第三課生物新陳代謝第四課時植物對水分吸收、利用和礦物質(zhì)營養(yǎng)

生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第1頁關(guān)鍵點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)1滲透作用原理一個經(jīng)典滲透裝置（或系統(tǒng)）必備條件：一是含有半透膜，二是半透膜兩側(cè)溶液含有濃度差。生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第2頁關(guān)鍵點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)成熟植物細(xì)胞是一個滲透系統(tǒng)

原生質(zhì)層（細(xì)胞膜，液泡膜及這兩層膜之間細(xì)胞質(zhì)）能夠被看作是一層選擇透過性膜，細(xì)胞壁（纖維素組成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）是全透性。細(xì)胞液含有很多溶解于水中物質(zhì)，所以它含有一定濃度。因為原生質(zhì)層相當(dāng)于選擇透過性膜，原生質(zhì)層兩側(cè)溶液含有濃度差，所以，當(dāng)植物細(xì)胞與外界溶液接觸時，細(xì)胞液也會經(jīng)過原生質(zhì)層與外界溶液發(fā)生滲透作用。

生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第3頁關(guān)鍵點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)2水分吸收與利用質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原原因

原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離現(xiàn)象當(dāng)植物細(xì)胞處于高滲溶液中（即外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度）時，因為細(xì)胞壁伸縮性較小，而原生質(zhì)層伸縮性較大。當(dāng)細(xì)胞中水分不停向外滲出時，液泡和原生質(zhì)層在細(xì)胞壁收縮停頓以后還會繼續(xù)不停收縮，結(jié)果原生質(zhì)層就與細(xì)胞壁分離開來，液泡和原生質(zhì)層縮成球形小團(tuán)，原生質(zhì)層與細(xì)胞壁之間充滿了（蔗糖溶液）高滲溶液。生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第4頁關(guān)鍵點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)外界溶液濃度＞細(xì)胞液濃度細(xì)胞失水質(zhì)壁分離復(fù)原假如把以經(jīng)發(fā)生了質(zhì)壁分離細(xì)胞放入清水或濃度比細(xì)胞液低蔗糖溶液中，外面水分就向內(nèi)滲透，液泡逐步變大，原生質(zhì)層和液泡逐步恢復(fù)原狀。這種現(xiàn)象叫～。外界溶液濃度＜細(xì)胞液濃度細(xì)胞吸水生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第5頁關(guān)鍵點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)水分運(yùn)輸、利用和散失根吸收水分，經(jīng)過根部導(dǎo)管運(yùn)輸?shù)角o，再由莖運(yùn)輸?shù)饺~，然后還要由植物體（主要是葉）表面散失到大氣中。

植物體內(nèi)水分，主要以水蒸氣形式經(jīng)過葉氣孔散失到大氣中，這就是蒸騰作用。根吸收水分有９９%左右都因為蒸騰作用而散失掉了，只有１%左右保留在植物體內(nèi)，參加光合作用和其它代謝過程。

運(yùn)輸利用生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第6頁關(guān)鍵點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)

1.是植物吸收水分和促使水分在體內(nèi)運(yùn)輸主要動力。蒸騰作用意義3.蒸騰作用中水變?yōu)樗魵鈺r吸收大量熱能，從而能夠降低植物體尤其是葉片溫度，防止因強(qiáng)烈陽光照射而造成灼傷。

2.促進(jìn)溶解在水中礦質(zhì)養(yǎng)料在植物體內(nèi)運(yùn)輸。3植物必需元素生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第7頁關(guān)鍵點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)植物細(xì)胞必需元素大量元素微量元素礦質(zhì)元素Fe、Mn、Mo、B、Zn、Cu、Cl細(xì)胞中化學(xué)元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg除C、H、O以外，植物由根系從土壤中吸收元素C、H、O生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第8頁關(guān)鍵點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)大量元素微量元素占生物體干重49%元素是：C占原生質(zhì)總量95%元素是：C、H、O、N、P、SC、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Na、Fe、ClCu、Co、I、Mn生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第9頁關(guān)鍵點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)4礦質(zhì)元素吸收與利用交換吸附主動運(yùn)輸H+、HCO3--H2CO3H2O+CO2呼吸作用方向：由低到高條件：需要載體是否耗能：耗能生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第10頁關(guān)鍵點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)吸收特性離子態(tài)：如K選擇性吸收礦質(zhì)元素的利用化合態(tài)與細(xì)胞膜上載體種類和數(shù)量相關(guān)不穩(wěn)定：如N、P、Mg穩(wěn)定：如Ca、Fe可重復(fù)利用不能重復(fù)利用生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第11頁關(guān)鍵點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)5合理澆灌與施肥合理澆灌植物一生中都需要不停地吸收水分。不一樣植物需水量不一樣；同一個植物不一樣發(fā)育時期，需水量也不相同。合理澆灌就是指依據(jù)植物需水規(guī)律適時地、適量地澆灌，方便植物體茁壯生長，而且用最少水獲取最大效益。生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第12頁關(guān)鍵點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)合理施肥植物一生中都需要不停地從外界吸收必需礦質(zhì)元素。不一樣植物對各種必需礦質(zhì)元素需要量不一樣；同一個植物不一樣生長發(fā)育時期，對各種礦質(zhì)元素需要量也不相同。合理施肥就是指依據(jù)植物需肥規(guī)律適時地、適量地施肥，方便植物體茁壯生長，而且獲少肥高效結(jié)果。生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第13頁能力、思維、方法【例1】以下哪種細(xì)胞被放入高滲溶液中將會出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象()A剛撕下蠶豆葉表皮細(xì)胞B還未萌發(fā)菜豆胚芽細(xì)胞C用95%乙醇浸泡過洋蔥鱗片葉上表皮細(xì)胞D剛切下小麥根尖生長點(diǎn)細(xì)胞A生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第14頁能力、思維、方法【解析】成熟植物細(xì)胞經(jīng)過滲透作用失水發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。一個經(jīng)典滲透裝置必需具備兩個條件：半透膜、半透膜兩側(cè)有濃度差。根尖生長點(diǎn)細(xì)胞、菜豆胚芽細(xì)胞因缺乏大液泡而不發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。用95%乙醇浸泡造成植物細(xì)胞死亡，膜選擇透過性功效受到破壞，變成全透性膜，所以也不能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。只有剛撕下蠶豆葉表皮細(xì)胞是一個成熟植物細(xì)胞，同時含有生理活性，在高滲溶液中將發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第15頁能力、思維、方法【例2】如圖為測定植物蒸騰作用簡易裝置，整個裝置是密封且充滿水，僅細(xì)管中留有一個氣泡。依據(jù)標(biāo)尺可計算出氣泡移動位置。進(jìn)而計算出水分改變數(shù)量。這一數(shù)量代表()

A蒸騰失水?dāng)?shù)量B光合作用消耗水量C植株吸收水量D呼吸作用消耗水量C生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第16頁能力、思維、方法【解析】植物體吸收水分主要由蒸騰作用散失，約占植物體吸水總量95%～99%。在光合作用和呼吸作用等生理過程中，水是反應(yīng)原料之一。上圖所表示裝置中，植物體全部吸收水分都是經(jīng)過玻璃細(xì)管，所以氣泡移動表示植株吸水總量。題中“測定植物蒸騰作用裝置”這種說法含有一定干擾性，假如忽略了光合作用和呼吸作用等生理過程對水消耗，這種說法是能夠成立。

生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第17頁能力、思維、方法【例3】下列圖是研究植物水分代謝四個試驗裝置。圖(3)、(4)玻璃管口下封以半透膜

A30%蔗糖溶液B蔗糖溶液

請判斷試驗開始后，玻璃管內(nèi)水是否流動及流動方向(無流動以×表示，流動方向以↓、↑、→、←表示)。下面四個選項中符號依次表示四個裝置中用括號標(biāo)示玻璃管內(nèi)水分流動現(xiàn)象，其中正確是()A↑↓××B×↑×→C↓↑→→D↓↑×←B生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第18頁能力、思維、方法【解析】本題以詳細(xì)試驗為背景考評植物水分代謝基本概念，包括滲透作用，植物體內(nèi)水分蒸騰和水分運(yùn)輸知識。裝置(2)是一個常見情境，情況與日常生活中將鮮花插在花瓶中類似。植物葉和莖經(jīng)過蒸騰作用將體內(nèi)水分散發(fā)到空氣中。蒸騰作用產(chǎn)生拉力，使水分上升。所以該裝置玻璃管內(nèi)水分自然會向上流動。裝置(1)是裝置(2)中將插有枝條玻璃管倒置，使莖和葉浸于水中。這種情況下，葉片和莖不可能蒸發(fā)。所以，玻璃管內(nèi)水分既不會向枝條一端，也不會向含有油滴一端流動，所以該玻璃管水分不會流動。(3)和(4)是兩個滲透計由一個玻璃管連接起來裝置，主要考評滲透作用知識。滲透作用是水分從溶液濃度低一側(cè)經(jīng)過半透膜向溶液濃度較高一側(cè)運(yùn)動現(xiàn)象。半透膜兩側(cè)濃度差越大，滲透作用壓力越大。裝置(3)兩個滲透計半透膜下方是水，上面是蔗糖溶液，都會發(fā)生滲透作用。生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第19頁能力、思維、方法因為兩個滲透計中均為30%蔗糖溶液，所以兩個滲透計中滲透作用產(chǎn)生壓力相等，所以連接兩個滲透計玻璃管內(nèi)沒有水分凈流動。裝置(4)左側(cè)滲透計內(nèi)為30%蔗糖溶液，而右側(cè)是5%蔗糖溶液，與右側(cè)滲透計比較，左側(cè)滲透計半透膜兩側(cè)濃度差大，產(chǎn)生滲透壓大，所以玻璃管內(nèi)水分自左向右流動。

【例4】(上海高考)請依據(jù)以下條件設(shè)計一個試驗，判別兩種不一樣濃度蔗糖溶液，寫出試驗步驟，并分析試驗結(jié)果。一瓶10%蔗糖溶液、一瓶30%蔗糖溶液、250mL燒杯一只、半透膜制成小袋一只、刻度玻璃管一支、細(xì)線一根、支架一個。

生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第20頁能力、思維、方法【解析】試驗設(shè)計普通方法是：先尋找科學(xué)試驗原理作為依據(jù)；其次是了解題目已知條件隱含意義，充分利用所給器材、試劑，設(shè)計好試驗步驟；最終從不一樣角度全方面分析試驗結(jié)果。很顯著，本題試驗設(shè)計原理是滲透作用，滲透作用產(chǎn)生條件是兩個方面：一是半透膜，二是半透膜兩側(cè)溶液有濃度差。在題目所提供材料中，刻度玻璃管用來觀察液面高度變化，細(xì)線用來扎緊透析袋和玻璃管，支架用于垂直固定。試驗結(jié)果有兩種可能，玻璃管中液面上升或下降：假如液面升高，說明透析袋內(nèi)溶液濃度高于燒杯中溶液中濃度，即透析袋中為30%蔗糖溶液，燒杯中為10%庶糖溶液；反之，透析袋中是10%蔗糖溶液，燒杯中為30%蔗糖溶液。

生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第21頁能力、思維、方法【例5】(1999年上海高考)下表是用于無土栽培時一個培養(yǎng)液配方。Ca(NO3)210克MgSO4025克KH2PO4025克KCl012克FeCl30005克H2O1000克請回答以下問題：(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，這一辦法目標(biāo)是用以促進(jìn)，以有利于礦質(zhì)元素吸收。要使植物生長良好，依據(jù)光合作用所必需條件，除了適宜溫度外，還需要和。

生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第22頁能力、思維、方法(2)植物在吸收培養(yǎng)液中礦質(zhì)離子時，主要經(jīng)過方式進(jìn)行，經(jīng)過一段時間后，檢測培養(yǎng)液中留存Ca2+較多，而NO-3較少，這一現(xiàn)象與細(xì)胞膜相關(guān)。(3)若除去該培養(yǎng)液中硫酸鎂，將直接影響植物體內(nèi)合成。該配方中屬于植物生長所需大量元素是，微量元素是

。

【答案】(1)根有氧呼吸光照適宜CO２濃度(2)主動運(yùn)輸選擇透過性(3)葉綠素

C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Cl

生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第23頁能力、思維、方法【解析】植物生長發(fā)育必需元素有16種，其中C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg為大量元素，F(xiàn)e、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl為微量元素。礦質(zhì)元素是以離子形式被細(xì)胞吸收，這一過程需要載體、能量，屬于主動運(yùn)輸。所以增加根呼吸強(qiáng)度，就能促進(jìn)礦質(zhì)元素吸收，向培養(yǎng)液中泵入空氣目標(biāo)是促進(jìn)根有氧呼吸。

生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第24頁延伸、拓展礦質(zhì)元素離子進(jìn)入細(xì)胞是一個主動運(yùn)輸過程，需要載體幫助和消耗呼吸作用釋放能量。促進(jìn)根呼吸作用，有利于礦質(zhì)元素離子吸收。對農(nóng)田種植來說，松土有利于植物根系呼吸作用，而對無土栽培來說，植物根系浸泡在營養(yǎng)液中，向營養(yǎng)液中泵入空氣，增加溶解氧，有利于促進(jìn)根呼吸。礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)作用主要是參加細(xì)胞中一些化合物合成、影響植物體生命活動，而元素利用形式有三種，即呈離子狀態(tài)，可自由移動，如鉀元素；形成不穩(wěn)定化合物，如氮、磷、鎂；形成穩(wěn)定化合物，如鈣和鐵。

生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第25頁延伸、拓展【例6】在根吸收無機(jī)鹽離子過程中，普通情況下，以下原因中最主要是()A蒸騰速率B根尖表皮細(xì)胞內(nèi)外無機(jī)鹽離子濃度差C離子進(jìn)入根尖表皮細(xì)胞擴(kuò)散速率D根可利用氧D【解析】本題考評植物根系吸收礦質(zhì)元素過程基本知識。教材中明確指出，“根細(xì)胞吸收土壤溶液中礦質(zhì)元素離子過程，與根細(xì)胞呼吸作用有親密關(guān)系”，“根細(xì)胞細(xì)胞膜表面吸附離子，還要深入轉(zhuǎn)移到根細(xì)胞中去，這是一個主動運(yùn)輸過程”。

生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第26頁延伸、拓展這說明根吸收礦質(zhì)元素是一個主動吸收運(yùn)輸過程，要消耗能量，能量要由呼吸作用產(chǎn)生ATP提供。呼吸作用需要充分氧氣。土壤中氧氣含量往往是一個制約原因。選項D“根可利用氧”就成為根吸收無機(jī)離子最主要原因，是本題正確選項。蒸騰速率與無機(jī)鹽在體內(nèi)運(yùn)輸相關(guān)，與吸收也有一定關(guān)系，但無機(jī)離子進(jìn)入根細(xì)胞是一個主動運(yùn)輸過程，因而與蒸騰速率即使相關(guān)，但不是主要，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(yùn)輸考慮，所以也不是正確選項。

生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第27頁延伸、拓展【例7】用含有各種必需元素溶液培養(yǎng)大麥。試驗分兩組，一組在光下，一組在黑暗中，48小時后測定幾個離子濃度。表中各離子下數(shù)據(jù)為試驗結(jié)束時，溶液中離子濃度占試驗開始時濃度百分比。試驗條件水分消耗/mlCa2+／%K+／%Mg2+／%光下109013527179

暗中43510535113回答以下問題：(1)從吸收離子和吸收水百分比看，大麥在光下吸收哪種離子比吸收水分快?。(2)從上述試驗所取得數(shù)據(jù)，能夠得出哪些結(jié)論?生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第28頁延伸、拓展【答案】(1)K+(2)①光下蒸騰作用比黑暗中強(qiáng)，消耗水分多②吸收礦質(zhì)元素受光照影響③吸收水分和吸收礦質(zhì)元素是兩個相對獨(dú)立過程④植物對礦質(zhì)離子吸收含有選擇性生物的新陳代謝專業(yè)知識專家講座第29頁延伸、拓展【解析】本題要求考生看懂顯示試驗結(jié)果數(shù)據(jù)表格，依據(jù)植物礦質(zhì)營養(yǎng)生理知識進(jìn)行分析，從中得出正確結(jié)論。表中列出分別在光下和暗中進(jìn)行兩組試驗結(jié)果，包含水分消耗溶液中各離子濃度情況數(shù)據(jù)。在反應(yīng)離子吸收情況一欄內(nèi)顯示試驗結(jié)束時，溶液中有些離子濃度超出試驗開始時濃度，即超出100%。這一點(diǎn)可能使一些考生產(chǎn)生迷惑，為何