2011年高考生物复习教案第11讲植物对矿物质的利用(人教版)

金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第1页共6页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.comr第二部分新陈代谢第11讲植物的矿质营养一、.考点内容全解（一）本讲考什么1.根对矿质元素的吸收植物对矿质元素的吸收经历了三个阶段，各阶段具体的过程及原理图解过程如下：2.植物对矿质元素的利用不同的矿质元素在植物体内的利用有差异，有些可重复利用，有些只能利用一次。根据各种元素的不同作用，在农业生产中要进行合理施肥。（二）考点例析[例1]取三株根系发育完善、大小相似的油菜幼苗，分别置于已注入(NH4)2S04溶液(pH值为6.42)，NaN03溶液(pH值为6.84)和蒸馏水（pH为6.96）的三个广口瓶内水培，在室温下3个小时后取出植株，测定上述3个广口瓶溶液的pH依次为：6.01，7.82，6.80。请回答下列问题：（1）若将植物放置于pH值已调整为相同浓度的三种液体中，经过一段时间后其结果如上图所示，则A、B、C分别表示何种溶液中的曲线。（2）(NH4)2SO4溶液pH值下降的原因是___________。（3）NaN03溶液pH值上升的原因是金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第2页共6页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com_______________。（4）蒸馏水pH值略有下降的原因是_____________。（5）用箭头表示溶液中一个NH4+离子被吸收到叶肉细胞的过程。_______________。[解析]本题考查学生是否真正掌握有关植物根吸收土壤溶液中矿质元素离子过程的知识。对于(NH4)2S04来说，植物吸收NH4+多，吸收SO42-少，根细胞表面吸附的H+不断和溶液中NH4+发生交换吸附作用，使溶液中的H+浓度增高．因而pH值下降,同理，由于根细胞吸收Na+少，吸收NO3-多，根细胞表面吸附的HCO3-增多．HCO3-水解后产生OH-，即：HCO3-+H2O→H2CO3+OH-，导致pH值上升，油菜幼苗置于蒸馏水中后，pH值降低的原因是根细胞呼吸作用产生的二氧化碳溶于水，形成H2C03，再离解成H+和HCO3-，H+浓度增大。[答案]（1）NaN03+蒸馏水、(NH4)2S04(2)NH4与H+交换，H+进入溶液。(3)HCO3-与NO3-进行交换，HCO3-增多。(4)呼吸作用生成CO2与水结合成H2C03，H2CO3离解成H+和HCO3-。(5)NH4+→根细胞表面→根细胞内→导管→叶脉→叶肉细胞。[解题提示]要理解pH值变化的原因与离子间的关系，需要联系一定的化学知识，从一个侧面说明生命科学确实已成为一门综合性学科。[同类变式]植物吸收矿质元素受内外因素的影响，下列叙述错误的是A．呼吸抑制剂可降低植物对矿质元素的吸收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C．根吸收水分和吸收矿质元素是没有关联的D．光合作用受阻一段时期后，有机物缺乏，影响根吸收矿质元素[解析]植物对矿质元素的吸收与对水的吸收是两个相对独立的过程，植物吸收矿质元素需要呼吸作用提供的用于交换的离子和能量，因此呼吸作用的强弱直接影响植物对离子的吸收，温度升高植物的呼吸作用加强。[答案]D[例2]如图所示不同年龄叶片中几种矿质元素的含量曲线变化，你认为最能反映Ca、Mg两种元素的含量变化的是A．d和cB．b和cC．a和cD．c和d[解析]Mg离子是能够再利用的离子，而Ca离子是不能再利用的离子，随叶片年龄的递增，不能再利用的离子会逐渐积累而增加，而象Mg则会向生长活跃的部位转移。[答案]C[同类变式]下表是用于无土栽培的一种培养液配方，请回答下列问题：(1)用此培养液培育某高等植物时,往往要给培养液通入空气，这一措施的目的是用以促进_____________以利于对矿质元素的吸收。要使该植物生长良好．根据光合作用所必需的条件，除了适宜的温度外。还需要_________和____________。(2)植物在吸收培养液中的矿质离子时，主要是通过____________方式进行的.经过一段时间后，检测到培养液中留存的Ca2+较多，而NO3-较少，这一现象与细胞膜的________有关。Ca(NO3)2……………………………1．0gMg(S04)……………………………0．25gKH2PO4……………………………0．25gKCl…………………………………0．12gFeCl3………………………………0．005gH20………………………………1000ml金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第3页共6页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com(3)若除去培养液中的MgS04，将直接影响植物体内__________的合成；(4)该配方中属于植物所需的大量矿质元素是_____________,微量元素是__________。[解析]本题考查矿质代谢，矿质离子的吸收过程、特点以及与呼吸作用的关系．设置的情境与农业生产相结合，但原理较简单。影响光合作用的因素主要有光照、CO2、温度、矿质、元素、水分等。呼吸作用为矿质元素的吸收提供交换吸附的离子和主动运输所需的能量。给培养液通入空气，就是为了促进根的有氧呼吸，利于矿质元素的吸收，培养液巳具备光合作用所需的矿质元素、水分和适宜的温度条件，为保证光合作用正常进行。还需要充足的光照和C02。植物对离子的选择吸收是由细胞膜上载体的种类和数量决定的，而载体种类和数量的不同体现了细胞膜的选择透过性.由于Mg2+是叶绿素的组成成分，除去MgSO4将影响植物体合成叶绿素。[答案](1)根的有氧呼吸光照CO2；(2)主动运输，选择透过性；(3)叶绿素.(4)N、P．、K、Ca、Mg、S、Fe、Cl二、能力提升技巧（一）考试技巧在哪里本讲重点要清楚如何区分什么是植物所必须的元素，植物吸收矿质元素与何因素有关，农业生产中怎样正确施肥等。1.植物所需矿质元素的判断可以缺素培养法进行判断，其方法可参见例3.2.分清大量元素和微量元素与必需元素与非必须元素的区别：前者以含量多少为标准，后者以功能为标准。3.植物吸水和吸收矿质元素虽然是两个相对独立的过程，但它们也有一定的联系，如矿质元素就必须溶解在水中以离子状态被吸收等。4.为促进植物对矿质元素的吸收，农业生产中必须注意松土，使根的呼吸作用加强，为离子的吸收创造条件。[例3]某同学为了验证植物的根从土壤溶液中吸收矿质元素和植物的生活需要的矿质元素，设计了如下实验：实验一：称取肥沃的土壤100g，倒人烧杯，加200ml自来水，搅匀并煮沸10分钟，静置一段时间，倒出上清液(土壤浸出液)，稀释备用；取两个等大的茶色广口瓶A和B，A加入土壤浸出液适量，B加入等量的自来水；在校园拔取两株植物幼苗，分别固定于A、B瓶中，使根浸于液体中(如右图所示)，然后置于暗室中培养。隔一、二天取出幼苗，让根暴露于空气几分钟，并往瓶中添加水，以补充失去的水分并搅拌培养液。每周换一次新的液体。预期三周后，A瓶的幼苗生长良好，B瓶的幼苗生长缓慢、叶色发黄。实验二：另设计一组实验装置，分析何种元素是植物生活所必须的，如右图是水培法成分鉴定实验装置，用此装置观察镁对植物的作用，一段时间后，发现A瓶中的植株正常生长且叶呈绿色，而B瓶中的植株的部分叶片变黄。请回答：（1）实验1中的实验设计有不合理之处，指出并写出改正的方法。（2）实验1中为什么要煮沸土壤溶液？（3）实验1中每天让根暴露于空气几分钟和搅拌培养液的原因是什么？金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第4页共6页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com（4）实验2中A、B瓶中的培养液应如何配置？（5）实验2中C管的装置对维持植物的正常生命活动有什么意义？（6）实验2中，培养液中并不缺水，但A、B瓶中的植物三周后竟然萎焉，这是由于，解决的措施是。[解析]对照是本题考查的重点。植物需要从土壤溶液中获得生命活动所必需的矿质元素，否则生命活动会受到影响甚至死亡。通过对照实验可证明这一点。在设置对照时，对照组中不能有矿质元素，而自来水中含有矿质元素，必须选择没有矿质元素的蒸馏水。实验2中也是一样，除镁元素不同之外，其余相同，通过培养可知镁对植物生命活动的影响。为保证实验顺利进行，植物要求是活体，因此植物必须在有光的条件下进行光合作用，否则会因饥饿而死亡。通气和暴露于空气中是为了保证植物呼吸作用的正常进行。煮沸可杀死微生物，使植物病害减少，有利于实验的正常进行。但随着时间的延长，水分的损失，培养液浓度会上升，根据渗透作用原理，根细胞不但不能吸水，反而会失水，植物死亡。[答案]（1）自来水应改为蒸馏水；置于暗室应改为置于阳光下；拔两株植物应改为选取两株同种、长势均等的植物幼苗。（2）杀死微生物，以免影响根的活动。（3）使根正常进行有氧呼吸，促进矿质元素的吸收。（4）A瓶中为全素培养液（或植物生长所必需的全部矿质元素培养液），B瓶为缺镁的营养液。（5）保证有氧呼吸，为根的生命活动提供能量。（6）植物的蒸腾作用使水分大量丧失，溶液浓度提高，根细胞失水，植物因失水而死亡。向培养液中补充适当的清水。[延伸拓展]本题考查矿质元素对植物生命活动的影响，从考察形式上属实验过程与结果的分析，并要求指出实验过程中的错误。核心是实验中对照的设置及意义。对照实验是生物学实验的基本方法，单一变量原则是基本原则之一，本题正是这一原则的具有应用。变量如何确定是实验成功与否的关键。三、基础能力测试1.从众多的矿质元素中确定植物生活所必需的元素，一般采用的方法是A．纸层析法B．溶液培养法C．叶片观察D．显微观察法2.实验表明，钼是硝酸还原酶和固氮酶中不可缺少的组分；植物生活在缺钼的营养液中，新生组织易发生变形、出现色斑。由此可见，钼在植物体内存在的形式是A．离子状态B．分子状态C．不稳定化合物D．稳定化合物3.中耕松土对农作物吸收矿质元素有良好的促进作用，最直接的原因是A．中耕提高了土壤的保水能力B．中耕促进了微生物的生长繁殖C．中耕促进了根系发育D．中耕促进了根细胞的呼吸作用4.某科技活动小组为了了解施用化肥对土壤的影响，做了如下调查，下面分析正确的是：A.长期施用化肥的耕地比很少使用化肥的自留地的土壤颗粒更大，土质较硬，酸性较金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第5页共6页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com大，微生物数量较少B.化肥很多是有机物，说明有机物也可杀死微生物C.施用的化肥一定是尿素D.化肥施用后，微生物减少，有利于植物的生长5.将一株呈现缺磷症状的植物，移栽到含有磷酸盐的完全营养液中，植物体对磷酸盐的相对吸收量与通气状况有关(如下图)。图中X表示磷酸盐溶液中通入气态氮时，植物对磷酸盐的相对吸收量；Y表示磷酸盐溶液中通入空气时，植物对磷酸盐的相对吸收量。对上述吸收状况的最合理的解释是A.氧气供应充足有利于磷酸盐转变为可吸收状态B.气态氮供应充足不利于磷酸盐转变为可吸收状态C.在一定范围内，氧气供应直接影响植物对磷酸盐的主动运输D.在一定范围内，气态氮直接阻止植物对磷酸盐的主动运输6.把菜豆幼苗放在含32P的培养液中培养，一小时后测定表明，幼苗各部分都含32P，然后将该幼苗放到不含32P的缺P培养基中，数天后发现32PA.不在新茎叶中B.主要在新茎叶中C.主要在老的茎叶中D.主要在老根中7.取3株根系发育完善且大小相似的洋葱幼苗，分别置于3个广口瓶中种植(3个广口瓶内分别注入不同培养液，PH值已测出)，在室温下几小时后取出植株，再测定各自溶液的PH值，实验结果如下表。下列针对实验结果的分析正确的是A.(NH4)2SO4是强酸弱碱盐，水解后呈酸性，所以PH值减小B.洋葱吸收NO3-多于Na+，从根表面置换到溶液中的OH-多于H+，所以PH值增大C.3号瓶PH值的变化最可能是测量的误差D.实验可表明洋葱根细胞的载体数量：NO3-NH4+、SO42-Na+四、潜能挑战测试8.北方冬季常绿植物体内矿质养料的运输减弱或近于停止，主要原因是A．吸收作用减弱B．蒸腾作用减弱C．光合作用减弱D．呼吸作用减弱9.在控制温度和大气成分的温室中，可以用人工