第四節(jié) 植物對(duì)水分的吸收和利用
基礎(chǔ)掃描
一、水分代謝的概念：水分的 、 、 、 四個(gè)方面
二、植物吸水的主要器官是 、吸水的最活躍部位是
三、植物吸水的方式：分為 吸水和 吸水兩種，以 吸水為主。比較：
細(xì)胞特點(diǎn) 原理 舉例
吸脹吸水
無中央大液泡
（未成熟細(xì)胞）吸脹作用：利用 性物質(zhì)吸水
親水性：蛋白質(zhì)＞淀粉＞纖維素干種子、形成層、
分生區(qū)（生長點(diǎn)）
滲透吸水
有中央大液泡
（成熟細(xì)胞）
滲透作用：水分子或其他溶劑分子通過 的擴(kuò)散
（二個(gè)條件：半透膜、濃度差）成熟區(qū)表皮細(xì)胞、葉肉細(xì)胞、洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞、蘿卜根細(xì)胞、馬鈴薯塊莖細(xì)胞
四、水分的運(yùn)輸、利用和散失
水分的運(yùn)輸途徑是
水分的利用：1%～5%參與 作用和 作用等
水分的散失：95%～99%
吐水：經(jīng)水孔進(jìn)行，是水稻秧苗長出新根的標(biāo)志
散失方式 ①促進(jìn)水分 的主要?jiǎng)恿?br> 蒸騰作用：經(jīng)氣孔進(jìn)行 ②促進(jìn)礦質(zhì)離子 的主要?jiǎng)恿?br> （主要方式） ③防止灼傷葉片
五、合理灌溉
1、植物的需水規(guī)律：不同植物的需水量不同，同一種植物在不同的生長時(shí)期，需水量也不同
2、合理灌溉：根據(jù)植物的需水規(guī)律，適時(shí)地、適量地灌溉，以便使植物茁壯地生長，并且用最少的水獲得最大的效益
傳統(tǒng)：漫灌，特點(diǎn)是用水量 ，水的利用效率很
3、灌溉方式
現(xiàn)代：噴灌、滴灌，特點(diǎn)是用水量 ，水的利用效率很
難點(diǎn)突破
一、滲透作用 蔗糖分子 細(xì)胞壁
細(xì)胞膜 細(xì)胞液
濃度差 半透膜 原生質(zhì)層 細(xì)胞質(zhì) 濃度差
液泡膜 外界溶液
水分子
細(xì)胞核
人工滲透裝置示意圖 成熟的植物細(xì)胞示意圖（質(zhì)壁分離狀態(tài)）
討論：
（1）[外界溶液]＞[細(xì)胞液]時(shí)，細(xì)胞 水，可用 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
（2）[外界溶液]＜[細(xì)胞液]時(shí)，細(xì)胞 水，可用 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
（3）[外界溶液]＝[細(xì)胞液]時(shí)，內(nèi)外達(dá)到平衡
（4）通常情況下，[土壤溶液]＜[細(xì)胞液]，細(xì)胞 水
即： 表皮細(xì)胞 表皮內(nèi)層層細(xì)胞 導(dǎo)管
土壤溶液中的水 （細(xì)胞液濃度依次升高）
細(xì)胞壁 細(xì)胞間隙 導(dǎo)管
特殊情況下（施肥過多或鹽堿地），[土壤溶液]＞[細(xì)胞液]，細(xì)胞 水或吸水困難，植物難以生存
內(nèi)因：具大液泡而能形成原生質(zhì)層；原生質(zhì)層的伸縮性大，細(xì)胞壁的伸縮性小
（5）質(zhì)壁分離
的原因 外因：[外界溶液]＞[細(xì)胞液]
（6）質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離的復(fù)原實(shí)驗(yàn)可驗(yàn)證：
①證明細(xì)胞的死活（此實(shí)驗(yàn)中，細(xì)胞始終是活的，死細(xì)胞是不能發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原的）
②測定細(xì)胞液的濃度：梯度濃度法（撕取數(shù)片紫色洋蔥磷片葉表皮，分別放入不同濃度的蔗糖溶液中，則細(xì)胞液濃度介于細(xì)胞尚未發(fā)生質(zhì)壁分離和最初發(fā)生質(zhì)壁分離的兩種相鄰的溶液之間）
③驗(yàn)證：原生質(zhì)層是一層選擇透過性膜 ④協(xié)助觀察細(xì)胞膜
二、概念區(qū)分
1、擴(kuò)散：溶質(zhì)或溶劑，通過或不通過半透膜
滲透：溶劑，通過半透膜（滲透是擴(kuò)散的特殊形式）
2、全透膜=透性膜，如細(xì)胞壁、死亡細(xì)胞的細(xì)胞膜
選透膜=選擇透過性膜，如活細(xì)胞中所有生物膜（包括核膜），是生物活性材料，上有載體蛋白，
不易于人工操作
半透膜：一些物質(zhì)可以通過，另一些物質(zhì)不可以通過的多孔性薄膜，物質(zhì)能否通過，完全取決于分子的大小，如玻璃紙、腸衣、魚鰾等，不一定是生物活性材料，可指人工材料，上無載體蛋白，易于人工操作
原生質(zhì)層：相當(dāng)于一層半透膜
選透和半透的相同點(diǎn)：都是有的物質(zhì)能過，有的物質(zhì)不能過
3、滲透作用是雙向的；水分的凈移動(dòng)方向：水往低處流
人工滲透裝置：單位體積內(nèi)水分子多的一側(cè) 單位體積內(nèi)水分子少的一側(cè)
成熟的植物細(xì)胞：低濃度一側(cè) 高濃度一側(cè)（指溶質(zhì)的濃度）
細(xì)胞膜的物質(zhì)交換：高濃度一側(cè) 低濃度一側(cè)（指水本身的濃度）
滲透壓（與溶質(zhì)濃度成反比）：低滲溶液一側(cè) 高滲溶液一側(cè)
水勢：高水勢一側(cè) 低水勢一側(cè)
4、滲透和吸脹吸水，一般同時(shí)存在，只是以誰為主
三、影響根吸收水分的因素
1、蒸騰作用：這是根吸水的動(dòng)力
2、土壤溶液的濃度3、溫度
四、[實(shí)驗(yàn)九]觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原
實(shí)驗(yàn)原理①細(xì)胞壁和原生質(zhì)層都能發(fā)生一定程度的收縮；但原生質(zhì)層的收縮性比細(xì)胞壁大
②當(dāng)[細(xì)胞液]＜[外界溶液]時(shí)，細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離
③當(dāng)[細(xì)胞液]＞[外界溶液]時(shí)，細(xì)胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原
方法步驟
1、制作紫色洋蔥鱗片葉表皮的臨時(shí)裝片
2、高倍鏡觀察：能看到紫色的中央液泡、原生質(zhì)層緊貼細(xì)胞壁
3、滴入蔗糖溶液
4、高倍鏡觀察：能看到紫色的中央液泡逐漸變小、顏色逐漸加深、原生質(zhì)層逐漸與細(xì)胞壁分離開來（最初從四角分離）
5、滴入清水
6、高倍鏡觀察：能看到紫色的中央液泡逐漸脹大、顏色逐漸變淺、原生質(zhì)層又逐漸貼向細(xì)胞壁
設(shè)計(jì)方法自身對(duì)照：正常表皮細(xì)胞 質(zhì)壁分離表皮細(xì)胞 質(zhì)壁分離復(fù)原表皮細(xì)胞
注意事項(xiàng)
1、實(shí)驗(yàn)材料的選擇：常用紫色洋蔥，因其細(xì)胞液中有紫色花青素，便于觀察。如無紫色洋蔥，可用蘚類葉片，其葉綠體可隨原生質(zhì)層的收縮而聚攏，觀察也很方便
2、試劑種類的選擇：不傷害細(xì)胞即可。如食鹽、蔗糖、甘油、硝酸鉀（后二種能發(fā)生自動(dòng)復(fù)原）
3、試劑濃度的選擇：蔗糖溶液濃度從5%到30%遞增，質(zhì)壁分離時(shí)間逐漸縮短，但濃度超過60%后，一般不能發(fā)生復(fù)原。
問題討論
當(dāng)紅細(xì)胞細(xì)胞膜兩側(cè)的溶液具有濃度差時(shí)，紅細(xì)胞會(huì)不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象？
，為什么？因?yàn)榧t細(xì)胞沒有
例題：
1、．在根吸收無機(jī)鹽離子的過程中，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(xì)胞內(nèi)外無機(jī)鹽離子的濃度差
C．離子進(jìn)入根尖表皮細(xì)胞的擴(kuò)散速率 D．根可利用的氧
2、從整個(gè)細(xì)胞來看，具有生命活力的原生質(zhì)層指的是
①細(xì)胞壁②細(xì)胞膜③細(xì)胞質(zhì)④液泡膜⑤液泡
A．①②③B．②③④C．③④⑤D．①④⑤
3、與根尖生長點(diǎn)細(xì)胞吸水無關(guān)的物質(zhì)是
A．纖維素B．淀粉C．脂肪D．蛋白質(zhì)
4、人和哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞在0.9％的生理鹽水中，能基本保持常態(tài)的原因是
A．水分不進(jìn)不出B．膜具有全透性C．水分進(jìn)出平衡D．膜具有流動(dòng)性
5、放在30％蔗糖溶液中會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞是
A．人的口腔上皮細(xì)胞B．洋蔥根尖生長點(diǎn)細(xì)胞
C．洋蔥表皮細(xì)胞D．干種子細(xì)胞
6、觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)回答下列問題：
（1）當(dāng)把成熟細(xì)胞放入30％蔗糖液時(shí)， 的體積會(huì)縮小，的伸縮性小，而的伸縮性大，所以發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。
（2）質(zhì)壁分離是指植物細(xì)胞的與分離。
（3）將洋蔥表皮細(xì)胞分別放入5％、30％、50％的蔗糖溶液中，在5％的蔗糖溶液中不發(fā)生質(zhì)壁分離，原因是；放入50％蔗糖溶液的洋蔥表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，而且不能復(fù)原，原因是。
第五節(jié) 植物的礦質(zhì)營養(yǎng)
基礎(chǔ)掃描
一、植物的礦質(zhì)營養(yǎng)：植物對(duì)礦質(zhì)元素的 、 和 。
思考：植物吸收的礦質(zhì)元素，是通過 作用或 回到無機(jī)環(huán)境中的。
二、植物必需的礦質(zhì)元素
1、礦質(zhì)元素：除 以外，主要由植物的根系從土壤中吸收的元素。
判斷：礦質(zhì)元素都是由根系從土壤中吸收的（ ）
根系從土壤中吸收的元素都是礦質(zhì)元素（ ）
2、植物必需的礦質(zhì) 大量元素（共6種）：
元素：共14種
微量元素（共8種）： Ni（鎳）
3、溶液培養(yǎng)法：用含有全部或部分礦質(zhì)元素的營養(yǎng)液培養(yǎng)植物的方法。
可驗(yàn)證某一礦質(zhì)元素是否為植物生活所必需的礦質(zhì)元素。方法如下：
植物生長發(fā)育正常：所缺元素不是植物必需的礦質(zhì)元素
缺素培養(yǎng) 植物生長發(fā)育不正常 補(bǔ)充所缺元素后，植物生長發(fā)育又恢復(fù)正常：所補(bǔ)元素是植物必需的礦質(zhì)元素
實(shí)驗(yàn)方案：
思考：①溶液培養(yǎng)法所用的培養(yǎng)液，是天然培養(yǎng)基還是合成培養(yǎng)基？ 培養(yǎng)基
②溶液培養(yǎng)法為什么不用基質(zhì)？
③溶液培養(yǎng)法能同時(shí)缺乏兩種元素嗎？ ，每次培養(yǎng)只缺乏一種元素，這是按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的
原則來設(shè)計(jì)的。
三、根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收
1、吸收形式： ；吸收器官：主要是 ，次要是
主要部位：
2、吸收部位 次要部位： （根外施肥。優(yōu)點(diǎn)是： ）和根尖伸長區(qū)的表皮細(xì)胞
3、吸收過程：主動(dòng)運(yùn)輸（如何用實(shí)驗(yàn)證實(shí)其吸收方式為主動(dòng)運(yùn)輸）
4、吸收特點(diǎn)： 性（不同植物吸收的礦質(zhì)元素的種類和數(shù)量是不同的，這是由細(xì)胞膜上的 決定的）
5、根吸收礦質(zhì)元素和呼吸作用有密切關(guān)系：呼吸作用為主動(dòng)運(yùn)輸提供
（呼吸抑制劑能抑制礦質(zhì)元素的吸收，不能抑制水分的吸收。說明①
② ）
6、根吸收礦質(zhì)元素和滲透吸水是二個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過程。比較：
水分吸收礦質(zhì)元素的吸收
區(qū)
別
原理
中央液泡形成之前，通過 作用吸水
中央液泡形成之后，主要通過 作用吸水（理解主要的含義）
方向水分從溶液濃度低的一側(cè)向高的一側(cè)滲透礦質(zhì)離子從 溶液吸收進(jìn)入 內(nèi)
動(dòng)力 作用 作用
特點(diǎn)受 二側(cè)溶液濃度的影響具有 性
聯(lián)系
①吸收的主要器官和部位一致，都是 和 細(xì)胞
②礦質(zhì)離子 運(yùn)輸
③根吸收礦質(zhì)離子，提高了 的濃度，從而提高了吸水能力
7、影響根吸收礦質(zhì)元素的因素
內(nèi)因：載體的 、 不同
外因：土壤 和氧氣量；土壤溶液的酸堿度和
問題討論：中耕松土為什么能提高氮肥的利用率？
四、礦質(zhì)元素的運(yùn)輸和利用
1、運(yùn)輸途徑是 ，運(yùn)輸動(dòng)力是
（比較：水分的運(yùn)輸途徑是 ，運(yùn)輸動(dòng)力是 ）
判斷：礦質(zhì)元素的運(yùn)輸是隨水分的運(yùn)輸而運(yùn)輸?shù)模?）
礦質(zhì)元素的吸收是隨水分的吸收而吸收的（ ）
2、礦質(zhì)元素的利用
礦質(zhì)
元素吸收形式：
全是離子存在
形式利用形式能否
轉(zhuǎn)移缺乏
危害鑒別方法葉中含量
KK+可以重復(fù)再利用（反復(fù)利用）
能轉(zhuǎn)移
老葉
嫩葉老葉先
受損害
溶液培養(yǎng)法：
嫩葉中含量高，可用來漚制綠肥
N、
P、
MgNO3―、NH4+
PO43―、
Mg2+
Ca、
FeCa2+、
Fe2+等穩(wěn)定化合物
不能轉(zhuǎn)移：
老葉中含量高
五、礦質(zhì)元素的作用
①組成植物體的成分 ②調(diào)節(jié)植物體的生命活動(dòng)
其中，植物營養(yǎng)的三要素是N、P、K
N：促進(jìn)細(xì)胞的分裂和生長，使枝葉長得繁茂。（光合作用中還有何作用？）
P：促進(jìn)幼苗的發(fā)育和花的開放，使果實(shí)和種子提早成熟（光合作用中還有何作用？）
K：使莖桿健壯，抗倒伏；促進(jìn)淀粉的形成和運(yùn)輸
另外，缺硼（B）會(huì)使油菜花而不實(shí)
六、合理施肥
1、植物的需肥規(guī)律：不同植物的需肥量不同，同一植物在不同生長期，需肥量也不同。
2、合理施肥：根據(jù)植物的 規(guī)律，適時(shí)地、適量地施肥，以便使植物茁壯地生長，并且獲得
的效果。
3、施肥方式：①深土施肥好于表土施肥，不僅肥料損失少，而且有利于利用根的向肥性（應(yīng)激性一），促進(jìn)根系向土壤深處生長；②根外施肥：特點(diǎn)是 ；③農(nóng)家肥好于化肥：有利于疏松土壤（為什么？）
④光照充足時(shí)，大棚中可施氣肥 （為什么？）
七、無土栽培
1、概念：利用溶液培養(yǎng)法的原理，把植物體生長發(fā)育過程中所需要的各種 ，按照一定的比例配制成 ，來栽培植物的技術(shù)。
2、特點(diǎn)：人工環(huán)境取代土壤環(huán)境，能直接調(diào)節(jié)和控制這種人工環(huán)境，使植物更好地生長發(fā)育。
3、優(yōu)點(diǎn)：①全年栽培，產(chǎn)量很高
②節(jié)水節(jié)肥，產(chǎn)品清潔衛(wèi)生，有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物栽培的工廠化和自動(dòng)化
③擴(kuò)大了農(nóng)作物栽培的范圍和面積
注意：培養(yǎng)時(shí)，應(yīng)注意向培養(yǎng)液中通空氣，為什么？
八、元素小結(jié)
C： 元素
：含量最多的元素
CH：有機(jī)物共有元素； 中相對(duì)最多，使單位質(zhì)量的脂肪氧化分解時(shí)，耗氧最多，放能最多
HO：細(xì)胞中含量最多的兩種化合物即 的共有元素
CHO；是必需元素，但不是 元素；糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、核酸的共有元素
CHON：原生質(zhì)的基本元素； 的必有元素
：導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的元素
CHONP：ADP、ATP、核苷酸、核酸、磷脂的組成元素
CHONS：胰島素、青霉素的組成元素
：原生質(zhì)的主要元素，占97%
CHONPSKCaMg：必需元素中的 元素
FeMnBZnCuMoClNi： 必需元素中的微量元素
FeMnBZnCuMoClNiCoINa： 的培養(yǎng)基中微量元素
CHONPSKCaMg，F(xiàn)eMnBZnCuMoClNi： 必需元素
：礦質(zhì)元素
有害元素： ―水俁病、Cd―痛痛病
例題：
1．下圖的曲線為表示呼吸強(qiáng)度與根對(duì)礦質(zhì)元素離子吸收的數(shù)量關(guān)系（橫軸表示呼吸的強(qiáng)度，縱軸表示離子吸收量），其中正確的是（ ）
A B C D
2、寫出四種與光合作用有關(guān)的礦質(zhì)元素的元素符號(hào)及它們?cè)诠夂献饔弥械淖饔?br>元素：______，作用
元素：______，作用
元素： ，作用
元素：______，作用
3、下表是用于無土栽培的一種培養(yǎng)液配方，請(qǐng)回答下列問題：
Ca(NO3)2………………………………1.0克
MgSO4…………………………………0.25克
KH2PO4…………………………………0.25克
KCl……………………………………0.12克
FeCl3…………………………………0.005克
H2O…………………………………1000毫升
(1)用此培養(yǎng)液培育某高等植物時(shí)，往往要給培養(yǎng)液中通人空氣，這一措施的目的是用以促進(jìn) ，以利于對(duì)礦質(zhì)元素的吸收。要使該植物生長良好，根據(jù)光合作用所必須的條件，除了適宜的溫度外，還需要 和 。
(2)植物在吸收培養(yǎng)液中的礦質(zhì)離子時(shí)，主要是通過 方式進(jìn)行的。經(jīng)過一段時(shí)間后，檢測到培養(yǎng)液中留存的Ca2+較多，而NO3-較少，這一現(xiàn)象與細(xì)胞膜的 有關(guān)。
(3)若除去該培養(yǎng)液中的MgSO4，將直接影響植物體內(nèi) 的合成。
(4)該配方中屬于植物所需的大量礦質(zhì)元素是 ，微量元素是 。
4、下圖表示水培法栽培植物的簡圖，請(qǐng)分析回答：
成分Ca（NO3）2MgSO4KH2PO4KClFeCl3H2O
含量/g1.00.250.250.120.0051000
(1)如果用18O標(biāo)記的CO2來進(jìn)行大氣施肥,則18O首
先出現(xiàn)在 (物質(zhì))中；如果培養(yǎng)液中的水
為18O標(biāo)記的水,不久發(fā)現(xiàn)周圍空氣中出現(xiàn)放射性元
素,其存在于 (物質(zhì))中
（2）如果A、B分別為等質(zhì)量的番茄和水稻幼苗，培
養(yǎng)一段時(shí)間檢測A、B培養(yǎng)液發(fā)現(xiàn)，A比B中含Ca2+少，
可以斷定番茄根細(xì)胞膜表面運(yùn)載Ca2+的載體 ，
該實(shí)驗(yàn)說明 。
（3）除了通氣外，其它條件不變，較長時(shí)間培養(yǎng)后，
比較B裝置中三個(gè)葉片的Mg，Ca含量，含Mg量最大的是 ，Ca含量最大的是 。
（4）若用上表所示的培養(yǎng)液培養(yǎng)硝化細(xì)菌，成分應(yīng)如何調(diào)整？
如果培養(yǎng)圓褐固氮菌，成分應(yīng)如何調(diào)整？
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.douzifanli.com/gaosan/74211.html
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