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1、-植物对水分的吸收和利用与矿质营养-第 12 页二、植物对水分的吸收和利用与矿质营养巩固基础1.植物对水分的吸收和利用把握要点考点一吸胀吸水和渗透吸水 吸胀吸水是指细胞在形成液泡之前的主要吸水方式，其原理是吸胀作用。当大分子的淀粉粒和蛋白质等处于凝胶状态时，这些大分子之间有大大小小的缝隙。水分子会迅速地以扩散作用或毛细管作用等形式进入凝胶内部，具有极性的水分子与亲水凝胶结合起来，使其膨胀，这种现象叫吸胀作用。原生质凝胶吸胀作用的大小与该物质的亲水性大小有关，蛋白质、淀粉、纤维素的亲水性依次递减。因此大豆种子(含蛋白质多)比玉米种子(含蛋白质相对少)的吸胀作用要大。干燥的种子吸胀作用的力量相当大
2、，人们用大豆等种子填入岩石裂缝中，灌水以后，大豆的吸胀力可使岩石崩裂；将大豆从枕骨大孔装入颅腔内，加水后利用大豆的吸胀作用可将头骨分开。 植物细胞形成液泡以后主要靠渗透作用吸水，这是因为成熟的植物细胞是一个渗透系统：细胞膜和液泡膜(原生质层)是选择透过性膜；细胞液和外界的土壤溶液有浓度差，细胞液就通过细胞膜和液泡膜与土壤溶液构成渗透系统，因而成熟的植物细胞主要靠渗透吸水。这两种吸水方式及其变化是考点之一。链接聚焦 种子在萌发过程中，吸收水分的过程有何变化？提示：种子在萌发初期吸收水分的方式为吸胀吸水，当长出幼根，形成液泡后，主要靠渗透吸水。考点二矿质元素与代谢过程 矿质元素也称为灰分元素，把植
3、物体烘干充分燃烧，植物体中的碳、氢、氧、氮等元素以CO2、H2O、分子态氮和氮的氧化物等形式跑掉了，剩下的就是矿质元素。矿质元素以氧化物形式存于灰分中，因氮元素也是植物从土壤中以无机盐形式吸收来的，所以矿质元素是指除C、H、O以外的，由根吸收来的元素。矿质元素是否是植物的必需元素，需要做缺某种元素的栽培实验来证明。 进入植物体内的矿质元素离子，因在细胞内的存在形式不同(离子状态、不稳定化合物状态、稳定化合物状态)，记住N、P、K、Mg四种重复利用的元素，重复利用的矿质元素离子在植物生长过程中可以由衰老组织向幼嫩组织转移，不重复利用的矿质元素不能转移。因此要分清植物缺乏什么元素时，衰老组织和幼嫩
4、组织谁先受到伤害的问题。难点矿质元素吸收与呼吸作用 矿质元素的吸收原理是主动运输，因此该过程与根细胞的呼吸作用密切相关：根呼吸作用为矿质元素的吸收提供了ATP，因此，土壤板结等缺氧环境造成植物吸收矿质元素的能力下降，影响植物生长发育。主要的题型是曲线图的判断。此过程还可与细胞结构相关联，考查与矿质元素吸收有关的细胞器。疑点一扩散与渗透的区别 物质从高浓度到低浓度的运动叫扩散。如气体从浓度高的地方向浓度低的地方扩散，溶质分子在溶剂中的运动(如蔗糖放入清水后的运动)等。例如：上图甲、乙两个容器内都盛有清水，若把蔗糖(溶质分子)从甲图的A侧放入，过一段时间后，整个溶液成为一定浓度的蔗糖水溶液，这就是
5、蔗糖在水中的扩散作用。乙装置中，在C处加一半透膜，再从A处放入蔗糖，则由于半透膜不允许蔗糖分子通过，使A、C侧溶液的浓度高，C、B侧溶液的浓度低，产生渗透压，由于水分子可以自由通过半透膜，水分子从C、B侧向A、C侧扩散得多，故一段时间后，A、C侧的液面上升(丙图)，C、B侧的液面下降。水及其他溶剂分子通过半透膜的扩散叫渗透。由此我们可以看出，渗透与扩散的不同在于渗透必须有半透膜。据此，动物细胞的细胞膜亦是选择透过性膜，也可以发生渗透作用。疑点二矿质元素离子吸收与水分吸收 这是两个显著不同又密切联系的生理过程。首先，二者存在明显的差别。一是吸收方式不同：根细胞以渗透和扩散方式吸收水分，而吸收矿质
6、元素离子则通过主动运输的方式。二是吸收动力不同：吸收水分的动力是蒸腾拉力和根细胞与环境之间的溶液浓度差构成的渗透压；吸收矿质元素离子的动力主要是根细胞呼吸作用产生的ATP、载体消耗能量做功。三是吸收数量与外界浓度的关系不同：能否从外界吸水是由细胞液与外界溶液的相对浓度决定的，当细胞液浓度高于外界溶液的浓度时细胞就吸水，反之则失水；而吸收矿质元素离子的多少，是由细胞膜上载体的种类和数量决定的，某种载体多，吸收它所运载的矿质元素离子就多，否则就少。其次，两个吸收过程紧密联系，不可分割。一是吸收器官是相同的，即吸收的主要器官都是根，而且最活跃的部位均是成熟区的细胞(表皮细胞)。二是矿质元素离子一般先
7、溶于水呈离子状态，以离子状态被吸收；而且矿质元素离子进入植物体后也是随着水分被运输到植物体的各个器官、组织。三是矿质元素离子被细胞吸收后，又会影响到细胞内外溶液的浓度，从而影响根细胞的吸水量。因此，根吸收矿质元素离子与吸收水分是两个相对独立的生理过程。训练思维【例1】（2006湖北实验中学一模）将一张洋葱鳞片叶放在某一浓度的蔗糖溶液中，制成装片，放在显微镜下观察，有3种状态的细胞，如下图。你认为这3个细胞在未发生上述情况之前，其细胞液的浓度依次是( )A.ABC B.ABAC D.BABC。答案：A讲评：考查渗透作用的原理，同时考查学生根据图像作出理论判断的能力。【例2】(2005广东高考，6
8、)植物扦插繁殖时，需要对插枝进行去除成熟叶片、保留芽和幼叶等处理，这样可以促进插枝成活。其原因是( )芽和幼叶生长迅速，容易成活 芽和幼叶储存较多的营养物质 芽和幼叶能产生生长素，促进生根 去除成熟叶片可降低蒸腾作用A. B. C. D.解析：插枝的芽和幼叶可以合成生长素，生长素具有促进扦插枝条生根的作用，所以插枝要保留芽和幼叶。同时成熟叶片的蒸腾作用散失大量水分，而插枝无根，不能吸收大量水分，因此，在生产实践中，为了提高插枝的成活率，常去掉成熟叶片，以降低蒸腾作用，有利于插枝成活。答案：D讲评：强调学生对知识的掌握要和生产实践相结合，树立“学以致用”的观点。【例3】(2006湖北实验中学一模
9、)下图所示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( )解析：矿质元素吸收的过程为主动运输，需要载体和能量，能量由呼吸作用提供。缺氧时进行无氧呼吸，提供的能量较少，吸收的矿质元素离子较少；氧气充足时进行有氧呼吸提供较多的能量使矿质元素离子的吸收量增多，最后达到平衡。答案：B讲评：引导学生思考问题时注意全面性，理解矿质元素离子吸收的能量来源可以是无氧呼吸和有氧呼吸。【例4】(2004江苏高考，8)一位农民种植的某块农田小麦产量总是比邻近地块的低。他怀疑该农田可能是缺少某种元素，为此将该块肥力均匀的农田分成面积相等的五小块，进行田
10、间实验。除施肥不同外，其他田间处理措施相同。实验结果如下表：地块甲乙丙丁戊施肥情况尿素磷酸二氢钾磷酸二氢铵硫酸铵不施肥小麦收获量55.11从表中可判断，该农田最可能缺少的元素是( ) D.S解析：通过表中数据可知，甲、丙、丁分别补充了N、P、S等元素，但作物产量和戊相差不大，说明田中不缺乏上述元素，而乙中补充了P、K后产量提高，通过比较可知田中不缺乏P元素，而K是该农田中缺乏的元素。答案：A讲评：从实践应用的角度结合图表分析，引导学生对于缺乏元素的判断。【例5】(2005上海高考，7)将C溶液的透析袋口扎紧后浸于蒸馏水中，下图表示透析袋中蔗糖溶液浓度与时间的关系，正确的是（ ）解析：透析袋相当
11、于半透膜，蔗糖分子不能透过半透膜，即不能从透析袋进入蒸馏水中，而水分子可以通过半透膜进入袋内，因此，随着时间增加，透析袋内的蔗糖溶液浓度逐渐下降，表现出B图所示的曲线。答案：B讲评：通过曲线变化趋势进一步理解水分的渗透作用进行的条件及结果。状元训练复习篇1.(2004北京、安徽春季高考理综，2)下列关于植物水分代谢的叙述，正确的是 ( )B.成熟区是植物根系吸收水分的主要部位C.植物根系主要靠亲水性物质从外界大量吸水D.植物根吸收的水分，大部分用于光合作用，小部分散失到体外解析：此题考查水分的吸收和散失情况。水分的吸收主要通过植物根尖的成熟区，通过渗透作用吸水，通过根系细胞的吸胀作用吸收少量的
12、水分。植物体吸收的水分大部分通过蒸腾作用(通过叶片上的气孔)散失掉了，只有一小部分水分用于光合作用和呼吸作用等代谢活动。另外，还可以透过叶片边缘的水孔、角质蒸腾及以吐水的形式散失。答案：B2.影响植物茎叶获得矿质离子的生理活动主要是（ ）A.呼吸作用和蒸腾作用 B.光合作用和呼吸作用C.蒸腾作用和渗透作用 D.渗透作用和光合作用解析：植物吸收矿质元素的部位主要是根部成熟区的表皮细胞，通过主动运输的方式吸收，需要由呼吸作用提供能量。根吸收的矿质元素以离子状态运输到茎叶等部位，需要由蒸腾作用提供拉力。答案：A3.以下哪种情况主要通过渗透作用吸水或失水（ ）A.干种子萌发时吸水 B.插在花瓶中的玫瑰
13、花从瓶中吸水C.水由气孔进入外界环境 D.兔的血红细胞放在浓盐水中发生皱缩解析：成熟植物细胞有大的液泡后主要进行渗透吸水；动物细胞通过细胞膜进行渗透作用。答案：D4.农作物生长过程中松土有利于生长，原因是（ ）土壤中硝化细菌的硝化速度加强 松土使农作物能吸收矿质元素 松土使呼吸作用产生ATP多 松土使呼吸作用提供较多的H和HCO-3A. B.C. D.解析：植物生长过程中的松土，可以提高土壤中氧气的含量，有利于根细胞的有氧呼吸作用；硝化细菌是需氧型微生物，其硝化作用亦需氧气。答案：D5(2004辽宁、广东高考大综合，22)根据生物知识判断下列叙述，正确的是（ ）A.在植物体内积累的元素一定是植
14、物的必需元素B.人体细胞进行无氧呼吸时，既能释放二氧化碳，又能产生大量能量C.在光合作用过程中，既有水的分解，又有二氧化碳的固定D.高等植物细胞壁主要由果胶和蛋白质构成解析：组成植物体的元素不一定都是植物的必需元素；人体内的无氧呼吸不能产生酒精和二氧化碳，只能产生乳酸；高等植物细胞壁成分是由纤维素和果胶组成；在光合作用的光反应中有水的光解，在暗反应中有二氧化碳固定。答案：C6.(2006北京第二中学一模)用完全培养液在相同的容器内分别培养水稻和番茄幼苗，一段时间后，测定培养液中各种离子与实验开始时各种离子浓度之比，如下图所示。该实验的结果不能说明( )A.植物根对水分的吸收和对矿质元素的吸收是
15、两个相对独立的过程B.植物对离子的吸收有选择性C.植物对离子的吸收与溶液中离子的浓度有关D.水稻吸收Si的载体多解析：由图表分析可知，不同离子吸收前后的比例不同，有的浓度增大，有的浓度减小，所以植物对离子的吸收与溶液中离子的浓度无关。答案：C7.一透析袋(其膜为半透膜)中装有物质M和分解它的酶，此袋放在盛有蒸馏水的容器中。第二天检查时，在蒸馏水中发现有物质X，根据这一观察，下列哪项是正确的（ ）酶分解了物质X M被分解 X是物质M的组成成分 X能透过透析袋A. B. C. D.解析：透析袋中的物质M不能进入蒸馏水中，而在酶催化作用下分解成的X能进入蒸馏水说明X能通过透析袋。答案：B8.为了提高
16、移栽幼苗的成活率，常常采用根部带土和去掉部分叶片的措施，目的是( )A.保护根毛，减少蒸腾作用B.防止根部营养损失，增强呼吸C.促进根的发育，降低光合作用D.保护幼根，提高植物体温度解析：植物体的蒸腾作用散失掉95%99的水分。在农业生产上，移栽幼苗时，常采取的措施就是带土(保护根毛，有利于水分的吸收)、剪去几片叶子或移栽后遮阴处理(降低蒸腾作用)。答案：A和NO-3的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是（ ）A.载体数量、能量 B.能量、载体数量C.载体数量、离子浓度 D.能量、离子浓度解析：此题考查植物对矿质元素的吸收情况。矿质元素的吸收方式是主动运输，需要细胞呼吸提供能
17、量和细胞膜上的载体的协助，才能完成矿质元素的吸收。从A、B两点吸收同一种矿质元素吸收量的情况分析得知，随氧气浓度的增大，矿质元素的吸收量增大，氧气浓度的增大说明呼吸作用旺盛，提供较多的能量，说明矿质元素的吸收与能量多少有关；从B、C两点吸收不同种矿质元素的情况分析看出，相同能量的前提下，吸收量不同，很可能与细胞膜上载体的种类有关。答案：B10.植物吸收矿质元素受内外因素的影响，下列叙述错误的是( )B.在一定范围内，植物对矿质元素的吸收随温度的增加而增加D.光合作用受阻一定时期后，有机物缺乏，影响根吸收矿质元素解析：此题考查影响植物吸收矿质元素的因素以及与水分吸收的关系。矿质元素的吸收是一个主
18、动运输的过程，需要细胞呼吸作用提供能量。凡是影响到植物的呼吸作用的因素，都会影响到植物对矿质元素的吸收。呼吸抑制剂抑制了植物的呼吸作用，必然会降低植物对矿质元素的吸收；一定范围内的温度提高，加强了植物的呼吸作用，有利于植物对矿质元素的吸收；光合作用受阻一定时期后，有机物缺乏，降低了植物的呼吸作用过程；根主要吸收溶于土壤溶液中的矿质元素，尽管二者吸收的原理不同，矿质元素的运输是靠水分的运输而运输的，二者的吸收有一定的联系。答案：C11.将洋葱鳞片叶放在0.45 mol蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离；放在0.35 mol的蔗糖溶液中，细胞有胀大趋势；放在0.4 mol蔗糖溶液中，细胞似乎不发生什么变
19、化。这表明( )A.洋葱表皮细胞已经死亡 B.细胞膜不允许水分子自由通过C.蔗糖分子进入细胞导致渗透平衡 D.细胞液浓度为0.4 mol左右解析：成熟植物细胞的细胞液通过原生质层与外界溶液构成了渗透系统。当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，整个细胞有胀大的趋势；反之，细胞失水，出现质壁分离现象，当细胞液浓度等于外界溶液浓度时，细胞既不吸水也不失水(事实上，此时细胞吸水和失水达到了平衡)，从外表看不出什么变化。答案：D12.在“观察植物细胞的质壁分离和质壁分离复原”实验中，之所以用已经成熟的洋葱表皮细胞作实验材料，是因为这样的细胞具有 ( )A.伸缩性很小的细胞壁 B.功能完善的细胞膜C.
20、能够流动的细胞质 D.大而醒目的液泡解析：植物细胞质壁分离和复原的条件有：植物细胞必须是活细胞；细胞液浓度与外界溶液的浓度必须有浓度差；植物细胞必须有大的液泡(成熟的植物细胞一般都有一个比较大的液泡，有的液泡可占整个细胞体积的90以上)，最好细胞液中带有色素，这样便于观察。紫色的洋葱表皮细胞就能很好地满足这些条件。答案：D13.(2005广东高考，2)下列选项中，全部属于植物必需的大量矿质元素是( )A.P、N、Mn、K B.N、S、H、PC.Fe、S、P、N D.B、N、P、K解析：矿质元素是指除了C、H、O以外，主要由根系从土壤中吸收的元素；大量元素则是指含量占生物体总重量万分之一以上的元
21、素，主要有N、P、S、K、Ca、Mg等。根据以上两个条件，答案应选D。答案：D14.(2005辽宁高考文理综合，24)下列关于植物蒸腾作用的叙述，正确的是( )A.没有蒸腾作用，根系就不能吸收水分B.没有蒸腾作用，根系就不能吸收矿质元素C.蒸腾作用散失水分引起根系吸水，是消耗ATP的过程D.蒸腾作用有利于水分在导管内的运输解析：蒸腾作用是指植物体内的水分，主要以水蒸气的形式通过叶的气孔散失到大气中的过程。植物通过蒸腾作用散失水分是植物吸收水分和促进水分在体内运输的主要动力，蒸腾作用还可以促进溶解在水中的矿质养料在植物体内运输。而根系吸收水分主要方式是渗透作用，不需要消耗能量。答案：D15.(2
22、006河南郑州一模)下图曲线所能表达的函数关系是（ ）光合速率与CO2浓度的关系 细胞质壁分离速度与时间的关系 发生渗透吸水的细胞质量与时间的关系 O2浓度与乳酸菌无氧呼吸强度的关系A. B. C. D.解析：一定范围内随浓度的升高，光合速率提高；渗透吸水时，细胞质量在一定范围内增加。答案：B16.(2006江苏清江一模)一些实验必须先制作玻片标本，然后在显微镜下观察。下面的实验过程错误的是（ ）A.脂肪鉴定：切取花生子叶薄片染色去浮色制片观察B.有丝分裂观察：解离根尖染色漂洗制片观察C.质壁分离观察：撕取鳞片叶表皮制片观察滴加蔗糖溶液观察D.细胞质流动观察：取黑藻小叶制片观察解析：有丝分裂的
23、实验过程是解离漂洗染色制片观察。答案：B17.(2006福建高中一模)下面是一位同学观察植物某器官装片时画的细胞图，有关说法正确的是( )B.b、c细胞都不可以用于观察叶绿体运动D.a细胞的染色体比其他细胞清晰解析：植物器官可能为根，a图为具有分裂能力的细胞处于分裂间期，看不到染色体；b、c为伸长区的细胞，d为成熟区的根毛细胞，分生区的细胞只能进行吸胀吸水，成熟区的细胞主要进行渗透吸水。答案：B18.(2006上海松江一模)右图为一渗透装置，半透膜小袋内充满30%蔗糖溶液。用不同表面积的半透膜小袋实验，开始一段时间，玻管内液面高度变化速率的相关曲线最可能是（横坐标表示表面积）( )解析：半透膜
24、内蔗糖溶液浓度大于清水，随着半透膜表面积加大，水分进入半透膜的总量加大。答案：B19.(2006广东肇庆一模)在光线明亮的实验室里，用白色洋葱表皮细胞做质壁分离实验，在显微镜视野中能清晰地看到细胞壁，但看不清楚细胞是否发生质壁分离。为便于判明，此时应（ ）A.改用凹面反光镜，放大光圈 B.改用凹面反光镜，缩小光圈C.改用平面反光镜，放大光圈 D.改用平面反光镜，缩小光圈解析：观察无色或近于无色的组织时，应该使视野变暗，用平面镜、小光圈。答案：D20.(2006湖北实验中学一模)植物根尖成熟区细胞的细胞膜上运载矿质离子的载体至少有( )A.14种 B.16种 C.17种 D.几十种解析：根细胞膜
25、上运输离子的载体具有专一性，而植物必需的矿质元素离子有14种。答案：A21.下图为植物无土栽培装置，请回答下列问题：(1)在研究矿质元素X是否为该种植物所必需的实验中发现，培养在无X矿质元素的“完全营养液”中的该植物营养生长正常，只是其花粉管不能正常发育，对照组一切正常。实验结论是_。(2)人们发现，在通气状态下，植株单位时间内吸收的矿质营养量远远高于不通气状态，请简单解释其原因。(3)如图所示，将叶片3置于放射性同位素标记的14CO2中数小时，然后将叶片1、2、3和组织4、5分别切下来检测，可以预期会在何种组织中测出放射性标记的有机物? _。(4)若镁营养不足，顶部新生叶片表现的颜色很可能是
26、_。(5)若想促使叶片2部位的侧芽迅速发育成侧枝，可以采用的措施是_。(6)若想在一段时间内使该植物尽快增加干物质的积累，可采取的3个措施是：_；_；_。解析：（1）实验结论应该通过对实验过程及结果的分析对应实验目的得出相应结论。（2）矿质元素的吸收与呼吸作用密切相关，正常情况下，有氧呼吸为主要供能途径，提供大量能量用于矿质元素的主动运输，无氧呼吸一方面供能少，另一方面会产生酒精毒害。（3）叶片3合成放射性有机物，在数小时内可运输到植株其他部位。（4）Mg为可再利用元素，短期内，幼叶不会缺绿。（5）侧芽要萌发需去除顶端优势。（6）有机物积累与光合作用、呼吸作用差值有关。所以能提高光合作用强度而
27、抑制呼吸作用的措施可增加物质积累。答案：(1)矿质元素X是该植物的必需元素(2)植物吸收矿质营养需要消耗的能量来自于根细胞的呼吸作用。通气与否直接影响植物根细胞的呼吸作用，进而影响植物对矿质营养吸收。(3)所有组织中 (4)绿色 (5)摘掉顶芽 (6)辅助人工光照延长光照时间 适当提高CO2浓度 适当降低夜间的温度在一定范围内增大昼夜温差及时补充必需矿质营养 适当调整光照强度（任选三项即可）22.(2005广东高考文理综合，43)认识种子萌发过程中水分吸收变化规律。下图是种子萌发过程中水分吸收变化规律曲线，据图完成下列填空：种子萌发过程中的水分吸收可分为三个阶段。第阶段是吸胀期，种子迅速吸水。
28、第阶段是吸水停滞期。第阶段是重新迅速吸水期，主要通过_吸收水分。第阶段由于胚的迅速生长，胚根突破种皮，_呼吸加强。对于死亡或休眠的种子，吸水作用只停留在第_阶段。解析：植物细胞的吸水方式主要有吸胀吸水和渗透吸水。在植物细胞形成大液泡之前，依靠细胞内的纤维素、淀粉和蛋白质等亲水性物质吸收水分，这属于吸胀吸水。当植物细胞有了大液泡后，主要靠渗透作用来吸收水分。根据题意，种子萌发过程中的第阶段进行吸胀吸水，第阶段进行渗透吸水。第阶段当胚根突破种皮后，胚细胞可以充分地与氧气接触，有氧呼吸加强。有生命的细胞才能与外界溶液构成一个渗透系统进行渗透吸水，死亡的细胞无法进行渗透吸水，但是死亡的细胞中依然有纤维
29、素、淀粉、蛋白质等亲水性物质，仍能进行吸胀吸水。答案：渗透作用 有氧 加强篇23.(2006江苏苏州一模)通过质壁分离的这个实验结果还不足以证明（ ）A.判断植物细胞的死活 B.渗透吸水是植物吸水的主要方式C.测定细胞液浓度 D.原生质层起到半透膜的作用解析：测定细胞液的浓度要配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，根据细胞在不同浓度中的吸水或失水情况作出判断。答案：B 24.对植物细胞质壁分离与复原实验进行分析，得不到证实的是( )A.原生质层具有选择透过性 B.细胞处于生活状态或已死亡C.细胞液和周围溶液的关系 D.溶质分子进出细胞的方式解析：质壁分离的发生与原生质层的选择透过性及细胞液和周围溶液浓
30、度有关，只有活细胞的原生质层具有选择透过性，当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时，活细胞失水而导致植物细胞质壁分离。溶质分子进出细胞是通过主动运输等方式完成的，不能通过质壁分离复原实验得以证实。答案：D25.U形管中装有两种不同的溶液R及S，并为一半透性膜(X)隔开(如图a)。与S相比，R为低渗溶液(即浓度较低)。一段时间后，当图a中的U形管两侧液面稳定后，应符合图b中的哪种状态 ( )图a图b 图a中的U形管（15分钟后）A.右侧较高，两溶液等渗，即浓度相等B.右侧较高，且右侧为高渗，即浓度较高C.左侧较高，且右侧为低渗，即浓度较低D.两侧高度相等，且为等渗溶液解析：此题考查水的渗透作用原理，
31、水分子总是从溶液浓度低的一侧向溶液浓度高的一侧扩散。根据图a的情况不难分析，水分子从R侧向S侧扩散，导致U形管的右侧液面升高，直到水分子的扩散达到平衡。问题的关键是当两侧的液面保持稳定后，两侧溶液的浓度是否相等呢？随着右侧液面的升高，右侧液面和左侧液面出现一个高度差，从而使U形管右侧的压力大于左侧的压力，促使水分子向左侧移动，右侧高浓度溶液又会导致水分子向左侧移动，当两侧溶液浓度差引起的水分子扩散的力等于两侧液面高度差引起的阻止水分子向右侧扩散的力时，水分子的扩散达到平衡，此时U形管右侧液面高于左侧，右侧溶液的浓度高于左侧。答案：B26.(2006湖北实验中学一模)在干旱地区正常生长的一棵植物
32、，从理论上推测，其体内哪一部位的细胞渗透压最高( )A.根毛区细胞 B.叶肉细胞C.导管细胞 D.根分生区细胞解析：当细胞液浓度大于外界溶液浓度时细胞吸收水分，细胞中细胞液浓度越高，渗透压越高，植物细胞吸收水分的主要部位是根毛区的细胞，再由根毛区的细胞运输到其他细胞。答案：B27.(2006湖北实验中学一模)某植物培养液中含有甲、乙、丙3种离子，它们对植物的生长都有影响。下表列出的5种培养液中，甲、乙、丙3种离子的浓度（单位：mol/L）不同。为了研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响，进行实验时可以选用的两种培养液是( )培养液编号甲离子2030503040乙离子5545604555丙离子10
33、15202525A. B. C. D.解析：设计实验时要遵循单一变量对照原则，除了要研究的离子浓度改变外，其他的离子浓度应该相同。答案：C28.(2004上海高考)洋葱是生物学实验的常用材料之一，下图是经一段时间培养后的洋葱示意图，请回答下列问题：(1)若利用此洋葱观察植物细胞的有丝分裂，则取材部位应是_，该部位用肉眼观察呈_色，实验中用_和_分别作为解离液和染色液，当你用显微镜观察时，发现大部分细胞处于细胞分裂的间期，原因是_。(2)若要验证植物细胞吸水原理，则最好的取材部位是_，请在下面空白处画出你在显微镜下观察到的细胞失水后的状态(画一个细胞)。(3)若要尝试利用此洋葱进行叶绿体色素的提
34、取和分离实验，你将用到的试剂分别是_。解析：在进行有丝分裂实验时，应选取洋葱根尖（乳白色）作实验材料，因为根尖细胞在不断分裂。具体操作步骤是“解离漂洗染色制片”，解离用到的药品是10%盐酸，染色常用到的药品是龙胆紫溶液（或醋酸洋红），将做好的临时装片放在光学显微镜下观察，可以看到绝大多数的细胞都处于分裂间期，只有少数细胞处于分裂期，这是因为在细胞周期中，分裂间期时间大大长于分裂期。 若要验证植物细胞吸水的原理，常用紫色洋葱的表皮作实验材料。将洋葱表皮细胞制成临时装片，放入浓度高于细胞液的蔗糖溶液中，一段时间后，洋葱表皮细胞就会出现质壁分离现象。 进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于叶绿体内
35、的色素不溶于水而溶于有机溶剂，所以选用无水酒精（或丙酮）作为提取液，选石油醚作为层析液（将色素在滤纸条上通过扩散作用进行分离）。答案：（1）洋葱根尖 乳白 10%盐酸 龙胆紫溶液（醋酸洋红）细胞周期中间期最长（2）鳞茎叶表皮 见右图（图中要画出细胞壁、原生质膜、液泡膜和细胞核） （3）无 水酒精、石油醚（层析液）29.在可控制温度和大气成分的温室中，以人工配制的营养液无土栽培蔬菜，请回答下列问题:(1)春季天气晴朗，光照充足时，为使作物增产，除满足矿质元素的需求外，应采取的措施是_。(2)当阴雨连绵，光照不足时，温室温度应_，以降低蔬菜的_。(3)向培养池中泵入空气的目的是_。(4)营养液中的
36、矿质元素占一定配比，这些矿质元素在植物体内的作用是：_；_。(5) 如温室栽培叶菜类，营养液中应适当增加_。解析：春季天气晴朗,光照充足时，此时光合作用速率高，消耗了大量的CO2，CO2已成为光合作用的限制因素,为使蔬菜增加产量，除满足矿质元素的需求外，还可以采取补充CO2，作为大气施肥,促进光合作用。当阴雨连绵，光照不足时，温室温度应适当降低，以降低蔬菜的呼吸作用,减少有机物的消耗。经常向培养池中泵入空气，其目的是增加培养池中溶解氧的浓度，保证根的有氧呼吸。各种矿质元素在生物体内的作用各不相同，但可概括成两个方面：一是作为植物细胞的组成成分，如蛋白质、核酸、ATP、磷脂、叶绿素等；二是参与酶
37、的活动，调节生命活动。如温室栽培叶菜类，与其他作物相比，需要合成的叶绿素更多，所以营养液中应适当增加N 元素，用来建造叶绿素和蛋白质等含N 有机物。答案：(1)补充CO2，作为大气施肥，促进光合作用 (2)适当降低 呼吸作用(有机物的消耗) (3)促进根系的有氧呼吸 (4)作为植物细胞的组成成分 参与酶的活动，调节生命活动 (5)N元素 30.(2005全国高考理综，30)取生长状态相同的两组番茄幼苗，置于表中所列A、B两种培养液中，在相同的适宜条件下培养，甲组用A培养液，乙组用B培养液。培养液成分ABCa（NO3）2KH2PO4KClMgSO4FeSO4其他微量元素蒸馏水（1）若干天后发现，
38、两组番茄苗下部叶片颜色不同，甲组呈_，乙组呈_。（表中表示有，表示无）（2）为了证明发生此现象的原因，分别取两组不同颜色的等量叶片提取、分离叶绿体色素。层析结果表明，两组叶片的类胡萝卜颜色相同，但是乙组叶绿素的颜色比甲组的_，其原因是_。（3）该实验采用的方法可用来研究_。解析：Mg是叶绿素的组成元素，若缺Mg则植物不能合成叶绿素，叶绿素不稳定易分解，Mg属于可以移动的元素，缺Mg导致下部叶片叶绿素分解，Mg被运至上部叶片中，造成下部叶片叶绿素含量减少，叶片颜色发黄。在人工配制的营养液中，除去或加入某一种矿质元素，然后观察植物在营养液中生长发育的状况，如果除去某一种矿质元素后，植物的生长发育就
39、不正常了，而补充这种矿质元素后，植物的生长发育又恢复正常的状态，这说明这种矿质元素是植物必需的矿质元素。答案：（1）绿色 黄色 （2）浅 缺Mg导致下部叶片叶绿素分解，Mg被运至上部叶片中，造成下部叶片叶绿素含量减少（3）某种元素是否为植物必需的矿质元素教学参考教学指要 本部分可安排23课时完成。 本部分知识主要分析植物吸水与失水的原理和矿质元素的吸收过程，教师可以通过提纲，联系化学知识和学生一起讨论、分析并弄清楚渗透与扩散的区别，分析成熟植物细胞的结构特点，明确植物细胞是一个渗透系统，根细胞吸收矿质元素离子的过程、矿质元素离子的吸收与呼吸作用的关系等有关问题，大约需要一课时的时间。 第二课时
40、可安排学生实验，以教材中的实验为基础，进行实验设计，如设计一个实验验证某种植物细胞液的浓度(为了缩短实验时间，可将标本分别放入不同浓度的溶液中，一段时间后进行镜检)或实验分析。实验分析和实验设计题目可由教师自己编写或事先向学生征集，提高学生参与教学过程的积极性，从学生中选取具有一定代表性的实验设计，同学生一起进行实验分析。 第三课时可处理有关习题，进行反馈矫正。 单纯的考查水分代谢和矿质代谢的试题较少，往往是和植物的其他生理活动结合来考查，如：和光合作用联系，和呼吸作用联系，和生产中的现实问题联系（如无土栽培中对水分、矿质元素的需要及与呼吸和光合作用的联系分析）。因此，在复习该知识时要注意和相
41、关知识的联系。五年高考经典1.（2004全国高考理综，2）列有关小麦根系吸收矿质元素的叙述，正确的是 ( )A.根吸收矿质元素所需的ATP直接来源于光合作用B.根吸收矿质元素所需的ATP直接来源于呼吸作用C.根尖表皮细胞对各种矿质元素的吸收量相等D.各种矿质元素进入根尖表皮细胞需要同一膜载体的协助解析：小麦根细胞无叶绿体，不能进行光合作用，所以根吸收矿质元素所需的ATP直接来源于呼吸作用。由于主动运输中的载体具有专一性，故根尖表皮细胞对矿质元素的吸收具有选择性，不同矿质元素的吸收量是不同的。答案：B2.(2003上海高考综合，27)适时补充镁元素可使绿色观叶植物正常生长，因为（ ）A.镁是组成叶绿素的重要元素 B.镁是合成蛋白质的原料C.镁能促进植物吸水 D.镁是合成核酸的原料解析：绿色植物的叶片之所以呈现绿色，是因为叶肉细胞中含有叶绿体，其中的叶绿素呈现绿色