实验)“从温特的实验结果我们可以得到什么结论?”――“证实了达尔文关于植物向光性运动原因的假说――确实存在一种物质致使胚芽尖端产生了向光运动”。
“1934年,荷兰科学家郭葛等人从植物中分离出了这种能使植物产生向光性的物质,并确定它就是吲哚乙酸。”这就真正从化学物质的角度证实了达尔文的假设。
科学方法训练:
“温特的实验不仅证实了达尔文关于植物产生向光运动原因的假说――确实存在某种物质致使胚芽鞘的尖端弯向光源生长,而且在实验方法上又做了进一步的改进――在切除之后又设法把假设存在的物质添加回植物体,然后进行对比观察。这成为后来的植物学家对激素进行研究常用的‘切除-添加’的实验方法。”
第三课时
科学方法训练:
学生了解了研究植物体激素的具体操作方法,才能展开思维的翅膀,使教师对学生进行拓展思维的训练成为可能。
(1)“根据温特的实验,你能否设计一个实验证明:胚芽鞘尖端产生的生长素,只能向下运输,而不能向上运输?”通过这样提问,可以激发学生的兴趣、启发学生的思考。
(2)“要想知道在植物体内,除了胚芽鞘尖端能产生生长素之外,还有哪些部位的细胞能产生生长素?你认为应该选择哪种细胞进行检测?”经此一问,可以启发学生思考,也可转入对生长素的产生部位和分布的教学活动。
(3)“在能够从植物体中分离提取出生长素之后,要想知道:‘除了能使植物产生向光运动之外,生长素对于植物的器官还有什么作用?’你可以采用哪种方法来进行试验?”通过这一提问,既可以启发学生思考,也可以顺利地转入关于生长素的生理作用的教学活动。
对难点的破解:生长素作用的两重性
陈述:当科学家们能够分离、提取生长素后,利用生长素做进一步的实验就成为可能。
引导分析:从对实验结果的描述中我们能发现什么?三种生长素难点变化曲线图
师生讨论:从图中我们可以看出:随着添加的生长素浓度加大,植物器官的生长速度并不总是随之加大。而是当浓度超过一定值以后,随着生长素浓度增加植物器官的生长速度反而呈下降趋势。这就使科学家们得出了这样一条结论:“生长素促进生长的生理作用具有两重性――低浓度促进生长、高浓度抑制生长”。
进一步的分析:“那么,促进或抑制生长的生长素浓度是否对植物体的所有器官都是相同的呢?”从实验结果我们可以看出:根、芽、茎所需要的促进生长的生长素浓度各不相同,对它们起抑制作用的生长素浓度也是各不相同的。如:这个浓度值对根和芽都是起抑制生长作用的,而对茎来说则是起促进作用的。
创设问题情景:把一粒正在萌发的蚕豆种子水平放置,持续提供生长所需要的条件,蚕豆的胚芽会向上生长、胚根会向下生长。分析在胚芽、胚根转弯的那一部分,生长素浓度的分布情况是怎样的呢?动画片段
进一步的讨论分析:茎的背地性是较高浓度的生长素促进了近地一侧细胞的生长。而根的向地性是较高浓度的生长素抑制了近地一侧细胞的生长。根和茎在生长素的作用下都表现出了应激性的现象,但生长素对它们的作用机理并不相同。这其中的原因主要是:不同器官对生长素浓度的敏感性不同。
总结提高:无论是生长素的生理作用,还是其他植物激素的调节作用,都存在着促进或抑制某种植物生命活动两个方面的过程。这两个相互矛盾的过程,共同调节着植物体的生命活动。

第一节植物的激素调节
一、生长素的发现过程:
1.达尔文通过对比观察提出了假设:尖端产生了某种物质,在光的刺激下对下面的部分产生了影响。
2.温特通过实验证实了达尔文的假设:确实存在某种物质。
3.郭葛分离并鉴定出了产生影响的物质:吲哚乙酸,即生长素。
二、生长素的合成与分布:
合成部位:生长旺盛的细胞、分生组织。
分布:1、向光一侧比背光一侧少
 2、在尖端产生,向下运输
三、生长素的生理作用:
1、低浓度促进生长,高浓度抑制生长。例:顶端优势。
2、能促进植物不同器官生长的生长素浓度不同
四、生长素在生产中的应用:
1、促进扦插枝条生根
2、促进果实发育
3、防止落花落果
五、其他植物激素:
1、赤霉素
2、脱落酸
3、细胞分裂素
4、乙烯
扩展资料
巧用赤霉素
赤霉素是由造成水稻恶苗病的赤霉菌分泌的物质,它能引起水稻徒长。而如果在甜菜的幼苗期喷洒赤霉素,叶子生长加速,能够增产一倍左右;在大麻植株高50厘米时,每隔一周喷一次赤霉素,连续喷三次,植株可长高一倍左右,纤维增长,叶面积增大,可以达到高产、优质的目的。
用乙烯催熟未成熟果实
乙烯在成熟的植物果实中含量较多。在日常生活中我们可以利用已成熟的果实催熟未成熟的果实。如:在未成熟的柿子堆中放入一个成熟的果实(梨、苹果等),用塑料袋严密地包裹起来,搁置几天,就能将未成熟的柿子催熟。
植物激素的天然含量和人工合成
在农业生产中巧用植物激素,可以调节作物的生长发育,掌握生产的主动权。但是,植物体内的天然激素含量非常低,很不容易大量得到。如:要得到一克生长素,至少要摘取1000万棵玉米幼茎的顶端部分来提取。要得到一克赤霉素,需要有10万公斤稻谷;要得到一克脱落酸,需要14000公斤的豌豆荚。而利用化学合成的方法,不仅可以合成出在植物体内找到的各种激素,而且可以合成出植物激素的类似物,为农业生产提供服务。
典型例题
例1下列措施哪一项与植物激素的作用无关()
A.果树修剪B.移栽花卉时常剪去部分叶片
C.无籽番茄的培育D.用成熟的鸭梨催熟生柿子
解析:果树修剪的目的之一是解除顶端优势,促进侧芽发育,实现产量的增加。这一措施于植物生长素有关;培育无籽番茄也需要使用生长素促进子房壁发育;“用成熟的鸭梨催熟生柿子”,是利用鸭梨释放出的植物激素――乙烯促进生柿子成熟。“移栽花卉时常剪去部分叶片”,主要是因为在移栽的过程中会损伤植物的根,所以要通过“剪去部分叶片”减少叶片的蒸腾作用,保证植物不会因大量失水而死亡。
答案:B。
例2给未授粉的番茄雌蕊柱头涂上一定浓度的生长素溶液,可获得无籽番茄。说明了()
A.果实发育与受精作用有关B.果实发育与种子形成有关
C.果实发育需要生长素D.生长素抑制了种子生长
解析:未受粉的番茄雌蕊不会发生受精作用,因此无籽番茄果实的发育与受精作用无关。无籽番茄没有种子,因此与种子无关。番茄雌蕊未授粉自然不会有种子。并不是生长素抑制了种子的发育。通常情况下,花未授粉就不会结果实。给未授粉的番茄雌蕊涂生长素而得到了无籽番茄,只能说明是所涂抹的生长素促使雌蕊的子房壁发育成了果皮。
答案:C。
例3下列现象中,最能说明植物生长素低浓度促进生长.高浓度抑制生长两重性的现象是()
A.茎的向光性和背地性B.顶端优势
C.根的向地性和向水性D.含羞草的小叶受刺激立即下垂
解析:出现“茎的向光性和背地性”现象都是生长素的适宜浓度促进茎生长。出现“顶端优势”是由于低浓度促进顶芽生长,高浓度抑制侧芽生长。出现“根的向地性”是高浓度抑制根生长,低浓度促进根生长,但向水性与生长素无关。“含羞草的小叶受刺激立即下垂”属于感性运动,不属于向性运动。
答案:B。
例4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:芽和幼叶可以()
A.迅速生长B.进行光合作用
C.产生生长素D.表明插枝的死活
解析:保证扦插枝条成活的关键是扦插枝条迅速生根。因为生长素有促进扦插枝条生根的作用,因此,保留有芽和幼叶的插枝下端会得到较多的生长素,生根会比较快。
答案:C。
例5绿色植物倒伏后,它的茎杆能部分恢复成直立状态,引起这种现象的原因是()
A.受重力影响.向地性B.受重力影响.背地性
C.受水的影响.向水性D.受光的影响.向光性
解析:“绿色植物倒伏后,它的茎杆能部分恢复成直立状态”是茎背地性的表现。茎出现背地性是因为适宜浓度的生长素促使茎近地的一侧生长比背地一侧生长快。
答案:B。
例6在市场上有时可见到一半大一半小的歪西瓜。将这发育不均匀的西瓜按大小分成两半。发现较大的一半西瓜中是黑籽,而发育较差的较小一半西瓜中有较多的白籽。产生歪瓜的原因是()
A.西瓜较小的一侧见不到阳光,造成西瓜较小的一半发育较差
B.西瓜较小的一侧从叶片得到的营养较少
C.由于瓜地中有较多的石头,使西瓜长得不圆
D.由于部分种子不发育,使西瓜较小的一侧得到的生长素较少而成歪瓜
解析:果实发育需要生长素。而果实发育所需要的生长素来自于发育着的种子。在发育较差.较小的一半西瓜中有较多的白籽,表明这半部分瓜的种子发育得比较差,种子为果实发育提供的生长素较少。因此而形成歪瓜。
答案:D。
习题精选
1.人类发现最早的植物激素是()
A.生长素B.赤霉素C.脱落酸D.细胞分裂素
2.将燕麦幼苗尖端套上不透光的锡箔,置于光源下,其生长状况及原因将是()
A.弯向光源,生长素分布不均
B.不再生长,顶端不再产生生长素
C.弯向光源,见光部分生长素分布多
D.直立生长,尖端产生生长素,但感受不到光刺激
3.果实发育所需要的生长素来自发育着的()
A.顶芽B.胚芽C.种子D.子房
参考答案
1.A2.D3.C

高三生物教案:《植物的矿质营养学案1》教学设计


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

老叶

N、P、Mg

不稳定化合物

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

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

文章来源:http://m.jab88.com/j/7836.html

更多

猜你喜欢

更多

最新更新

更多