土壤的成分 各种各样的土壤 植物的根与物质吸收浙教版 八年级科学下册【思维导图+知识提要+典例提升】 含答案解析

4.1-4.3土壤的成分各种各样的土壤植物的根与物质吸收【思维导图】【知识点全掌握】一、土壤1.土壤中的生命——土壤生物：我们把生活在土壤中的微生物、动物和植物等称为土壤生物。2.土壤中的非生命物质：（1）土壤中有空气【实验一】测量土壤中空气的体积分数要求：选择干燥的土壤——干燥的土壤含较多的空气，实验效果明显。而潮湿的土壤中有许多空间已经被水分占据，空气含量会变少。实验步骤：①在烧杯中放入一块土壤（土壤的体积为V），缓慢注入水，直到水面把土壤全部浸没为止。记录在烧杯中所加的水的体积，记作V1。②用与土壤体积相等的铁块替代土壤，重复上述实验。记录所加的水的体积，记作V2。③土壤中空气的体积分数约为（V1－V2）/V。（2）土壤中有水【实验二】取少许土壤，放入试管中，在酒精灯上加热，观察试管壁上是否有水。现象：试管壁上有水。结论：土壤中有水。（3）土壤中有有机物【实验三】土壤中有其它有机物吗？用充分干燥（防止水分散失对质量称量的干扰）的土壤（应含较丰富的有机质）50－100克，放在细密的铁丝网（以防土壤颗粒漏掉）上加热。现象：出现有机物的碳化分解和燃烧现象；称量时，发现土壤的质量减少。结论：土壤中有有机物。说明：土壤中的有机物主要来自生物的排泄物和死亡的生物体。有机物在土壤生物的作用下，可以分解成无机物，储存在土壤中。腐殖质可以为土壤动物提供食物，也可以为绿色植物提供养分。（4）土壤中有无机物【实验四】①将燃烧过的土壤用手搓一搓，发现：土壤颗粒很细，没有粘性。颗粒大小基本不一致。②溶解，过滤，得到土壤浸出液。思考：为什么可以用过滤法来分离泥浆？——土壤中含有不溶于水的无机盐。土壤颗粒的大小与沉降的速度是怎样的关系——颗粒大的沉降较快，颗粒小的沉降较慢。③蒸发皿中加热滤液，使水分蒸发。观察蒸发皿上的残留物。可见：蒸发皿上有很细的结晶物。说明土壤中有无机物（能溶于水，但不能燃烧的物质，这些无机盐是植物生长所需的物质）。3.从岩石到土壤从岩石到土壤的形成，是一个长时间多种自然因素共同作用的极其复杂的过程。即存在岩石从大到小的过程和有机物在岩石颗粒间的积累过程。①从岩石到土壤的形成：自然外力——风力、水流外力、水形成冰产生的外力；热胀冷缩——骤热骤冷使岩石爆裂；植物和动物的作用。②植物和动物的尸体和排泄物积累在岩石颗粒间，是土壤腐殖质和有机物的重要来源。③土壤的形成目前还在正常进行，土壤的形成速度极其缓慢——注意保护耕地。二、土壤分类1、土壤的结构和类型：（1）土壤的组成：土壤是由矿物质颗粒、腐殖质、水和空气组成的。这些成分是相互影响的，并使土壤形成了一定的结构。如：矿物质颗粒较小，土壤的空隙就较小，于是水和空气也就少了。（2）土壤主要是由矿物质颗粒构成（矿物质颗粒占固体部分的95％），所以矿物质颗粒的多少就成为影响土壤结构最重要的因素。矿物质颗粒有粗有细，粗的叫砂粒，细的叫黏粒，介于两者之间的叫粉砂粒。土壤颗粒的分类名称直径/毫米砂粒2.0－0.02粉砂粒0.02－0.002黏粒<0.002（3）不同的土壤，其渗水的能力是不同的。（4）土壤的分类：根据土壤中砂粒、粉砂粒和黏粒所占的比例不同，分为砂土类土壤、黏土类土壤、壤土类土壤。土壤名称土壤质地砂土类土壤砂粒多，黏粒少。土壤颗粒较粗。黏土类土壤黏粒、粉砂粒多。土壤颗粒较细。壤土类土壤砂粒、黏粒、粉砂粒大致相等。土壤质地较均匀。2、土壤的性状对比表：土壤名称性状砂土类土壤疏松，不易黏结，通气、透水性能强，易干旱。有机质分解快，易流失。黏土类土壤质地黏重，湿时黏，干时硬。保水、保肥能力强，通气、透水性能差。壤土类土壤不太疏松，也不太黏。通气、透水，能保水、保肥，宜于耕种。壤土类土壤是适合大部分植物生长的土壤，这种土壤中的固体部分（矿物质颗粒和腐殖质）占土壤总体积的50％，其中有机质占固体部分的1%－5%；水和空气各占25％。这样既通气、透水，又保水，保肥，能为植物的生长提供充足的水分、空气和有机质。三、根系

1.根系的定义：一株植物所有的根合在一起，叫做根系。

2.根系的分类直根系：有明显发达的主根和侧根之分的根系。如：大豆、青菜、花生须根系：没有明显的主侧根之分的根系。如：小麦、玉米、大蒜、水稻3.作用：固定植物、吸收水和无机盐（矿物质）4.地下水位越高，根系的平均长度会越短，根系分布浅。四、根尖（根吸水的部位在根尖）的结构根冠：细胞排列不整齐。保护后面的组织，使根在向前生长时，不被土壤颗粒擦伤。分生区：细胞质的密度较大，没有液泡。能不断分裂，使细胞数目增加，使根生长。伸长区：细胞的液泡较小（通过吸收水分而形成），细胞壁较薄。细胞能迅速生长，把根尖推向土层。根毛区：细胞有较大的液泡（由小液泡融合而成），细胞壁较厚，内有输导组织（导管）。植物的根毛很多，保证了植物能吸收足够的营养。根毛区是根尖吸水的主要部位。皮层韧皮部皮层韧皮部木质部根冠根毛区根冠分生区伸长区根毛区液泡较大细胞壁较厚液泡较小细胞壁较薄没有液泡细胞核导管老根毛嫩根毛顶端分生组织五、根毛吸水失水的原理当土壤溶液的浓度高于细胞液的浓度时，植物细胞失水；当土壤溶液的浓度低于细胞液的浓度时，植物细胞吸水。六、植物生长需要无机盐1.植物生长需要无机盐，最重要的三种营养元素分别是氮、磷、钾。2.含氮的、含磷的、含钾的无机盐对植物生活的作用及缺乏时的症状：无机盐主要肥料在植物生长中的作用缺乏时的症状含氮的无机盐硝酸铵、尿素、碳铵氮是合成叶绿素的原料，促进细胞的分裂和生长，使枝叶长得繁茂植株矮小瘦弱，叶片发黄，严重时叶脉呈淡棕色含磷的无机盐过磷酸钙、磷酸二铵等促进幼苗的发育和花的开放，使果实、种子提早成熟植株特别矮小，叶片呈现暗绿色或紫色含钾的无机盐氯化钾、碳酸氢钾等使茎秆健壮，抗倒伏，促进淀粉的形成茎杆软弱，容易倒伏，叶片的边缘和尖端呈褐色，并逐渐焦枯此外，植物的生长还需要含钙、含锌、含硼的无机盐，植物对它们的需要最很小，但在植物的生活中同样起着十分重要的作用。生产中常用施肥的方法来为植物提供无机盐，提高农作物的产量和质量。【例题精析】（2021•台州）月球上的“土壤”主要由月球岩石碎屑、粉末等物质组成。岩石碎屑、粉末这些成分相当于地球土壤中的（）A．空气 B．水 C．矿物质 D．腐殖质【解答】解：月壤中岩石碎屑、粉末这些成分相当于地球土壤中的矿物质。故选：C。（2020•衢州）用显微镜观察洋葱根尖纵切片，视野如图所示。视野中的区域位于根尖结构的（）A．根冠 B．分生区 C．伸长区 D．根毛区【解答】解：A、根冠位于根的顶端，属于保护组织，细胞比较大，排列不够整齐，像一顶帽子似地套在外面，具有保护作用，A不符合题意；B、细胞核内能被碱性染料染成深色的物质是染色体，分生区被根冠包围着，属于分生组织，细胞很小，细胞壁薄，细胞核大，细胞质浓，具有很强的分裂能力，能够不断分裂产生新细胞，向下补充根冠，向上转化为伸长区，B符合题意；C、伸长区在分生区上部，细胞逐渐停止分裂，开始迅速伸长，是根伸长最快的地方，C不符合题意；D、成熟区也叫根毛区：在伸长区的上部，细胞停止伸长，并且开始分化，表皮一部分向外突起形成根毛。根吸收水分和无机盐的主要部位。D不符合题意。故选：B。（2022•温州）我国西北某盐碱地，土壤中含有较多的可溶性盐，农作物因失水难以生存。在科研人员指导下，实现了在盐碱地上种植水稻，且亩产超过500千克。材料一：盐碱地土壤和适宜普通水稻生长的土壤部分信息表项目盐分pH盐碱地土壤0.6%～0.8%8.2～9.6适宜普通水稻生长的土壤≤0.5%6～7.5材料二：为了能在盐碱地种植水稻，在种植前采取如下措施：①选种：将多个水稻品种的种子试种在盐碱地土壤上，经过多年逐代培育，选择成活率高、生长良好的品种来种植。②改良盐碱地：将淡水灌溉到盐碱田地，浸泡约一周后将水排出；利用当地丰富的富含腐殖质的牛羊粪，并加入以酸性物质为主的盐碱调节剂，经发酵后，给盐碱田地适当施肥。结合上述信息并综合运用所学知识，对实现在盐碱地种植水稻的措施作出解释。【解答】解：通过多年培育，经遗传、变异和选择获得适应盐碱地生长的品种；用淡水浸泡，使土壤中的部分盐分溶解在水中并排出，降低土壤溶液溶质质量分数，使其低于水稻根毛细胞液的溶质质量分数，有利于水稻根吸水；肥料中的酸性物质与土壤中的碱性物质反应，使土壤碱性减弱；牛羊粪中的腐殖质经微生物分解形成无机盐，增加土壤肥力。因此，这些措施能使水稻在盐碱地生长良好。故答案为：通过多年培育，经遗传、变异和选择获得适应盐碱地生长的品种；用淡水浸泡，使土壤中的部分盐分溶解在水中并排出，降低土壤溶液溶质质量分数，使其低于水稻根毛细胞液的溶质质量分数，有利于水稻根吸水；肥料中的酸性物质与土壤中的碱性物质反应，使土壤碱性减弱；牛羊粪中的腐殖质经微生物分解形成无机盐，增加土壤肥力。因此，这些措施能使水稻在盐碱地生长良好。（2014•嘉兴）植物的生长需要多种矿质元素，其中必须元素就多达14种，需要量比较大的有氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁等。为了探究植物根系是否等比例吸收矿质元素和水分，兴趣小组的同学设计了如图所示装置，选用两株各方面均相同的水稻，通过改变光照来调节蒸腾作用，然后测定水稻根系所处溶液中矿质元素含量的变化。【提出假设】植物根系等比例吸收矿质元素和水分。【实验设计】根据上述研究目的，设计相应的实验方案及记录表如下：实验条件检测项目水分蒸腾量矿质元素含量变化N元素XY…甲较强的光照m1n1乙较弱的光照m2n2为了确保上述假设的普遍适用性，表中的X、Y等应为不同的矿质元素。【数据处理】要初步证实假设成立与否，实验后对表中的数据应按下列A方式处理。A．比较m1：m2和n1：n2两个比值B．比较m1+n1和m2+n2的大小C．比较m1﹣m2和n1﹣n2的大小【实验结论】植物根系不是以等比例的方式吸收矿质元素和水分。【实验反思】①本实验采用改变光照来调节水分蒸腾量，但在实验设计中，我们也可以在相同的光照条件下，通过改变水稻植株上的叶片数目来进行实验；②实验小组通过探究后否定了他们在开始时提出的假设。对于他们的这次探究活动你认为是否有价值？有。【解答】解：【实验设计】该兴趣小组要探究的问题是“植物根系等比例吸收矿质元素和水分”，因此表中的X、Y等不应该是同一种矿质元素，应该是不同的矿质元素。【数据处理】根据作出的假设“植物根系等比例吸收矿质元素和水分”，要初步证实假设成立与否，应该比较m1：m2和n1：n2两个比值。【实验反思】①因为蒸腾作用的主要部位是叶片，因此可以在相同的光照条件下，通过改变水稻植株上的叶片数目来进行实验。②这次探究虽然不能支持假设，但对他们的实验设置能力是一次锻炼。故答案为：不同的矿质元素；A；①叶片数目；②有。【习题巩固】一．选择题（共12小题）1．如图所示，两株长势相同的同种幼苗，按如图方法处理后，分别放入等量、等浓度的土壤浸出液，下列有关叙述中，正确的是（）A．该实验的目的是探究根吸收水分的主要部位 B．该实验证明了根毛区是吸收水分的主要部位 C．该实验主要通过比较根生长的长度得出结论 D．土壤浸出液的溶质质量分数越大，实验现象越明显【解答】解：根尖的结构一般可以划分为四个部分：根冠、分生区、伸长区和成熟区。成熟区，也称根毛区。内部某些细胞的细胞质和细胞核逐渐消失，这些细胞上下连接，中间失去横壁，形成导管。导管具有运输作用。表皮密生的茸毛即根毛，是根吸收水分和无机盐的主要部位。两株长势相同的同种幼苗，上图减掉根尖，下图不作任何处理，分别放入等量等浓度的土壤浸出液中，经过一段时间，上图幼苗萎蔫，下图幼苗生长良好，说明该实验是为了研究根的吸收水分的主要部位在根尖。故选：A。2．用盐腌新鲜黄瓜条时，它发生的变化是（）A．细胞吸水，新鲜黄瓜条变硬挺 B．细胞失水，新鲜黄瓜条变硬挺 C．细胞吸水，新鲜黄瓜条变软缩 D．细胞失水，新鲜黄瓜条变软缩【解答】解：植物细胞既可以失水，也可以吸水，这主要取决于细胞周围水溶液的浓度和细胞浓度的大小。当周围水溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就失水；当细胞液浓度大于细胞周围水溶液的浓度时，细胞就吸水。用盐腌腌菜时，由于腌菜细胞液的浓度小于盐水溶液的浓度，会导致腌菜细胞失水，从而导致腌菜皱缩变形、变软。可见D符合题意。故选：D。3．无土栽培是栽培植物的新技术，青菜在无土栽培的培养液中也能茁壮成长．下列有关叙述中，正确的是（）A．培养液的浓度大小不会影响青菜对水的吸收 B．配制的培养液的主要成分与土壤溶液的主要成分相似 C．青菜在培养液中，吸收营养物质的主要部位是根尖的伸长区 D．培养液中含量最多的无机盐是含铁、锰、硼的无机盐【解答】A、无土栽培指的是不用土壤，而是依据植物生活所需无机盐的种类和数量的多少，将无机盐按照一定的比例配成营养液，用营养液来培养植物。所以培养液的浓度必须与土壤浸出液的溶度一致，A错误；B、无土栽培中配制的培养液的浓度必须与土壤浸出液的溶度一致，B正确；C、根尖的结构有根冠、分生区、伸长区、成熟区，其中成熟区是根吸收土壤中的水分和无机盐的主要部位，C错误；D、无机盐对植物的生长发育起着重要的作用，其中植物生长发育需要量较多的无机盐是含氮、磷、钾的。所以在无土栽培的植物中需要培养液含量最多的无机盐是含氮、磷、钾的无机盐，D错误。故选：B。4．植物对水分的吸收、运输与细胞液及土壤溶液的溶质质量分数相关，图中箭头表示水分渗透的方向，由此可判断①、②、③三处溶液溶质质量分数大小关系是（）A．①＞②＞③ B．③＞②＞① C．①＞③＞② D．③＞①＞②【解答】解：植物细胞吸水和失水的原理是细胞外部溶液的浓度大于细胞内部浓度时失水，细胞外部溶液的浓度小于细胞内部浓度时吸水。由图可知，植物细胞正处于吸水状态，所以，③植物细胞溶液溶质质量分数大于②根毛细胞溶液溶质质量分数大于①土壤溶液溶质质量分数，因此它能从土壤中吸收水分。故选：B。5．取一萝卜块放在浓盐水中数小时，如图中最能代表萝卜块质量随时间变化的曲线图是（）A． B． C． D．【解答】解：植物细胞既可以失水，也可以吸水，这主要取决于细胞周围水溶液的浓度和细胞浓度的大小。当周围水溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就失水；当细胞液浓度大于细胞周围水溶液的浓度时，细胞就吸水。放入浓盐水中的萝卜条，由于萝卜条细胞液的浓度小于浓盐水溶液的浓度，会导致萝卜细胞失水，从而导致萝卜块的质量慢慢减少，直到萝卜块内外的浓度趋于平衡为止。故B最能代表萝卜块质量随时间变化的曲线图。故选：B。6．绿色开花植物都有发达的根系。如图所示的实验设计中，可以证明植物根吸水的主要部分在根尖的是（）A． B． C． D．【解答】解：选项B中一组去根前端（即去除根尖），一组保留根，形成对照，能说明植物根吸水的主要部位在根尖。故选：B。7．如图是“水在植物体内的运输路径”图解，对于水分的吸收和运输的说法中不正确的是（）A．水分从土壤进入①处根毛细胞内的大液泡 B．A细胞细胞液浓度大于B细胞细胞液浓度 C．水通过②中的导管向上运输到植物的顶端 D．植物体内的大部分水通过图中③气孔散失【解答】解：A、一般情况下，根毛细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度，植物的根可以从土壤中吸收水分，水分首先从土壤进入根毛细胞内的大液泡，A正确。B、图中A是根外层细胞，B是根内层细胞，A细胞液浓度小于B细胞液浓度有利于水分向内流动到导管，B错误。C、水分主要靠导管向上运输，而导管位于茎的木质部内。因此水通过茎内的木质部向上运输到植物顶端，C正确。D、植物进行蒸腾作用形成的蒸腾拉力，使得根吸收的水分和无机盐向上运输到叶，使植物体内的水分通过叶片上的气孔散失到大气中，D正确。故选：B。8．如图为某绿色开花植物的水分吸收、运输及散失过程示意图，下列说法正确的是（）A．a表示根对水分的吸收，吸收的主要部位是根尖的分生区 B．b表示水分由茎中的筛管从低处往高处运输 C．c表示吸收的大部分水分的散失，其散失的“门户”是气孔 D．根能从土壤中吸收水分是因为根毛细胞液浓度小于土壤溶液浓度【解答】解：A、图中a表示根对水分的吸收，吸收的主要部位是根尖的成熟区，A错误；B、b处表示水分由导管从低往高运输，其动力主要来自蒸腾作用，B错误；C、c表示植物的蒸腾作用通过叶片的气孔将水分散失到空气中，“门户”是气孔，C正确；D、植物细胞吸水和失水的原理是细胞外部溶液的浓度大于细胞内部浓度时失水，细胞外部溶液的浓度小于细胞内部浓度时吸水。所以根能从土壤中吸收水分是因为根细胞液浓度大于土壤溶液浓度，D错误。故选：C。9．种植西瓜理想的土壤是通气，透水，同时能保水保肥，水和空气的体积比接近。下列按体积分数构建的土壤组成模型中，符合上述土壤要求的是（）A． B． C． D．【解答】解：壤土类土壤中水和空气各占25%，即各自所占所示圆形图的四分之一；矿物质颗粒和有机物占50%，其中有机质占固体部分的1%～5%，结合模型可知A符合要求。故选：A。10．下列关于植物的生长与土壤的关系叙述不正确的是（）A．最有利于多数植物生长的土壤是壤土类土壤 B．人们根据植物生长要求配制不同类型的土壤 C．植物生长需要土壤提供水分、空气和无机盐 D．玉米喜温暖、干燥环境，应选择黏土类土壤【解答】解：A、壤土类土壤兼有黏土和砂土的优点，通气透水、保水保温性能都较好，是最有利于多数植物生长的土壤，A正确；B、根据植物习性，配制不同土壤，植物才会长得更快，B正确；C、土壤中含有水分、空气和无机盐，植物生长需要这些条件，C正确；D、黏土类土壤的黏性高，很难散开，蓄水保肥能力很强，透气性差（缺点），不利于一些农作物生长需要，而玉米喜温暖、干燥环境，因此黏土类土壤不适合玉米生长，D错误。故选：D。11．下列关于土壤与植物生长关系的表述中，不正确的是（）A．不同的植物对土壤的性状要求不一样 B．植物生长需要土壤提供充足的水分、空气和无机盐 C．配制土壤时应以植物的种类、生理等特征为依据 D．因为黏土类土壤保肥性能好，所以生活在黏土类土壤中的植物所需肥料少【解答】解：A、不同的植物对土壤的性状要求不同，A正确。B、植物的生长需要不断地从土壤中吸取水分、空气和无机盐，有机物需要植物通过光合作用制造，B正确。C、配制土壤时必须了解植物对土壤的生态要求，应以植物的种类、生理等特征为依据，以保证盆栽植物的正常生长，C正确。D、在砂土类土壤、黏土类土壤、壤土类土壤三中土壤中，壤土类土壤具有保水，保肥，通气，透光的特性，适合种植粮食和植物，D错误。故选：D。12．玉米等旱地作物适宜在较干燥的土壤中生长。如果种植在湿润的土壤中，因水分比例过大，将导致植物的根不能正常呼吸而腐烂，俗称“霉根”。在下列土壤中种植玉米，最有可能导致“霉根”而死亡的是（）A．砂土类土壤 B．壤土类土壤 C．黏土类土壤 D．三类土壤的效果一样【解答】解：砂土类土壤透气性较好，但保水性较差，容易造成植物缺水死亡；而最有可能导致霉根死亡则说明该类土壤中水含量较高，黏土类土壤是土壤中蓄水性最好的一类土壤。故选：C。二．填空题（共3小题）13．菠菜因其营养丰富而被广泛种植，但其食用方式却有特殊要求。（1）菠菜生长对水分条件要求较高，吸收足够的水分能使其叶肉厚实，食用口感更佳。菠菜吸收水分和无机盐的主要器官是根。（2）坊间传闻菠菜豆腐同食，易得结石。这是因为豆腐中含有硫酸钙能与菠菜中的草酸反应，其反应方程式为CaSO4+Na2C2O4＝CaC2O4↓+X。则X的化学式为Na2SO4。【解答】（1）根是植物吸收水分和无机盐的主要器官，因此菠菜吸收水分和无机盐的主要器官是根；（2）化学反应遵循质量守恒定律知，反应前后原子总个数不变，根据反应方程式为CaSO4+Na2C2O4＝CaC2O4↓+X分析，还缺少1个SO4、2个Na，则X的化学式为Na2SO4。故答案是：（1）根；（2）Na2SO4。14．中国“杂交水稻之父”袁隆平经过多年的努力，利用野生稻培育出了具有许多优良性状的“超级杂交水稻”，并研究出能在盐碱地．上种植的“海水稻”，从而大幅度提高了水稻的产量。（1）水稻吸收水分的主要部位是根部的成熟区，其吸收的水分大部分通过植物蒸腾作用散失到空气中。（2）在海边的盐碱地上，一般作物因为缺少水分难以生存，而“海水稻”能在盐碱地生长，可能是其细胞液的浓度比常见植物细胞液的浓度高。【解答】解：（1）根尖的成熟区具有大量根毛，是吸收水分的主要部位。根吸收的水分大部分通过蒸腾作用散失到大气中，参与生物圈的水循环。（2）植物细胞吸水和失水的原理是细胞外部溶液的浓度大于细胞内部浓度时失水，细胞外部溶液的浓度小于细胞内部浓度时吸水。“海水稻”种植在盐碱地生长良好，能在盐碱地生长，可能是其细胞液的浓度大于常见植物细胞液的浓度。故答案为：（1）成熟（2）高15．为提高成活率，幼苗移栽时还要考虑土壤结构。某同学在移栽地取了一块形状大小与铁块相同的土壤样品，放入两个相同的烧杯中，分别加水没过土壤样品和铁块，且左右烧杯液面相平