【2017年整理】必修一册三4-5植物对水分的吸收和利用植物的矿质营养.doc

年 级 高二 学 科 生物 版 本 人教版 内容标题 植物的水代谢和矿质元素代谢 编稿老师 陈义 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 植物的水代谢和矿质元素代谢 二. 学习内容： 本周学习渗透作用的原理，植物对水分和矿质元素的吸收、散失、运输、利用以及水和矿质元素的合理利用。渗透作用的发生需要有两个条件：半透膜和浓度差，当成熟植物细胞具备了两个条件时，就会发生渗透作用。水分和矿质元素来自土壤，通过根吸收。根吸收水分最活跃部位是根尖成熟区表皮细胞，通过渗透作用吸收水分。水分进入导管通过两条途径，外质体途径和质外体途径，矿质元素则通过主动运输吸收，它们的运输是同一个过程，在植物体内存留很少的水分用以代谢，而大部分水分则通过蒸腾而散失，矿质元素则用于新陈代谢。植物必需的矿质元素种类，确定植物必需的矿质元素的方法，根对水分吸收及对矿质元素吸收是两个相对独立过程，而且除根外叶片等部位也可以吸收矿质元素。 三. 学习重点： 1. 渗透作用的原理 2. 植物细胞失水、吸水的原理 3. 矿质元素的概念，矿质元素的吸收和运输 4. 植物细胞吸水和失水的条件 5. 矿质元素在植物体内的利用 学习难点： 1. 渗透作用的原理 2. 矿质元素的概念，矿质元素的吸收和运输 3. 植物对水分的吸收和对矿质元素吸收的关系 4. 矿质元素在植物体内的利用 5. 合理利用水分和矿质元素 学习过程： 植物的水分代谢 （一）渗透作用原理 在长颈漏斗口处密封玻璃纸（半透膜）往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入到盛有清水的烧杯中，使管内外的液面高度相等。 现象：漏斗管内的液面逐渐上升。 解释：烧杯内的水分子透过半透膜，向漏斗内的蔗糖溶液中扩散，蔗糖则不能透过半透膜向清水里扩散。 原理：半透膜是只能让一部分分子通过的特殊膜，在该实验中，漏斗内是蔗糖溶液，其单位体积内水分子的数目比另一侧——清水侧单位体积所含水分数少；水是可自由通过半透膜的，而蔗糖分子不能通过半透膜。因此，在分子热运动情况下，同一时间内进入漏斗的水分子比出漏斗的水分子数目多，因而漏斗内液面不断上升，直到在单位时间内通过半透膜的分子数相等——这种水分子（其它溶剂分子）透过半透膜的扩散称渗透作用。 条件： ① 具有半透膜 ② 该半透膜两侧溶液具有浓度差 说明：半透膜两侧的浓度差通常是溶液的摩尔浓度；渗透压也是一种能量，漏斗的液面比烧杯内的液面要高，所形成的压力使得漏斗内的水分以更快的速度进入烧杯，最后达到平衡。 （二）植物细胞是一个渗透系统： 成熟的植物细胞，细胞质中有一个大的液泡，即中央液泡。 1. 未成熟植物细胞：吸胀吸水。（无中央液泡） 细胞内蛋白质、淀粉、纤维素等亲水性物质吸收水分。 吸胀吸水能力：大豆＞蚕豆＞玉米、水稻、小麦＞芝麻、蓖麻 2. 成熟植物细胞：渗透作用吸水（具有中央液泡） （1）细胞壁：非选择性透过膜，水和溶质都能透过。 （2）细胞膜、液泡膜：选择透过性膜，水分子可自由通过 细胞选择吸收的离子和小分子也可通过 其它离子、小分子、大分子均不能通过。 因此，原生质（细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质）可看成一层半透膜。而液泡液与外界溶液通常具有浓度差——成熟植物细胞往往是个渗透系统，当成熟植物细胞与外界溶液接触时，细胞液就会通过原生质层与外界溶液发生渗透作用。 3. 植物细胞的吸水与失水 条件：外界溶液浓度液泡液浓度 细胞渗透失水 外界溶液浓度液泡液浓度 细胞渗透吸水 部位：根尖成熟区 方式：渗透吸水 土壤溶液浓度比较低，成熟植物细胞液浓度较高，细胞可以渗透吸水。 途径：原生质途径：通过成熟区表皮细胞及内层细胞以渗透作用层层渗入 质外体途径：通过细胞壁及细胞间隙扩散作用向里渗入 最终两者都进入导管，由导管向上运输 动力：蒸腾作用，根压 （三）水分的运输、利用和散失： 1. 运输：通过根、茎、叶中的导管运输 2. 利用：1%～5%的水分保持，参与光合作用，呼吸作用等代谢活动 3. 散失：95%～99%蒸腾作用散失掉 小部分，通过胞吐作用散失 蒸腾作用是促使水分在体内运输的重要动力，根压也是水分吸收的动力来源 （四）合理灌溉： 根据植物需水规律，适时、适量灌溉 传统手段：漫灌、 先进方法：喷灌、滴灌 效率高、节约用水 植物的矿质营养 组成原生质的元素有许多，化合物也有许多，除了植物从大气中吸收获取外，是根从土壤中吸收的。是构成原生质的基本元素，但原生质还有蛋白质与核酸中含，还有等元素都是植物所必需的。 （一）植物必需的矿质元素： 1. 矿质元素：除外，主要由根系从土壤中吸收的元素 2. 研究方法：溶液培养法（