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1、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
2、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四. 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五. 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
3、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： 具有半
4、透膜 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
5、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BC B. ACB C. BCA D. BAC 3. 盐碱地栽种植物，出苗率和成活率均较低，原因是（ ） A. 土壤pH太小 B. 土壤中缺少水分 C. 土壤溶液浓度高于植物细胞液浓度 D. 土壤中氧气太少4. 甜菜块根细胞的液泡中有花青素，使块根为红色。将块根切成小块放
6、在蒸馏水中，水无明显变化。但用盐酸处理这些块根后则能使水变红。因为（ ） A. 花青素不溶于水而溶于盐酸 B. 盐酸破坏了原生质层的选择透过性C. 盐酸破坏了细胞膜的选择透过性D. 细胞壁被解离5. 冬天常绿植物吸收水分主要用于（ ）A. 光合作用 B. 蒸腾作用 C. 防寒越冬 D. 植物生长6. 植物体主要的吸水矿质元素和运输矿质元素的部位分别是（ ）A. 根尖和茎的韧皮部 B. 根毛区和茎的木质部 C. 叶片和茎的韧皮部 D. 生长点细胞和茎的木质部7. 将一株在黑暗中放置4小时的植物，切断其叶片中部的叶脉并光照2小时，检验发现叶片下部有淀粉而上部无淀粉产生，其原因是（ ）A. 切断叶脉
7、阻断了水分的运输 B. 切断叶脉阻断了有机物的运输C. 切断叶脉阻断了CO2 的运输 D. 切断叶脉影响了叶片上部细胞的呼吸作用8. 把菜豆幼苗放在含的培养液中培养，1h后测定表明，幼苗各部分都含。然后将该幼苗转移到不含的缺磷培养液中，数天后（ ） A. 不在新的茎叶中 B. 主要在老的茎叶中 C. 主要在新的茎叶中 D. 主要在老的根中 9. 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. 蒸腾作用 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 10. 庄稼经常要进行中耕松土，以下不能成立的理由是（ ） A. 增
8、强根的呼吸作用 B. 促进矿质养料在植物体内的运输 C. 促进根细胞对矿质元素的吸收 D. 增加土壤的含氧量 11. 植物对矿质元素的吸收和运输的主要动力分别来自（ ） A. 蒸腾作用，蒸腾作用 B. 渗透作用，光合作用 C. 呼吸作用，蒸腾作用 D. 呼吸作用，呼吸作用 12. 0.3 g/mL的蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生了质壁分离，则原生质层与细胞壁之间的物质应是（ ） A. 空气 B. 水 C. 细胞液 D. 蔗糖溶液 13. 实验所用紫色洋葱的鳞片叶，其颜色来源是（ ） A. 细胞膜 B. 细胞质 C. 液泡 D. 细胞壁14. 用0.5 g/mL的蔗糖溶液做植物细胞质壁分离实验及复原
9、实验。前者现象明显，后者不能实现，因为（ ） A. 蔗糖浓度太小 B. 时间不够长，继续观察 C. 蔗糖浓度太大，导致细胞死亡 D. 温度不合适15. 几十年前，新西兰一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发黄枯萎，即使施用了大量的氮、磷、钾肥也无济于事。后来人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛。原来，这小片“绿洲”的附近有一座钼矿，矿工上下班总是抄近路走，他们鞋子上粘有钼矿粉，矿工鞋子踩过的地方，牧草才长得绿油油的。经过科学家的分析和化验，一公顷牧草只要150g的钼就足够了。关于这一现象的解释，不正确的是（ ）A. 钼是植物必需的矿质元素 B. 钼在植物生长发育过程中的作用不可代替C.
10、钼属于植物必需的微量元素D. 钼是一种高效肥料，只要有了钼，植物就能正常生长16. 下列各过程中所散失的水分中主要属于结合水的是（ ） A. 种子收获后在晒干过程中散失的水 B. 干种子烘烤过程中散失的水分C. 洋葱表皮细胞发生质壁分离所散失的水分 D. 植物蒸腾作用散失的水分17. 能促进花粉的萌发与花粉管伸长的化学元素是（ ）A. 硼 B. 铜 C. 锰 D. 锌18. 自养生物与异养生物的根本区别是（ ）A. 能否进行光合作用 B. 能否直接利用无机物合成有机物C. 分解有机物时是否需要氧气 D. 前者是植物，后者是动物19. 根吸收水分与矿质离子最活跃的部位是（ ）A. 前者是根毛区细
11、胞，后者是根冠 B. 前者是生长点，后者是根毛区细胞C. 两者都是根毛区细胞 D. 前者是根毛区细胞，后者是形成层20. 将洋葱皮放入一定浓度的氯化钠溶液中，其细胞便发生质壁分离，不久这些细胞又逐渐发生质壁分离复原，其原因是（ ）A. 细胞液的溶质透出细胞 B. 质壁分离后的细胞只允许水分进入C. Na+ 和Cl+进入了液泡 D. 水分和溶质自由地进出细胞21. 正常情况下，由2分子C6H12O6的代谢终产物形成的H+，如果全部吸附在根细胞表面，这些H+可与土壤中发生交换吸附的离子种类及数量分别是（ ）A. 12个NO3 B. 24个NO3 C. 12个Ca2+ D. 6个Ca2+22. 深秋
12、一到，矿质元素向树干上部运输的速度明显降低，其主要原因是（ ）A. 根呼吸减弱 B. 根毛吸水率下降C. 气候变干燥 D. 蒸腾作用减弱23. 图示是某物质吸收量与物质浓度关系的曲线，曲线B在达到某一点之后不再继续上升的原因是（ ）A. 浓度与温度 B. 温度与酸 C. 载体和温度 D. 载体或呼吸作用24. 分析某动物肌细胞内ADP与ATP的含量比，ADP的含量偏高，则（ ） 示细胞能量充足 表示此细胞葡萄糖将大多被用来合成糖元 表示此细胞内葡萄糖将加快氧化 表示此细胞内肌酸将大量增加A. B. C. D. 25. 田间一次施化肥过多，作物会变得枯萎发黄，俗称“烧苗”，其原因是（ ）A. 根
13、细胞从土壤中吸收养分过多 B. 根细胞不能从土壤中吸水C. 根系不能将水向上运输 D. 根系加速了呼吸作用,释放的能量过多26. 既是植物生活必需的矿质元素，又是可再利用的大量元素是（ ）A. 锌和磷 B. 钠和氯 C. 镁和氮 D. 铁和硫27. 为了促进根吸收矿质元素，农田中一般应采取的措施是（ ）A. 大量灌溉 B. 增加光照 C. 尽量施肥 D. 疏松土壤28. 根吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立的过程，下列解释错误的是（ ）A. 二者的吸收原理不同 B. 二者的吸收部位不同 C. 二者的吸收时间不同 D. 矿质元素必须溶于水中才能吸收29. 甘蔗对磷的吸收，白天只比夜晚稍多一点；
14、甘蔗对水分的吸收，白天比夜晚多10倍。这一现象说明（ ）A. 植物对水的需求量大于对磷的需求量 B. 蒸腾作用对水和磷的运输影响不同 C. 根吸收水分和矿质元素的部位不同 D. 根对水和磷的吸收是相对独立的过程 30. 植物对水分的吸收和运输的主要动力分别来自于（ ）A. 蒸腾作用、蒸腾作用 B. 呼吸作用、蒸腾作用 C. 渗透作用、呼吸作用 D. 渗透作用、蒸腾作用 31. 下图中A、B两图分别是温度和氧浓度对大麦根系吸收K+、NO3的影响，请回答：（1）图A中，在40范围内，根系吸收离子的速度随温度升高而加快，是因为温度升高能通过提高的活性来提高作用的强度，促进矿质元素（2）温度提高到40
15、后，根系吸收离子的速度随温度的升高而迅速减慢，是因为过高的温度 ，这说明矿质元素的吸收与密切关系。（3）图B中随着氧浓度增加，根吸收离子的速度，而细胞液中糖的浓度，当氧的体积浓度达到30%(V/V)以后，对K+、NO3的吸收曲线呈平衡状态，这是受到的限制；糖浓度曲线下降幅度很小，表明糖的消耗速率趋于平衡，这是受的限制。（4）图A和图B中，当温度和氧浓度相同时，根细胞对K+和NO3的吸收速度不同，这说明根对矿质元素离子的吸收，这一现象与有关。32. 在控制温度和大气成分的温室中，可以用人工配制的营养液无土栽培蔬菜。下面是无土栽培的番茄体内代谢示意图和营养液成分表，请回答有关问题。 （1）天气晴朗
16、，光照充足，营养液中矿质离子完全满足需要，为使番茄增产，应当采取的措施是 。（2）图中和依次表示 和 ，其正常进行的生态因素还有 （3）营养液中， 离子进入番茄体内后，将成为不可再利用元素，Mg2+进入叶绿体后，可用于 的合成。而H2PO4进入番茄体内后，可用于 的合成。（4）经测试，栽培前营养液呈弱酸性，栽培后营养液的酸性略有增强，试以化学和生物学的原理予以解释。 （5）营养液的酸性进一步增强，将会影响番茄的生长发育。现在有三种离子（OH、CO32、HPO42）可供选择，添加到营养液中，以使其酸性不再增强，但又不影响营养液成分的变化，你应选择哪一种？【试题答案】123456789101112
17、131415BBCBBBACDBCDCCD161718192021222324252627282930BABCCDDDBBCDADD31.（1）酶、呼吸作用 （2）抑制酶的活性 呼吸作用 （3）增加 降低 载体的数量 酶的浓度及最大催化能力 （4）不同 细胞膜上载体的数量不同32. （1）增加室内二氧化碳浓度 提高室内温度（2）光反应 暗反应 水分、温度、光照、二氧化碳、矿质元素（3）钙、铁、钼等 叶绿素 核酸、ATP、磷脂、NADPH（4）培养前溶液中含有KH2PO4，可以电离出H+，使溶液成酸性培养后跟选择性吸收大量阳离子K、Mg、Ca、Fe，阴离子主要是HPO42 、NO3、SO42吸收阳离子的数量大，通过交换吸附使较多的H+进入溶液中，导致酸性加强（5）OH 可以中和H+离子生成水，而不改变其它离子的浓度