奇异的植物世界教学设计

高三生物教案：《植物的矿质营养学案2》教学设计。

植物的矿质营养

【自学导引】

一、植物必需的矿质元素

1．矿质元素的概念

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。

2．植物必需的矿质元素

（1）概念：对植物正常的生命活动不可缺少的矿质元素。某一种矿质元素是

否是植物生活所必需的，可通过溶液培养法进行验证。

（2）种类：(13种)

大量元素：N、P、K、S、Ca、Mg。

微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl。

二、矿质元素的吸收

1．矿质元素被吸收的形式

矿质元素是以离子的形式被根尖吸收的。

2．矿质元素被吸收的方式

根吸收矿质离子的过程，不仅需要细胞膜上载体蛋白质的协助，而且还需要消耗

细胞呼吸作用释放的能量，因此，这是一个主动运输的过程。

3．根吸收矿质离子与吸水的关系

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。

三、矿质元素的运输和利用

1．矿质元素的运输

运输矿质元素的结构是导管。

四、合理施肥

1．依据不同植物对各种必需的矿质元素的需求量不同，同一种植物在不同的生长发育时期，对各种必需的矿质元素的需求量也不同。

2．概念：合理施肥就是根据植物的需肥规律，适时地、适量地施肥。

3．意义：保证植物体茁壮生长，获得少肥高效的结果。

?五、无土栽培

1．概念：无土栽培是指利用溶液培养法的原理，把植物体生长发育过程中所需的各种矿质元素，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的技术。

2．优点：

第一，全年都可以栽培，并且产量高。

第二，节约水肥，产品清洁卫生，有利于实现农作物栽培的工业化和自动化。

第三，扩大了农作物栽培的范围和面积。

【思考导学】

1．小王从花店买来一盆万年青，几星期后，他发现老叶油绿绿的，而新生的叶子有发黄的现象，最可能的原因是什么?

答案：缺少不能被再度利用的矿质元素，如Fe、Ca等。

2．农民常说：“锄地出肥”，这一俗语的道理是什么?

答案：锄地能增加土壤中空气的流通量，增强根细胞的呼吸作用，为根吸收矿质元素离子提供更多的能量。

3．根对矿质元素的吸收量是否与土壤溶液中矿质离子的浓度成正比？为什么？

答案：否。根对矿质离子的吸收具有选择透过性。这主要是由根细胞膜上载体蛋白质的种类和数量决定的，某种载体蛋白质多，则吸收这种载体蛋白质运载的离子就多，反之，则少。

?【学法指导】

1．为什么说根吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立的过程

根对矿质元素的吸收和对水分的吸收，既有区别又有联系。

区别是：(1)矿质元素与水分进入根细胞的方式不同。水分通过自由扩散进入细胞；矿质元素离子通过主动运输进入细胞。

(2)吸收的动力不同。吸收水分的动力是蒸腾作用形成的拉力和根细胞与环境之间的浓度差；吸收矿质离子的动力主要是消耗根细胞呼吸作用产生的ATP。

联系是：(1)矿质元素必须溶于水才能被根细胞吸收。

(2)矿质元素在植物体内的运输是随着水分到达植物体的各部分的。

(3)矿质元素被根细胞吸收后，又会影响到细胞内外溶液的浓度，从而影响根对水分的渗透吸收。

因此，根吸收矿质元素离子和吸收水分是两个相对独立的过程。

2．矿质元素在植物体内的存在形式及其利用情况此处应换行矿质元素在植物体内有三种存在形式：有的以离子形式存在，如K＋；有的形成不稳定的化合物，如N、P、Mg；有的形成难溶的稳定的化合物，一旦形成后就不能再分解，如Ca、Fe。这三种存在形式的矿质元素，前两种可以多次利用，即能够再度利用，第三种存在形式的矿质元素只能利用一次，即不能再度利用。

能够再利用的矿质元素缺乏以后，最先表现病症的部位是老的叶片，这是因为植物体内营养物质的输送中心是生长旺盛的部位，老叶片中的这些矿质元素有的能自由移动(如K)，有些不稳定的化合物分解将某些元素释放出来转移到生长旺盛的部位(如N、P、Mg)，例如Mg是合成叶绿素必需的元素，缺Mg后叶绿素分解，Mg释放出来转移到生长旺盛的幼叶部位，这样老叶片表现出缺镁的症状，叶片变黄，因叶绿素减少后类胡萝卜素的颜色表现出来。

不能再利用的矿质元素缺乏以后，最先表现病症的部位是幼叶，这是因为这些矿质元素形成了稳定的不易分解的化合物，如Ca在植物体内形成草酸钙，草酸钙是难溶的不易分解的化合物。这样老叶片中虽然含有这些元素，但这些元素形成的化合物不能分解，所以不能转移到其他部位，则新生的叶片就缺乏该元素，表现缺乏症。

根据上述原理，我们分析落叶中某种矿质元素与生长旺盛叶片相比，落叶中的该元素明显减少，由此可见该元素是能够再度利用的，因为在落叶之前这些矿质元素已经转移到了生长旺盛的部位。如果我们分析落叶中的某种矿质元素与生长旺盛的叶片相比基本相同，则可知该元素是不能再度利用的，因为这些元素形成了稳定的不易分解的化合物，所以形成后不能再分解，也就不能转移到其他部位。

3．无土栽培应注意的问题

在温室中无土栽培植物，通常要在培养液中通入空气，目的是为了增加氧气，促进根细胞的呼吸作用，有利于矿质元素的吸收；另外要定时测定培养液中矿质元素离子的浓度，以便及时补充消耗的矿质元素；此外，在温室中无土栽培植物，可以根据光合作用的原理，在光照强时，适当增加二氧化碳浓度，在夜晚没有光照时适当降低温度，以减少有机物的消耗。

4．施肥中应注意的问题

在学习水分代谢和矿质代谢知识后，施肥时要注意以下几点：第一，一次施肥不能过多，施肥过多会使土壤溶液浓度过高，植物的根细胞不但不能吸水，反而还要向外渗水，造成“烧苗”现象。第二，要根据土壤的酸碱度，选择合适的化肥，如果土壤呈酸性则应选择生理碱性盐，土壤呈碱性则应选用生理酸性盐。第三，施肥时要结合松土同时进行，这样有利于植物对矿质元素的吸收，因为植物吸收矿质元素离子与呼吸作用有密切关系，根细胞的呼吸作用为交换吸附提供H＋和HCO，为主动运输提供能量。

【例题解析】

［例1］植物根的表皮细胞吸收K＋的数量主要决定于

A．土壤溶液中K＋的浓度 B．细胞液中K＋的浓度

C．细胞膜上H＋的数量 D．细胞膜上载体的数量

解析：考查根对离子选择吸收的基础知识。根细胞吸收离子的种类和数量，只与根细胞膜上载体的种类和数量有关。答案：D．

错因：根表皮细胞对离子的吸收只与根细胞膜上载体有关，与某溶液离子的浓度无关，如果认为有关就会误选A或B。

［例2］某片绿化树种春季叶色正常，夏季幼叶出现缺绿现象，检测发现是土壤中缺乏一种矿质元素所致，经叶面喷施，树木生长很快恢复正常。这种矿质元素是

A．N B．Mg C．Fe D．C

解析：C、H、O显然不属于矿质元素，应该排除。Mg是构成叶绿素分子的关键元素，N对植物生长也起着十分重要的作用，但缺绿的是幼叶，说明土壤中缺少的是一次性利用的元素，因为虽然老叶中含有这种元素，但种元素形成了稳定的不易分解的化合物，这样就不能转移到幼叶再利用。如Fe、Ca、S都是这种形成稳定化合物而被一次性利用的元素，其余的以离子(如K＋)或不稳定化合物形式存在，均为可多次利用的元素，因为老叶含有这些元素，现在幼叶缺少了这种元素，那么这些元素能够转移到幼叶部位重新利用或合成新的化合物。 答案：C

错因：解答此题应首先搞清缺乏哪类矿质元素时，植物体的什么部位先受损伤；然后再根据题意去解答。这点认识不到位是解错此题的关键所在。

［例3］写出三种与光合作用有关的矿质元素的元素符号及它们在光合作用中的作用。元素：_________作用_________；元素：______作用________元素：_______作用__________。

解析：此题要求分析与光合作用有关的矿质元素，首先要分析试题中所包含的知识点：矿质元素的概念、光合作用中起重要作用的物质以及这些物质中所包含的矿质元素。由于是矿质元素，所以C、H、O要除外，然后要联系光合作用过程，分析在这个过程中需要哪些重要的化合物，这些化合物中含有哪些重要的矿质元素。光合作用中需要叶绿素吸收光能，需要多种酶参加，在光合作用过程中光反应产生ATP和氢供暗反应需要。叶绿素中含有的一种重要的矿质元素Mg；ATP中含有P元素；酶几乎都是蛋白质，含有N、S等矿质元素。此外，与光合作用有关的矿质元素还有S、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｋ、Ｃｌ等，只要回答出来，写出相应的作用都可以给分。

答案：Mg 叶绿素的成分 P 形成ATP需要P N 叶绿素和各种酶的成分

错因：此题的常见错误是有人将C、H、O归属于矿质元素而导致错误，还有人考虑到了N和P，但认为N是细胞膜中蛋白质的成分，P是磷脂的成分，磷脂是细胞膜的主要成分，以上作用本与光合作用无关，易被学生误认为与光合作用有关。从此题可以看出，在学习过程中要将前后知识联系起来，并且要将所学的知识与实际结合起来。由于答案不是惟一的，这样给了学生较大的思维空间，经常进行这种发散性思维训练，可以培养创新思维能力，如果只是死记书本知识，就难以正确回答此题。

【基础训练】

一、选择题

1．下列属于植物必需矿质元素的一组是

A．N、P、K、Na B．S、Ca、Mg、Si

C．B、Zn、Ca、Cl D．Ca、Cu、Mn、Al

解析：植物必需的矿质元素有十三种：其中属于大量元素的是N、P、K、S、Ca、Mg，属于微量元素的是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl。

答案：C

2．绿色植物体内的化学元素、矿质元素、必需的矿质元素的种类依次有

①60多种 ②16种 ③13种 ④60种左右⑤9种

A．①④③ B．①②③ C．①②④ D．①③⑤

答案：A

3．番茄在白天和夜晚对Ca2＋的吸收量有一定的差别，原因是白天和晚上的

A．蒸腾作用强度不同 B．呼吸作用强度不同

C．运输Ca2＋的载体数量不同 D．Ca－在土壤溶液中的含量不同

解析：番茄对Ca2＋的吸收是一个主动运输的过程，需呼吸作用提供能量；夜晚和白天温度有差异，与呼吸作用有关的酶的活性不同，故呼吸作用强度不同。答案：B

4．在培养玉米的溶液中加某种负离子，结果发现玉米根细胞在吸收该种负离子的同时，对Cl－的主动吸收减少，而对K＋的主动吸收并没有影响，原因是

A．该种负离子妨碍了ATP的形成 B．该种负离子抑制了主动运输

C．该种负离子抑制了呼吸作用 D．该种负离子和Cl－的载体相同

解析：在培养玉米的溶液中加某种负离子，对K＋的主动吸收没有影响，说明该种负离子没有抑制呼吸作用、妨碍ATP的形成和抑制主动运输，对Cl－的主动吸收减少，说明吸收该种负离子的载体蛋白质与Cl－的相同。 答案：D

5.土壤中缺硼时，植物体会表现出一定的病症，在有该病症的植株叶面上喷施一定浓度的含硼溶液后，该病症消失，这说明硼是植物体的

A．大量元素，必需元素 B．矿质元素，必需元素

C．矿质元素，微量元素 D．矿质元素，大量元素

解析：土壤中缺硼时，植物体会表现出一定的病症，喷施后，该病症消失，说明硼是植物体的必需矿质元素。 答案：B．

6．树冠顶部的叶片合成叶绿素需镁离子。叶片获得镁离子与下述哪项有关

A．主动运输和蒸腾作用 B．自由扩散和呼吸作用

C．被动运输和蒸腾作用 D．自由扩散和蒸腾作用

解析：树根从土壤溶液中吸收Mg2＋需消耗呼吸作用释放的能量，随水分在体内运输的主要动力是蒸腾作用。 答案：A

7．植物细胞对NH的吸收较困难，对NO的吸收较容易，是因为

A．细胞膜上两种离子载体的数量不同 B．细胞中NH和NO的数量不同

C．呼吸作用提供的能量不同 D．土壤溶液中NH和NO的数量不同

解析：根细胞对矿质离子的吸收具有选择透过性，这主要是由细胞膜上载体蛋白质的种类及数量决定的，某种载体多，吸收这种载体所运载的离子就多；反之就少。答案：A

8．给某种蔬菜施含放射性同位素15N的氮肥，植物吸收后主要用于合成蛋白质，人食用该种蔬菜后，通过代谢15N最先出现在人体中的

A．氨基酸 B．尿素 C．氨 D．蛋白质

解析：该种蔬菜中的蛋白质在人的消化道内被蛋白酶分解成氨基酸后，被吸收进入血液而运输到各组织细胞，在组织细胞内参与各种代谢活动。 答案：A

9．有人通过观察发现，阴生植物经蒸腾作用散失的水量要比阳生植物经蒸腾作用散失的水量少得多，但阴生植物也没有表现出矿质营养缺乏症，这一现象说明

A．阴生植物需要的水量少

B．阴生植物需要的矿质营养少

C．蒸腾作用对根吸收水分和矿质元素的影响相同

D．根对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程

答案：D．

10．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．蒸腾作用，呼吸作用

C．呼吸作用，呼吸作用 D．呼吸作用，蒸腾作用

答案：D．

11．17世纪比利时科学家Helmont在一个大花盆中放入90 kg干燥的土壤，灌入雨水并在其中栽上一株2.5 kg的柳树苗，并用一个穿孔的铁板盖在花盆上，只允许气体和水进入，而尽量减少别的物质进入。5年后将树移出称重，发现增加了750 kg，将土壤干燥发现仅仅损失了60 g，下面是对这一现象的解释，其中正确的是

A.土壤干重的减少是由于柳树苗从土壤中吸收了大量水分和矿质元素

B．树增加的重量大于土壤减少的重量是由于柳树苗吸收了大量的水分

C．土壤干重减少甚微的主要原因仅仅是由于丧失了部分矿质元素

D．柳树苗重量的大幅度增加完全决定于植物体进行呼吸作用的速率

答案：C

12．植物根部被水淹没，根吸收矿质元素离子就会减少，其主要原因是

A．土壤溶液中的离子浓度降低了 B．茎的导管输导作用减弱了

C．叶片的蒸腾作用减弱了 D．根细胞呼吸作用减弱了

解析：根吸收矿质元素离子的过程，需要消耗呼吸作用所释放的能量，水淹时，根细胞进行无氧呼吸，释放的能量少，故根吸收的矿质离子会减少。答案：D．

13．镁是合成叶绿素的原料，当植物缺镁时，其基部叶片常发黄，而幼叶却生长正常，这说明

A．幼叶对镁的需要量少 B．镁由老叶移到了新叶

C．老叶中的镁不能参与叶绿素合成 D．老叶对缺镁比幼叶敏感

解析：镁在植物体内以不稳定化合物的形式存在，是可再度被利用的元素，当植物缺镁时，老叶中的叶绿素分解释放出镁元素并转移到幼叶内，用于幼叶叶绿素的合成。

答案：B．

14．在土壤中增加哪些元素，有利于延缓老叶衰老

A．N、P、K B．Ca、Fe、Mg C．N、P、Fe D．K、Ca、Mg

解析：当土壤中缺少可再度被利用的元素时，老叶先受损，N、K、P可被吸收利用，补充已转移的部分元素。 答案：A

15．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

答案：D

16．下图为小麦不同生长发育期对K、P的需要量曲线。若取得少肥、高效的结果，需将有限的磷钾复合肥用于

A．越冬前 B．拔节前 C．开花期 D．乳熟期

解析：从图上可知，小麦在开花期对K的需要量最大，在成熟期对P的需要量最大，若在成熟期施磷钾复合肥，会影响小麦的开花造成减产，故需将有限的磷钾复合肥在开花期施用。 答案：C．

17．下列哪项不是制备无土栽培营养液应注意的问题

A．其内应溶有大量氧气

B．应具有适宜的pH范围

C．应包括所有的必需的矿质元素，对某些植物还可以增加有关元素

D．应是均衡的营养液，即矿质元素之间要有适宜的浓度比例

解析：培养液中溶有大量的氧应是在栽培植物的时期，这样可增强根细胞有氧呼吸，有利于吸收矿质离子。 答案：A

18．下图中的曲线为表示呼吸强度与根对矿质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：呼吸强度越大，为根细胞吸收矿质离子提供的能量越多，但根细胞膜上运载矿质离子的载体蛋白质的数量不会随呼吸强度的增大而增多，故呼吸强度增大到一定程度时，根吸收矿质离子的速率不再变化。答案：B．

19．对绿色植物自身来说，制约其吸收矿质元素的因素有

①根细胞呼吸作用的强弱 ②根细胞内细胞液浓度 ③植物的蒸腾作用 ④物种自身的遗传性

A．①② B．②③ C．③④ D．④①

解析：矿质元素的吸收是主动运输过程，主动运输需要的ATP由根细胞的呼吸作用提供；主动运输过程需要的载体，其性质是蛋白质，蛋白质的合成受遗传物质控制，不同生物具有不同的D．NA，因此载体的种类具有物种的遗传性。 答案：D．

20．下图所示的内容不能表示下列的哪一项

A．叶绿素含量 B．叶片中Mg2＋含量

C．单位时间光合作用生产量（条件适宜） D．叶片中Ca含量

解析：叶片的年龄在一年内可代表四季的变换。由春天到秋末，叶片逐渐由小长大，植株叶片表面积越来越大，叶绿素（含Mg2＋）含量逐渐增加，光合作用制造有机物逐渐增加。秋末，叶片脱落之前，叶绿素解体，Mg2＋由叶脉最终进入植株主干，因而此时叶片中Mg2＋含量降低。Ca在植物体内形成微溶的稳定化合物，在植物体内不移动，因而Ca的含量不会随年龄变大而降低。答案：D．

二、非选择题

21．为探索植物吸收水和吸收无机盐的特点和关系，用相同的培养液，分别培养水稻和番茄的幼苗。培养一段时间后，分别测定培养液中的各种养分的百分含量，并与原培养液（各种养分的相对百分含量为100%）中各种养分百分含量比较，结果如下表所示。据表回答下列问题：

（1）培养水稻的培养液，镁离子的相对浓度比原来升高了，这是由于________________。

（2）培养番茄的培养液，镁离子和硅离子的浓度变化不同，说明____________________。

（3）培养水稻和番茄的培养液中，硅离子的浓度变化不同，说明___________________，原因是____________________________________。

（4）注意调节培养液的酸碱度并经常（每天2~3次）向培养液中___________，保证根细胞________________________。

解析：根吸收矿质离子的过程是一个主动运输的过程，而吸收水分是通过渗透作用来实现的，故二者吸收原理不同，是两个相对独立的过程；植物对矿质离子的吸收具有选择性，这是由细胞膜的载体种类和数量决定的，某种载体多，吸收该载体运载的离子就多，反之则少。不同植物的根细胞膜上载体的种类和数量不相同，故对同种矿质离子的吸收不同；在用营养液培养植物的过程中，营养液中的O2不断被根细胞的呼吸作用消耗，故应不断向培养液中充入新鲜空气以增强根细胞的呼吸作用，促进对矿质离子的吸收。

答案：（1）水稻吸收矿质离子（如Mg2＋）和吸收水分是两个相对独立的过程，镁离子的浓度比原来升高，说明吸收水的量比吸收Mg2＋的量相对多（2）同种植物对镁离子和硅离子等不同矿质离子的吸收具有选择性 （3）不同植物对同种矿质离子的吸收具有选择性 水稻和番茄的根细胞膜上吸收硅离子的载体数目不同 （4）充新鲜空气有氧呼吸

22．下图表示水培法栽培植物，请回答下列问题：

（1）要使植物正常生长，需向瓶中添加哪些物质？_____________。

（2）图中A管的装置对于维持植物正常生命活动有何意义？__________。

如果不设置A管，也可在溶液中加入能缓缓释放_________的制剂。

（3）若给水中持续加入大量NaNO3，则出现__________________。

（4）若使水培植物有最大的净生产量，以下哪些措施是正确的____________。

A．长光照，短黑暗 B．长黑暗，短光照 C．恒温25℃ D．白昼25℃，夜晚15℃

E．白昼、夜晚均15℃

（5）若在此实验基础上观察Mg对植物的作用，需要另设计一对照实验，请描述对照实验的实验条件，并预测对照实验实验现象。

（6）与传统农业相比，水培法栽培植物有何优点（列出两方面即可）。

解析：必需矿质元素是植物正常生长发育所不可缺少的矿质元素，要使植物正常生长必须向营养液中加入所有的必需矿质元素；植物吸收矿质离子需要呼吸作用提供能量，因此，要使植物正常的吸收矿质离子，必须满足根细胞呼吸作用所需的O2，增加营养液中O2的方法一是用导管不断地通入新鲜空气，二是加入能缓缓释放O2的制剂，如CaO2；植物要正常生长必须不断地从溶液中吸收水分，若持续大量加入Na2CO3，会使溶液浓度过高，植物大量失水死亡；若使水培植物有最大的净生产量，办法就是增强光合作用，夜晚降低呼吸作用，要做到这一点，一方面延长光照时间，白天适当提高温度（提高与光合作用有关酶的活性），另一方面夜晚适当降低温度（降低与呼吸作用有关酶的活性），减弱呼吸作用强度，降低对有机物的消耗；对照实验要遵循惟一变量的原则，故要观察Mg对植物的作用，所设置的对照实验除不含Mg外，其他条件应完全相同。

答案：（1）所有的必需矿质元素 （2）在于不断向培养液中充入氧气，促使根细胞有氧呼吸，利于根对培养液中各种离子的吸收 O2 （3）因培养液浓度大大提高，水培植物失水而死亡 （4）AD．（5）除培养液中无镁元素之外，其他条件同图中实验条件完全相同。与图中水培植物相比，对照实验中水培植物的老叶变黄。 （6）①栽培植物不受季节限制；②有利于扩大栽培面积；③有利于农作物栽培的自动化、规模化。

23．实验装置如下图，浸在广口瓶（NH4）2SO4溶液中的是同株小麦的离体根，向A瓶中缓缓通入N2，向B瓶中缓缓通入O2，请分析实验现象：

（1）恒温下进行实验，经测定，随着N2的通入，A组根细胞对NH和SO的吸收速度与通入N2之前相比不断减慢，而随着O2的通入，B组根细胞对NH和SO的吸收速度与通入O2前比，不断增快。此实验现象说明______________________。

（2）实验还可以测知A组、B组根细胞在同一时间内，吸收NH总是多于SO，这种现象可以说明________________________________________。

（3）单独对B组根进行观察测定，发现随着O2的继续通入，根细胞对NH和SO的吸收速度增加到一定程度时不再增加，造成这一结果的原因是_____________________。

答案：（1）根对矿质元素的吸收与呼吸作用密切相关 （2）根对矿质元素的吸收具有选择性

（3）小麦离体根细胞膜上，NH和SO的载体数目有一定限度

24．下表是无土栽培液配方，请回答下列问题：

MicrosoftInternetExplorer402DocumentNotSpecified7.8 磅Normal0

Ca(NO3)2

MgSO4

KH2PO4

KCl

FeCl3

H2O

1.0克

0.25克

0.25克

0.12克

0.005克

1000mL

（1）用此培养液培养某高等植物时，往往要给培养液中通入空气，这一措施的目的是用以促进____________，以利于根对矿质元素的吸收，要使该植物生长良好，根据光合作用必须的条件，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，经过一段时间后检测到培养液中留存的Ca2＋较多而NO较少，这说明根细胞膜上运载Ca2＋的____________，这也进一步说明细胞膜具有____________。

（3）若除去该培养液中的MgSO4，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____________，不是矿质元素的是____________，不能被植物体再度利用的大量元素是____________。

（5）利用无机盐进行无土栽培时，必须将无机盐溶于水配成溶液，这是因为____________。

（6）配成的溶液浓度应比细胞液浓度低，这是为了________________________。

答案：（1）有氧呼吸（呼吸作用） 光 CO2 （2）主动运输 载体比运载NO的载体少 选择透过性（3）叶绿素 （4）N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Cl C、H、O Ca （5）将无机盐配成水溶液，无机盐在水溶液中解离成离子状态，方能被植物吸收（6）保证植物根细胞从培养液中正常渗透吸水

25．将三株长势基本相同的豌豆幼苗分别培养在相同的培养液中，开始测知对K＋及H2O的吸收基本相同。随后，对三株幼苗分别做如下处理：①将A株幼苗剪去大部分叶片；②将B株幼苗进行皮层注射ND．A（一种阻断呼吸作用的制剂）；③在C组幼苗培养液中，添加高浓度的KHCO3溶液后，再做测定。观察发现三株幼苗对K＋及H2O分子的吸收出现如下图所示变化（其中阴影表示第二次检测的吸收量及吸收速率）。

请回答下列问题（注：图中1、2分别表示处理前后吸收量）：

（1）A株的实验事实证明，根系吸水的主要动力是____________________。

（2）B株的实验事实证明了____________________。

（3）C株实验事实说明根对矿质元素离子的吸收具有____________________；其表现在吸收量不与溶液中该物质的量成比例，同时根细胞能否吸收K＋主要决定于____________________。

（4）该三次实验事实还可以说明植物对矿质元素的吸收过程与水分吸收过程是____________________。

解析：将A株幼苗剪去大部分叶片，蒸腾作用会大大降低，从图中可知A株幼苗吸水量减少，故根系吸水的主要动力是蒸腾作用产生的蒸腾拉力；对B株幼苗的处理会大大降低它的呼吸作用，而从图可知B株幼苗吸收K＋的量明显减少，说明，矿质元素的吸收与呼吸作用密切相关；对C株幼苗的处理，导致吸水量下降（溶液浓度增大），而K＋的吸收量却不变，由此说明，根对矿质离子的吸收不与溶液中该离子的浓度成正比（具有选择性），这是由细胞膜上K＋载体数量决定的，同时还说明植物对水的吸收和对矿质离子的吸收是两个相对独立的过程。

答案：（1）蒸腾作用产生的蒸腾拉力 （2）矿质元素的吸收与呼吸作用密切相关

（3）选择性 根细胞膜上K＋载体数量 （4）两个相对独立的过程

【应用创新】

1．利用一些必备的实验材料，设计实验探索某种矿质元素M是否是植物的必需矿质元素。

解析：验证某种矿质元素是否是植物的必需矿质元素，要通过溶液培养法进行研究。具体地说，就是在人工配制的营养液中，除去或加入某种矿质元素，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，植物的生长发育仍正常，就说明这种矿质元素不是植物必需的矿质元素；如果除去某种矿质元素后，植物生长发育不正常了，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，就说明这种矿质元素是植物必需的矿质元素。

答案：设计思路大体如下：（1）取两个大烧杯A、B。（2）向A内放入大量的全营养素配制的营养液，向B内放入等量的除M之外的营养素配制的营养液。（3）在A、B中分别水培相同的植物。（4）现象与结论：①A中植株正常生长；②B中植株若正常生长，则说明M为非必需矿质元素；B中植株若生长不正常，且当向B中补充适量M后，B中植株又恢复生长，则说明M为必需矿质元素。

2．植物根吸收矿质元素的过程与根细胞的呼吸作用密切相关。请根据实验材料和仪器设计实验步骤，验证它们之间的关系。

实验材料和仪器有：大麦离体根：锥形瓶、导管、瓶塞；适宜温度的硫酸铵水溶液；氮气、氧气；奈氏试剂（遇NH变色，随NH浓度增加而颜色加深）

第一步：在A、B锥形瓶中分别加入等量的（NH4）2SO4溶液，选取同株大麦的离体根，随机等分的加入A、B瓶的溶液中，并如上图塞上瓶塞。

第二步：

第三步：

实验结果与分析：

解析：A瓶通入N2，抑制了离体根的呼吸作用，从而影响根对NH的吸收，溶液中NH浓度较高，加入奈氏试剂后颜色较深；B瓶通入O2促进了根的呼吸作用，从而促进根对NH吸收，溶液中NH较少，加奈氏试剂后颜色较浅。实验说明根对矿质元素的吸收过程与根呼吸作用密切相关。

答案：第二步：向A瓶缓慢通入氮气，向B瓶缓慢通入氧气。

第三步：分别在A、B瓶中加入等量奈氏试剂。

实验结果与分析：A瓶溶液颜色深，这是因为A瓶通入N2，抑制了根的呼吸作用，从而影响根对NH的吸收，溶液中NH浓度较高；B瓶溶液颜色浅，这是因为B瓶通入O2促进了根的呼吸作用，从而促进根对NH的吸收，溶液中NH浓度较低。

?【备课资料】

影响根对矿质元素吸收的因素

根从土壤里吸收矿质元素的多少和快慢受下列因素制约：（1）水分和氧气:根系吸收矿质元素离子，主要靠呼吸作用供应能量。如果氧气供应不足，影响根系发育和呼吸，从而影响对矿质元素的吸收，无论陆生还是水生植物都不例外。土壤里的水分也影响植物对养分的吸收和利用。矿质元素离子必须溶解在水里才被吸收，土壤干旱时施肥的效果差，因此可以增加或降低土壤的含水量，控制或促进植物吸收养分，来控制或促进植物的生长。此外，施肥不当，如矿质元素离子浓度过高，植物根部细胞大量失水，发生质壁分离，会造成“烧苗”现象。（2）土壤温度：土壤温度对矿质元素的吸收也有显著的影响。如果土温低，根系生长缓慢，就会降低根的有效吸收面积；土温低，呼吸强度弱，供能少主动吸收慢；土温低，微生物活动弱，有机物分解也慢。因此，在一定温度范围内增高土温有利于根吸收矿质元素。（3）土壤的酸碱度：酸碱度直接影响根细胞原生质膜对矿质元素的吸收。一般在酸性条件下吸收阴离子多，在碱性条件下吸收阳离子多。

土壤酸碱度还能改变土壤里矿质元素的溶解度。在碱性土壤里，铁、磷、钙、镁、钼、锌等易形成不溶性化合物，使植物降低对这些元素的吸收；盐碱地的植物常因缺铁而使叶片失绿，原因就这样。土壤过酸时，铁和铝溶解过多，植物因吸收过量而中毒。土壤过酸或过碱，都不利于作物吸收矿质元素。一般作物如水稻、麦、玉米、大豆等，生长发育的最适pH 6~7。有些作物，适于在酸性的环境中生长，如马铃薯以pH 4.8~5.4的土壤为宜，茶树在pH 5.4的土壤中生长良好。有些作物适于碱性的环境，如甜菜、甘蔗等。栽培作物和溶液培养时，应考虑外界溶液的酸碱度。这样能调节作物对矿质元素的吸收和正常生长。

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高三生物教案：《植物的水分代谢与矿质营养》教学设计

植物的水分代谢与矿质营养

【本章知识框架】

【疑难精讲】

1．理解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，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：①细胞膜和液泡膜（原生质层）是选择透过性膜；②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。这二种吸水方式及其变化是考点之一，如小麦根尖四部分结构：根冠（具液泡）、分生区（液泡尚未形成），伸长区（液泡由小变大，由多变少），成熟区（具液泡，具根毛吸收面积大），其主要吸水方式依次为：渗透吸水、吸胀吸水、以吸胀为主—以渗透为主、渗透吸水。

2．正确理解扩散与渗透的区别

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：下图甲、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。

3．矿质元素与代谢过程

矿质元素也称为灰分元素，把植物体烘干充分燃烧，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。

矿质元素的吸收和利用也是重要考点，矿质元素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。

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四种可重复利用的元素，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，衰老和幼嫩两种组织谁先受到伤害的问题。

4．根吸收矿质元素离子与吸收水分的关系

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。

5．关于有机物和无机物的运输

植物体从土壤中吸收的水分和矿质元素是通过导管向上运输到植物的各个部分，其中运输的主要动力是植物的蒸腾作用。植物体光合作用制造的有机物主要通过筛管向下运输到植物的相对部位。

【学法指导】

本部分可安排2～3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2课时可安排学生实验，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3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关知识的联系。

【典型例题精讲】

［例1］（2003年上海春季高考题）家庭养花，一次施肥过浓，引起花卉萎蔫，可采取的措施是

①加强光照 ②改善空气流通 ③适当浇灌清水 ④更换盆中泥土

A．①③ B．②④ C．①② D．③④

【解析】一次施肥过多，使根细胞周围的土壤溶液浓度高于植物细胞液的浓度，使细胞失水造成萎蔫，此时应设法降低土壤溶液的浓度，使细胞液浓度小于外界溶液的浓度，植物才能吸水，在题目给出的措施中，只有D组合可以达到此目的。【答案】D

［例2］（2000年广东高考题）将成熟的植物细胞放在溶液中能构成一个渗透系统，主要原因是

A．液泡膜内外溶液的浓度差 B．细胞内原生质层可看作一层选择透过性膜

C．细胞壁是全透性的 D．水分可以自由出入细胞

【解析】要构成一个渗透系统。必需具备两个条件：一是具有半透膜，二是半透膜的两侧要有溶液的浓度差。一个成熟的植物细胞的原生质层可以看作是一层半透膜，细胞液和外界溶液可以看作是原生质层（半透膜）两侧的溶液浓度，二者存在浓度差时，就会发生渗透作用。题中的C、D两项显然是不符合题意。根据结构决定功能的特点，构成一个渗透系统的主要原因应是B项。A项的说法本身也不合理，准确的说法应是“原生质层内外溶液有浓度差”。 【答案】B

［例3］（2001年上海高考题）人红细胞的渗透压与x浓度的食盐水相当。而浸在y浓度食盐水中的红细胞破裂；浸在z浓度食盐水中的红细胞收缩。则这三种食盐水的浓度大小依次为

A．x＞y＞z B．y＞x＞z C．z＞y＞x D．z＞x＞y

【解析】此题主要考查细胞吸水和失水的条件。溶液的渗透压越大，其溶液的浓度越大。红细胞在y浓度的食盐水中破裂，证明红细胞吸水，说明红细胞内液的浓度大于y食盐水的浓度，因此x食盐水的浓度大于y食盐水的浓度；相反，红细胞在z食盐水中皱缩，证明红细胞失水，说明红细胞内液的浓度小于z食盐水的浓度，因此x食盐水的浓度小于z食盐水的浓度。【答案】D

［例4］夏季，高大的乔木从土壤中吸收水分并运输到整个植物体的主要动力来自

A．细胞内大分子亲水物质 B．呼吸作用生成的ATP

C．细胞液的渗透压 D．植物的蒸腾作用

【解析】此题考查植物蒸腾作用的重要意义。植物体内的水分，主要以水蒸气的形式通过叶片的气孔散失到大气中，这就是蒸腾作用。根吸收的水分有95%~99%左右都由于蒸腾作用而散失掉了，只有1%~5%左右保留在植物体内，参与光合作用和其他的代谢过程。植物通过蒸腾作用散失大量的水分并不是一种浪费，而对于植物体正常生命活动的维持有着多方面的重要意义，其中最突出的一个方面是：植物通过蒸腾作用散失水分，是植物吸收水分和促使水分在体内运输的主要动力。高大的树木，如果没有蒸腾作用通过散失水分所产生的拉力，水分就不能达到树冠。 【答案】D

［例5］为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

【解析】本题考查学生在掌握矿质营养基本知识的基础上的分析问题的能力。教材中没有直接提到确定某种元素是否为植物所必需的方法，但教材中指出，植物体内一旦缺乏某一种必需的矿质元素，植物体就会表现出相应的病症。所以，要确定某种元素是否为植物所必需，就应当在培养液中去掉该种元素，观察植物是否有病症的出现。为了实验的精确性，必须保证实验中使用的培养液、容器和基质中都不会有该元素存在。A选项以土壤为基质，而土壤中含有各种元素，因此不能采用；B选项实际上与A选项是一样的，大田种植就是以土壤为基质；C选项以沙土为基质，沙土是一种含沙较多的土壤，也是不能采用的。正确的应当是D选项，只用上述营养液培养，不用任何基质，以确保实验的精确性。【答案】D

［例6］有些地区用燃烧的方法处理农田中的大量秸秆。请填空回答：

（1）秸秆在燃烧时放出的热能最终来源于_________。秸秆中的能量是作物通过_________过程贮存起来的。

（2）秸秆燃烧后只留下少量的灰分。这些灰分是作物在生长过程中从_________中吸收的_________。

（3）除了灰分以外，构成秸秆的其他物质，在燃烧过程中以_________________等气体形式散失到_________中。

【解析】考查学生对绿色植物光合作用和矿质代谢等基础知识的理解和应用。绿色植物体内含有的有机物主要是植物体通过光合作用合成的糖类，还有由糖类进一步转化而来的脂类和蛋白质。作物秸秆燃烧时放出的热能就是糖类等有机物贮存的能量，这些能量是植物通过光合作用过程，将光能转变成化学能后贮存其中的，所以说，秸秆燃烧时放出的热能最终来源于太阳光能，是作物通过光合作用过程贮存起来的。

作物秸秆燃烧时，秸秆内主要由C、H、O、N等元素构成的各种有机物经过燃烧，产生出大量的二氧化碳、水蒸气、分子态氮和氮的氧化物等气体，这些气体散失到大气中。余下的一些不能挥发的残渣，叫做灰分。灰分的主要成分是各种矿质元素的氧化物，所以矿质元素也叫做灰分元素。这些灰分元素是作物在生长过程中主要由根系从土壤中吸收而来的。此题还涉及到一定的化学知识。

【答案】（1）太阳能 光合作用（2）土壤 矿质元素（3）二氧化碳、水蒸气、氮氧化物、分子态氮大气

［例7］（2002年全国春季高考题）取新鲜的马铃薯块茎，去皮后切取两个相同大小的立方块，一块放在浓盐水中，另一块放在清水中（如下图所示）。请判断一段时间后它们的变化，并解释其原因。

（1）图（a）中马铃薯块_________（收缩，不变，膨胀）。

解释原因：____________________________。

（2）图（b）中马铃薯块_________（收缩，不变，膨胀）。

解释原因：____________________________。

【解析】此题考查植物细胞吸水和失水的原因。新鲜的马铃薯块茎细胞内具有液泡，将它放到清水或浓盐水中时，就会发生渗透作用。a中的马铃薯块处在浓盐水中，由于细胞液的浓度小于浓盐水的浓度，细胞失水而皱缩；相反，b中的马铃薯块处在清水中，由于细胞液具有一定的浓度，细胞吸水而膨胀。

【答案】（1）收缩 盐水的浓度大于马铃薯细胞液的浓度，由于渗透作用使细胞内水分外渗

（2）膨胀 马铃薯细胞液有一定浓度，由于渗透作用水分进入细胞

【达标训练】

一、选择题

1．（2002年粤豫桂高考题）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】C

2．为了提高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荫处理（降低蒸腾作用）。 【答案】A

3．（2003年新课程理综高考题）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

【解析】通过阅读题干分析本题问的是植物体“叶片”从幼到老的整个生命活动过程中有机物与矿质元素的变化情况，而不是问整个“植物体”。植物的叶是由叶芽发育而来，首先叶芽需要经过细胞分裂、分化逐渐发育成熟。在这个过程中叶芽细胞首先要得到有机物才能保证细胞分裂、分化所需要的能源；等到叶芽逐渐发育成熟，叶肉细胞形成后，叶肉细胞通过光合作用制造有机物，不仅满足叶片细胞的需要，而且还可以将制造的有机物储存到根、茎或花、果中。矿质元素在叶片的发育过程中首先要输入，在衰老的过程中，K、P等元素要移动到幼嫩的器官；而Ca、Fe等元素往往不移动。 【答案】D

4．下列细胞中依靠渗透吸水的是

A．根生长点细胞 B．茎形成层细胞 C．失水的叶肉细胞 D．干燥种子的细胞

【解析】成熟的植物细胞靠渗透吸水，干种子、形成层、分生区细胞没有液泡，只靠吸胀吸水。

【答案】C

5．将洋葱鳞片叶放在0.45mol蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离；放在0.35mol的蔗糖溶液中，细胞有胀大趋势；放在0.4mol蔗糖溶液中，细胞似乎不发生什么变化，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】D

6．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做实验材料，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．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：①植物细胞必须是活细胞；②细胞液浓度与外界溶液的浓度必须有浓度差；③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】D

7．把蚕豆叶表皮浸在7%的尿素溶液中，其细胞便发生质壁分离，不久这些细胞又发生了质壁分离复原，其原因是

A．细胞液溶质透出细胞 B．尿素分子进入细胞

C．细胞壁被破坏 D．尿素溶液浓度低于细胞液的浓度

【解析】7%的尿素溶液引起质壁分离现象，显然其浓度大于细胞液的浓度。但不久又逐渐发生质壁分离复原，说明尿素溶液与细胞液的浓度发生了变化，其原因是尿素进入了液泡，使细胞液的浓度升高，是细胞失水的结果。如果是原生质层受到损伤，细胞就不会出现复原现象。细胞壁是全透性的，不影响尿素分子通过，与细胞内外溶液的变化无关。 【答案】B

8．最能证明植物细胞通过渗透作用原理的实验是

A．将萎蔫的青菜放入清水中会变得硬挺 B．将根尖细胞放入清水中会吸水

C．将土豆放入盐水中会变软 D．观察洋葱表皮细胞的质壁分离复原

【解析】A、B两项只反映了植物细胞的吸水，C项反映了失水，而D项则反映了植物细胞吸水和失水的两个过程，所以最能证明渗透作用的原理。 【答案】D

9．下列属于渗透作用的是

A．水分子通过细胞壁 B．葡萄糖分子通过细胞膜

C．K+通过原生质层 D．水分子通过原生质层

【解析】渗透作用是指溶剂分子通过半透膜的扩散作用，细胞壁是全透性的，K+和葡萄糖通过细胞膜和原生质层的原理是主动运输。 【答案】D

10．根毛细胞从土壤溶液中吸收水分的原因是

A．细胞壁由亲水性的物质组成 B．细胞液浓度低于土壤溶液浓度

C．细胞液浓度高于土壤溶液浓度 D．细胞液浓度等于土壤溶液浓度

【解析】成熟的植物细胞与外界溶液构成一个渗透系统，水分进出细胞主要取决于细胞液和外界溶液的浓度差。正常情况下，细胞液浓度总是大于外界溶液浓度，细胞表现出吸水；干种子、分生区的细胞由于没有液泡，它们的吸水是靠吸胀作用，这是因为纤维素、淀粉等都是亲水性的物质，题目给出的细胞是成熟区的细胞，成熟区的细胞具有大的液泡，靠渗透作用吸水。 【答案】C

11．从马铃薯中用打孔器打出两圆柱体块P和Q，P在蒸馏水中放1小时，Q在与马铃薯细胞液等渗的盐溶液中放1小时，测定处理的圆柱体是否与原来的孔刚好合适

A．P不合适，但Q刚好合适 B．P不合适，Q也不合适

C．P精确的合适，Q也精确的合适 D．P精确的合适，但Q精确的不合适

【解析】马铃薯细胞液浓度高于蒸馏水，细胞渗透吸水，圆柱体P坚挺膨胀，比原来的孔大；而圆柱体Q放在与细胞液等渗的盐溶液中，细胞既不吸水也不失水，因此其与原来的孔刚好合适。 【答案】A

12．与干种子吸水方式相同的细胞是

A．根尖分生区细胞 B．根毛细胞 C．根尖伸长区细胞 D．叶肉细胞

【解析】干种子的吸水方式是吸胀吸水。在题目给出的选项中，根尖分生区的细胞因无液泡，所以靠吸胀吸水。【答案】A

13．（2003年上海高考题）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

【解析】蒸腾作用能加速水分及矿质元素的运输。冬季气温下降，蒸腾作用减弱，致使植物体内的水分流动减弱，从而使矿质元素的运输也减弱或近于停止。 【答案】B

14．橡胶树的根吸收水分的主要方式和主要用途是

A．渗透作用、形成胶乳 B．渗透作用、蒸腾作用

C．吸胀作用、光合作用 D．吸胀作用、呼吸作用

【解析】根吸收水分的方式有吸胀吸水和渗透吸水，其中植物根吸收水的主要方式是渗透作用，植物吸收的水分，主要用于蒸腾作用。 【答案】B

15．对绿色植物来说，制约其吸收矿质元素离子的因素有

①根细胞呼吸作用的强弱 ②根细胞内细胞液的浓度 ③植物的蒸腾作用 ④物种自身的遗传性

A．①② B．②③ C．①③ D．①④

【解析】根细胞的呼吸作用与矿质元素离子的吸收有关，这是因为呼吸作用能为矿质元素离子的吸收提供能量，矿质元素离子是通过细胞膜上载体的主动运输吸收，载体是一种蛋白质，细胞膜上载体的种类和数量又与物种的遗传性有关。 【答案】D

16．绿色植物吸收水分最活跃的区域是

A．植物的根系 B．根尖的伸长区 C．成熟区的表皮细胞 D．根冠细胞

【解析】成熟区的表皮细胞有根毛，具有大的液泡，在正常情况下，其细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度，是植物吸收水分最活跃的区域。 【答案】C

17．（2003年新课程理综高考题）取适量干重相等的4份种子进行不同处理：（甲）风干，（乙）消毒后浸水萌发，（丙）浸水后萌发，（丁）浸水萌发后煮熟冷却、消毒。然后分别放入4个保温瓶中。一段时间后，种子堆内温度最高的是

A．甲 B．乙 C．丙 D．丁

【解析】根据题意种子在萌发的过程中要进行呼吸作用，呼吸作用越旺盛，产生的热能越多，种子堆内温度就越高，所以分析种子堆内温度的高低关键分析各份种子呼吸作用的强度。（甲）风干，自由水不丰富，呼吸作用弱；（丙）浸水后萌发与（乙）消毒后浸水萌发相比，不仅种子在进行呼吸作用，而且种子中的微生物也在进行呼吸作用；（丁）浸水萌发后煮熟冷却、消毒，酶在高温下失去了活性，也不能进行呼吸作用，所以通过以上各组对比分析，（丙）浸水后萌发这份种子在保温瓶中温度最高。本题也是一道实验分析题，要注意各个对照实验组的变量，分析这些变量对呼吸作用的影响。 【答案】C

18．用人工配制的营养液培养黄瓜，过一段时间后，营养液中缺少镁，则黄瓜幼苗颜色首先由绿转黄的是

A．茎尖 B．新生叶 C．植株中部叶片 D．植株下部叶片

【解析】当植物缺乏生活所需要的元素时，由于植物自身的调节作用，老叶中的某些物质分解，重复利用的元素从老叶中出来，优先供给嫩叶，不重复利用的元素不能从老叶中出来。镁是可以重复利用的元素，当营养液中缺乏时，可以从老叶中出来移动到嫩叶中，因此，首先是老叶受到伤害，表现为由绿转黄。

【答案】D

19．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】D

20．在细胞出现质壁分离的过程中，水分子通过细胞结构的顺序是

①细胞壁 ②细胞膜 ③细胞质 ④液泡膜 ⑤液泡

A．①②③④⑤ B．①②④⑤③ C．⑤④②③① D．⑤④③②①

【解析】质壁分离的过程是水分由液泡内向外渗透的过程，水分子从液泡开始，依次通过液泡膜、细胞质、细胞膜和细胞壁。【答案】D

二、非选择题

21．（2002年天津高考题）“水往低处流”但是植物体内的水却往高处流，动力从何而来？某同学为此做了两个实验。如下图所示。

实验一：将一枝条插入充满水的玻璃管中，玻璃管的另一端插入盛有水银的容器中。不久水银柱上升，如图一所示。

实验二：将同一植物在靠近茎的基部切断，套上一个弯曲的玻璃管，管内装有水和水银。不久，玻璃管内水分增加，水银柱上升，如图二所示，请回答：

实验一说明____________________________。

实验二说明____________________________。

根据这两个实验，你对水分在植物体内运输动力有何新的认识？

__________________________________________________________________________。

【解析】此题考查植物的蒸腾作用以及根的吸水问题。图一中植物枝条的蒸腾作用使水分散失的过程中，产生了蒸腾拉力，促使水分向上运输。这也是高大的植物能把根吸收的水分运输到植物体全身各处的原因；对于第二个实验，分析起来有一定的难度，也是一个开放式问题。事实上水银柱上升了，说明玻璃管内的水分增加了，只能是根从土壤中吸收的水分进入到玻璃管中，是什么力量导致的呢？由于没有叶，不是蒸腾作用的原因，联系物理上的毛细现象，可以推测：根部的生理活动或根部的渗透吸水也会产生促使水分向上运输的压力，但这不是植物吸水的主要动力。分析实验二的关键是根据事实大胆的分析推测，只有根的活动导致的。

【答案】枝条叶片通过蒸腾作用散失水分所产生的拉力，是促使水分在植物体内向上运输的动力

根部生理活动（答“根部渗透吸水”或只答根部也给分）能产生推动水分向上运动的压力

根据这两个实验说明：水分在植物体内上升的动力不但有蒸腾拉力，还有根部产生的向上压力。

22．用2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分别浸浴某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积的变化情况如下图所示。请据图回答：

（1）原生质体体积在A→B段的变化说明：在该段时间内水分从原生质体_________。细胞液浓度_________。

（2）在1分钟后，处于2mol/L蔗糖溶液中的细胞，其细胞液浓度将_________，此时，在细胞壁与原生质层之间充满了_________。要使该细胞复原，应将其置于_________。

（3）在１分钟后，处于2mol/L乙二醇溶液中的细胞，其原生质体体积的变化是由于_________逐渐进入细胞，引起细胞液浓度_________。

（4）并不是该植物的所有生物细胞均可发生质壁分离，能发生质壁分离的细胞还必须具有_________。

【解析】考查植物细胞的质壁分离和复原的过程以及在此过程中细胞液浓度的变化。解题的关键是植物细胞发生质壁分离及其复原所必备的环境条件。一定浓度的蔗糖溶液和一定浓度的乙二醇溶液都可以使植物细胞发生质壁分离。当细胞液的水分向外渗出后，细胞液的浓度将增大。由于植物细胞在乙二醇溶液中不断地吸收乙二醇，使植物细胞液的浓度不断增大，细胞逐渐由失水状态转换成吸水状态，使植物细胞出现质壁分离复原。只有处于生活状态的成熟的植物细胞才可能发生质壁分离，而成熟的植物细胞的标志就是要有大型液泡。

【答案】（1）渗出 增大（2）不变 蔗糖溶液 清水（3）乙二醇 升高（4）大型液泡

23．一同学做植物的水培实验，如右图所示。培养液完全按标准配制，在培养过程中，又及时添加补充该培养液。第一周长势正常，第二周起出现缺素症状且越来越严重，第三周全株萎蔫，继而死亡。实验失败，请分析回答：

（1）既然配制的是全素标准培养液，为什么还会出现缺素症状？因为矿质元素的吸收需要消耗_________，而此装置中根系一直浸在水里，导致_________，对此可采取_________措施补救。

（2）培养液中并不缺水，为什么植物到第三周竟然萎蔫？因为_________是两个相对独立的过程。由于蒸腾量很大，导致培养液的浓度_________，使根系吸水_________，为了解决这个问题，可以采取的措施是_________。

【解析】此题考查水分和矿质元素的吸收过程。矿质元素的吸收需要呼吸作用提供的能量ATP，由于无土栽培过程中，植物的根一直浸泡在水中，导致根细胞的呼吸作用受到抑制，影响了根细胞吸收矿质元素，可以向培养液中通入空气，加强根细胞的呼吸作用。因为根吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立的过程，随着蒸腾作用的进行，导致培养液中水分大量减少而使培养液的浓度增大，使根系吸水困难，可以不断地向培养液中补充水分。

【答案】（1）ATP 无氧呼吸供能不足 向培养液中充气

（2）植物吸收水分和吸收矿质元素 变大 困难 向培养液中补充适量的清水

24．玉米对磷的吸收，白天比晚上只稍多一点，但它白天吸水却比晚上多8倍，把用溶液培养的黄瓜放到遮荫处，水分的消耗明显下降，而同一时间内钾离子的吸收却有少量增加。请回答：

（1）实验结果说明_________。

（2）黄瓜吸收的水分主要用于_________，部分作为_________的原料。

（3）钾离子进入黄瓜幼苗体内呈_________状态，进入幼苗体内形成不稳定化合物的元素有_________、_________、_________等；_________、_________等元素则形成难溶解的稳定化合物，不再移动。

【解析】题干中玉米白天吸水多时，吸收磷也稍多，但二者不成比例，而黄瓜吸收水少时，吸收钾却增多，这说明植物吸收水分和吸收矿质没有必然的联系，是两个相对独立的过程。植物吸收的水分有95%~99%的用于蒸腾作用，只有1%~5%的参与了光合作用和其他代谢过程。植物吸收矿质元素时是以离子状态吸收的。矿质元素在植物体内的存在形成有三种：①以离子状态存在如K+等。②形成不稳定化合物，如N、P、Mg等。③形成难溶解的稳定化合物，如Ca、Fe等。

【答案】（1）植物对水分的吸收和对矿质元素的吸收是两个相对独立的过程

（2）蒸腾作用 光合作用等代谢

（3）离子 N P Mg Ca Fe

25．下图中图A和图B以曲线图解的方式，说明温度及氧浓度对大麦吸收钾、铵离子的影响，请据图回答下列问题：

（1）图A表明：超过35℃后，随着温度的增高，根吸收钾、铵离子的量_________。

（2）图B表明：随着氧分压的增加，根吸收钾、铵离子的量_________，与此同时，细胞中糖的浓度_________。

（3）吸收钾、铵离子与温度、氧气浓度有关，这说明矿质元素离子的吸收与_________之间的关系很密切。

（4）在两图中均可看到，当温度和氧分压条件相同时，根细胞对钾、铵离子吸收的量有所不同，这种吸收差异与_________有密切关系。

【解析】根对矿质元素离子的吸收原理是主动运输。这与根的呼吸作用有密切关系，有氧呼吸为主动运输提供能量。A图表明35℃以后，温度越高吸收钾、铵离子越少，因为温度过高，影响了酶的活性，降低了呼吸作用，ATP减少，造成了吸收钾、铵离子的数量减少；B图表明随氧分压的增加，根吸收钾、铵离子的量增加，糖的浓度降低，是因为有氧呼吸加强，为根吸收钾、铵离子提供了较多的能量。糖的浓度降低是因为呼吸作用消耗。根对钾、铵离子的吸收量不同是因为根细胞膜上运载钾、铵离子的载体的数量不同所致。

【答案】（1）减少（2）增加 降低（3）有氧呼吸（4）细胞膜上的载体

高三生物教案：《植物的激素调节2》教学设计

植物的激素调节

【自学导引】

一、植物的向性运动

1．概念：植物体受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动。

2．原因：植物体表现出向性运动与植物体内一种特殊的化学物质生长素的调节作用有关。

3．意义：向性运动是植物对于外界环境的适应性。

二、生长素的发现

1．植物生长素的发现过程：生长素是发现最早的一种植物激素，它是科学家在研究植物向光性过程中发现的。其过程大致分为三个阶段：

(1)达尔文实验

实验条件

实验现象

推论或结论

实验一

有尖端，单侧光照射

①弯向光源生长

植物的生长具有②向光性

实验二

切去尖端，单侧光照

射

③不生长，④不弯曲

胚芽鞘的生长和弯向光源

可能与⑤尖端有关

实验三

胚芽鞘尖端罩锡箔小帽，单侧光照射

⑥直立生长

（1）胚芽鞘的感光部位⑧弯向光源。（2）胚芽鞘的⑨尖端可能会产生某种物质，促使胚芽鞘生长

实验四

胚芽鞘尖端下部用锡箔遮住，并用单侧光

照射

⑦尖端生长

(2)温特实验

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序号

实验条件

实验现象

结论

实验一

切去尖端，一侧放接触过尖端的琼脂块

①弯向相对的一侧生长

胚芽鞘的④尖端确实能产生某种物质，这种物质从⑤尖端运输到⑥下部，促使⑦下部某些部位生长

实验二

切去尖端，一侧放未接触过尖端的琼脂块

②不生长，

③不弯曲

(3)分离命名

1934年，荷兰科学家郭葛等人从一些植物中分离出了促进生长的化学物质吲哚乙酸，并取名为生长素。

2．植物激素：在植物体内合成的，从产生部位运输到作用部位，并且对植物体的生命活动产生显著的调节作用的微量有机物，称为植物激素。

三、生长素的生理作用——调节生长

1．作用特点：两重性

2．两重性的原因：与生长素的浓度和植物器官种类等有关。低浓度的生长素可以促进植物生长，而高浓度的生长素可以抑制植物生长，同一植物的不同器官对生长素浓度的反应不一样。

3．生长素生理作用的典型例证：

(1)向光性：引起植物向光性的外界刺激是单侧光。调节过程是：单侧光引起生长素在背光一侧比在向光一侧分布多，背光一侧的细胞纵向伸长生长得快。

(2)顶端优势：植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受抑制的现象。是因为顶芽产生的生长素向下运输，积累在侧芽部位，使侧芽生长受到抑制的缘故。

四、生长素在农业生产中的应用

1．修剪整枝，提高作物产量：根据顶端优势的原理，采取一定的生产技术措施来提高农作物的产量。

2．生长素类似物在农业生产中的应用

(1)促进扦插的枝条生根：用一定浓度的生长素类似物溶液浸泡插枝的下端，插枝就容易成活。

(2)促进果实发育：根据这个原理，在没有授粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液，可以获得无籽果实。

(3)防止落花落果。

五、其他植物激素

1．种类：

(1)赤霉素

(2)细胞分裂素

2．调节关系：

植物生命活动调节的基本形式是激素调节。植物的生长发育过程中不是受单一激素的调节，而是由多种激素相互协调、共同调节的。

【思考导学】

1．夏天、向日葵幼嫩的圆形花盘总是随着太阳的转动而转动，其原因是什么？

答案：向日葵幼嫩的圆形花盘总是随着太阳的转动而转动，这是对单侧光刺激而引起的反应，单侧光引起圆形花盘背光一侧生长素分布多，向光一侧生长素分布少，因此花盘总是向着光源方向生长，表现为随太阳的转动而转动。

2．胚芽鞘的感光部位、产生生长素的部位、向光弯曲部位和生长素的运输方向各是什么？

答案：胚芽鞘的感光部位是尖端；产生生长素的部位是尖端；向光弯曲生长的部位是尖端下段；生长素的运输是由尖端向尖端下段运输，促进尖端下段的生长。

3．胚芽鞘具有向光性，原因是单侧光引起生长素分布不均，引起生长素分布不均的部位在哪里？

答案：胚芽鞘既是生长素的产生部位又是感光部位，单侧光引起生长素分布不均的部位是尖端。

【思考导学】

1．胚芽鞘尖端的作用

(1)胚芽鞘尖端是产生生长素的部位。胚芽鞘尖端不管有光还是无光都能产生生长素，光不是胚芽鞘尖端产生生长素的条件，但是单侧光可以改变尖端产生生长素后的分布，单侧光导致尖端背光一侧生长素分布多，向光一侧分布少。

(2)“感尖，弯尖下”。胚芽鞘尖端是感受单侧光刺激的部位，而不是弯曲部位。向光弯曲的部位是尖端下段。由于单侧光改变了尖端生长素的分布，通过极性运输，运输到尖端下段，导致尖端下段背光侧生长素分布多，向光侧少，所以尖端下段向光弯曲生长。

2．植物茎向光性产生的原因(如下图)

(1)四周均匀光照或无光：尖端产生生长素→均匀极性运输→尖端以下各部位生长素浓度分布均匀→各部分生长均匀→直立生长。

(2)单侧光→尖端→影响生长素运输

可见向光性产生的内部因素是生长素分布不均，外部因素向单侧光的照射。

3．理解生长素生理作用的两重性

生长素在植物体内的生理作用具有两重性，一般来讲既能促进，又能抑制。这种特性与生长素的浓度及植物器官的种类有关。

①一般地说，生长素只有在低浓度时才会促进生长，高浓度则会抑制生长。

②同一植物的不同器官对生长素的反应不同，一般地说，从根→芽→茎对生长素的敏感性依次降低。每一种器官都有一个促进生长的最适宜的生长素浓度，在适宜浓度范围内，随着浓度的增大，对生长的促进作用逐渐增强；超过最适浓度后，再加大生长素的浓度，对生长的促进作用逐渐减弱；当浓度增大到一定的临界线后，再继续增大则会对生长起抑制作用。促进茎生长的最适浓度对芽和根具有抑制作用；同样，促进芽生长的最适生长素浓度也对根具有抑制作用。

③生长素对不同器官的作用不一样，因此浓度的高低也具有相对性。10-8 mol/L是芽生长的最适浓度，在此浓度时对芽生长的促进作用最强，也能促进茎的生长，因此10-8 mol/L对芽和茎来讲属低浓度范围，而对根来讲则属高浓度，不仅不促进根的生长，反而会抑制根的生长。

4．生长素的运输方式和方向

顶芽产生的生长素向下运输到侧芽，使侧芽生长素浓度过高而生长受到抑制，顶芽因生长素浓度适宜而优先生长，同一种生物芽的敏感度是相同的。很显然，这种由顶芽向侧芽的运输是由低浓度向高浓度的运输，需要消耗能量，应属主动运输。实验证明生长素在茎内的运输方向是从植物体的形态学上端向下端运输，而不能逆向，即极性运输。

5．茎的背地性，根的向地性

(1)起因：

地心引力→生长素分布不均→生长不均匀

(4)从根的向地性与茎的背地性可知根的正常生长要求的生长素浓度较茎的正常生长要求的生长素浓度低，即根对生长素的敏感性强，其次是芽，再次是茎。

(5)结合向光性产生可总结使生长素分布不均匀的因素：

具体情况如下图：

6．正确理解植物激素的定义

对于植物激素，可以明确以下几点：

①植物激素由植物体的一定部位产生，没有专门的分泌器官。

②植物激素也具有高效性，在植物体内的含量非常微小，而生理作用显著。

③植物激素主要有五大类：生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯。这些激素的生理作用大致可以分为促进和抑制两个方面。

④植物的生长发育不是受单一激素的控制，而是受多种激素协调作用所控制的。

7．注意对生长素发现过程的实验现象的分析和结论的得出，培养实验分析能力

生长素的发现涵盖了生物学中许多实验的设计过程，如设计严密的逻辑思维过程，现象的观察，结果的记录，结果的分析及结论的确定等方面。学好该内容有利于培养学生的科学素质和探索能力。生长素发现的早期研究可列表如下：

发现者

实验方法

实验现象

实验结论

1880年达尔文

单侧光照射草胚

芽鞘

弯向光源生长

具有向光性

胚芽鞘的尖端可能会产生某种物质，这种物质在单侧光的照射下对胚芽鞘下面的部分产生某种影响

切去胚芽鞘的尖端，单侧光照射

不生长，也不弯曲

向光性可能与尖端有关

胚芽鞘尖端用一个锡箔小帽罩起来，单侧光照射

直立生长

感受光刺激的部位在尖端

用锡箔遮住胚芽鞘尖端下段，给予单侧光照射

弯向光源生长

弯曲部位在尖端下面

1928年

温特

与胚芽鞘尖端接触过的琼脂块放在切去尖端的切面的一侧

向放琼脂的对侧弯曲生长

胚芽鞘的尖端确实能产生某种物质，这种物质从尖端运输到下部促使下部生长

把没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂小块放在切去尖端的胚芽鞘切面的一侧

不生长，也不弯曲

8．注意单侧光对生长素分布的影响

在植物体内，产生生长素的部位主要是具有分生能力的组织，特别是芽的顶端分生组织。芽的顶端分生组织产生的生长素能源源不断地向下运输。单侧光只影响生长素的分布，而不影响生长素的合成，在单侧光的作用下，芽顶端产生的生长素在向下运输的过程中，使背光一侧分布多，而向光一侧分布少，背光一侧的细胞纵向伸长的快，结果茎向生长慢的一侧弯曲，即向光源弯曲生长。

9．了解其他植物激素的生理作用

(1)赤霉素 赤霉素突出的生理作用是促进茎的伸长，引起植株快速生长。水稻恶苗病病株的茎秆突长，就是赤霉素对茎秆伸长起了促进作用的结果。赤霉素对于促进矮生植物茎秆伸长有特别明显的效果。

赤霉素还有解除休眠和促进萌发的作用。例如，刚收获的马铃薯块茎，种到土里不能萌发，原因是刚收获的马铃薯块茎要有一定的休眠期，在渡过休眠期以后，才能够萌发。如果用赤霉素处理马铃薯块茎，则能解除它的休眠。赤霉素对于种子也有解除休眠、促进萌发的作用。

(2)乙烯 乙烯是植物体内产生的一种气体激素，也广泛地存在于植物的多种组织中，特别在成熟的果实中更多。乙烯能促进果实成熟，一箱水果中，只要有一个成熟的水果，就能加速全箱水果的成熟。这是因为一个水果放出的乙烯，能够促使全箱水果都迅速成熟，用乙烯来处理瓜类植物的幼苗，能增加雌花的形成率，有利于瓜类的增产。此外，乙烯还有刺激叶子脱落、抑制茎的伸长等作用。

(3)脱落酸 脱落酸存在于植物的许多器官中，如叶、芽、果实、种子和块茎中都含有一定数量的脱落酸。

脱落酸是一种生长抑制剂。它能抑制植物的细胞分裂，也能抑制种子的萌发，特别是对于大麦、小麦种子萌发的抑制作用更为明显。此外，据报道，植物之所以有向光性，不但因为它的背光一侧生长素含量增加，而且还因为它的向光一侧所含的抑制激素——脱落酸含量增加。脱落酸还能促进叶片等的衰老和脱落。在温带地区的秋末冬初，落叶树纷纷落叶，棉铃在未成熟以前常常大量脱落，这些都与脱落酸的作用密切相关。

10．理解植物激素间的相互作用

在植物生长发育的过程中，任何一种生理活动都不是单一激素的控制，而是各种激素相互作用的结果。也就是说，植物的生长发育过程，是受多种激素的相互作用所控制的。例如，细胞分裂素促进细胞增殖，而生长素则促进增殖的子细胞继续增大。又如，脱落酸强烈地抑制着生长，并使衰老的过程加速，但是这些作用又会被细胞分裂素解除。再如，生长素的浓度适宜时，促进植物的生长，同时开始诱导乙烯的形成。当生长素的浓度超过最适浓度时，乙烯的含量增加，而当乙烯对细胞生长的抑制作用超过了生长素促进细胞生长的作用时，就会出现抑制生长的现象。研究激素间的相互关系，对于生产实践有着重要的意义。

11．生长素类似物在农业生产中的应用

(1)促进扦插枝条生根

促进生根和促进生长都是生长素的功能，不能混为一谈。促进生长是指促进细胞的纵向伸长，使细胞体积增大；促进生根是促进植物长出不定根，促进了细胞的分裂和分化，使细胞数目增多。?

(2)促进果实发育

发育着的种子会合成大量的生长素，促进子房发育成果实，因此在未授粉的雌蕊柱头上涂以一定浓度的生长素(或类似物)，子房就发育成果实，形成无籽果实。该果实由母本子房壁发育来的，故与母本具有相同的遗传物质，染色体数目相同，性状相同。

(3)防止落花落果

生长素能促进子房发育成果实，所以未完成双受精的花蕾或完成双受精但种子发育不良的子房，因为缺少生长素，就可能导致子房停止发育，造成落蕾落铃。农业生产上常用一定浓度的生长素类似物喷洒植株可以达到保蕾保铃的效果。

【例题解析】

［例1］(2001年广东河南高考题)如下图所示，将植物横放，茎弯曲向上生长，根弯曲向下生长。这与重力影响生长素的分布和根、茎对生长素的敏感性不同有关。下列分析正确的是

A．A处生长素浓度较B处高，茎对生长素敏感性高，A处生长受抑制，B处生长快，茎向上生长

B．D处生长素浓度较C处高，根对生长素敏感性高，D处生长受到抑制，C处生长快，根向下生长

C．C处生长素浓度较D处高，根弯曲向下生长

D．B处生长素浓度较A处高，茎弯曲向上生长

解析：单侧光照射和地心引力(重力)都可以改变生长素在植物体内的分布，从而引起植物的向性生长。重力引起生长素的分布情况是：近地一侧分布得多，背地一侧分布得少。由于生长素作用的双重性及植物根和茎对生长素的敏感程度不同(根生长需要的生长素浓度低，茎生长需要的生长素浓度高)，因此，同一浓度的生长素对根的生长表现为抑制，而对茎的生长则表现为促进。把植物横放一段时间后，由于近地侧生长素浓度高，对根来讲，抑制近地侧的生长，而使背地侧生长得快，对茎来讲，促进近地侧的生长，而使近地侧生长得快，因此植物就表现出根向地生长、茎背地生长的现象。答案：BD

错因：本题考查重力(地心引力)对生长素分布的影响和植物不同器官对生长素的敏感性不同，对这些知识要点把握不好，答题容易出错。

［例2］下图曲线Ⅲ表示茎伸长生长与植物生长素浓度的关系。如果将同样浓度范围的植物生长素使用于侧芽，则能代表它生长状况的曲线是

A．Ⅰ B．Ⅱ C．Ⅳ D．Ⅴ

解析：考查生长素的生理作用特点及学生的图解变换能力。同一浓度的生长素对同一植物的不同器官影响不同，即同一植物的不同器官对生长素的敏感性不同。对于芽来讲，促进生长的最适浓度是10-8 mol/Ｌ左右，而对于茎来说，最适浓度为10－4 mol/Ｌ左右，而该浓度已严重抑制芽的生长。因此随着生长素浓度的逐渐增大(一定范围内)茎的生长速度逐渐增大的话，芽的生长速度会逐渐减小，因为该浓度范围已超过芽生长的最适浓度。

答案：A

错因：同一植物不同器官对生长素的敏感性不同，是正确解答本题的要点，不能准确把握该要点，就得不出正确答案。

［例3］(2001年理综)有人设计了下列实验，试图证明“生长素(IAA)在植物体内的运输，主要是从植物形态学上端(顶端)向下端(基端)运输，而不能倒转过来运输(如生长素只能从胚芽鞘的上端向下端运输)”。

一、材料用具：胚芽鞘、琼脂、刀片等。

二、方法、步骤与结果：

(一)制备琼脂块如下图

(二)取一段胚芽鞘中间部分，上面放含IAA的琼脂块，下面放空白琼脂块如下图

(三)取步骤(二)下面琼脂块(a)的一部分放在去尖端的胚芽鞘的一侧如下图

三、结论：以上实验证明了“生长素(IAA)在植物体内的运输主要是从植物体形态学上端(顶端)向下端(基端)运输，而不能倒转过来运输。”

我们认为，仅用该实验步骤(一)(二)(三)还不足以严密论证以上结论，请在上述实验的基础上补充相应的实验方法、步骤和结果。

解析：本题结合生长素的运输方向、实验设计等知识点，综合考查了运用多种形式描述生物学现象，使用恰当的方法验证生物学事实并对结果进行分析的能力。解题时应明确题意，首先分析题目已给出的方法、步骤和结果，关键是找出实验设计中不严密的地方：“以上实验步骤(一)(二)(三)还不足以严密论证以上结论”，那就需要再仔细地研究一下“结论”到底包括哪几个方面，步骤(一)(二)(三)已经证明了什么，尚有哪一点未得到论证。显然，这一未得到论证之处便是本题要求解决的问题。本题结论是“生长素(IAA)在植物体内的运输主要是从植物形态学上端(顶端)向下端(基端)运输，而不能倒转过来运输”，包括前后两部分，前一部分“生长素(IAA)在植物体内的运输主要是从植物形态学上端(顶端)向下端(基端)运输”在实验中已得到证实，而后一部分“不能倒转过来运输”尚未得到论证，即所谓不严密之处。然后考虑论证方法：题目中已有的方法步骤是继续解题论证的基础，也是答题叙述的模板，即可用文字、图示两种方法答题。

答案：补充方法、步骤与结果(一)：另取一段胚芽鞘中间部分倒放。上面放含IAA的琼脂块，下面放空白琼脂块如下图。

补充方法、步骤与结果(二)：取补充步骤(一)下面琼脂块(b)的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧如下图。

(注：用文字或图示答题均给满分)

错因：本题的关键是找出实验设计不严密的地方，找不到关键点就不会得出正确答案。再就是尽量仿照试题已有的描述形式、格式等答题是提高得分率行之有效的方法。

［例4］下图所示的四个实验中，燕麦胚芽鞘能够继续生长的是

解析：本题考查燕麦胚芽鞘的向光性实验和生长素的运输，还考查了理解常用图、表等表达形式的意义和正确解释生物个体中的一些生物学问题的能力。A项套住了尖端不能感受光的刺激，没有导致生长素分布不均匀，故直立生长；B项切除了尖端，下部缺少生长素，故不生长；C项虽切下尖端，但有琼脂块连接，尖端产生的生长素仍然通过琼脂块运输到下部且分布均匀，故也直立生长；D项尖端下部用玻璃片隔开，玻璃片是不能让生长素透过的，故不能生长。答案：AC

错因：胚芽鞘的尖端是产生生长素的部位也是感光部位，但不是生长部位，生长部位是尖端下段。不理解以上知识点就不能得出正确答案。

［例5］下图所示植物不同器官对生长素的反应，请观察后据图回答：

(1)促进芽生长的生长素最适浓度是_______mol\L-1,生长素的这一浓度对根的生长效应是_______。

(2)A点所对应生长素浓度对茎生长的效应是______________。

(3)B点所对应的生长素浓度对茎生长的效应是_______________。

(4)由此可见，不同浓度的生长素对同一器官的影响_______，同一浓度的生长素对不同器官的影响_______。

(5)生长素的浓度10-10 mol/L~10-1 mol/L，对植物各器官的作用来看，总的情况是______________________。

解析：本题考查了生长素的生理作用，还考查了使用专业术语阐述学过的生物学概念原理和理解生物学中常用图表的意义及准确生物学现象等能力。正确解答此题，必须明确以下三个问题：生长素的生理作用具有两重性；生长素能促进植物各器官的生长、促进扦插枝条生根和果实的发育。同一植物的不同器官对生长素浓度的反应不一样，其敏感性是根最强，茎最弱，芽次之。答案：(1)10-8 抑制生长 (2)促进生长 (3)既不促进也不抑制生长 (4)不同 不同 (5)较低浓度促进生长，较高浓度抑制生长

错因：生长素的两重性和植物不同器官对生长素的敏感性不同是解答本题的关键，对以上知识掌握不准确是解答错误的关键原因。

［例6］下图是用不透水的云母片以不同方式分别插入三株燕麦幼苗的胚芽鞘尖端部分，并分别从不同方向给以光照的示意图，培养一段时间后，胚芽鞘的生长情况将是

A．甲不弯、乙不弯、丙向右弯 B．甲向左弯、乙不弯、丙向左弯

C．甲向右弯、乙不弯、丙向左弯 D．甲向右弯、乙不弯、丙向右弯

解析：考查胚芽鞘生长和弯曲的知识，还考查通过分析与综合理解生物体的结构和功能、部分与整体的关系的能力。解题时，要考虑云母片不透水，阻挡生长素的运输。甲中由于插入云母片，虽单侧光照射并未引起生长素分布不均；乙中的云母片阻断生长素向下运输；丙中的光照均匀，但由于插入云母片，导致生长素只能从左侧向下运输。答案：A

错因：本题答题的要点有：①单侧光改变生长素在尖端的分布，但不透水的云母片可以阻挡生长素的运输。②均匀光虽不改变生长素的分布，但云母片可以人为改为生长素的分布。找不出以上要点，答题就会出现错误。

【基础训练】

一、选择题

1．在长方形小暗箱内放一盆幼苗，箱一侧开一小窗，固定光源的光可从窗口射入，把暗箱放在旋转器上水平缓慢匀速旋转，一星期后，幼苗生长状况为下图中的哪项所示

解析：由题干可知，暗箱与幼苗一块旋转，光线只能从小孔处照到幼苗上，因此对幼苗来讲仍然存在单侧光，在单侧光的作用下，幼苗会弯向光源(小孔)生长。答案：B

3．顶端优势现象说明了

①生长素在低浓度时促进生长 ②生长素在高浓度时抑制生长 ③顶芽比侧芽的生命活动旺盛 ④顶芽容易得到光照促其生长?

A．①② B．②④ C．①③ D．②③

解析：考查生长素的两重性，即高浓度抑制生长，低浓度促进生长。顶端优势是顶端产生的生长素积累在侧芽部位抑制了侧芽的生长，顶芽因生长素浓度相对较低而优先生长。答案：A

3．正确反映一株白玉兰树上各部分生长素浓度大小的是

A．顶芽＞侧芽 老根＞分生区 B．顶芽＜侧芽 老根＜分生区

C．顶芽＜侧芽 老根＞分生区 D．顶芽＞侧芽 老根＜分生区

解析：考查生长素的产生和运输。生长素的产生部位是植物的分生组织；生长素的运输是极性运输。顶芽是产生生长素的部位，产生的生长素向下运输积累在侧芽部位，抑制侧芽的生长，所以侧芽部位的生长素浓度大于顶芽。根尖分生区产生生长素，老根不产生生长素，也不积累生长素，所以分生区生长素浓度大于老根。

答案：B

4．能说明生长素具有双重作用的是

A．单性结实 B．枝条生根 C．顶端优势 D．以上都不是

答案：C

5．栽培的番茄，因某种原因不能完成受精作用，可用生长素溶液涂于花柱头上，生长素的作用是

A．促进受精作用 B．促进染色体加倍 C．促进子房壁发育 D．促进胚珠发育成种子

解析：考查生长素的农业生产上的应用。生长素能促进子房发育成果实。正常情况下，子房发育成果实所需生长素来自正在发育的种子。胚珠未完成双受精，不发育，不能产生生长素，子房不发育。用一定浓度的生长素涂抹子房，子房发育成无籽果实。所以生长素是子房发育成果实的必要条件。答案：C

6．将一个切去尖端的燕麦胚芽鞘上放一含有生长素的琼脂块，用单侧光照射，胚芽鞘只生长不弯曲，这一现象说明

①生长素能促进植物生长 ②单侧光能引起生长素分布不均匀 ③植物生长具有向光性 ④感受光刺激的部位是尖端 ⑤生长素能由顶端运输到下部

A．①②③ B．②③④ C．①④⑤ D．②④⑤

解析：考查生长素的产生部位、生长素的运输和植物的向光性。解决本题必须掌握“感尖弯尖下”的特点，即胚芽鞘的尖端是产生生长素的部位；感受单侧光刺激的部位；生长素的运输方向是由尖端运输到尖端下段，引起尖端下段的生长和弯曲。切去胚芽鞘的尖端，胚芽鞘失去了产生生长素的部位和感光部位，所以胚芽鞘受单侧光刺激不会发生生长弯曲。用一含有生长素的琼脂块代替尖端，生长素由上到下运输，促使尖端下段生长。

答案：C

7．下列植物生命活动的调节不是向性运动的是

A．向日葵的花盘随阳光而转动 B．雨点使含羞草小叶合拢

C．植物的根向地生长，茎背地生长 D．植物根向水、向肥生长

解析：植物体受单一方向的外界刺激而引起的定向运动叫向性运动。向性运动的特点是单方向刺激引起的定向运动。A、C、D三项都符合向性运动的特点。B项是多向刺激引起的不定向运动，不属于向性运动。答案：B

8．“满园春色关不住，一枝红杏出墙来”这是由于生长素分布不均造成的，引起生长素分布不均的原因是

A．温度 B．湿度 C．空气 D．阳光

答案：D

9．下列各项生产实践中，与植物激素无关的是

A．果树的整枝修剪B．摘心促进果实发育C．无籽番茄的获得D．嫁接保持原品种的特性

解析：考查植物激素的作用。A项是打破果树的顶端优势，降低侧芽的生长素浓度，以利果枝发育。B项摘心也是打破顶端优势。C项是利用生长素能促进子房发育成果实的原理。D项是无性生殖，与激素作用无关。?

答案：D

10．下图中，①②③④均为去掉尖端的胚芽鞘，③和④顶端的琼脂块上曾放过胚芽鞘尖端，②的顶端是普通琼脂块，能直立生长和弯曲生长的依次是

A．①② B．③④ C．②③ D．②④

答案：B

11．吲哚乙酸最早是在人的尿液发现和提取的，下列有关对此问题的叙述，你认为最合理的是

A．在人体内有合成生长素的酶系统，所以人粪尿的肥效很高

B．人在食用了大量的植物果实种子和新鲜嫩叶后，生长素便进入人体内，但人体内不存在破坏生长素的酶，生长素也不影响人体的正常生理功能，所以生长素在人体内“免费旅游”了一圈后便通过肾脏将其排出体外

C．在人体肾脏中将色氨酸转变成生长素的酶，在肾脏中合成了吲哚乙酸，所以人尿液中有吲哚乙酸

D．题干部分的叙述是错误的，在人的尿液中没有吲哚乙酸，但有吲哚乙酸的类似物，如、萘乙酸等，这些物质是人体内的无生理功能的代谢副产品，但对植物却有强烈的促进生长的作用

解析：生长素是植物体内的分生组织产生的对植物的生长起调节作用，对人的生长不起作用，所以在人体内不能合成吲哚乙酸。人体内的吲哚乙酸来自食物，对人体生理活动无影响，通过肾脏随尿排出。答案：B

12细胞分裂素不存在于

A．茎尖 B．根尖 C．成熟的果实 D．萌发的种子

解析：考查细胞分裂素存在的组织。细胞分裂素存在于正在进行细胞分裂的部位，如茎尖、根尖、未成熟的或萌发的种子、正在发育的果实。它的主要作用是促进细胞分裂和组织分化。答案：C

13．在植物的生长发育过程中起调节作用的激素是

A．生长素 B．赤霉素 C．多种激素 D．乙烯

解析：考查植物生命活动的激素调节。植物生命活动调节的基本形式是激素调节。不同种类的植物激素大都同时存在于同一株植物体内，因此，植物的生长发育过程中，不是受单一激素的调节，而是由多种激素相互协调、共同调节的。答案：C

14．番茄细胞染色体数为2N，用生长素处理得到无籽番茄细胞染色体数为

A．2N B．N C．3N D．4N

解析：考查生长素在生产上的应用。生长素能促进子房发育成果实，而且一定浓度的生长素处理未授粉的番茄可以得到无籽番茄。生长素能促进子房发育成果实，不会影响细胞分裂过程中染色体的变化，所以无籽番茄的细胞内染色体数目和体细胞相同。答案：A

15．校园里种植的杉树，主干粗壮，生长旺盛，两侧枝条却很细弱，主要原因在于

A．侧芽缺乏生长素 B．侧芽产生的生长素过少

C．侧芽产生的生长素过多 D．侧芽积累的生长素过多

解析：杉树的特征是明显的顶端优势，即顶芽优先生长，产生的生长素积累在侧枝部位，抑制了侧枝的生长和发育。答案：D

16．将甲、乙两株幼苗分别种在单侧光照射的暗盒中，甲幼苗顶端罩上不透光的小帽，结果幼苗直立生长，乙幼苗不罩小帽，结果弯向光源生长，此实验主要说明

A．植物生长具有向光性B．向光性与尖端无关C．尖端是感光部位D．尖端能产生某种促进生长的物质

答案：C

17．下列哪一个生产或实验过程，不能使用吲哚乙酸

A．处理扦插的月季枝条，促使加快生根 B．处理青色的生香蕉，加速转变为黄香蕉

C．处理去掉雄蕊的番茄花蕾，育出无籽果实 D．处理切去胚芽鞘尖端的燕麦幼苗，使其继续生长

解析：考查生长素的应用。生长素能促进扦插的枝条生根，促进果实发育，低浓度的生长素还能促进植物生长，因此A、C、D三项都能使用生长素；而B项属于果实成熟，需要用乙烯处理，而不是用生长素处理。

答案：B

18．植物体产生的生长素是一种有机物叫

A．2，4—D B．萘乙酸 C．吲哚乙酸 D．乙烯

答案：C

19．高等植物体的各个器官中，合成生长素的量甚微的是

A．叶原基 B．嫩叶 C．成熟的叶片和根尖 D．发育中的种子

解析：考查生长素的产生和分布。生长素的产生主要集中在生长旺盛的部位，即由分生组织产生。如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、叶原基、嫩叶、受精后的子房和幼嫩的种子等。而趋向衰老的组织和器官中则含量很少。成熟的叶片和根尖虽然也产生生长素，但量很少。答案：C

20．植物顶芽的生长素可以向生长素的浓度比它高的侧芽部位运输。同时，在缺氧的条件下会严重阻碍其运输。这说明生长素的运输属于

A．自由扩散 B．协助扩散 C．主动运输 D．渗透作用

解析：考查生长素的运输方式。生长素由顶芽产生，向下运输积累在侧芽部位，所以侧芽部位的生长素浓度比顶芽高。顶芽产生的生长素不断向侧芽运输，即由低浓度向高浓度运输，而且还消耗ATP，所以生长素的运输方式是主动运输。 答案：C

21．植物的茎能背地生长，生长素所起的作用是

A．防止衰老 B．促进生长 C．抑制生长 D．促进细胞分裂

答案：B

22．园林工人每年都要修剪路旁的绿篱，其目的是

A．抑制侧芽生长 B．抑制向光性 C．抑制细胞生长速度 D．解除顶端优势

答案：D

23．让不易生根的植物枝条生根，可用一定浓度的生长素溶液浸泡插枝的

A．上端 B．中部 C．下端 D．两端

答案：C

24．在棉花的栽培过程中，需要摘心(打顶)使侧芽的生长素量

A．增加，以抑制其生长 B．增加，以利其生长 C．减少，以抑制其生长 D．减少，以利其生长

解析：打破棉花的顶端优势，以利侧芽生长发育成果枝。答案：D

25．在园艺上应用生长素处理植物，难以奏效的是

A．获得无籽果实 B．促进扦插的枝条生根 C．促进果实成熟 D．除杀田间的双子叶植物

解析：生长素的生理作用很广，它能促进细胞的伸长生长，促进果实的发育，促进扦插的枝条生根。它的生理作用具有两重性，低浓度能促进生长，而高浓度却能抑制植物的生长，甚至能够杀死植物。因此在园艺和农业生产中可用作除草剂。选项A、B是可能的，而选项C有很大的迷惑性，其实，生长素只是促进果实的发育，对果实的成熟起作用的是另一种植物激素乙烯。答案：C

26．在进行月季扦插繁殖时，常选用带芽的插枝，这是因为

A．芽能产生生长素，促进生根 B．芽能生出大量的叶和花

C．芽能产生生长素，使茎生长 D．芽能够产生生长素，抑制生根

答案：A

27．对4株具顶端优势的植株分别进行下列四种处理，指出哪种处理会长出侧芽

A．去顶后在断口放一琼脂小块 B．去顶后在断口上放一富含生长素的琼脂小块

C．不去顶，也不在侧芽上涂以低浓度的生长素 D．不去顶，在侧芽上涂以低浓度的生长素

答案：A

二、非选择题

28．有供实验用的3组番茄，甲、乙两组在开花前进行去雄和套袋，甲组在套袋之前将雌蕊涂抹了一定浓度的生长素溶液，丙组不作任何处理，最后，这3组番茄会出现什么结果？

(1)甲_______，乙_______，丙_______。

(2)甲、乙两组对比，说明_______________。

(3)乙、丙两组对比，说明____________，为了进一步验证这一结论，还应有的操作为_________，应出现的现象为__________。

(4)甲、丙两组对照得出的结论是____________________。

(5)若番茄体细胞染色体数为24，则上述3组实验中能结果的果实细胞内染色体数分别为_________。

解析：考查生长素能促进子房的发育。甲组去雄后涂一定浓度的生长素，子房内胚珠不能完成双受精，不产生生长素。子房在一定浓度生长素的作用下发育成无籽果实。乙组去雄后未涂生长素，胚珠不能完成双受精，不产生生长素，子房不发育而萎缩脱落。丙组能完成双受精，胚珠发育产生生长素，子房发育成有籽果实。

答案：(1)子房发育成无籽果实 子房萎缩脱落，没有果实产生 子房发育成有籽果实 (2)生长素能促进子房发育成果实 ?(3)传粉后子房能发育成果实，种子能促进子房发育成果实 果实幼小时除去发育的种子 子房停止发育 (4)幼嫩的种子合成生长素促进子房发育成果实 (5)甲∶ 24 丙∶24

29．根据下图实验过程回答：

(1)通过实验①、②、③比较说明，植物的生长与弯曲都与_______有关。有人推想此部位可能产生某种物质并起作用，通过实验④、⑤比较说明，该部分确实产生了某种物质，由于此物质能促进植物的生长，因此，在生物学上叫生长素，而其化学名称为_______。可见生长素的产生部位是__________。

(2)通过实验②、⑥、⑦比较说明，胚芽鞘的感光部位是在_______，即在此单侧光影响了生长素的分布不均匀，使背光侧分布_______，而向光侧分布_______，从而导致了植物的_______性的产生，其对照实验组是_______。

(3)通过实验④、⑧比较说明，胚芽鞘的弯曲部位是在__________。

解析：考查生长素的产生，植物的向光性和生长素的运输。本题只要掌握以下知识点就易解决：生长素的产生部位是胚芽鞘尖端；引起生长素分布不均部位是尖端；感光部位是尖端；生长弯曲部位是尖端下段；生长素的运输是从尖端向下运输，促进尖端下段的生长和弯曲。

答案：(1)尖端 吲哚乙酸 胚芽鞘尖端 (2)尖端 多 少 向光 ② (3)胚芽鞘的尖端下面的一段

30．下图中A表示生长素浓度与植物不同器官生长的关系，B图表示将已长出幼根和幼芽的豌豆种子置水平状态。请据图回答：

(1)B中生长素大部分分布在幼芽和幼根的近地侧是由于_______作用的结果。

(2)豌豆幼芽和幼根继续生长的方向分别是：幼芽_________；幼根_________。

(3)由A可知，芽和根对生长素反应的灵敏度不同。根对生长素反应______，10-8 mol/L?的生长素_______芽的生长，却强烈地_______根的生长。

解析：考查生长素对植物生长的两重性。解决此题应首先弄清以下几点：

(1)生长素对植物生长的两重性是高浓度抑制生长，低浓度促进生长。

(2)同一植株的不同器官对生长素浓度的反应不一样。根的最适浓度是10－10 mol/Ｌ；芽的最适浓度是10－8 mol/Ｌ；茎的最适浓度是10－4 mol/Ｌ。

答案：(1)重力 (2)向上 向下 (3)敏感性高 促进 抑制

31．如下图示用燕麦胚芽鞘进行向光性实验。请据图回答：

(1)不生长也不弯曲的是__________；生长且向光弯曲的是_________；生长但不弯曲的是_________；生长且向左弯曲的是_________。

(2)该实验可证明：

①生长素的产生部位和作用是_________________________。

②向光性的产生原因是______________________________________。

③胚芽鞘感受光刺激的部位和发生弯曲的部位分别是____________________________。

解析：考查植物的向光性原理。

(1)生长素的产生部位是尖端，作用部位是尖端下段。

(2)胚芽鞘感光部位是尖端，单侧光影响尖端生长素分布。

(3)单侧光引起生长素分布不均。背光一侧多，细胞纵向伸长快。

答案：(1)C B AD E (2)尖端，促进植物生长 单侧光引起生长素背光一侧比向光的一侧分布多 尖端、尖端下段

32．如下图所表示某植物的4枚子房生长的曲线图，其中A、B授粉，C、D未授粉，请指出形成各自发育曲线可能有的原因：

(1)A______________________________________________________________________。

(2)B______________________________________________________________________。

(3)C______________________________________________________________________。

(4)D______________________________________________________________________。

解析：考查生长素在农业生产上的应用。解决本题的关键是掌握以下几点：生长素是子房发育成果实的必要条件；正常发育的子房生长素来自发育的种子；种子形成的必要条件是授粉而且胚珠必须完成双受精。

答案：(1)授粉后形成种子，种子发育过程中产生生长素，促进子房的正常发育 (2)在子房发育过程中，由于虫蛀等原因损伤了种子，故虽然完成了授粉，但子房也未能正常发育 (3)未授粉，没有形成种子，缺乏生长素，子房萎缩脱落 (4)虽未授粉，但人工涂抹一定浓度的生长素，子房可以发育成果实

33．给你一个小纸盒，三株生长在培养皿中的2 cm高的玉米苗，透明纸套，黑色环套，黑色不透明小纸盒各一个，一盏100 W的台灯，请你设计一个实验装置，验证玉米幼苗胚芽鞘对光敏感的部位是胚芽鞘的尖端，并绘出实验装置图和预测的实验结果图。

答案：

A．套上黑色纸套

B．套上黑色纸环

C．套上透明纸套(对照)

34．植物开花受开花激素的影响。下图所示光周期(日照长短)诱导植物开花激素的产生以及影响开花的实验，图中植物去掉了顶端的全部叶子，A、D植物分别接受长日照、短日照；B、C植物方框内为受短日照处理的部分。

(1)对照实验A、D可说明该植物属于_______(长日照、短日照)植物。

(2)根据B、C实验，填写实验报告表中的有关内容。

测试项目

结果分析

感受光周期的部位(叶、顶端)

A：

接受诱导产生开花激素的部分(叶、顶端)

B：

开花激素作用的部分(叶、顶端)

C：

(3)依据以上所有实验得出的结论是：________________________。

(4)借鉴“生长素的发现”的科学实验方法，设计一个简单的模拟实验：证明B株产生的开花激素可使A株条件下的同种植物开花。

第一步：切取一小段B株带叶枝条放置在琼脂上一段时间。

第二步：____________________。

预期结果：______________________。

对照实验：__________________________________。

预期结果：__________________________________。

解析：本题综合考查学生分析问题的能力、观察能力、信息转换能力和设计实验的能力。本题只要弄清以下几点就不难解决：短日照植物在短日照下才开花；感受光刺激的部位是叶；产生开花激素的部位是叶；开花激素的作用部位是顶端；设计实验掌握单一变量原则和对照的原则。

答案：(1)短日照 (2)叶 叶 顶端 ?(3)光周期可诱导植物开花激素的合成，进而影响开花(或短日照可诱导植物的叶产生开花激素，进而影响开花) (4)将A株条件下的同种植物枝条切口，再将含激素的琼脂块放在切口上 开花 将另一A株条件下的同种植物枝条切口，将不含激素的琼脂块放在切口上 不开花

高一生物植物的矿质营养教案

第五节植物的矿质营养

一、教学目标

1、知识目标

识记：植物矿质元素吸收和利用的特点。

知道：1）植物必须的矿质元素及其种类；

2）合理施肥的基础知识。

2、能力目标

1）初步学会溶液培养的科学方法，培养学生分析、判断植物必须矿质元素的能力；

2）培养学生对根吸收与水分吸收、呼吸作用之间的关系的分析、理解能力。

3、情感目标

通过学习，逐步渗透，培养学生的辨证观。

二、重点落实方案

重点：1、植物必须的矿质元素及其种类；

2、根对矿质元素的吸收过程。

落实方案：1、学生提前阅读，初步了解；

2、以第一章中的组成生物体的化学元素为基础进行学习；

3、结合第四节植物对水分的吸收和利用对比学习。

三、难点突破策略

难点：根对矿质元素的吸收和对水分的吸收是两个相对独立的过程。

突破策略：1、引导学生对课文中讲述的有关用菜豆做的实验进行分析和讨论；

2、增加不同植物在同一营养液中吸收矿质元素数量的差异的讨论；

3、通常情况下，根细胞中K+或其他矿质元素的浓度高于土壤溶液中的浓度。但植物根仍然吸收这些必需的矿质元素，引导学生对这一现象进行讨论。

四、教具准备

多媒体课件，把本课用到的各种文字材料、图片、动画等素材制成课件以配合课堂教学。

五、学法指导

指导学生，与植物对水分的吸收和利用进行对比学习。从汲收的原理、过程、运输和利用等方面进行，深入理解其内在的本质。

六、课时安排

1课时

七、教学过程

[情景导入]

（教师将植物体正常发育下缺少N、P、K时的幼苗发育比较图投影到大屏幕上）引导学生分析缺少N、P、K时幼苗表现的症状，从而规纳出N、P、K在植物体内的作用。进下步说明，植物体的生长发育不仅需要水，而且也需要N、P、K等元素。也就是说，植物必需不断地从土壤中吸收、利用矿质营养进行矿质代谢。这节课我们就一起来探讨植物的矿质营养。

[师生互动，探究新知]

一、植物必需的矿质元素

学生活动：在教师的指导下阅读P62~63内容，讨论以下问题（大屏幕显示）：

1、什么是矿质元素？

2、在土壤中的矿质元素有很多种，是否都是植物生活所必需的？

3、如何来鉴别哪些矿质元素是植物所必需的矿质元素？

4、植物所必需的矿质元素有哪些？

教师活动：指导学生分析讨论。

师生归纳：

1、质元素是指除了C、H、O以外，主要是由根系从地壤中吸收的元素。

2、土壤中的矿质元素并不都是植物生活所必需的矿质元素。

3、科学家用溶液培养法来鉴别是否是植物所必需的矿质元素。

（利用课件演示科学家进行溶液培养法的研究过程，让学生了解科学家进行科学实验的方法，引导学生思考，跟随科学家思路，最终得出实验结论）

全营养液→植物发育正常

除去甲矿质元素→发育正常→（甲为非必需矿质元素）

除去乙矿质元素→发育不正常→加入乙矿质元素→发育正常→（乙为必需矿质元素）

（通过以上分析，学生不难知道何为溶液培养法：用含有全部或部分矿质元素的营养液培养植物有方法。）

4、植物所必需的矿质元素有：大量元素：N、P、K、S、Ca、Mg；微量元素：Fe、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni。

（提醒学生联系前面我们学过组成生物体的化学元素）

提出问题：植物体是怎样从地壤中吸收这些矿质元素的呢？

二、矿质元素的吸收

学生活动：在教师的指导下探究如下问题（大屏幕显示）

问题一、矿质元素通过什么部位进入植物体的？是以什么形式被吸收的？

问题二、矿质元素吸收与水分的吸收是否是同一过程？

（学生讨论、规纳、回答）

教师活动：引导学生分析

1、矿质元素以离子状态被根尖吸收的。

矿质元素一般存在于土壤中的无机盐里。无机盐只有溶解在水中形成离子

才能被根尖吸收。如KNO3溶解在水中，形成K+和NO3-，K和N分别以K+和NO3-的形式被根尖吸收。

2、矿元素的吸收与水分的吸收不是同一过程。

（引导学生分析：1若为同一过程，则根吸水量和吸收无机盐量应成正比。举出相应的例子。2还有的实验表明，植物吸水量减少时，某些矿质元素离子的吸收量反而增多。）

问题三、根如何吸收矿质元素的呢？

（课件展示根对矿质元素吸收的过程）

教师活动：引导学生比较根对矿质元素的吸收和水分的吸收。根对水分的吸收是渗透作用，而对矿质元素的吸收是一个比较复杂的过程，其至少有两个步骤：

（1）需要细胞膜上的载体蛋白质的协助；

（2）需要消耗细胞呼吸作用释放的能量。

因而是一个主动运输的过程。又有实验表明：用化学药品抑制根的呼吸作用，主动运输随着受到抑制，根对矿质元素的吸收被中断。

师生小结：可见，要对矿质元素的吸收是主动运输的过程，而根吸收水分是渗透作用。根只能吸收离子状态的矿质元素，说明无机盐只有溶解在土壤中形成土壤溶液（或被子土壤颗粒吸附）才能被根尖吸收。由此，有充分的理由说明，成熟区表皮细胞吸收矿质元素和吸收水分是两个相对独立的过程。

提出问题:矿质元素在植物体内是如何进行运输和利用的?

三、矿质元素的运输和利用

学生活动：在教师的指导下，探究矿质元素是如何运输和利用的。

教师活动：引导学生分析。

1、矿质元素进入根尖成熟区表皮细胞以后，随着水分进入根部导管，进一步运输到植物体各组织器官中。说明矿质元素的运输是同水分的运输是同一过程。

2、质元素进入植物体内是如何被利用的呢？（大屏幕展示下表，引导学生分析填写）

存在形式

离子

不稳定化合物

稳定化合物

移动情况

容易转移

可以转移

不能转移

利用情况

反复

多次

一次

缺乏时受

症部位

老组织

老组织

幼嫩的组织

元素举例

K

N、P、Mg

Ca、Fe分析：（1）有些矿质元素进入植物体内仍然以离子形式存在，易于转移，能被植物体再度利用。若缺乏该类矿质元素时，就会从衰老的组织转移到幼嫩的组织。如K元素。

（2）有些矿质元素进入植物体内以后，形成不稳定的化合物，这些化合物分解以后释放出来的矿质元素又可以转移支其他部位，被植物体再度利用。如，N、P、Mg等元素。

（3）还有一些矿质元素进入植物体内以后，形成稳定的化合物，不能被再度利。如，Ca、Fe等元素。

四、合理施肥

资料介绍：在农业生产中，由于土壤中的养分不断被作物吸收，而作物的大部分产品被人们所利用，田地里的养分就逐渐不足。因此，施肥就成为提高作物产量的一个重要手段。要增产不仅要有足够的肥料，而且不要合理施肥。

学生活动：在教师的引导下，结合课本中图3-12和图3-13思考以下问题：

1、如何理解适时、适量地施肥？

2、在施肥时是否越多越好？

3、施肥过多有什么影响？

师生归纳：

1、适时、适量地施肥应根据不同作物在不同生长时期和需求给予适量地施肥。

2、施肥过多会造成土壤溶液的浓度升高，若高于根细胞液浓度时，根细胞不能吸水，甚至失水。不但不能促进作物的生长，反而使农作物发生萎蔫现象，甚至死亡。

3、矿质元素只有溶解在水里才能被根细胞吸收，所以在施肥的同时要合理灌溉。

4、施肥过多，特别是化学肥料，会造成土壤板结，破坏生态环境。

综上分析，合理施肥就是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效果。

五、无土栽培

学生活动：在教师的指导下，归纳总结无土栽培所利用的原理及其优点。

原理：指利用溶液培养法。

优点：（1）全年都可以栽培，并且产量高。

（2）节约水肥，产品清洁卫生，有利于农作物栽培的工厂化和自动化。

（3）沙滩地、盐碱地、海岛地以及楼顶、阳台等不适宜栽种农作物的地方，都可以进行无土栽培，扩大了农作物栽培的范围和面积。

[知识巩固]

1、某菜农移栽大白菜，由于缺乏某些矿质元素而出现了枯心现象，大白菜最有可能缺少的矿质元素是（）

A、N、PB、Ca、FeC、N、KD、P、Mg

2、植物体内可以被重复利用的矿质元素是（）

A、C、H、OB、N、P、K

C、N、Mg、FeD、N、K、O

3、为了促进根吸收矿质元素，农田常采取的措施是（）

A、常疏松土壤B、多喷洒农药

C、高浓度施肥D、大量的灌溉

[结课]

矿质代谢和水分代谢是植物体生命活动中的两大代谢，二者的起始都是通过根从土壤吸收而来的，他们的吸收部位相似，运输途径相同，但是它们的吸收是两个相对独立的过程。矿质元素的吸收是一个主动运输的过程，需要载体和能量，而水分的吸收是渗透作用，需要半透膜两侧溶液有浓度差。

八、板书设计

第五节植物的矿质营养

概念：指植物对矿质元素的吸收、运输和利用。

一、必需矿质元素

必需：1、不可缺少

2、不可替代

3、效果直接

二、根对矿质元素的吸收

1、以离子形式被吸收

2、主动运输

3、与渗透吸水是两个相对独立的过程

三、矿质元素的运输和利用

离子

再度利用

不稳定化合物

稳定化合物不可再度利用

高三生物教案：《植物激素调节》教学设计

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本文题目：高三生物教案：植物激素调节

1.植物向性运动的分析，生长素的作用及两重性 2011山东卷T1、海南卷T13,2010海南卷T5等。

2.植物激素的作用及应用 2011浙江卷T30,2010江苏卷T23等。

1.生长素的发现过程 [重点]

科学家 实验处理方法、现象 实验结论

达尔文

单侧光使胚芽鞘尖端产生某种影响，传到伸长区后，会造成背光面比向光面生长快

科学家 实验处理方法、现象 实验结论

詹森

胚芽鞘顶尖产生的影响可以透过琼脂块传递给下部

拜尔

胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在下部分布不均匀造成的

科学家 实验处理方法、现象 实验结论

温特

⑤与⑥对照说明：尖端确实产生了某种促进生长的物质，且向下运输，促进下部生长

2.生长素的运输 [难点]

(1)极性运输方式：主动运输(方向：形态学上端→形态学下端)

(2)非极性运输：在成熟组织中，生长素通过韧皮部的筛管进行非极性运输。

(3)横向运输：

①原因：在某些刺激(如单侧光、地心引力等)影响下，生长素在能感受刺激的部位(如胚芽鞘的尖端)发生横向运输(不接受刺激的部位不能发生横向运输)。

②实验证据：云母片插入法。

经过一段时间后，生长素含量E>C=D>F。

3.生长素的生理功能——两重性 [易混点]

(1)表现：既能促进生长，也能抑制生长,既能促进发芽，也能抑制发芽,既能防止落花落果，也能疏花疏果

(2)实例：

①不同植物对生长素敏感性不同——双子叶植物敏感性高于单子叶植物(如图甲)。

②同一植物不同器官对生长素敏感性不同——根、芽、茎敏感性依次降低(如图乙)。

③不同浓度的生长素对同一器官作用效果不同，一般表现为低浓度促进生长，高浓度抑制生长(如图乙)，且在促进植物生长的最适浓度两侧，存在两种浓度的生长素促进效果相同。

1.当某植物顶芽比侧芽生长快时会产生顶端优势，其主要原因是 ()

A.侧芽附近的生长素浓度过高，其生长受抑制

B.侧芽附近的生长素浓度较低，其生长受抑制

C.顶芽附近的脱落酸浓度较高，其生长被促进

D.侧芽附近的细胞分裂素浓度较高，其生长受抑制

解析：生长素作用具两重性特点，植物之所以表现为顶端优势，就是由于顶芽产生的生长素源源不断地运往侧芽部位，从而导致侧芽部位生长素浓度过高，生长受抑制。

答案：A

2.(2011?汕头一模)下列关于植物生长素的叙述中，正确的是()

A.生长素通过促进细胞分裂而促进植物的生长

B.燕麦幼苗中生长素的极性运输与光照方向有关

C.生长素从顶芽运输到侧芽的方式是主动运输

D.自然状态下西瓜的果实发育所需的生长素是由邻近

的芽和幼叶产生的

解析：生长素通过促进细胞伸长而促进植物的生长。生长素的极性运输与光照方向无关。西瓜的果实发育所需的生长素是由发育中的种子产生的。

答案：C

植物激素归纳

名称 产生部位 生理作用 对应生长调节剂 应用

生长素 幼根、幼芽及发育的种子 促进生长，促进果实发育 萘乙酸、2,4?D ①促进扦插枝条的生根;②促进果实发育，防止落花落果;③农业除草剂

赤霉素 幼芽、幼根、未成熟的种子等幼嫩的组织和器官里 ①促进细胞伸长，引起植株长高;②促进种子萌发和果实发育 赤霉素 ①促进植物茎秆伸长;②解除种子和其他部位休眠，提早用来播种

细胞分裂素 正在进行细胞分裂的器官(如幼嫩根尖) ①促进细胞分裂和组织分化;②延缓衰老 青鲜素 蔬菜贮藏中，常用它来保持蔬菜鲜绿，延长贮存时间

乙烯 植物各部位，成熟的果实中更多 促进果实成熟 乙烯利 促进果实成熟;处理瓜类幼苗，能增加雌花形成率，增产

脱落酸 根冠、萎蔫的叶片等 抑制细胞分裂，促进叶和果实衰老与脱落 矮壮素 落叶与棉铃在未成熟前的大量脱落

1.植物激素的概念理解 [重点]

(1)植物激素是在植物体的一定部位合成的微量有机物，激素种类不同，化学本质不同。

(2)具有远距离运输的特点，激素种类不同，运输的方式和方向不一定相同。

(3)具有调节功能，不参与植物体结构的组成，也不作为植物的营养物质。

2.植物激素间的相互关系 (难点、易混点)

不同种类的植物激素，大都存在于同一植物体内，植物的生长发育，是受多种激素协调作用的。

(1)生长素和赤霉素在促进生长、果实发育等方面具有协同作用，但赤霉素还能解除种子休眠。

(2)乙烯和脱落酸在促进果实成熟、脱落等方面具有协同作用。

3.某植物种子成熟后需经低温贮藏才能萌发，为探究其原因，检测了该种子中的两种植物激素在低温贮藏过程中的含量变化，结果如图。根据激素的作用特点，推测图中a、b依次为 ()

A.赤霉素、脱落酸　B.细胞分裂素、生长素

C.脱落酸、细胞分裂素 D.赤霉素、乙烯

解析：脱落酸可保持种子休眠，随低温贮藏时间的延长，种子中脱落酸含量有所下降，赤霉素作用则与脱落酸相反，可解除种子休眠，促其萌发，故a曲线应代表赤霉素。

答案：A

4.(2011?江苏联考)下列有关植物激素及植物生长调节剂应用的叙述，错误的是()

A.用适宜浓度的乙烯利处理香蕉，可加快果实成熟

B.用适宜浓度的赤霉素处理生长期的芹菜，可提高产量

C.用适宜浓度的细胞分裂素处理水稻，可促进细胞分裂

D.用适宜浓度的2,4-D处理插条两端，可促进插条两端都生根

解析：用适宜浓度的2,4-D处理插条两端，不能促进插条两端生根，因为2,4-D运输到形态学下端，只能促进形态学下端生根。