植物的生活第12章植物維持生物圈的穩(wěn)定第3節(jié)植物參與生物圈中的水循環(huán)第5

單元1.描述植物的蒸騰作用。2.描述氣孔的組成及開閉的原理。(重難點(diǎn))3.描述植物在生物圈水循環(huán)中的作用。4.能運(yùn)用植物的蒸騰作用等知識，解釋生產(chǎn)、生活中的相關(guān)現(xiàn)象。(難點(diǎn))5.認(rèn)同植物進(jìn)行蒸騰作用的意義以及在生物圈水循環(huán)中的作用，初步形成保護(hù)森林的情感和意識。(重點(diǎn))我們在茂密的森林里行走時，常常會感覺空氣比較濕潤（圖12-16）。有資料表明，我國森林的水源涵養(yǎng)量約占陸地生態(tài)系統(tǒng)的水源總涵養(yǎng)量的60.8%。森林為什么可以調(diào)節(jié)氣候、保持水土呢？圖12-16森林植物的蒸騰作用驗(yàn)證植物的蒸騰作用你知道嗎，植物吸收的水分除很小一部分參與植物體內(nèi)各項(xiàng)生命活動外，大部分的水通過蒸騰作用散失到大氣中。我們可以通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證植物的蒸騰作用。1.從一株生長健壯的植物上選取兩段相似的枝條，一段剪去葉片，另一段保留全部葉片。2.在兩個錐形瓶中加入等量的清水。

3.將兩段枝條分別插入兩個錐形瓶內(nèi)，盡量接近瓶底。在瓶內(nèi)水面上滴入少量食用油覆蓋液面，并在瓶壁進(jìn)行水位標(biāo)記。4.用透明塑料袋分別套在兩段枝條上，扎緊塑料袋口（圖12-17）。將上述兩個裝置一起放在有陽光、溫暖的地方，約3h后觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。圖12-17驗(yàn)證葉的蒸騰作用示意圖1.向錐形瓶內(nèi)滴入少量食用油的作用是什么？

2.生產(chǎn)和生活中有哪些與本實(shí)驗(yàn)類似的現(xiàn)象？舉例說明。

向錐形瓶內(nèi)滴入少量食用油的目的是防止瓶內(nèi)水分蒸發(fā)，這樣可用來說明錐形瓶內(nèi)水分的減少都是通過植物的蒸騰作用散失的。如蔬菜大棚薄膜上經(jīng)常會有很多小水珠。在上述實(shí)驗(yàn)中，塑料袋內(nèi)壁上出現(xiàn)的小水珠主要是由葉片散發(fā)出來的水蒸氣凝結(jié)而成的。水分以氣體的狀態(tài)從植物體內(nèi)散發(fā)到植物體外的過程，叫作蒸騰作用（transpiration）。你知道水分是如何從葉片中散發(fā)出來的嗎？

我們曾經(jīng)在七年級上學(xué)期開展的“觀察葉片的結(jié)構(gòu)”實(shí)驗(yàn)中觀察到，葉表皮是一層排列緊密、無色透明的細(xì)胞，表皮上有很多氣孔。氣孔是葉表皮上一對保衛(wèi)細(xì)胞之間的空隙，是葉片散失水分以及與外界進(jìn)行氣體交換的“門戶”（圖12-18）。氣孔的張開與閉合可以調(diào)節(jié)蒸騰作用的強(qiáng)度，使植物體內(nèi)經(jīng)常保持著適量的水分。（人工染色）圖12-18葉表皮上的氣孔蒸騰作用是植物散失水分的主要方式，它對植物的生活有著重要的意義。植物通過蒸騰作用產(chǎn)生一種向上的拉力，促進(jìn)水分和溶解在水中的無機(jī)鹽從植物的根運(yùn)輸?shù)角o、葉等器官，保證各組織器官對水和無機(jī)鹽的需要。蒸騰作用可以降低葉表面的溫度，使植物有效地散熱，這樣在炎熱的夏天，植物就不會因?yàn)闅鉁剡^高而被灼傷。蒸騰作用還能提高空氣濕度，影響局部地區(qū)的降水量。熱帶雨林的降水中，一部分就是由植物蒸騰作用散失的水分冷凝而成的。植物在生物圈水循環(huán)中的作用將一杯水靜置幾天后，你會發(fā)現(xiàn)杯中的水減少了，這是因?yàn)楸械乃舭l(fā)了。海洋、湖泊和江河中的水同樣也會蒸發(fā)，變成空氣中的水蒸氣。水蒸氣遇冷形成雨降落到地面，被各種生物利用。植物吸收的水分大部分通過蒸騰作用以水蒸氣的形式返回大氣，參與生物圈中的水循環(huán)（圖12-19）。圖12-19生物圈中的水循環(huán)示意圖農(nóng)田節(jié)水灌溉植物的一生中都需要不斷地吸收水分。根據(jù)植物需水規(guī)律，適時、適量地灌溉，既有利于植物生長，也可有效地利用水資源。我國部分地區(qū)的水資源并不豐富。傳統(tǒng)的農(nóng)田灌溉方式不僅用水量大，而且水的利用效率較低。因此，農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)不僅關(guān)系著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，同時關(guān)系著我國水資源的可持續(xù)利用。

地面滴灌和地下灌溉都是節(jié)水、高效的灌溉技術(shù)，在我國很多地區(qū)已經(jīng)使用。這樣的灌溉方式是將具有一定壓力的水過濾后經(jīng)管網(wǎng)和出水管道（滴灌帶）滴頭，緩慢而均勻地滴入植物根部附近的土壤表面或地下。滴灌方式由于滴水量小，水滴緩慢入土，大大減少了土壤中水分的蒸發(fā)，節(jié)約了水資源。灌溉時還可以把肥料加到水中，經(jīng)過滴頭直接施加到植物根系，減少肥料損失；同時采用少施、勤施的辦法，提高肥料的利用率，降低肥料的使用量，達(dá)到節(jié)肥的目的。滴灌控制了植物種植行間土壤的水分和肥料，也能抑制雜草生長，便于農(nóng)事操作，節(jié)省勞力。

采用節(jié)水灌溉技術(shù)輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，為我國農(nóng)業(yè)綠色、安全、可持續(xù)地發(fā)展提供了有力的支撐?？鐚W(xué)科實(shí)踐活動栽培草莓，探究影響草莓生長的環(huán)境條件綠色開花植物的一生要經(jīng)歷種子萌發(fā)、生長、開花、結(jié)果與死亡等階段（圖12-20）。水分、空氣、光照、土壤酸堿度、土壤微生物等環(huán)境條件都會影響植物的生長。圖12-20草莓的幾個生長階段示意圖圖12-20草莓的幾個生長階段示意圖草莓的生長受土壤、水分、光照、肥料等多種條件影響。栽培草莓時，人工控制這些環(huán)境條件能促進(jìn)果實(shí)高產(chǎn)。如適合草莓栽培的土壤有沙土、壤土、黏土等。沙土滲水速度快，保水性能差，通氣性能良好；黏土滲水速度慢，保水性能好，通氣性能差；壤土介于黏土和沙土之間，兼有黏土和沙土的優(yōu)點(diǎn)。

草莓的育苗方式有多種，可用種子進(jìn)行育苗，也可以利用匍匐莖繁育種苗。1.栽培草莓，觀察草莓生長發(fā)育過程中的變化，體驗(yàn)綠色開花植物的生命周期。

2.探究影響草莓生長的環(huán)境條件。草莓種子、刀、塑料膜、陶瓷花盆（或大塑料桶）、筆等。

（一）制訂方案

以小組為單位，在查閱資料、采訪草莓種植園技術(shù)人員等基礎(chǔ)上，了解草莓育苗、移栽、栽培等步驟的技術(shù)要領(lǐng)和注意事項(xiàng)。在充分交流討論的基礎(chǔ)上，從土壤、水分、肥料、光照等環(huán)境因素中選擇想要探究的因素，制訂實(shí)踐活動方案。

提示：在探究影響草莓生長的某種因素時，要設(shè)置實(shí)驗(yàn)組和對照組。在制訂實(shí)踐活動方案時，要對活動步驟進(jìn)行合理安排，還要設(shè)計記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格等。（二）種植實(shí)踐

根據(jù)方案進(jìn)行實(shí)踐活動。定期觀察并

記錄草莓（圖12-21）的生長發(fā)育情況。

活動中注意以下事項(xiàng)。

1.在育苗階段，選取優(yōu)質(zhì)的草莓種子，浸泡8~12h后播種育苗。播種育苗的過程中要采取保溫、保濕等措施。將育苗盤放在光線充足、通風(fēng)透氣的環(huán)境中，記錄出苗以及第一片幼葉形成的時間，統(tǒng)計種子的發(fā)芽率，等等。2.當(dāng)幼苗長出3~4片幼葉后，選用或制作合適容器移栽幼苗。

3.在種植階段，觀察草莓在生長發(fā)育過程中的變化，記錄新葉的片數(shù)、葉片大小的變化、開花結(jié)果的時間和數(shù)量等信息。

4.比較不同變量下草莓的生長發(fā)育情況，分析適合草莓生長的最適環(huán)境條件。根據(jù)整個活動過程撰寫種植實(shí)踐報告或種植指南。

（三）展示交流與評價

1.各小組運(yùn)用圖片、視頻等形式，展示草莓生長發(fā)育的過程；基于各小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，匯報和討論影響草莓生長的環(huán)境條件；交流實(shí)踐過程中遇到的困難及解決方法。

2.從實(shí)踐過程、觀察記錄等方面對實(shí)踐活動進(jìn)行自評或互評，提出合理的修改建議。各小組在評價的基礎(chǔ)上，反思研究中的不足，完善實(shí)踐報告。植物在沒有土壤的情況下也可以進(jìn)行栽培。嘗試根據(jù)番茄生長發(fā)育所需的環(huán)境條件，選擇或設(shè)計恰當(dāng)?shù)难b置，利用營養(yǎng)液進(jìn)行番茄的無土栽培。在這個過程中，定期補(bǔ)水、更換營養(yǎng)液、通氣。觀察并記錄番茄在生長發(fā)育過程中的變化，探究植物無土栽培條件的控制。1880年，德國科學(xué)家威廉·恩格爾曼（WilhelmEngelmann，1843—1909）選用水綿作為實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)行了光合作用的實(shí)驗(yàn)（圖12-22）。恩格爾曼先將載有水綿和好氧細(xì)菌（需要生活在氧氣充足的環(huán)境中的一些細(xì)菌）的臨時裝片放在沒有空氣并且黑暗的環(huán)境里，一段時間后用極細(xì)的光束照射水綿。在顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，好氧細(xì)菌只集中在葉綠體被光束照射到的部位周圍。他再將上述臨時裝片完全暴露在光下，好氧細(xì)菌則集中在葉綠體所有受光部位周圍。恩格爾曼實(shí)驗(yàn)表明葉綠體是光合作用的場所。圖12-22恩格爾曼實(shí)驗(yàn)示意圖葉綠體中含有能夠吸收光能的色素，如藍(lán)綠色的葉綠素a、黃綠色的葉綠素b以及黃色的葉黃素和橙黃色的胡蘿卜素等。在春夏季節(jié)，葉綠體中葉綠素的含量高，葉綠素的顏色把其他色素的顏色掩蓋住了。到了秋季，隨著氣溫不斷降低，葉綠素分解的速度大于合成的速度，綠色逐漸減退，葉綠體中原來含有的葉黃素和胡蘿卜素使葉片呈現(xiàn)黃色、橙黃色。槭樹、柿樹、楓樹和烏桕等樹木的葉片還會出現(xiàn)紅色等。這是因?yàn)楹絹碇埃?xì)胞內(nèi)的花青素大量形成，葉綠素含量急劇減少，一些樹木的葉片紛紛顯露出艷麗的紅色、紫色等。有的生物體或組織在供氧不足的情況下，可進(jìn)行無氧呼吸。無氧呼吸的過程中，葡萄糖不能完全分解，釋放的能量較少。不同的生物進(jìn)行無氧呼吸會產(chǎn)生不同的產(chǎn)物。人的肌肉細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸時產(chǎn)生乳酸，乳酸積累過多會引起人體局部肌肉損傷。酵母菌進(jìn)行無氧呼吸，可以將葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。通常把酵母菌等微生物在供氧不足的環(huán)境中進(jìn)行的呼吸作用叫作厭氧發(fā)酵。腺苷三磷酸是存在于生物體細(xì)胞內(nèi)的一種含有高能量的化合物，是生物體進(jìn)行各種生命活動所需能量的直接來源。儲存在糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等有機(jī)物中的能量不能被生物體直接利用，它們必須被氧化分解釋放出來，在腺苷三磷酸形成過程中儲存下來，被生物體利用。在生物體中，腺苷三磷酸不斷地消耗和再生，維持著生命活動。氣孔的開閉由保衛(wèi)細(xì)胞控制。保衛(wèi)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)很特殊，靠近氣孔的細(xì)胞壁比較厚，外側(cè)的細(xì)胞壁比較薄。一般來說，當(dāng)保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹時，較薄的外側(cè)細(xì)胞壁容易伸長，引起整個保衛(wèi)細(xì)胞向外側(cè)彎曲，于是氣孔就開放了；當(dāng)保衛(wèi)細(xì)胞失水時，整個細(xì)胞的體積縮小了，細(xì)胞壁隨之收縮，氣孔就關(guān)閉了（圖12-23）。1.取同一植物相同大小的兩根枝條，分別標(biāo)記為A、B。枝條A保留葉片，枝條B摘除葉片，然后將它們分別插入兩個相同大小并盛有等量清水的量筒中。在量筒中滴加油滴，讓油滴鋪滿水面。將這兩個裝置放在相同的環(huán)境條件下24小時。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A.該實(shí)驗(yàn)的變量是有無葉片B.量筒中滴加油滴的目的是防止水分蒸發(fā)C.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，A所在量筒比B所在量筒液面低D.兩量筒中液面差異的原因是枝條A進(jìn)行了光合作用D2.關(guān)于植物蒸騰作用的敘述，錯誤的是()A.植物的蒸騰作用可以拉動水分與無機(jī)鹽在體內(nèi)的運(yùn)輸B.氣孔是植物蒸騰作用的“門戶”,也是氣體交換的“窗口”C.植物的蒸騰作用能夠提高大氣濕度，增加降水D.植