XXXX屆高中生物精品課件-植物對水分的吸收、利用和礦物質營養(yǎng)

1、 第三課 生物的新陳代謝第四課時植物對水分的吸收、利用和礦物質營養(yǎng) 要點、疑點、考點1 滲透作用的原理滲透作用的原理 一個典型的滲透裝置（或系統(tǒng)）必備條件：一是具有一個典型的滲透裝置（或系統(tǒng)）必備條件：一是具有半透膜半透膜，二是半透膜兩側的溶液具有，二是半透膜兩側的溶液具有濃度差濃度差。 要點、疑點、考點成熟植物細胞是一個滲透系統(tǒng)成熟植物細胞是一個滲透系統(tǒng) 原生質層原生質層（細胞膜，液泡（細胞膜，液泡膜及這兩層膜之間的細胞質）膜及這兩層膜之間的細胞質）可以被看作是一層選擇透過性可以被看作是一層選擇透過性膜，細胞壁（纖維素構成網狀膜，細胞壁（纖維素構成網狀結構）是全透性的。細胞液含結構）是全透性

2、的。細胞液含有很多溶解于水中的物質，因有很多溶解于水中的物質，因此它具有一定的濃度。由于原此它具有一定的濃度。由于原生質層相當于選擇透過性膜，生質層相當于選擇透過性膜，原生質層兩側的溶液具有濃度原生質層兩側的溶液具有濃度差，因此，當植物細胞與外界差，因此，當植物細胞與外界溶液接觸時，細胞液也會通過溶液接觸時，細胞液也會通過原生質層與外界溶液發(fā)生滲透原生質層與外界溶液發(fā)生滲透作用。作用。 要點、疑點、考點2 水分的吸收與利用水分的吸收與利用質壁分離和質壁分離復原質壁分離和質壁分離復原原因原因 原生質層與細胞壁原生質層與細胞壁分離分離的現象的現象 當植物細胞處于高滲溶液中（即外界溶液濃度大于細胞液

3、濃度）當植物細胞處于高滲溶液中（即外界溶液濃度大于細胞液濃度）時，由于細胞壁的伸縮性較小，而原生質層的伸縮性較大。當細時，由于細胞壁的伸縮性較小，而原生質層的伸縮性較大。當細胞中的水分不斷向外滲出時，液泡和原生質層在細胞壁的收縮停胞中的水分不斷向外滲出時，液泡和原生質層在細胞壁的收縮停止以后還會繼續(xù)不斷的收縮，結果原生質層就與細胞壁分離開來，止以后還會繼續(xù)不斷的收縮，結果原生質層就與細胞壁分離開來，液泡和原生質層縮成球形小團，原生質層與細胞壁之間充滿了液泡和原生質層縮成球形小團，原生質層與細胞壁之間充滿了（蔗糖溶液）高滲溶液。（蔗糖溶液）高滲溶液。 要點、疑點、考點外界溶液濃度細胞液濃度外界溶

4、液濃度細胞液濃度 細胞失水細胞失水質壁分離復原質壁分離復原 如果把以經發(fā)生了質壁分離的細胞放入清水或濃度比細胞液低的蔗糖溶如果把以經發(fā)生了質壁分離的細胞放入清水或濃度比細胞液低的蔗糖溶液中，外面的水分就向內滲入，液泡逐漸變大，原生質層和液泡逐漸恢復原液中，外面的水分就向內滲入，液泡逐漸變大，原生質層和液泡逐漸恢復原狀。這種現象叫。狀。這種現象叫。 外界溶液濃度細胞液濃度外界溶液濃度細胞液濃度 細胞吸水細胞吸水 要點、疑點、考點水分的運輸、利用和散失水分的運輸、利用和散失 根吸收的水分，通過根部的導管運輸到莖，再由莖運輸根吸收的水分，通過根部的導管運輸到莖，再由莖運輸到葉，然后還要由植物體（主要

5、是葉）的表面散失到大到葉，然后還要由植物體（主要是葉）的表面散失到大氣中。氣中。 植物體內的水分，主要以水蒸氣的形式通過葉的氣孔散植物體內的水分，主要以水蒸氣的形式通過葉的氣孔散失到大氣中，這就是蒸騰作用。根吸收的水分有失到大氣中，這就是蒸騰作用。根吸收的水分有%左左右都由于蒸騰作用而散失掉了，只有右都由于蒸騰作用而散失掉了，只有%左右保留在植物左右保留在植物體內，參與光合作用和其它的代謝過程。體內，參與光合作用和其它的代謝過程。 運輸運輸利用利用 要點、疑點、考點 1.是植物吸收水分和促使水分在體內運輸的主要動力。是植物吸收水分和促使水分在體內運輸的主要動力。蒸騰作用的意義蒸騰作用的意義3.

6、蒸騰作用中水變?yōu)樗魵鈺r吸收大量熱能，從而可以蒸騰作用中水變?yōu)樗魵鈺r吸收大量熱能，從而可以降低植物體特別是葉片的溫度，避免因強烈的陽光照射降低植物體特別是葉片的溫度，避免因強烈的陽光照射而造成灼傷。而造成灼傷。 2.促進溶解在水中的礦質養(yǎng)料在植物體內運輸。促進溶解在水中的礦質養(yǎng)料在植物體內運輸。3 植物的必需元素植物的必需元素 要點、疑點、考點植物細胞的必需元素植物細胞的必需元素大量元素大量元素 微量元素微量元素礦質元素礦質元素Fe、Mn、Mo、B、Zn、Cu、Cl細胞中的化學元素細胞中的化學元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg除除C、H、O以外，植物由以外，植物由根系從土壤中吸收的元

7、素根系從土壤中吸收的元素C、H、O 要點、疑點、考點大量元素大量元素 微量元素微量元素占生物體干重占生物體干重49%的元素是：的元素是：C占原生質總量占原生質總量95%的元素是：的元素是：C、H、O、N、P、SC、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Na、Fe、ClCu、Co、I、Mn 要點、疑點、考點4 礦質元素吸收與利用礦質元素吸收與利用交換吸附交換吸附主動運輸主動運輸H+、HCO3-H2CO3H2O+CO2呼吸作用呼吸作用方向：由低到高方向：由低到高條件：需要載體條件：需要載體是否耗能：耗能是否耗能：耗能 要點、疑點、考點離子態(tài)：如離子態(tài)：如K選擇性吸收選擇性吸收化合態(tài)化合態(tài)與細胞膜上載

8、體的種類和數量有關與細胞膜上載體的種類和數量有關不穩(wěn)定：如不穩(wěn)定：如N、P、Mg穩(wěn)穩(wěn) 定：如定：如Ca、Fe可重復利用可重復利用不能重復利用不能重復利用 要點、疑點、考點5 合理灌溉與施肥合理灌溉與施肥合理灌溉合理灌溉 植物一生中都需要不斷地吸收水分。不同的植物需水量不植物一生中都需要不斷地吸收水分。不同的植物需水量不同；同一種植物不同的發(fā)育時期，需水量也不相同。合理灌同；同一種植物不同的發(fā)育時期，需水量也不相同。合理灌溉就是指根據植物的溉就是指根據植物的需水規(guī)律需水規(guī)律適時適時地、地、適量適量地灌溉，以便植地灌溉，以便植物體茁壯生長，并且用最少的水獲取最大的效益。物體茁壯生長，并且用最少的水

9、獲取最大的效益。 要點、疑點、考點合理施肥合理施肥 植物一生中都需要不斷地從外界吸收必需的礦質元植物一生中都需要不斷地從外界吸收必需的礦質元素。不同的植物對各種必需礦質元素的需要量不同；素。不同的植物對各種必需礦質元素的需要量不同；同一種植物不同的生長發(fā)育時期，對各種礦質元素的同一種植物不同的生長發(fā)育時期，對各種礦質元素的需要量也不相同。合理施肥就是指根據植物的需要量也不相同。合理施肥就是指根據植物的需肥規(guī)需肥規(guī)律律適時適時地、地、適量適量地施肥，以便植物體茁壯生長，并且地施肥，以便植物體茁壯生長，并且獲少肥高效的結果。獲少肥高效的結果。 能力、思維、方法【例1】 下列哪種細胞被放入高滲溶液中

10、將會出現質壁分離現象( )A剛撕下的蠶豆葉表皮細胞B尚未萌發(fā)的菜豆的胚芽細胞C用95%乙醇浸泡過的洋蔥鱗片葉上表皮細胞D剛切下的小麥根尖生長點細胞A 能力、思維、方法【解析】 成熟的植物細胞通過滲透作用失水發(fā)生質壁分離現象。一個典型的滲透裝置必需具備兩個條件：半透膜、半透膜兩側有濃度差。根尖生長點細胞、菜豆的胚芽細胞因缺少大液泡而不發(fā)生質壁分離現象。用95%乙醇浸泡導致植物細胞死亡，膜的選擇透過性功能受到破壞，變成全透性的膜，因此也不能發(fā)生質壁分離現象。只有剛撕下的蠶豆葉表皮細胞是一個成熟的植物細胞，同時具有生理活性，在高滲溶液中將發(fā)生質壁分離現象。 能力、思維、方法【例2】 如圖為測定植物蒸

11、騰作用的簡易裝置，整個裝置是密封且充滿水的，僅細管中留有一個氣泡。根據標尺可計算出氣泡移動的位置。進而計算出水分變化的數量。這一數量代表( )A蒸騰失水的數量B光合作用消耗的水量C植株吸收的水量D呼吸作用消耗的水量C 能力、思維、方法【解析】 植物體吸收的水分主要由蒸騰作用散失，約占植物體吸水總量的95%99%。在光合作用和呼吸作用等生理過程中，水是反應的原料之一。上圖所示的裝置中，植物體所有吸收的水分都是通過玻璃細管，因此氣泡移動表示植株的吸水總量。題中“測定植物蒸騰作用的裝置”這種說法具有一定的干擾性，如果忽略了光合作用和呼吸作用等生理過程對水的消耗，這種說法是可以成立的。 能力、思維、方

12、法【例3】 下圖是研究植物水分代謝的四個實驗裝置。圖(3)、(4)玻璃管口下封以半透膜A 30%蔗糖溶液 B 蔗糖溶液請判斷實驗開始后，玻璃管內的水是否流動及流動方向(無流動以表示，流動方向以、表示)。下面四個選項中的符號依次表示四個裝置中用括號標示的玻璃管內的水分流動現象，其中正確的是( )A B C D B 能力、思維、方法【解析】 本題以具體的實驗為背景考核植物水分代謝的基本概念，涉及滲透作用，植物體內水分蒸騰和水分運輸的知識。裝置(2)是一個常見的情境，情況與日常生活中將鮮花插在花瓶中類似。植物的葉和莖通過蒸騰作用將體內的水分散發(fā)到空氣中。蒸騰作用產生拉力，使水分上升。因此該裝置玻璃管

13、內的水分自然會向上流動。裝置(1)是裝置(2)中將插有枝條的玻璃管倒置，使莖和葉浸于水中。這種情況下，葉片和莖不可能蒸發(fā)。因此，玻璃管內的水分既不會向枝條一端，也不會向具有油滴的一端流動，所以該玻璃管的水分不會流動。(3)和(4)是兩個滲透計由一個玻璃管連接起來的裝置，主要考核滲透作用的知識。滲透作用是水分從溶液濃度低的一側通過半透膜向溶液濃度較高的一側運動的現象。半透膜兩側濃度差越大，滲透作用的壓力越大。裝置(3)兩個滲透計的半透膜下方是水，上面是蔗糖溶液，都會發(fā)生滲透作用。 能力、思維、方法由于兩個滲透計中均為30%的蔗糖溶液，因此兩個滲透計中滲透作用產生的壓力相等，所以連接兩個滲透計的玻

14、璃管內沒有水分的凈流動。裝置(4)左側滲透計內為30%蔗糖溶液，而右側是5%蔗糖溶液，與右側滲透計比較，左側滲透計半透膜兩側濃度差大，產生的滲透壓大，因此玻璃管內水分自左向右流動。 【例4】 (2000年上海高考)請根據下列條件設計一個實驗，鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液，寫出實驗步驟，并分析實驗結果。一瓶10%的蔗糖溶液、一瓶30%的蔗糖溶液、250mL的燒杯一只、半透膜制成的小袋一只、刻度玻璃管一支、細線一根、支架一個。 能力、思維、方法【解析】 實驗設計的一般方法是：先尋找科學的實驗原理作為依據；其次是理解題目已知條件的隱含意義，充分利用所給的器材、試劑，設計好實驗步驟；最后從不同角度全面分

15、析實驗結果。很明顯，本題實驗設計的原理是滲透作用，滲透作用產生的條件是兩個方面：一是半透膜，二是半透膜兩側溶液有濃度差。在題目所提供的材料中，刻度玻璃管用來觀察液面高度的變化，細線用來扎緊透析袋和玻璃管，支架用于垂直固定。實驗結果有兩種可能，玻璃管中液面上升或下降：如果液面升高，說明透析袋內溶液的濃度高于燒杯中溶液中的濃度，即透析袋中為30%的蔗糖溶液，燒杯中為10%的庶糖溶液；反之，透析袋中是10%的蔗糖溶液，燒杯中為30%的蔗糖溶液。 能力、思維、方法【例5】 (1999年上海高考)下表是用于無土栽培時的一種培養(yǎng)液配方。Ca(NO3)210克MgSO4 0 25克KH2PO4 025克KC

16、l 0 12克FeCl3 0005克H2 O 1000克請回答下列問題：(1)培養(yǎng)液培養(yǎng)某植物時，往往要給培養(yǎng)液中通入空氣，這一措施的目的是用以促進，以有利于礦質元素的吸收。要使植物生長良好，根據光合作用所必需的條件，除了適宜的溫度外，還需要和。 能力、思維、方法(2)植物在吸收培養(yǎng)液中礦質離子時，主要通過方式進行，經過一段時間后，檢測培養(yǎng)液中留存的Ca2+較多，而NO-3較少，這一現象與細胞膜的有關。(3)若除去該培養(yǎng)液中的硫酸鎂，將直接影響植物體內的合成。該配方中屬于植物生長所需的大量元素是，微量元素是 。 【答案】 (1)根的有氧呼吸 光照 適宜的CO濃度 (2)主動運輸 選擇透過性(3

17、)葉綠素 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Cl 能力、思維、方法【解析】 植物生長發(fā)育必需的元素有16種，其中C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg為大量元素，Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl為微量元素。礦質元素是以離子的形式被細胞吸收，這一過程需要載體、能量，屬于主動運輸。因此增加根的呼吸強度，就能促進礦質元素的吸收，向培養(yǎng)液中泵入空氣的目的是促進根的有氧呼吸。 延伸、拓展礦質元素的離子進入細胞是一個主動運輸的過程，需要載體的協(xié)助和消耗呼吸作用釋放的能量。促進根的呼吸作用，有助于礦質元素離子的吸收。對農田種植來說，松土有利于植物根系的呼吸作用，而對無土栽培來說，植物的根系

18、浸泡在營養(yǎng)液中，向營養(yǎng)液中泵入空氣，增加溶解氧，有助于促進根的呼吸。礦質元素在植物體內的作用主要是參與細胞中某些化合物的合成、影響植物體的生命活動，而元素的利用形式有三種，即呈離子狀態(tài)，可自由移動，如鉀元素；形成不穩(wěn)定的化合物，如氮、磷、鎂；形成穩(wěn)定的化合物，如鈣和鐵。 延伸、拓展【例6】 在根吸收無機鹽離子過程中，一般情況下，下列因素中最重要的是( )A蒸騰速率B根尖表皮細胞內外無機鹽離子的濃度差C離子進入根尖表皮細胞的擴散速率D根可利用的氧D【解析】 本題考核植物根系吸收礦質元素過程的基本知識。教材中明確指出，“根細胞吸收土壤溶液中礦質元素的離子的過程，與根細胞的呼吸作用有密切關系”，“根

19、細胞的細胞膜表面吸附的離子，還要進一步轉移到根細胞中去，這是一個主動運輸的過程”。 延伸、拓展這說明根吸收礦質元素是一個主動吸收的運輸過程，要消耗能量，能量要由呼吸作用產生的ATP提供。呼吸作用需要充足的氧氣。土壤中氧氣的含量往往是一個制約因素。選項D“根可利用的氧”就成為根吸收無機離子最重要的因素，是本題的正確選項。蒸騰速率與無機鹽在體內的運輸有關，與吸收也有一定的關系，但無機離子進入根細胞是一個主動運輸過程，因而與蒸騰速率雖然有關，但不是主要的，所以選項A不是正確選項。選項B和C都沒有從呼吸作用和主動運輸考慮，因此也不是正確選項。 延伸、拓展【例7】 用含有各種必需元素的溶液培養(yǎng)大麥。試驗

20、分兩組，一組在光下，一組在黑暗中，48小時后測定幾種離子的濃度。表中各離子下的數據為試驗結束時，溶液中離子的濃度占試驗開始時濃度的百分比。實驗條件水分消耗/mlCa2+% K+% Mg2+%光下1090135 27 179暗中435105 35 113回答下列問題：(1)從吸收離子和吸收水的比例看，大麥在光下吸收哪種離子比吸收水分快? 。(2)從上述實驗所獲得的數據，可以得出哪些結論? 延伸、拓展【答案】(1)K+(2)光下蒸騰作用比黑暗中強，消耗水分多吸收礦質元素受光照影響吸收水分和吸收礦質元素是兩個相對獨立的過程植物對礦質離子的吸收具有選擇性 延伸、拓展【解析】 本題要求考生看懂顯示實驗結果的數據表格，根據植物礦質營養(yǎng)生理的知識進行分析，從中得出正確的結論。表中列出分別在光下和暗中進行的兩組實驗結果，包括水分消耗溶液中各離子濃度情況的數據。在反映離