第8讲 水代谢和矿质营养

下列关于根瘤菌的叙述正确的是：A不同的根瘤菌只能侵入特定的豆科植物B在无氮培养基中可以分离出根瘤菌C所需能量由自身的线粒体提供D根瘤菌的同化作用是需氧型ENH3是根瘤菌的氮源，糖类是其主要碳源F大豆种子用破裂的大豆根瘤拌种，不能提高固氮量G根瘤菌变异的来源有基因突变和染色体变异F根瘤菌的固氮特性是由质粒决定的第8讲植物对水分的吸收和利用、植物的矿质营养水的作用：一、植物吸收水分的器官、部位、方式1、主要器官：根（次要为叶子）2、主要部位:根尖成熟区溶剂、液态环境、运输、维持细胞形态成熟区伸长区分生区根冠3、吸水方式方式原理举例吸胀吸水渗透吸水亲水性物质吸水如蛋白质〉淀粉〉纤维素等渗透作用干燥种子、未成熟植物细胞成熟植物细胞（有中央大液泡）二、渗透作用的原理1、演示实验[问]1、长颈漏斗中的液面为何上升？2、液面会一直上升吗？何时停止？h阻力3渗透作用发生的条件：A：半透膜B：膜两侧有浓度差2、渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散〈2〉半透膜与选择透过性膜的区别半透膜：多孔性薄膜，孔的“大小”来限制物质进出选择透过性膜：上有载体，可主动运输，具有选择透过性具有生物活性，若细胞死，则全透[注]：〈1〉扩散与渗透作用的区别扩散指物质从密度高的空间向密度低的空间运动的现象。不强调溶剂或溶质，不强调过膜不过膜渗透作用：强调溶剂分子通过半透膜。〈3〉比较浓度大小时，统一换算成物质的量浓度，即摩尔浓度（或理解为微粒数目的多少）1、下列现象属于渗透作用的是A水分子通过洋葱表皮细胞的细胞壁B水分子通过原生质层C氧气通过细胞膜进出细胞D水分子通过细胞膜进出细胞E买来的菠菜叶子萎蔫F菠菜叶吸水变得硬挺1、下列现象属于渗透作用的是A水分子通过洋葱表皮细胞的细胞壁B水分子通过原生质层C氧气通过细胞膜进出细胞D水分子通过细胞膜进出细胞E买来的菠菜叶子萎蔫F菠菜叶吸水变得硬挺2、把体积相同的1g/ml的葡萄糖溶液和1g/ml的蔗糖溶液用半透膜隔开，其分子运动的特点是A．水分子不移动B．水分子移动处于动态平衡C．水分子总的移动趋势是由葡萄糖溶液向蔗糖溶液移动D．水分子总的移动趋势是由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动（3）成熟的植物细胞发生渗透的结构基础1具备半透膜——原生质层；2浓度差——存在于细胞液与外界溶液之间；液泡膜细胞膜细胞质原生质层如何验证----1、外界溶液与细胞液之间存在浓度差2、原生质层充当半透膜3、原生质层的伸缩性细胞壁的伸缩性实验七质壁分离和质壁分离复原一、实验原理是什么现象：细胞液浓度〈外界溶液浓度，细胞失水，质壁分离细胞液浓度〉外界溶液浓度，细胞吸水，质壁分离复原二、选材紫色洋葱的鳞片叶（活的、成熟的、细胞液有颜色的植物细胞）三、步骤1、制作临时装片2、高倍镜观察3、滴加蔗糖溶液后再观察4、滴加清水后观察四、注意事项外界的蔗糖溶液浓度不能太大质壁分离后，要发生质壁分离复原不能隔太长时间质壁分离与复原的实验有何应用？1、证实植物细胞是一个渗透系统2、证实细胞壁的存在3、便于观察细胞膜4、测定细胞液的浓度5、区分细胞的死活自动的质壁分离复原硝酸钾溶液等可被植物细胞主动吸收的物质尿素溶液、甘油等可自由扩散进入细胞的溶液三、水分的运输、利用和散失（一）运输1、横向运输：〈由外向内〉土壤溶液中的水分向导管移动的两条途径〈1〉通过渗透作用进入成熟区细胞内再经层层细胞向内渗入，最终进入导管。〈2〉通过细胞壁、细胞间隙进入导管[问]〈2〉途径是渗透作用吗？2、纵向运输：〈由下向上〉通过导管由根部运输到茎，再由茎到叶动力：蒸腾作用、根压（运输、吸收）（二）利用：1%~5%水分参与光合作用呼吸作用等生命活动。（三）散失：95%~99%水分散失（通过蒸腾作用）蒸腾作用：指水分以气体状态，通过植物表面（主要是叶子），从体内散失到体外的现象。虽然基本上是一个蒸发过程，但与物理学上的蒸发不同，因为蒸腾作用还受到植物的结构特别是气孔行为的调节。影响蒸腾作用的因素有哪些？风力、温度、湿度、气孔的开闭等。一株植物其根部由内到外的相邻的三个植物细胞A、B、C，在正常生活状态时各细胞的细胞液浓度及在一次施肥过多正在发生失水时各细胞的细胞液浓度关系分别是A.ABC和ABCB.ABC和ABCC.ABC和ABCD.ABC和ABCABC（四）合理灌溉根据作物的需水规律适时、适量灌溉，用最少的水获取最大的效益。1、将盛有一定浓度蔗糖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（纵坐标）与时间（横坐标）的关系，正确的是ABCD2、下列能够表示洋葱表皮细胞在质壁分离及其复原过程中液泡吸水能力变化的是时间吸水力时间吸水力时间吸水力时间吸水力3、在绿色植物体上，受气孔的开闭影响而且不需酶参加的生理活动是A光合作用B矿质离子吸收C呼吸作用D水的运输4、在观察植物细胞的质壁分离与复原的过程中，某同学在视野中看到如图所示的细胞，a，b表示两处溶液的浓度。由此可以推测A此时ab，细胞渗透吸水B渗透系统保持动态平衡C此时ab，细胞渗透失水D上述三种情况都可能存在ab5、下列一年生枝条中，扦插最容易成活的是A带叶带芽的枝条B带叶去芽的枝条C去叶去芽的枝条D去叶带芽的枝条6人们用某些化学物质喷施于农作物表面后，能形成单分子层，阻碍水分的散失。运用这项技术的结果中不正确的是A有利于提高移栽植物的成活率B可能会降低植物的光合作用C可能会降低植物体内矿质元素的运输速度D对植物吸水的速度不会造成影响邯郸市第一中学生物组2006.11.8复习：植物的矿质营养缺Mg或缺N一、矿质元素除C、H、O以外，主要由根从土壤中吸收的元素，如Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、N、P、S、I……这些元素都是植物生活所必需的吗？如何来证明Mg是否是植物的必需矿质元素呢？浇以含有各种矿质元素的完全培养液浇以不含Mg离子的“完全”培养液对照组实验组对照组实验组结论：Mg是植物必需的矿质元素。补充适量Mg离子实验组叶片失绿生长完好生长完好（1）全营养液（含全部矿质元素的营养液）植物生长正常（3）若去除乙矿质元素植物生长发育正常结论：乙是该植物的非必需矿质元素植物生长发育正常（2）若去除甲矿质元素植物生长发育不正常加入甲矿质元素结论：甲是该植物必需的矿质元素溶液培养法溶液培养法（水培法）：指用含有全部或部分矿质元素的营养液培养植物的方法，是确定植物的必需矿质元素的基本方法。定期补充水、矿质元素、通入空气植物必需的矿质元素：NPSKCaMgFeZnMoCuMnBNiCl14“铁心(的)牧童，猛碰捏驴！！！”大量矿质元素：微量矿质元素：二、根对矿质元素的吸收吸收本质：外界溶液中的离子跨膜进入根细胞吸收部位：吸收形式：吸收过程：吸收动力：1吸收的概念吸收本质：外界溶液中的离子跨膜进入根细胞吸收部位：主要是根部吸收形式：离子吸收过程：主动运输吸收动力：细胞呼吸1吸收的概念2、吸收矿质元素与吸收水分的关系：成熟区表皮细胞吸收矿质元素和渗透吸水是两个相对独立的过程（1）独立性：方式、原理是否需要载体动力吸水吸盐（1）独立性：方式、原理是否需要载体动力吸水渗透作用不需要细胞内、外溶液的浓度差；蒸腾作用吸盐主动运输需要呼吸作用2、与水分吸收的关系：成熟区表皮细胞吸收矿质元素和渗透吸水是两个相对独立的过程①吸收活跃区域相同②矿质元素必须溶于水，以离子状态吸收③矿质元素被吸收进根细胞后，能提高根细胞细胞液浓度，从而提高吸收水分的能力（2）相对性（联系）：3.影响根系吸收矿质元素的内、外因素呼吸作用动力影响呼吸酶的活性根尖细胞附近氧的浓度土壤溶液pH土壤温度土壤通气状况遗传物质载体选择性影响种类数量被植物吸收的外界溶液中离子浓度（氧气充足）被吸收离子浓度吸收速率0ACB三、矿质元素的运输矿质元素的运输通道：根尖成熟区表皮细胞导管植物体的各个器官运输动力：蒸腾作用植物体器官获得矿质元素的三个条件根尖成熟区表皮细胞导管植物体的各个器官土壤中运输无障碍（3）吸收无障碍（2）存在这种元素（1）缺一不可综合分析各种可能因素，讨论一下结在树枝上的苹果若缺Ca,可能是因为什么？土壤中缺Ca;Ca的吸收-主动运输有障碍（缺氧、气温过低、载体活性受抑制）；Ca的运输有障碍（蒸腾不顺畅：空气湿度过大）四、矿质元素的利用特点(举例说明)元素举例KN、P、MgCa、Fe存在形式移动情况利用情况缺乏时受症的部位四、矿质元素的利用特点（举例说明）元素举例KN、P、MgCa、Fe存在形式移动情况利用情况缺乏时受症的部位离子稳定的化合物容易移动可以转移不能移动再度利用再度利用只用一次老叶老叶新叶不稳定的化合物五、合理施肥根据植物的需肥规律，适时地、适量地施肥，以便使植物体茁壮成长，并且获得少肥高效的结果。2.同一种植物对不同矿质元素的吸收不同3.同一种植物不同生长时期对矿质元素的需求量不同1.不同植物对各种矿质元素的需求量不同1（05江苏）在适宜温度下，采用完全营养液培养黄瓜幼苗，研究营养液中氧含量变化对K吸收速率的影响。实验结果如下图，分析并回答下列问题。黄瓜幼苗根系细胞吸收K＋的方式是，图中ab段为此提供的依据是，表明该过程需要。曲线bc段限制K＋吸收速率的内在因素是.主动运输K+的吸收量随着营养液中O2浓度的增加而增加能量根部细胞膜上运输K+载体的数量2植物叶片从幼到老的整个生命活动过程中A有机物输出也输入,矿质元素只输入B有机物只输出,矿质元素只输入C有机物只输出,矿质元素输入也输出D有机物与矿质元素都既输入,又输出3北京地区种植的大白菜秋末冬初收获。人们发现，收获的大白菜中有部分发生叶片的钙元素含量大大高于菜心，菜心的氮元素含量却远远高于外部叶片，而肥沃的菜园土富含各种矿质营养。对此现象可能合理的解释是：A.大白菜生长后期的气温偏低B.北方的土壤氮元素含量比钙元素多C.钙在植物体内可被不同器官重复利用D.氮在植物体内形成的化合物比较稳定4（2006江苏）将一植物细胞放入KNO3溶液中，一段时间后发生了质壁分离，下列说法不正确的是A．此细胞是活细胞B．原生质层具有选择透过性C．发生质壁分离的细胞一段时间后可自动质壁分离复原D．原生质层两侧溶液存在浓度差，KN03溶液浓度低于细胞液浓度5确定某种元素是否为植物所必需,用缺少该元素的“完全营养液”进行培养,应该A.以土壤为基质盆栽,加上述营养液B.大田种植,浇上述营养液C.以沙土为基质加上述营养液D.只用上述营养液,不用基质6大气湿度太高时,发育的果实内常缺钙,最可能因为A大气湿度太高,蒸腾作用强,影响钙的吸收B大气湿度太高,蒸腾作用弱,影响钙的吸收C大气湿度太高,蒸腾作用弱,影响钙的运输D大气湿度太高,蒸腾作用强,影响钙的运输7（05江苏）无土栽培是近几十年来迅速发展起来的一项栽培技术，其方法是把植物体生长发育过程中所需要的各种矿质元素按照一定的比例配制成营养液，并用这种营养液来栽培植物．请分析回答问题：(1)用无土栽培营养液培养花卉等植物时，往往要给营养液通入空气，这一措施的目的主要是促进根的作用，以利于根对矿质元素的吸收．这一生理过程主要发生在植物根细胞的(填一种细胞器)中．(2)植物在吸收营养液中的矿质离子一段时间后，检测到营养液中留存的Ca2+较多而NO3－较少，这说明植物根细胞的细胞膜是一种膜．(3)如果植物在培养过程中出现了萎蔫现象，其原因很可能是营养液浓度(填“大于”、“小于”或“等于”)细胞液浓度，补救措施是.线粒体选择透过性大于有氧呼吸因蒸腾丢失的水分也需及时补充；培养液中不加任何基质；完全培养液需要及时补充；定时向培养液中通入空气萝卜--缺N老叶发黄•甜菜--左侧缺氮,老叶发黄右侧氮充足老叶不发黄缺N老叶先受害大白菜“干心病”缺素症状首先表现在幼茎幼叶上，如大白菜缺钙时心叶呈褐色“干心病”大白菜缺Ca菜心嫩叶先受害