植物的水分代谢与矿质营养 .doc

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1、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

2、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

3、（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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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