第四节 植物对水分的吸收和利用
基础扫描
一、水分代谢的概念：水分的 、 、 、 四个方面
二、植物吸水的主要器官是 、吸水的最活跃部位是
三、植物吸水的方式：分为 吸水和 吸水两种，以 吸水为主。比较：
细胞特点 原理 举例
吸胀吸水
无中央大液泡
（未成熟细胞）吸胀作用：利用 性物质吸水
亲水性：蛋白质＞淀粉＞纤维素干种子、形成层、
分生区（生长点）
渗透吸水
有中央大液泡
（成熟细胞）
渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过 的扩散
（二个条件：半透膜、浓度差）成熟区表皮细胞、叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、萝卜根细胞、马铃薯块茎细胞
四、水分的运输、利用和散失
水分的运输途径是
水分的利用：1%～5%参与 作用和 作用等
水分的散失：95%～99%
吐水：经水孔进行，是水稻秧苗长出新根的标志
散失方式 ①促进水分 的主要动力
蒸腾作用：经气孔进行 ②促进矿质离子 的主要动力
（主要方式） ③防止灼伤叶片
五、合理灌溉
1、植物的需水规律：不同植物的需水量不同，同一种植物在不同的生长时期，需水量也不同
2、合理灌溉：根据植物的需水规律，适时地、适量地灌溉，以便使植物茁壮地生长，并且用最少的水获得最大的效益
传统：漫灌，特点是用水量 ，水的利用效率很
3、灌溉方式
现代：喷灌、滴灌，特点是用水量 ，水的利用效率很
难点突破
一、渗透作用 蔗糖分子 细胞壁
细胞膜 细胞液
浓度差 半透膜 原生质层 细胞质 浓度差
液泡膜 外界溶液
水分子
细胞核
人工渗透装置示意图 成熟的植物细胞示意图（质壁分离状态）
讨论：
（1）[外界溶液]＞[细胞液]时，细胞 水，可用 实验验证
（2）[外界溶液]＜[细胞液]时，细胞 水，可用 实验验证
（3）[外界溶液]＝[细胞液]时，内外达到平衡
（4）通常情况下，[土壤溶液]＜[细胞液]，细胞 水
即： 表皮细胞 表皮内层层细胞 导管
土壤溶液中的水 （细胞液浓度依次升高）
细胞壁 细胞间隙 导管
特殊情况下（施肥过多或盐碱地），[土壤溶液]＞[细胞液]，细胞 水或吸水困难，植物难以生存
内因：具大液泡而能形成原生质层；原生质层的伸缩性大，细胞壁的伸缩性小
（5）质壁分离
的原因 外因：[外界溶液]＞[细胞液]
（6）质壁分离和质壁分离的复原实验可验证：
①证明细胞的死活（此实验中，细胞始终是活的，死细胞是不能发生质壁分离和复原的）
②测定细胞液的浓度：梯度浓度法（撕取数片紫色洋葱磷片叶表皮，分别放入不同浓度的蔗糖溶液中，则细胞液浓度介于细胞尚未发生质壁分离和最初发生质壁分离的两种相邻的溶液之间）
③验证：原生质层是一层选择透过性膜 ④协助观察细胞膜
二、概念区分
1、扩散：溶质或溶剂，通过或不通过半透膜
渗透：溶剂，通过半透膜（渗透是扩散的特殊形式）
2、全透膜=透性膜，如细胞壁、死亡细胞的细胞膜
选透膜=选择透过性膜，如活细胞中所有生物膜（包括核膜），是生物活性材料，上有载体蛋白，
不易于人工操作
半透膜：一些物质可以通过，另一些物质不可以通过的多孔性薄膜，物质能否通过，完全取决于分子的大小，如玻璃纸、肠衣、鱼鳔等，不一定是生物活性材料，可指人工材料，上无载体蛋白，易于人工操作
原生质层：相当于一层半透膜
选透和半透的相同点：都是有的物质能过，有的物质不能过
3、渗透作用是双向的；水分的净移动方向：水往低处流
人工渗透装置：单位体积内水分子多的一侧 单位体积内水分子少的一侧
成熟的植物细胞：低浓度一侧 高浓度一侧（指溶质的浓度）
细胞膜的物质交换：高浓度一侧 低浓度一侧（指水本身的浓度）
渗透压（与溶质浓度成反比）：低渗溶液一侧 高渗溶液一侧
水势：高水势一侧 低水势一侧
4、渗透和吸胀吸水，一般同时存在，只是以谁为主
三、影响根吸收水分的因素
1、蒸腾作用：这是根吸水的动力
2、土壤溶液的浓度3、温度
四、[实验九]观察植物细胞的质壁分离与复原
实验原理①细胞壁和原生质层都能发生一定程度的收缩；但原生质层的收缩性比细胞壁大
②当[细胞液]＜[外界溶液]时，细胞失水，发生质壁分离
③当[细胞液]＞[外界溶液]时，细胞吸水，发生质壁分离的复原
方法步骤
1、制作紫色洋葱鳞片叶表皮的临时装片
2、高倍镜观察：能看到紫色的中央液泡、原生质层紧贴细胞壁
3、滴入蔗糖溶液
4、高倍镜观察：能看到紫色的中央液泡逐渐变小、颜色逐渐加深、原生质层逐渐与细胞壁分离开来（最初从四角分离）
5、滴入清水
6、高倍镜观察：能看到紫色的中央液泡逐渐胀大、颜色逐渐变浅、原生质层又逐渐贴向细胞壁
设计方法自身对照：正常表皮细胞 质壁分离表皮细胞 质壁分离复原表皮细胞
注意事项
1、实验材料的选择：常用紫色洋葱，因其细胞液中有紫色花青素，便于观察。如无紫色洋葱，可用藓类叶片，其叶绿体可随原生质层的收缩而聚拢，观察也很方便
2、试剂种类的选择：不伤害细胞即可。如食盐、蔗糖、甘油、硝酸钾（后二种能发生自动复原）
3、试剂浓度的选择：蔗糖溶液浓度从5%到30%递增，质壁分离时间逐渐缩短，但浓度超过60%后，一般不能发生复原。
问题讨论
当红细胞细胞膜两侧的溶液具有浓度差时，红细胞会不会发生质壁分离现象？
，为什么？因为红细胞没有
例题：
1、．在根吸收无机盐离子的过程中，一般情况下，下列因素中最重要的是
A．蒸腾速率 B．根尖表皮细胞内外无机盐离子的浓度差
C．离子进入根尖表皮细胞的扩散速率 D．根可利用的氧
2、从整个细胞来看，具有生命活力的原生质层指的是
①细胞壁②细胞膜③细胞质④液泡膜⑤液泡
A．①②③B．②③④C．③④⑤D．①④⑤
3、与根尖生长点细胞吸水无关的物质是
A．纤维素B．淀粉C．脂肪D．蛋白质
4、人和哺乳动物的红细胞在0.9％的生理盐水中，能基本保持常态的原因是
A．水分不进不出B．膜具有全透性C．水分进出平衡D．膜具有流动性
5、放在30％蔗糖溶液中会发生质壁分离的细胞是
A．人的口腔上皮细胞B．洋葱根尖生长点细胞
C．洋葱表皮细胞D．干种子细胞
6、观察植物细胞的质壁分离和复原实验回答下列问题：
（1）当把成熟细胞放入30％蔗糖液时， 的体积会缩小，的伸缩性小，而的伸缩性大，所以发生质壁分离现象。
（2）质壁分离是指植物细胞的与分离。
（3）将洋葱表皮细胞分别放入5％、30％、50％的蔗糖溶液中，在5％的蔗糖溶液中不发生质壁分离，原因是；放入50％蔗糖溶液的洋葱表皮细胞发生质壁分离，而且不能复原，原因是。
第五节 植物的矿质营养
基础扫描
一、植物的矿质营养：植物对矿质元素的 、 和 。
思考：植物吸收的矿质元素，是通过 作用或 回到无机环境中的。
二、植物必需的矿质元素
1、矿质元素：除 以外，主要由植物的根系从土壤中吸收的元素。
判断：矿质元素都是由根系从土壤中吸收的（ ）
根系从土壤中吸收的元素都是矿质元素（ ）
2、植物必需的矿质 大量元素（共6种）：
元素：共14种
微量元素（共8种）： Ni（镍）
3、溶液培养法：用含有全部或部分矿质元素的营养液培养植物的方法。
可验证某一矿质元素是否为植物生活所必需的矿质元素。方法如下：
植物生长发育正常：所缺元素不是植物必需的矿质元素
缺素培养 植物生长发育不正常 补充所缺元素后，植物生长发育又恢复正常：所补元素是植物必需的矿质元素
实验方案：
思考：①溶液培养法所用的培养液，是天然培养基还是合成培养基？ 培养基
②溶液培养法为什么不用基质？
③溶液培养法能同时缺乏两种元素吗？ ，每次培养只缺乏一种元素，这是按照实验设计的
原则来设计的。
三、根对矿质元素的吸收
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。优点是： ）和根尖伸长区的表皮细胞
3、吸收过程：主动运输（如何用实验证实其吸收方式为主动运输）
4、吸收特点： 性（不同植物吸收的矿质元素的种类和数量是不同的，这是由细胞膜上的 决定的）
5、根吸收矿质元素和呼吸作用有密切关系：呼吸作用为主动运输提供
（呼吸抑制剂能抑制矿质元素的吸收，不能抑制水分的吸收。说明①
② ）
6、根吸收矿质元素和渗透吸水是二个相对独立的过程。比较：
水分吸收矿质元素的吸收
区
别
原理
中央液泡形成之前，通过 作用吸水
中央液泡形成之后，主要通过 作用吸水（理解主要的含义）
方向水分从溶液浓度低的一侧向高的一侧渗透矿质离子从 溶液吸收进入 内
动力 作用 作用
特点受 二侧溶液浓度的影响具有 性
联系
①吸收的主要器官和部位一致，都是 和 细胞
②矿质离子 运输
③根吸收矿质离子，提高了 的浓度，从而提高了吸水能力
7、影响根吸收矿质元素的因素
内因：载体的 、 不同
外因：土壤 和氧气量；土壤溶液的酸碱度和
问题讨论：中耕松土为什么能提高氮肥的利用率？
四、矿质元素的运输和利用
1、运输途径是 ，运输动力是
（比较：水分的运输途径是 ，运输动力是 ）
判断：矿质元素的运输是随水分的运输而运输的（ ）
矿质元素的吸收是随水分的吸收而吸收的（ ）
2、矿质元素的利用
矿质
元素吸收形式：
全是离子存在
形式利用形式能否
转移缺乏
危害鉴别方法叶中含量
KK+可以重复再利用（反复利用）
能转移
老叶
嫩叶老叶先
受损害
溶液培养法：
嫩叶中含量高，可用来沤制绿肥
N、
P、
MgNO3―、NH4+
PO43―、
Mg2+
Ca、
FeCa2+、
Fe2+等稳定化合物
不能转移：
老叶中含量高
五、矿质元素的作用
①组成植物体的成分 ②调节植物体的生命活动
其中，植物营养的三要素是N、P、K
N：促进细胞的分裂和生长，使枝叶长得繁茂。（光合作用中还有何作用？）
P：促进幼苗的发育和花的开放，使果实和种子提早成熟（光合作用中还有何作用？）
K：使茎杆健壮，抗倒伏；促进淀粉的形成和运输
另外，缺硼（B）会使油菜花而不实
六、合理施肥
1、植物的需肥规律：不同植物的需肥量不同，同一植物在不同生长期，需肥量也不同。
2、合理施肥：根据植物的 规律，适时地、适量地施肥，以便使植物茁壮地生长，并且获得
的效果。
3、施肥方式：①深土施肥好于表土施肥，不仅肥料损失少，而且有利于利用根的向肥性（应激性一），促进根系向土壤深处生长；②根外施肥：特点是 ；③农家肥好于化肥：有利于疏松土壤（为什么？）
④光照充足时，大棚中可施气肥 （为什么？）
七、无土栽培
1、概念：利用溶液培养法的原理，把植物体生长发育过程中所需要的各种 ，按照一定的比例配制成 ，来栽培植物的技术。
2、特点：人工环境取代土壤环境，能直接调节和控制这种人工环境，使植物更好地生长发育。
3、优点：①全年栽培，产量很高
②节水节肥，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扩大了农作物栽培的范围和面积
注意：培养时，应注意向培养液中通空气，为什么？
八、元素小结
C： 元素
：含量最多的元素
CH：有机物共有元素； 中相对最多，使单位质量的脂肪氧化分解时，耗氧最多，放能最多
HO：细胞中含量最多的两种化合物即 的共有元素
CHO；是必需元素，但不是 元素；糖类、脂肪、蛋白质、核酸的共有元素
CHON：原生质的基本元素； 的必有元素
：导致水体富营养化的元素
CHONP：ADP、ATP、核苷酸、核酸、磷脂的组成元素
CHONS：胰岛素、青霉素的组成元素
：原生质的主要元素，占97%
CHONPSKCaMg：必需元素中的 元素
FeMnBZnCuMoClNi： 必需元素中的微量元素
FeMnBZnCuMoClNiCoINa： 的培养基中微量元素
CHONPSKCaMg，FeMnBZnCuMoClNi： 必需元素
：矿质元素
有害元素： ―水俣病、Cd―痛痛病
例题：
1．下图的曲线为表示呼吸强度与根对矿质元素离子吸收的数量关系（横轴表示呼吸的强度，纵轴表示离子吸收量），其中正确的是（ ）
A B C D
2、写出四种与光合作用有关的矿质元素的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
元素：______，作用
3、下表是用于无土栽培的一种培养液配方，请回答下列问题：
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)用此培养液培育某高等植物时，往往要给培养液中通人空气，这一措施的目的是用以促进 ，以利于对矿质元素的吸收。要使该植物生长良好，根据光合作用所必须的条件，除了适宜的温度外，还需要 和 。
(2)植物在吸收培养液中的矿质离子时，主要是通过 方式进行的。经过一段时间后，检测到培养液中留存的Ca2+较多，而NO3-较少，这一现象与细胞膜的 有关。
(3)若除去该培养液中的MgSO4，将直接影响植物体内 的合成。
(4)该配方中属于植物所需的大量矿质元素是 ，微量元素是 。
4、下图表示水培法栽培植物的简图，请分析回答：
成分Ca（NO3）2MgSO4KH2PO4KClFeCl3H2O
含量/g1.00.250.250.120.0051000
(1)如果用18O标记的CO2来进行大气施肥,则18O首
先出现在 (物质)中；如果培养液中的水
为18O标记的水,不久发现周围空气中出现放射性元
素,其存在于 (物质)中
（2）如果A、B分别为等质量的番茄和水稻幼苗，培
养一段时间检测A、B培养液发现，A比B中含Ca2+少，
可以断定番茄根细胞膜表面运载Ca2+的载体 ，
该实验说明 。
（3）除了通气外，其它条件不变，较长时间培养后，
比较B装置中三个叶片的Mg，Ca含量，含Mg量最大的是 ，Ca含量最大的是 。
（4）若用上表所示的培养液培养硝化细菌，成分应如何调整？
如果培养圆褐固氮菌，成分应如何调整？
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