植物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng).doc

學(xué)科：生物教學(xué)內(nèi)容：植物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1知道植物的礦質(zhì)元素及其種類。2知道植物對(duì)礦質(zhì)元素吸收和利用的特點(diǎn)。3知道合理施肥的基礎(chǔ)知識(shí)。【學(xué)習(xí)障礙】1理解障礙(1)如何理解礦質(zhì)元素吸收的原理？(2)如何理解礦質(zhì)元素的利用及其利用的特點(diǎn)？(3)如何理解礦質(zhì)元素的吸收與水分的吸收是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程？(4)如何理解影響根對(duì)礦質(zhì)元素吸收的外界因素？2解題障礙(1)解礦質(zhì)元素的吸收與其他生理活動(dòng)的關(guān)系及綜合應(yīng)用的題。(2)解礦質(zhì)元素利用的題?！緦W(xué)習(xí)策略】1理解障礙的突破(1)用“遷移法”理解礦質(zhì)元素吸收的原理。植物吸收礦質(zhì)元素的主要部位是根尖的根毛區(qū)，從細(xì)胞水平上看，主要是一個(gè)礦質(zhì)元素如何進(jìn)入根毛區(qū)的表皮細(xì)胞的問(wèn)題，即涉及到物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式。由于礦質(zhì)元素通常是以離子的形式被吸收的，因此，礦質(zhì)元素的吸收主要是一個(gè)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程。聯(lián)系前面所學(xué)的“主動(dòng)運(yùn)輸”知識(shí)并將其遷移過(guò)來(lái)知道，主動(dòng)運(yùn)輸?shù)V質(zhì)元素離子到根細(xì)胞內(nèi)，需要存在于細(xì)胞膜上的專一性的運(yùn)載礦質(zhì)元素離子的載體的同時(shí)，還要消耗細(xì)胞通過(guò)新陳代謝所提供的能量，如上圖所示。所以應(yīng)重點(diǎn)從圖中、兩個(gè)方面來(lái)理解。有關(guān)載體蛋白。由于細(xì)胞膜上不同的載體蛋白運(yùn)載不同的礦質(zhì)元素離子，因而植物從營(yíng)養(yǎng)環(huán)境中吸收礦質(zhì)元素時(shí)，還具有選擇吸收的性質(zhì)，即植物體能否吸收這種礦質(zhì)元素取決于細(xì)胞膜上載體的種類，吸收多少取決于細(xì)胞膜上載體的數(shù)量，運(yùn)載某種元素的載體多，吸收某種元素就多；反之，這種元素吸收也就少。也就是說(shuō)植物吸收各種元素的數(shù)量與各種元素存在于環(huán)境中的數(shù)量是不成比例的。因而不同植物對(duì)同一種礦質(zhì)元素吸收的情況不同，同一種植物對(duì)不同礦質(zhì)元素的吸收量也不同。此外，據(jù)初步分析研究，根對(duì)礦質(zhì)元素吸收的選擇性，還與元素進(jìn)入植物體后的利用情況有關(guān)系，這與后面將要學(xué)到的礦質(zhì)元素的利用相聯(lián)系，應(yīng)做好知識(shí)遷移的準(zhǔn)備。代謝能。由于吸收過(guò)程需要消耗能量，聯(lián)系前面所學(xué)的有關(guān)能量知識(shí)并遷移過(guò)來(lái)可知，ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，而產(chǎn)生ATP所需的能量主要靠細(xì)胞質(zhì)中線粒體的有氧呼吸提供，有氧呼吸是一種生理活動(dòng)，除了需要O2外還必須有細(xì)胞呼吸的酶參與，因而O2的濃度和影響酶活性的因素即溫度等都將影響到礦質(zhì)元素的吸收，即礦質(zhì)元素的吸收受O2濃度與溫度的影響。這部分知識(shí)與后面將要學(xué)到的細(xì)胞呼吸相聯(lián)系，應(yīng)做好知識(shí)遷移的準(zhǔn)備。(2)用“并列比較法”理解礦質(zhì)元素的利用及其利用的特點(diǎn)。各種礦質(zhì)元素被植物體吸收以后，隨著水分的運(yùn)輸而到達(dá)植物體的各個(gè)組織器官中。有些礦質(zhì)元素是作為植物體的組成成分，有些是作為調(diào)節(jié)植物體生理功能的，也有些是兼?zhèn)溥@兩種作用的。礦質(zhì)元素的利用取決于礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的存在形式。礦質(zhì)元素離子在植物體內(nèi)主要有三種形式存在，第一是以離子形式存在，如K；第二是形成不穩(wěn)定的化合物，如N、P、Mg等；第三是形成穩(wěn)定的化合物，如Fe、Ca等。其中第一、第二種形式在植物體中可以轉(zhuǎn)移,再度被利用。轉(zhuǎn)移時(shí)通常從代謝弱的地方轉(zhuǎn)移到代謝強(qiáng)的部位，因此這類元素在植物體內(nèi)大多數(shù)分布于分生區(qū)和嫩葉等代謝較旺盛的部分。第三種情況，F(xiàn)e、Ca在植物體內(nèi)不能轉(zhuǎn)移，也就不能再被利用。這類元素往往在越老的器官中含量越多。不能轉(zhuǎn)移的元素，植物體一旦缺乏，生理病癥都表現(xiàn)在新葉(嫩葉)。用并列比較法列表歸納如下：元素舉例植物體內(nèi)存在形式能否轉(zhuǎn)移利用情況缺乏時(shí)最先受害的是K離子狀態(tài)很容易反復(fù)老葉N、P、Mg不穩(wěn)定化合物能多次老葉Fe、Ca穩(wěn)定化合物不能一次新葉(3)用“并列比較法”理解根吸收礦質(zhì)元素和吸收水分是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程。根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收和對(duì)水分的吸收既有區(qū)別又有聯(lián)系。區(qū)別是：第一，礦質(zhì)元素與水分進(jìn)入根細(xì)胞的方式不同。水分是通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞，礦質(zhì)元素離子是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞。第二，吸收的動(dòng)力不同，吸收水分的動(dòng)力是蒸騰拉力和根細(xì)胞與環(huán)境之間的濃度差而產(chǎn)生的根壓(主要是蒸騰拉力)；吸收礦質(zhì)元素離子的動(dòng)力主要是根細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP，由ATP釋放能量供載體做功。第三，吸收數(shù)量與外界濃度的關(guān)系不同。根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子需要水做溶劑，則兩者吸收數(shù)量理應(yīng)成比例，但根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收量與土壤溶液中礦質(zhì)離子的數(shù)量一般不成比例，即根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收具有選擇性。聯(lián)系是：第一，礦質(zhì)元素的吸收要溶于水，隨水進(jìn)入根細(xì)胞內(nèi)部。第二，礦質(zhì)元素在植物內(nèi)的運(yùn)輸是隨著水分的運(yùn)輸?shù)竭_(dá)植物體的各部分，其運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力主要都是蒸騰拉力。第三，礦質(zhì)元素被根細(xì)胞吸收后，又會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)外溶液的濃度，從而影響根對(duì)水分的滲透吸收。綜上所述，根吸收礦質(zhì)元素離子和吸收水分是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程。(4)用“層析綜合法”理解影響根對(duì)礦質(zhì)元素吸收的外界因素。根從土壤里吸收礦質(zhì)元素的多少和快慢受下列因素制約：水分和O2：根系吸收礦質(zhì)元素離子，主要靠細(xì)胞呼吸供應(yīng)能量。如果O2供應(yīng)不足，影響根系發(fā)育和呼吸，從而影響對(duì)礦質(zhì)元素的吸收，無(wú)論陸生還是水生植物都不例外。土壤里的水分也影響植物對(duì)養(yǎng)分的吸收和利用。礦質(zhì)元素離子必須溶解在水里才被吸收。土壤干旱時(shí)施肥的效果差，因此可以增加或降低土壤的含水量，促進(jìn)或控制植物吸收養(yǎng)分，來(lái)促進(jìn)或控制植物的生長(zhǎng)。此外，施肥不當(dāng)，如礦質(zhì)元素離子濃度過(guò)高，植物根部細(xì)胞大量失水，發(fā)生質(zhì)壁分離，造成“燒苗”現(xiàn)象。土壤溫度：土壤溫度對(duì)礦質(zhì)元素的吸收也有顯著的影響。如果土溫低，根系生長(zhǎng)緩慢，就會(huì)降低根的有效吸收面積；土溫低，呼吸強(qiáng)度弱，供能少主動(dòng)吸收慢；土溫低，微生物活動(dòng)弱，有機(jī)物分解也慢。因此。在一定溫度范圍內(nèi)增高土溫有利于根吸收礦質(zhì)元素。土壤的酸堿度：酸堿度直接影響根細(xì)胞原生質(zhì)膜對(duì)礦質(zhì)元素的吸收。土壤酸堿度還能改變土壤里礦質(zhì)元素的溶解度。土壤過(guò)酸或過(guò)堿，都不利于作物吸收礦質(zhì)元素。栽培作物和溶液培養(yǎng)時(shí)，應(yīng)考慮外界溶液的酸堿度。這樣能調(diào)節(jié)作物對(duì)礦質(zhì)元素的吸收和正常生長(zhǎng)。2解題障礙的突破(1)用“遷移法”和“類比分析法”解礦質(zhì)元素的吸收與其他生理活動(dòng)的關(guān)系及綜合應(yīng)用的題。礦質(zhì)元素的吸收與細(xì)胞呼吸及載體關(guān)系的綜合題根對(duì)礦質(zhì)元素離子的吸收是一個(gè)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程，從植物體本身來(lái)說(shuō)，這必然與根的細(xì)胞呼吸和根細(xì)胞膜上的載體蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量有關(guān)。細(xì)胞呼吸越強(qiáng)，釋放能量越多，吸收礦質(zhì)元素的離子就越快越多；某種載體多，吸收這種載體所運(yùn)載的礦質(zhì)元素的離子就多。細(xì)胞呼吸增強(qiáng)到一定程度時(shí)，對(duì)礦質(zhì)元素離子的吸收要受載體蛋白質(zhì)數(shù)量的限制。例1下圖是胡蘿卜在不同含氧情況下從溴化鉀溶液中吸收Br的坐標(biāo)曲線，請(qǐng)根據(jù)圖回答：(1)Br進(jìn)入細(xì)胞的方式是_。(2)細(xì)胞對(duì)礦質(zhì)元素的吸收除與_密切相關(guān)外，還與_的多少有關(guān)。解析：用“遷移法”和“類比分析法”解。植物吸收礦質(zhì)元素的主要部位是在根毛區(qū)，礦質(zhì)元素的吸收與根毛細(xì)胞有關(guān)。根毛細(xì)胞吸收礦質(zhì)離子的方式是遵循細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸方式，細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸方式在第二章中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)，因此在分析植物吸收礦質(zhì)離子的方式時(shí)，可遷移運(yùn)用已學(xué)過(guò)的知識(shí)，從濃度梯度、載體、能量消耗這幾個(gè)方面進(jìn)行討論。O2濃度與有氧呼吸有關(guān)，耗氧越多，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的能量越多。從上圖中可見(jiàn)，當(dāng)氧含量為0%時(shí)，胡蘿卜的根毛細(xì)胞不吸收Br，隨著氧含量的增加，吸收的Br越來(lái)越多，說(shuō)明Br不能以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入根毛細(xì)胞，根毛細(xì)胞吸收Br是需要消耗細(xì)胞呼吸所釋放的能量，因此Br進(jìn)入細(xì)胞的方式為主動(dòng)運(yùn)輸。當(dāng)氧含量由208%提高到434%，Br吸收量增加不多的原因是，主動(dòng)運(yùn)輸不僅需要消耗能量，而且需要細(xì)胞膜上的載體協(xié)助，由于載體數(shù)量有限，因此限制了Br的吸收。由此可以得出這樣一個(gè)結(jié)論：當(dāng)氧供應(yīng)充足時(shí)，限制主動(dòng)運(yùn)輸?shù)氖禽d體的數(shù)量；而氧供應(yīng)不足時(shí)，限制主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)行的是能量的供應(yīng)，所以，當(dāng)土壤通氣狀況不良時(shí)，植物根部對(duì)礦質(zhì)離子的吸收就會(huì)受到阻礙。答案：(1)主動(dòng)運(yùn)輸 (2)氧含量 載體數(shù)量關(guān)于植物礦質(zhì)代謝與水分代謝關(guān)系的題例2一般情況下，植物在陽(yáng)光下吸水速率大于在暗處的吸水速率，但吸收礦質(zhì)離子的速率卻不受影響，其原因是A植物吸收水分與吸收礦質(zhì)離子的時(shí)間不同B植物吸收水分與吸收礦質(zhì)離子的過(guò)程是兩個(gè)各自獨(dú)立，無(wú)任何聯(lián)系的過(guò)程C植物吸收水分與吸收礦質(zhì)離子的過(guò)程是兩個(gè)相互聯(lián)系，又各自獨(dú)立的過(guò)程D植物吸收水分的部位與吸收礦質(zhì)離子的部位不同解析：用“遷移法”和“類比分析法”解。礦質(zhì)元素一定要溶于水中才能被植物吸收，植物吸收礦質(zhì)離子后引起水勢(shì)下降，能夠促進(jìn)植物對(duì)水分的吸收，植物吸收水分和礦質(zhì)離子的部位都在植物根部的根毛區(qū)，所以植物吸收水分與吸收礦質(zhì)離子的過(guò)程是兩個(gè)相互聯(lián)系的過(guò)程；但是根毛細(xì)胞吸收礦質(zhì)離子的方式，主要是主動(dòng)運(yùn)輸，這與水分進(jìn)出細(xì)胞的方式完全不同，因此植物吸收水分與吸收礦質(zhì)離子的過(guò)程是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程。答案：C關(guān)于植物礦質(zhì)代謝與光合作用關(guān)系的題例3寫出三種與光合作用有關(guān)的礦質(zhì)元素符號(hào)及它們?cè)诠夂献饔弥械淖饔?。元素：_作用_；元素：_作用_；元素：_作用_。解析：用“遷移法”和“類比分析法”解。此題要求分析與光合作用有關(guān)的礦質(zhì)元素，首先要分析試題中所包含的知識(shí)點(diǎn)：礦質(zhì)元素的概念、光合作用中起重要作用的物質(zhì)以及這些物質(zhì)中所包含的礦質(zhì)元素。由于是礦質(zhì)元素，所以C、H、O要除外，然后要聯(lián)系光合作用過(guò)程，分析在這個(gè)過(guò)程中需要哪些重要的化合物，這些化合物中含有哪些重要的礦質(zhì)元素。光合作用中需要葉綠素吸收光能，需要多種酶參加，在光合作用過(guò)程中光反應(yīng)產(chǎn)生ATP和H供暗反應(yīng)需要。葉綠素中含有的一種重要的礦質(zhì)元素Mg；ATP中含有P元素；酶幾乎都是蛋白質(zhì)，含有N、S等礦質(zhì)元素。答案：Mg 葉綠素的成分 P 形成ATP需要P N 葉綠素和各種酶的成分(只答酶的成分不扣分)此外，與光合作用有關(guān)的礦質(zhì)元素還有S、Fe、Cu、Mn、K、Cl等，只要回答出來(lái)，寫出相應(yīng)的作用都可以給分。點(diǎn)評(píng)：此題的常見(jiàn)錯(cuò)誤是將C、H、O歸屬于礦質(zhì)元素而導(dǎo)致錯(cuò)誤，還有考慮到了N和P，但認(rèn)為N是細(xì)胞膜中蛋白質(zhì)的成分，P是磷脂的成分，磷脂是細(xì)胞膜的主要成分，這些礦質(zhì)元素的作用必須與光合作用密切相關(guān)。從此題可以看出，在學(xué)習(xí)過(guò)程中要將前后知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，并且要將所學(xué)的知識(shí)與實(shí)際結(jié)合起來(lái)。答案不是唯一的，可以盡可能地進(jìn)行思維發(fā)散，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。(2)用“類比分析法”解礦質(zhì)元素利用的題。例4某一綠化樹(shù)種春季葉色正常，夏季幼葉出現(xiàn)缺綠現(xiàn)象，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)是土壤中缺乏一種礦質(zhì)元素所致，經(jīng)葉面噴施此礦質(zhì)元素，樹(shù)木生長(zhǎng)很快恢復(fù)正常。這種礦質(zhì)元素是ANBMgCFeDC解析：用“淘汰法”(排除法)解。有關(guān)此類方法的解釋見(jiàn)“第二章學(xué)習(xí)四，細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能”中的說(shuō)明。C、H、O顯然不屬于礦質(zhì)元素，應(yīng)該排除D。Mg是構(gòu)成葉綠素分子的關(guān)鍵元素，N對(duì)植物生長(zhǎng)也起著十分重要的作用，但缺綠的是幼葉，說(shuō)明土壤中缺少的是一次性利用的元素，因?yàn)殡m然老葉中含有這種元素，但這種元素形成了穩(wěn)定的不易分解的化合物，這樣就不能轉(zhuǎn)移到幼葉再利用。如Fe、Ca、S都是形成穩(wěn)定化合物而被一次性利用的元素，其余的以離子(如K)或不穩(wěn)定化合物形式存在，均為可多次利用的元素，因?yàn)槔先~含有這些元素，現(xiàn)在幼葉缺少了這種元素，那么這些元素能夠轉(zhuǎn)移到幼葉部位重新利用或合成新的化合物。答案：C點(diǎn)評(píng)：植物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)相對(duì)缺乏時(shí)，遵循“優(yōu)先供給生長(zhǎng)中心”的原則。所謂“生長(zhǎng)中心”，是指植物體幼嫩的、生長(zhǎng)最為旺盛的部位。如發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)中心因缺乏礦質(zhì)元素而生長(zhǎng)受阻，則可推測(cè)缺少的是一次性利用的元素(即因形成難溶化合物而無(wú)法轉(zhuǎn)移)?！就竭_(dá)綱練習(xí)】110月份以后，隨著氣溫轉(zhuǎn)低，大白菜的呼吸強(qiáng)度變?nèi)?，結(jié)果大白菜的新葉和老葉中鈣的成分含量將是 A幼葉大于老葉B一樣多C老葉大于幼葉D無(wú)法判斷2植物細(xì)胞對(duì)NH的吸收較困難，對(duì)NO的吸收較容易，是因?yàn)?A細(xì)胞膜上兩種離子載體的數(shù)量不同B細(xì)胞中NH和NO的數(shù)量不同C細(xì)胞呼吸提供的能量不同D土壤溶液中NH和NO的數(shù)量不同3對(duì)綠色植物自身來(lái)說(shuō)，制約其吸收礦質(zhì)元素離子的因素有根細(xì)胞呼吸的強(qiáng)弱 根細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞液的濃度 植物的蒸騰作用 物種自身的遺傳性ABCD4植物的礦質(zhì)代謝對(duì)光合作用有所影響，請(qǐng)回答出某一種礦質(zhì)元素在葉綠體的構(gòu)成和光合作用中的作用：A_。B_。C_。5一般情況下，下列哪項(xiàng)不會(huì)呈現(xiàn)下圖所示的變化A葉綠素的含量BMg2的含量CCa2的含量D單位時(shí)間內(nèi)光合作用生產(chǎn)量參考答案【同步達(dá)綱練習(xí)】1解析：用“遷移法”來(lái)解。大白菜對(duì)礦質(zhì)離子的吸收是一個(gè)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程，需要細(xì)胞呼吸提供能量，溫度降低，細(xì)胞呼吸減弱，Ca吸收量減少。Ca是不能再利用的元素。缺少時(shí)新葉含量降低。答案：C2解析：用“成因法”來(lái)解。植物對(duì)礦質(zhì)離子的吸收具有選擇性，其原因是與細(xì)胞膜上載體種類的多少有關(guān)，某種載體多，吸收這種載體所運(yùn)載的離子就多；反之就少。答案：A3解析：用“成因法”來(lái)解。答案：D4解析：用“遷移法”來(lái)解。植物體吸收的礦質(zhì)元素對(duì)光合作用影響比較多的應(yīng)屬于大量的礦質(zhì)元素，其中我們比較了解的N、P等，可以任意選其一，如P。答