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1、植物的水代谢.矿质营养第二节第二节 植物植物细细胞胞对对水分的吸收水分的吸收二二、细胞吸水的方式：细胞吸水的方式：方式吸胀吸水吸胀吸水代谢吸水代谢吸水渗透吸水渗透吸水 经过一段时间后，由于水分子可以自由通过半透膜，而蔗糖分子不可以。单位体积内，清水中水分子数多于蔗糖分子中的，因此，单位时间内由清水向蔗糖溶液扩散的水分子数多。故而导致蔗糖溶液的液面升高。蔗糖分子半透膜水分子一个成熟的植物细胞就是一个完整的渗透装置一个成熟的植物细胞就是一个完整的渗透装置细胞壁原原生生质质层层（全透性）原生质层具有选择透过性，近似于半透膜原生质层具有选择透过性，近似于半透膜细胞膜液泡膜细胞质细胞液细胞核细胞壁原生质
2、层原生质层细胞液细胞空腔原生质层和细胞壁分离的现象。原生质层和细胞壁分离的现象。细胞膜液泡膜细胞质 当外界溶液浓度大于细胞液浓度时当外界溶液浓度大于细胞液浓度时(高渗溶高渗溶液），细胞发生质壁分离。液），细胞发生质壁分离。当外界溶液浓度小于细胞液浓度时当外界溶液浓度小于细胞液浓度时（低渗溶液），细胞发生质壁分离复原。（低渗溶液），细胞发生质壁分离复原。细胞质壁分离实验用途细胞质壁分离实验用途证明细胞吸水、失水原理（渗透作用）证明细胞吸水、失水原理（渗透作用）判断细胞死活（活细胞才有质壁分离和复原）判断细胞死活（活细胞才有质壁分离和复原）判断细胞液浓度判断细胞液浓度蔗糖溶液蔗糖溶液0.1g/mL
3、0.2g/mL0.3g/mL0.4g/mL细胞细胞未分离未分离未分离未分离分离分离分离分离水分跨过细胞膜的途径 A.单个水分子通过膜脂双分子层扩散 或通过水通道 B水分集流通过水孔蛋白形成的水通道 AB亲水物质亲水物质被吸附的水分子被吸附的水分子自由水自由水束束缚缚水水多个细胞,植物器官之间,地上比根部低。上部叶比下部叶低在同一叶子中距离主脉越远则越低；在根部则内部低于外部。影响根系吸水的土壤条件影响根系吸水的土壤条件 1.1.土土壤壤通通气气状状况况：通气状况良好，有利于根吸水；2.2.土土壤壤温温度度：适宜的温度范围内土温愈高，根系吸水愈多；3.土壤溶液浓度：土壤溶液浓度：根细胞水势小于土
4、壤水势有利于根系吸水 一、植物的水分代谢水分的吸收 水分的运输：水分的利用 水分的散失 合理灌溉 根毛细胞 茎 叶：参与 _ 、_ 等代谢过程。：主要散失方式是 ，该方式能产生_、_的动力。依据原理：方式：喷灌、滴灌土壤溶液中水进入导管的途径 光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用蒸腾作用蒸腾作用水分吸收水分吸收水分和矿质离子的运输水分和矿质离子的运输渗透吸水和失水渗透吸水和失水关于气孔运动及其影响因素植物气孔的开放与关闭植物气孔的开放与关闭第三节第三节 植物的矿质营养植物的矿质营养一、植物必需的矿质元素一、植物必需的矿质元素 1.矿质元素的概念矿质元素的概念 2.必需的矿质元素必需的矿质元素二、根
5、对矿质元素的吸收二、根对矿质元素的吸收 1.植物吸收矿质元素的主要器官、部位植物吸收矿质元素的主要器官、部位 2.吸收矿质元素的形式及方式吸收矿质元素的形式及方式三、矿质元素在植物体内的运输三、矿质元素在植物体内的运输四、矿质元素的利用四、矿质元素的利用五、合理施肥五、合理施肥 矿质元素是指除矿质元素是指除C、H、O外，主要外，主要由根系从由根系从土壤土壤中吸收的元素中吸收的元素。溶液培养法的概念：溶液培养法是溶液培养法的概念：溶液培养法是指含有指含有全部或部分全部或部分矿质元素的营养液培矿质元素的营养液培养植物的方法。养植物的方法。1、矿质元素的概念：、矿质元素的概念：2、溶液培养法的概念、
6、溶液培养法的概念：一、植物必需的矿质元素一、植物必需的矿质元素全全营养液（含营养液（含全部矿质元素全部矿质元素的营养液）的营养液）植物生长正常植物生长正常去除去除甲甲矿质元素矿质元素植物生长发育植物生长发育正常正常结论：结论：甲甲是该植物的是该植物的非必需非必需矿质元素矿质元素去除去除乙乙矿质元素矿质元素植物生长发育植物生长发育不正常不正常加入乙加入乙矿质元素矿质元素植物生长发育植物生长发育正常正常结论：结论：乙乙是该植物是该植物必需必需的矿质元素的矿质元素必需矿质元素必需矿质元素（种类：种类：14种种）大量元素大量元素：微量元素微量元素：N、S、P、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Mo、
7、Cu、Cl、Ni二、根对矿质元素的吸收二、根对矿质元素的吸收1.植物吸收矿质元素的主要器官是植物吸收矿质元素的主要器官是 部位：部位：根根 根尖成熟区表皮细胞根尖成熟区表皮细胞2.矿质元素以矿质元素以 被吸收被吸收离子形式离子形式3.根吸收矿质元素的过程根吸收矿质元素的过程材料一材料一 下图是植物根吸收矿质元素与氧气浓下图是植物根吸收矿质元素与氧气浓度的关系度的关系氧气的浓度细胞中K+的量植物吸收矿质元素离子植物吸收矿质元素离子的主要部位的主要部位根的成熟区表皮细胞根的成熟区表皮细胞成熟区成熟区矿质离子吸收与O2浓度的关系0 2 4 6 8 10 O2浓度根细胞中钾离子浓度604020水稻番茄
8、植物体吸收矿质离子需要呼吸作用提供能量能量 水稻番茄细胞膜上的载体载体参与了吸收过程 镁、硅离子吸收差异图MgSi根细胞中的镁、硅离子浓度矿质元素矿质元素以以离子离子离子离子的形式通过的形式通过主动运输主动运输主动运输主动运输被根尖吸收被根尖吸收讨论讨论：氧气在生物体内的作用是：氧气在生物体内的作用是：参与细胞参与细胞的的 呼吸作用呼吸作用，分解有机物，分解有机物释放能量释放能量 材料二材料二 科学家用呼吸拟制剂拟制根的科学家用呼吸拟制剂拟制根的呼吸，发现根对矿质离子的吸收中断。呼吸，发现根对矿质离子的吸收中断。讨论：根吸收矿质离子需要讨论：根吸收矿质离子需要 。能量能量结论：结论：呼吸作用呼
9、吸作用为矿质元素的吸收提供为矿质元素的吸收提供能量能量，是矿质元素吸收的是矿质元素吸收的动力动力水稻水稻番茄番茄培养培养液中液中离子离子的含的含量量硅硅少少多多镁镁多多少少表明表明水稻吸收水稻吸收 多多 吸收吸收 少少番茄吸收番茄吸收 多多吸收吸收 少少材料三材料三 把水稻和番茄分别培养在成分相同的把水稻和番茄分别培养在成分相同的培养液中，过一段时间后测定如下：培养液中，过一段时间后测定如下：硅硅镁镁镁镁硅硅讨论：以上讨论：以上表明表明根对矿质元素的吸收具有根对矿质元素的吸收具有 ，这种选择性是由细胞膜上的，这种选择性是由细胞膜上的 来来完成的由此说明细胞膜上的载体参与了吸收完成的由此说明细胞
10、膜上的载体参与了吸收过程过程。选择性选择性载体载体结论：根对矿质元素的吸收需要结论：根对矿质元素的吸收需要 。载体载体讨论：根能否吸收某种矿质元素由载体讨论：根能否吸收某种矿质元素由载体的的 决定；能吸收，但吸收多？还是吸决定；能吸收，但吸收多？还是吸收少？由载体的收少？由载体的 决定。即细胞膜上载决定。即细胞膜上载体的体的 限制着根对矿质元素的限制着根对矿质元素的吸收吸收 种类种类数量数量种类和数量种类和数量材料四材料四 科学实验证实，通常情况下，根细科学实验证实，通常情况下，根细胞中钾离子等矿质离子的浓度，已高于土壤胞中钾离子等矿质离子的浓度，已高于土壤溶液中的浓度，但植物的根仍然吸收这些
11、必溶液中的浓度，但植物的根仍然吸收这些必需的矿质离子需的矿质离子结论：矿质离子由结论：矿质离子由 一侧向一侧向 一侧一侧运输运输低浓度低浓度高浓度高浓度综述：由以上材料可知，根吸收矿质元素离综述：由以上材料可知，根吸收矿质元素离子是一个子是一个 的过程的过程主动运输主动运输吸吸收收量量 水分水分 矿质元素矿质元素水分水分 矿质元素矿质元素白天白天晚上晚上某植物一昼夜吸收水分和矿质元素比较某植物一昼夜吸收水分和矿质元素比较NPKMgCaSi水稻水稻番茄番茄实验结束后，水稻和番茄对不同矿质元素吸收量实验结束后，水稻和番茄对不同矿质元素吸收量占开始时的浓度的百分比占开始时的浓度的百分比100植物对矿
12、质离子的吸收具有选择性植物对矿质离子的吸收具有选择性(1)内容内容:A.同一种植物对不同矿质元素的吸收不同同一种植物对不同矿质元素的吸收不同B.同一种植物不同生长时期对矿质元素的同一种植物不同生长时期对矿质元素的需求量不同需求量不同 C.不同植物对各种矿质元素的需求量不同不同植物对各种矿质元素的需求量不同(2)原因原因:与细胞膜上载体的种类和数目有关与细胞膜上载体的种类和数目有关影响矿质元素吸收的因素影响矿质元素吸收的因素(1)遗传因遗传因素素:DNA不同不同基因选择基因选择性表达性表达种类的差异性种类的差异性载体不同载体不同数目的饱和性数目的饱和性选择性吸收选择性吸收(2)生态因生态因素素:
13、氧气氧气呼吸呼吸作用作用ATP主动运输主动运输水水土壤土壤PH土壤温度土壤温度矿质元素的利用 三种形式 （如：）（如：_ ）（如：）可可被被再再利利用用，缺缺乏乏时时 部部位位先先出现症状出现症状只利用一次，缺乏时只利用一次，缺乏时 部位先出现症状部位先出现症状功能：组成成分，调节生命活动离子离子不稳定不稳定化合物化合物稳定化合物稳定化合物KN P MgCa Fe老叶老叶 新叶新叶 呼吸作用呼吸作用 （ATP）矿质（矿质（扩散作用扩散作用）根细胞（）根细胞（主动运输主动运输根细胞根细胞离子离子 外表面外表面 内部内部三、矿质元素的运输三、矿质元素的运输思考：矿质元素在植物体内运输的动力是思考：
14、矿质元素在植物体内运输的动力是什么？渠道是什么？什么？渠道是什么？答：动力是答：动力是 ，渠道是，渠道是 。蒸腾作用蒸腾作用根、茎、叶根、茎、叶的导管的导管材料五材料五 科学实验证明，菜豆吸水量增加科学实验证明，菜豆吸水量增加1倍，倍，而矿质元素的吸收量只增加而矿质元素的吸收量只增加0.10.7倍；甚至倍；甚至植物的吸水量减少时，某些矿质元素的吸收植物的吸水量减少时，某些矿质元素的吸收量反而增多，这说明根吸收水分和根吸收矿量反而增多，这说明根吸收水分和根吸收矿质元素离子质元素离子 。不是同一个过程不是同一个过程讨论：根吸收水分和根吸收矿质元素离子到讨论：根吸收水分和根吸收矿质元素离子到底是什么
15、关系？请完成下表。底是什么关系？请完成下表。根吸收水分根吸收水分根吸收矿质元素根吸收矿质元素吸收的主要器吸收的主要器官官（部（部 位）位）吸收方式吸收方式吸收的动力吸收的动力注：注：矿质元素只有矿质元素只有 才能被吸收才能被吸收矿矿质元素在植物体内随质元素在植物体内随 。根吸收水分的量和根吸收矿质元素的量根吸收水分的量和根吸收矿质元素的量 。根（根尖成熟区根（根尖成熟区表皮细胞）表皮细胞）根（根尖成熟根（根尖成熟区表皮细胞）区表皮细胞）渗透作用渗透作用主动运输主动运输蒸腾作用蒸腾作用呼吸作用呼吸作用溶解在水中溶解在水中水分的运输而运输水分的运输而运输不成正比不成正比综述：根吸收水分和根吸收矿质
16、元素是综述：根吸收水分和根吸收矿质元素是 。两个相对独立的过程两个相对独立的过程矿质元素的利用矿质元素的利用元素举例KN、P、MgCa、Fe存在形式移动情况利用情况集中部位缺乏时受症的部位离子离子不稳定的不稳定的化合物化合物稳定的稳定的化合物化合物容易移动容易移动可以转移可以转移不能移动不能移动反复利用反复利用多次利用多次利用只用一次只用一次幼嫩部分幼嫩部分幼嫩部分幼嫩部分较老部分较老部分老老 叶叶老老 叶叶新新 叶叶五、合理施肥五、合理施肥请阅读课本图请阅读课本图3-12和图和图3-13，得出合理施肥，得出合理施肥的依据的依据讨论得出：讨论得出：不同的植物不同的植物对各种必需矿质元的对各种必
17、需矿质元的 。需要量不同需要量不同同一种植物同一种植物 在在不同不同的生长发育时期，对同一种的生长发育时期，对同一种矿质元素的矿质元素的 。需要量也不同需要量也不同合理施肥合理施肥？从图表信息中可以得出什么结论？从图表信息中可以得出什么结论？植物在不同时期对必需矿质植物在不同时期对必需矿质元素的需求量不同。元素的需求量不同。水稻水稻番茄番茄？从图表信息中可以得出什么结论？从图表信息中可以得出什么结论？不同植物对同种矿质元素的需求不同，同种不同植物对同种矿质元素的需求不同，同种植物对不同矿质元素的需求也不相同植物对不同矿质元素的需求也不相同 总结：这节课我们共同探究了植物总结：这节课我们共同探究
18、了植物对矿质元素的对矿质元素的吸收吸收，运输和利用运输和利用，通过，通过学习，同学们应该学习，同学们应该记住记住植物所必需的矿植物所必需的矿质元素的质元素的种类种类，理解理解根吸收矿质元素的根吸收矿质元素的过程过程及各种矿质元素在植物体内的及各种矿质元素在植物体内的再利再利用用情况情况巩固练习1.如果想市使肥料中含有较多的如果想市使肥料中含有较多的N、P、Mg元元素，沤制时应选用（素，沤制时应选用（）A.嫩叶嫩叶 B.老叶老叶 C.两者都一样两者都一样 D.无法确定无法确定A2.在叶绿素中可被重复利用的无机离子是（在叶绿素中可被重复利用的无机离子是（）A.Na B.k C.Ca D.MgD3.
19、根吸收水分与吸收矿质元素离子的共同点根吸收水分与吸收矿质元素离子的共同点是（是（）A.原理相同原理相同 B.动力相同动力相同C.部位相同部位相同 D.不消耗能量不消耗能量C4.离根较远的矿质离子，若要进入根细胞内，离根较远的矿质离子，若要进入根细胞内，依次要经过（依次要经过（）A.扩散作用，扩散作用扩散作用，扩散作用 B.主动运输，主动运输主动运输，主动运输C.主动运输，扩散作用主动运输，扩散作用D.扩散作用，主动运输扩散作用，主动运输D5.根表皮细胞吸收钾离子的数量，主要取根表皮细胞吸收钾离子的数量，主要取决于（决于（）A.土壤中钾离子的浓度土壤中钾离子的浓度B.细胞液中钾离子的浓度细胞液中
20、钾离子的浓度C.细胞膜上载体的数量细胞膜上载体的数量D.根的呼吸作用根的呼吸作用C6.玉米对磷的吸收，白天比晚上只稍多一点，玉米对磷的吸收，白天比晚上只稍多一点，但它白天吸水量比晚上却大但它白天吸水量比晚上却大8倍；把用溶液培倍；把用溶液培养的黄瓜移到遮荫，水分的消耗明显下降，养的黄瓜移到遮荫，水分的消耗明显下降，而同一时间钾离子却有少量增加，上述实验而同一时间钾离子却有少量增加，上述实验表明：表明：。根吸收水分和根吸收矿质元素根吸收水分和根吸收矿质元素是是两个相对独立的过程两个相对独立的过程课外材料3 作物缺素症状作物缺素症状1）N、P、K的缺素症的缺素症2）NN元素的主要生理作用？元素的主
21、要生理作用？请看图片：请看图片：1 1 生物膜的结构与特性生物膜的结构与特性(critical concentration)草草莓莓叶叶片片的的缺缺素素症症 温度对小麦吸收温度对小麦吸收K K+的影响的影响图3-16 在不同K水平下，供N大内对水培大麦子粒和 秸秆产量的影响图3-8 ATP酶逆电化学势梯度运送阳离子到膜外去的假设步骤A.B.ATP酶与细胞内的阳离子M+结合并被磷酸化；C.磷酸化导致酶的构象改变，将离子暴露于外侧并释放出去；D.释放Pi恢复原构象 此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢