4.1-4.3 土壤的成分 各種各樣的土壤 植物的根與物質(zhì)吸收(原卷版)

4.1-4.3土壤的成分各種各樣的土壤植物的根與

物質(zhì)吸收

【思維導圖】

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【知識點全掌握】

一、土壤

1.土壤中的生命——土壤生物：

我們把生活在土壤中的微生物、動物和植物等稱為土壤生物。

2.土壤中的非生命物質(zhì)：

（1）土壤中有空氣

【實驗一】測量土壤中空氣的體積分數(shù)

要求：選擇干燥的土壤——干燥的土壤含較多的空氣，實驗效果明顯。而潮濕的土壤中有許多

空間已經(jīng)被水分占據(jù)，空氣含量會變少。

實驗步驟：

①在燒杯中放入一塊土壤（土壤的體積為V），緩慢注入水，直到水面把土壤全部浸沒為止。記

錄在燒杯中所加的水的體積，記作V1。

②用與土壤體積相等的鐵塊替代土壤，重復上述實驗。記錄所加的水的體積，記作V2。

③土壤中空氣的體積分數(shù)約為（V1－V2）/V。

（2）土壤中有水

【實驗二】取少許土壤，放入試管中，在酒精燈上加熱，觀察試管壁上是否有水。

現(xiàn)象：試管壁上有水。

結(jié)論：土壤中有水。

（3）土壤中有有機物

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【實驗三】土壤中有其它有機物嗎？

用充分干燥（防止水分散失對質(zhì)量稱量的干擾）的土壤（應含較豐富的有機質(zhì)）50－100克，

放在細密的鐵絲網(wǎng)（以防土壤顆粒漏掉）上加熱。

現(xiàn)象：出現(xiàn)有機物的碳化分解和燃燒現(xiàn)象；稱量時，發(fā)現(xiàn)土壤的質(zhì)量減少。

結(jié)論：土壤中有有機物。

說明：土壤中的有機物主要來自生物的排泄物和死亡的生物體。有機物在土壤生物的作用下，

可以分解成無機物，儲存在土壤中。腐殖質(zhì)可以為土壤動物提供食物，也可以為綠色植物提供養(yǎng)分。

（4）土壤中有無機物

【實驗四】①將燃燒過的土壤用手搓一搓，發(fā)現(xiàn)：土壤顆粒很細，沒有粘性。顆粒大小基本不

一致。

②溶解，過濾，得到土壤浸出液。

思考：為什么可以用過濾法來分離泥漿？——土壤中含有不溶于水的無機鹽。

土壤顆粒的大小與沉降的速度是怎樣的關(guān)系——顆粒大的沉降較快，顆粒小的沉降較慢。

③蒸發(fā)皿中加熱濾液，使水分蒸發(fā)。觀察蒸發(fā)皿上的殘留物?？梢姡赫舭l(fā)皿上有很細的結(jié)晶物。

說明土壤中有無機物（能溶于水，但不能燃燒的物質(zhì)，這些無機鹽是植物生長所需的物質(zhì)）。

3.從巖石到土壤

從巖石到土壤的形成，是一個長時間多種自然因素共同作用的極其復雜的過程。即存在巖石從

大到小的過程和有機物在巖石顆粒間的積累過程。

①從巖石到土壤的形成：自然外力——風力、水流外力、水形成冰產(chǎn)生的外力；

熱脹冷縮——驟熱驟冷使巖石爆裂；

植物和動物的作用。

②植物和動物的尸體和排泄物積累在巖石顆粒間，是土壤腐殖質(zhì)和有機物的重要來源。

③土壤的形成目前還在正常進行，土壤的形成速度極其緩慢——注意保護耕地。

二、土壤分類

1、土壤的結(jié)構(gòu)和類型：

（1）土壤的組成：土壤是由礦物質(zhì)顆粒、腐殖質(zhì)、水和空氣組成的。這些成分是相互影響的，

并使土壤形成了一定的結(jié)構(gòu)。

如：礦物質(zhì)顆粒較小，土壤的空隙就較小，于是水和空氣也就少了。

（2）土壤主要是由礦物質(zhì)顆粒構(gòu)成（礦物質(zhì)顆粒占固體部分的95％），所以礦物質(zhì)顆粒的多少

就成為影響土壤結(jié)構(gòu)最重要的因素。

礦物質(zhì)顆粒有粗有細，粗的叫砂粒，細的叫黏粒，介于兩者之間的叫粉砂粒。

土壤顆粒的分類

名稱直徑/毫米

砂粒2.0－0.02

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粉砂粒0.02－0.002

黏粒<0.002

（3）不同的土壤，其滲水的能力是不同的。

（4）土壤的分類：

根據(jù)土壤中砂粒、粉砂粒和黏粒所占的比例不同，分為砂土類土壤、黏土類土壤、壤土類土壤。

土壤名稱土壤質(zhì)地

砂土類土壤砂粒多，黏粒少。土壤顆粒較粗。

黏土類土壤黏粒、粉砂粒多。土壤顆粒較細。

壤土類土壤砂粒、黏粒、粉砂粒大致相等。土壤質(zhì)地較均勻。

2、土壤的性狀對比表：

土壤名稱性狀

砂土類土壤疏松，不易黏結(jié)，通氣、透水性能強，易干旱。有機質(zhì)分解快，易流失。

黏土類土壤質(zhì)地黏重，濕時黏，干時硬。保水、保肥能力強，通氣、透水性能差。

壤土類土壤不太疏松，也不太黏。通氣、透水，能保水、保肥，宜于耕種。

壤土類土壤是適合大部分植物生長的土壤，這種土壤中的固體部分（礦物質(zhì)顆粒和腐殖質(zhì)）占

土壤總體積的50％，其中有機質(zhì)占固體部分的1%－5%；水和空氣各占25％。這樣既通氣、透水，

又保水，保肥，能為植物的生長提供充足的水分、空氣和有機質(zhì)。

三、根系

1.根系的定義：一株植物所有的根合在一起，叫做根系。

2.根系的分類

直根系：有明顯發(fā)達的主根和側(cè)根之分的根系。如：大豆、青菜、花生

須根系：沒有明顯的主側(cè)根之分的根系。如：小麥、玉米、大蒜、水稻

3.作用：固定植物、吸收水和無機鹽（礦物質(zhì)）

4.地下水位越高，根系的平均長度會越短，根系分布淺。

四、根尖（根吸水的部位在根尖）的結(jié)構(gòu)

根冠：細胞排列不整齊。保護后面的組織，使根在向前生長時，不被土壤顆粒擦傷。

分生區(qū)：細胞質(zhì)的密度較大，沒有液泡。能不斷分裂，使細胞數(shù)目增加，使根生長。

伸長區(qū)：細胞的液泡較?。ㄍㄟ^吸收水分而形成），細胞壁較薄。細胞能迅速生長，把根尖推

向土層。

根毛區(qū)：細胞有較大的液泡（由小液泡融合而成），細胞壁較厚，內(nèi)有輸導組織（導管）。

植物的根毛很多，保證了植物能吸收足夠的營養(yǎng)。根毛區(qū)是根尖吸水的主要部位。

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液泡較

導管大

根毛

皮層老根區(qū)細胞壁較

毛厚

液泡較

韌皮部嫩根小

伸長

毛

根毛區(qū)木質(zhì)部區(qū)細胞壁較

薄

分生沒有液

頂端

區(qū)泡

細胞核

分生根

根冠組織冠

五、根毛吸水失水的原理

當土壤溶液的濃度高于細胞液的濃度時，植物細胞失水；

當土壤溶液的濃度低于細胞液的濃度時，植物細胞吸水。

六、植物生長需要無機鹽

1.植物生長需要無機鹽，最重要的三種營養(yǎng)元素分別是氮、磷、鉀。

2.含氮的、含磷的、含鉀的無機鹽對植物生活的作用及缺乏時的癥狀：

無機鹽主要肥料在植物生長中的作用缺乏時的癥狀

氮是合成葉綠素的原料，促進

硝酸銨、尿素、植株矮小瘦弱，葉片發(fā)黃，嚴重

含氮的無機鹽細胞的分裂和生長，使枝葉長得

碳銨時葉脈呈淡棕色

繁茂

過磷酸鈣、促進幼苗的發(fā)育和花的開放，植株特別矮小，葉片呈現(xiàn)暗綠色或

含磷的無機鹽

磷酸二銨等使果實、種子提早成熟紫色

氯化鉀、碳酸氫鉀使莖稈健壯，抗倒伏，促進淀莖桿軟弱，容易倒伏，葉片的邊緣

含鉀的無機鹽

等粉的形成和尖端呈褐色，并逐漸焦枯

此外，植物的生長還需要含鈣、含鋅、含硼的無機鹽，植物對它們的需要最很小，但在植物的

生活中同樣起著十分重要的作用。生產(chǎn)中常用施肥的方法來為植物提供無機鹽，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量

和質(zhì)量。

【例題精析】

[例題1]（2021?臺州）月球上的“土壤”主要由月球巖石碎屑、粉末等物質(zhì)組成。巖石碎屑、粉末

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這些成分相當于地球土壤中的（）

A．空氣B．水C．礦物質(zhì)D．腐殖質(zhì)

[例題2]（2020?衢州）用顯微鏡觀察洋蔥根尖縱切片，視野如圖所示。視野中的區(qū)域位于根尖結(jié)構(gòu)

的（）

A．根冠B．分生區(qū)C．伸長區(qū)D．根毛區(qū)

[例題3]（2022?溫州）我國西北某鹽堿地，土壤中含有較多的可溶性鹽，農(nóng)作物因失水難以生存。

在科研人員指導下，實現(xiàn)了在鹽堿地上種植水稻，且畝產(chǎn)超過500千克。

材料一：鹽堿地土壤和適宜普通水稻生長的土壤部分信息表

項目鹽分pH

鹽堿地土壤0.6%～0.8%8.2～9.6

適宜普通水稻生長的土壤≤0.5%6～7.5

材料二：為了能在鹽堿地種植水稻，在種植前采取如下措施：

①選種：將多個水稻品種的種子試種在鹽堿地土壤上，經(jīng)過多年逐代培育，選擇成活率高、生長

良好的品種來種植。

②改良鹽堿地：將淡水灌溉到鹽堿田地，浸泡約一周后將水排出；利用當?shù)刎S富的富含腐殖質(zhì)的

牛羊糞，并加入以酸性物質(zhì)為主的鹽堿調(diào)節(jié)劑，經(jīng)發(fā)酵后，給鹽堿田地適當施肥。

結(jié)合上述信息并綜合運用所學知識，對實現(xiàn)在鹽堿地種植水稻的措施作出解釋。

[例題4]（2014?嘉興）植物的生長需要多種礦質(zhì)元素，其中必須元素就多達14種，需要量比較大

的有氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵等。為了探究植物根系是否等比例吸收礦質(zhì)元素和水分，興

趣小組的同學設計了如圖所示裝置，選用兩株各方面均相同的水稻，通過改變光照來調(diào)節(jié)蒸騰

作用，然后測定水稻根系所處溶液中礦質(zhì)元素含量的變化。

【提出假設】植物根系等比例吸收礦質(zhì)元素和水分。

【實驗設計】根據(jù)上述研究目的，設計相應的實驗方案及記錄表如下：

實驗條件檢測項目

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水分蒸騰量礦質(zhì)元素含量變化

N元素XY…

甲較強的光照m1n1

乙較弱的光照m2n2

為了確保上述假設的普遍適用性，表中的X、Y等應為。

【數(shù)據(jù)處理】要初步證實假設成立與否，實驗后對表中的數(shù)據(jù)應按下列方式處理。

A．比較m1：m2和n1：n2兩個比值B．比較m1+n1和m2+n2的大小C．比較m1﹣m2和n1

﹣n2的大小

【實驗結(jié)論】植物根系不是以等比例的方式吸收礦質(zhì)元素和水分。

【實驗反思】

①本實驗采用改變光照來調(diào)節(jié)水分蒸騰量，但在實驗設計中，我們也可以在相同的光照條件下，

通過改變水稻植株上的來進行實驗；

②實驗小組通過探究后否定了他們在開始時提出的假設。對于他們的這次探究活動你認為是否有

價值？。

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【習題鞏固】

一．選擇題（共12小題）

1．如圖所示，兩株長勢相同的同種幼苗，按如圖方法處理后，分別放入等量、等濃度的土壤浸出液，

下列有關(guān)敘述中，正確的是（）

A．該實驗的目的是探究根吸收水分的主要部位

B．該實驗證明了根毛區(qū)是吸收水分的主要部位

C．該實驗主要通過比較根生長的長度得出結(jié)論

D．土壤浸出液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)越大，實驗現(xiàn)象越明顯

2．用鹽腌新鮮黃瓜條時，它發(fā)生的變化是（）

A．細胞吸水，新鮮黃瓜條變硬挺

B．細胞失水，新鮮黃瓜條變硬挺

C．細胞吸水，新鮮黃瓜條變軟縮

D．細胞失水，新鮮黃瓜條變軟縮

3．無土栽培是栽培植物的新技術(shù)，青菜在無土栽培的培養(yǎng)液中也能茁壯成長．下列有關(guān)敘述中，正

確的是（）

A．培養(yǎng)液的濃度大小不會影響青菜對水的吸收

B．配制的培養(yǎng)液的主要成分與土壤溶液的主要成分相似

C．青菜在培養(yǎng)液中，吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要部位是根尖的伸長區(qū)

D．培養(yǎng)液中含量最多的無機鹽是含鐵、錳、硼的無機鹽

4．植物對水分的吸收、運輸與細胞液及土壤溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相關(guān)，圖中箭頭表示水分滲透的方

向，由此可判斷①、②、③三處溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)大小關(guān)系是（）

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A．①＞②＞③B．③＞②＞①C．①＞③＞②D．③＞①＞②

5．取一蘿卜塊放在濃鹽水中數(shù)小時，如圖中最能代表蘿卜塊質(zhì)量隨時間變化的曲線圖是（）

A．B．

C．D．

6．綠色開花植物都有發(fā)達的根系。如圖所示的實驗設計中，可以證明植物根吸水的主要部分在根尖

的是（）

A．B．

C．D．

7．如圖是“水在植物體內(nèi)的運輸路徑”圖解，對于水分的吸收和運輸?shù)恼f法中不正確的是（）

A．水分從土壤進入①處根毛細胞內(nèi)的大液泡

B．A細胞細胞液濃度大于B細胞細胞液濃度

C．水通過②中的導管向上運輸?shù)街参锏捻敹?/p>

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D．植物體內(nèi)的大部分水通過圖中③氣孔散失

8．如圖為某綠色開花植物的水分吸收、運輸及散失過程示意圖，下列說法正確的是（）

A．a(chǎn)表示根對水分的吸收，吸收的主要部位是根尖的分生區(qū)

B．b表示水分由莖中的篩管從低處往高處運輸

C．c表示吸收的大部分水分的散失，其散失的“門戶”是氣孔

D．根能從土壤中吸收水分是因為根毛細胞液濃度小于土壤溶液濃度

9．種植西瓜理想的土壤是通氣，透水，同時能保水保肥，水和空氣的體積比接近。下列按體積分數(shù)

構(gòu)建的土壤組成模型中，符合上述土壤要求的是（）

A．B．

C．D．

10．下列關(guān)于植物的生長與土壤的關(guān)系敘述不正確的是（）

A．最有利于多數(shù)植物生長的土壤是壤土類土壤

B．人們根據(jù)植物生長要求配制不同類型的土壤

C．植物生長需要土壤提供水分、空氣和無機鹽

D．玉米喜溫暖、干燥環(huán)境，應選擇黏土類土壤

11．下列關(guān)于土壤與植物生長關(guān)系的表述中，不正確的是（）

A．不同的植物對土壤的性狀要求不一樣

B．植物生長需要土壤提供充足的水分、空氣和無機鹽

C．配制土壤時應以植物的種類、生理等特征為依據(jù)

D．因為黏土類土壤保肥性能好，所以生活在黏土類土壤中的植物所需肥料少

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12．玉米等旱地作物適宜在較干燥的土壤中生長。如果種植在濕潤的土壤中，因水分比例過大，將

導致植物的根不能正常呼吸而腐爛，俗稱“霉根”。在下列土壤中種植玉米，最有可能導致“霉

根”而死亡的是（）

A．砂土類土壤B．壤土類土壤

C．黏土類土壤D．三類土壤的效果一樣

二．填空題（共3小題）

13．菠菜因其營養(yǎng)豐富而被廣泛種植，但其食用方式卻有特殊要求。

（1）菠菜生長對水分條件要求較高，吸收足夠的水分能使其葉肉厚實，食用口感更佳。菠菜吸

收水分和無機鹽的主要器官是。

（2）坊間傳聞菠菜豆腐同食，易得結(jié)石。這是因為豆腐中含有硫酸鈣能與菠菜中的草酸反應，

其反應方程式為CaSO4+Na2C2O4＝CaC2O4↓+X。則X的化學式為。

14．中國“雜交水稻之父”袁隆平經(jīng)過多年的努力，利用野生稻培育出了具有許多優(yōu)良性狀的“超

級雜交水稻”，并研究出能在鹽堿地．上種植的“海水稻”，從而大幅度提高了水稻的產(chǎn)量。

（1）水稻吸收水分的主要部位是根部的區(qū)，其吸收的水分大部分通過植物蒸騰作用散

失到空氣中。

（2）在海邊的鹽堿地上，一般作物因為缺少水分難以生存，而“海水稻”能在鹽堿地生長，可

能是其細胞液的濃度比常見植物細胞液的濃度。

15．為提高成活率，幼苗移栽時還要考慮土壤結(jié)構(gòu)。某同學在移栽地取了一塊形狀大小與鐵塊相同

的土壤樣品，放入兩個相同的燒杯中，分別加水沒過土壤樣品和鐵塊，且左右