必修部分第三章第五节植物的矿质营养

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以外，主要由根系从中吸收的元素。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短少的矿质元素。某一种矿质元素是不是植物生活所必需的，可通过进展验证。(2)种类(14种)：大量矿质元素：(6种)。微量矿质元素：(8种)。C、H、O土壤溶液培育法N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni选择同种载体二、矿质元素的吸收、运输和利用1．植物对矿质元素和水分吸收、运输过程的比较蒸腾拉力

项目

内容水分吸收矿质元素吸收相对独立性——不一致性吸收状态分子

吸收方式自由扩散

吸收动力浓度差和

离子自动运输细胞呼吸含氧量项目内容水分吸收矿质元素吸收相对独立性——不影响因素①细胞液与外界溶液的

②蒸腾作用强度①土壤

②土壤温度③植物自身的遗传特性相关生理作用蒸腾作用细胞呼吸浓度差

项目内容水分吸收矿质元素吸收联系①吸收部位相同——均为

细胞②矿质元素必须

才能吸收和运输③运输途径相同，都是从根毛→

→胞间连

丝→各细胞④矿质元素被根细胞吸收后，又会影

响

，从而影响对水分的渗透吸收⑤运输的主要动力均为

根尖成熟区表皮溶解于水中导管细胞液浓度蒸腾拉力2.植物体内矿质元素的存在方式及利用特点存在形式离子状态不稳定化合物稳定化合物转移情况很容易转移

(如

)能转移(如

)不能转移(如

)利用情况反复多次一次主要分布大多数分布于代谢较旺盛的部位器官越老

含量

K＋N、P、MgCa、Fe越多存在形式离子状态不稳定化合物稳定化合物元素含量与叶片生长年龄的关系特点：衰老叶片中该元素含量

特点：衰老叶片中该元素含量

较多减少存在形式离子状态不稳定化合物稳定化合物缺乏时先受害部位

口诀：“缺游老叶老，缺固嫩叶衰”老叶嫩叶1．以下关于矿质元素吸收、运输和利用的表达，不正确的是 ()A．矿质元素的吸收主要在根尖成熟区的表皮细胞B．矿质元素吸收遭到土壤温度、通气情况和含水量等要素的影响C．植物蒸腾作用为矿质元素的吸收和运输提供动力D．移栽到缺镁培育液中培育的植株，其顶部叶片仍然会坚持绿色.解析：蒸腾作用为植物的运输提供动力，为矿质元素吸收提供动力的是细胞呼吸；镁是可再利用的元素，缺镁时，老叶先表现缺绿，而幼叶仍会坚持绿色。答案：C2.如图是洋葱根尖表皮细胞的细胞膜在不同含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收K＋和NO的曲线图。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的要素分别是 ()A．①② B．②①C．③① D．②④解析：导致A、B两点吸收量差别的要素是氧浓度的不同，导致B、C两点吸收量差别的要素是载体数量的不同。答案：B3．(2021·唐山质检)智能温室无土栽培作物，易于管理，优质高产，该项技术广泛运用于现代农业。以下有关说法错误的是 ()A．无土栽培所用营养液中的无机盐能在植物体内参与构成细胞的组成成分B．营养液中某些无机盐离子浓度比根细胞内的高，可通过被动运输进入C．假设栽培池内较长时间通气不畅，作物根部会出现烂根，是由于根细胞内积累酒精D．植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求不同解析：无机盐离子进入根细胞内部的方式是自动运输，不是被动运输。答案：B4．甲图为逐渐变黄最后零落的叶片中所含的矿质元素量的变化趋势，乙图为生长正常的番茄植株移栽到缺钾营养液后不同年龄叶片中K＋含量的趋势。以下描画符合图解的是 ()A．甲图中a为Fe元素，b为Mg元素；乙图中①为嫩叶，②为老叶B．甲图中a为Mg元素，b为Fe元素；乙图中①为嫩叶，②为老叶C．甲图中a为Fe元素，b为Mg元素；乙图中①为嫩叶，③为老叶D．甲图中a为Mg元素，b为Fe元素；乙图中①为嫩叶，③为老叶解析：由甲图知，a在细胞中含量不变，在细胞内构成稳定的化合物；b在老叶中减少，可重新被利用，故a为Fe，b为Mg。钾是可重新利用的元素，在缺钾的环境中，老叶中的钾转移到新叶中被利用，故乙图中①为嫩叶，③为老叶。答案：C5．请根据以下图和下表回答有关植物对矿质元素吸收和利用等问题：氮源(NH4)2SO4NaNO3干重增加量(g)0.310.13土壤溶液原始pH5.25.2土壤溶液最终pH3.06.0(1)植物根系吸收矿质元素的主要部位是____________区。假设要察看细胞有丝分裂，宜选择根的____________区细胞为资料；假设要察看细胞质壁分别，宜选择根的_________区细胞为资料。(2)图中真菌菌丝能吸收土壤中的矿质元素和水分供植物运用，而植物光协作用产生的碳水化合物又可供真菌利用，两者属于____________关系。(3)上表是不同形状氮素供应对水稻幼苗生长的影响。从表中可以得出结论：①__________________________________________；②__________________________________________。(4)氮素被植物体吸收后，可参与多种物质的合成，其中包括________(多项选择)。A．核酸 B．NADP＋C．纤维素 D．酶考点一植物必需的矿质元素及其确认方法命题解读

本考点内容包括植物必需矿质元素的种类，溶液培养法等。高考中常以溶液培养法及相关探究案例为考查点，多以选择题或实验探究题为考查题型。本考点内容包括植物必需矿质元素的种类，溶液培养法等。高考中常以溶液培养法及相关探究案例为考查点，多以选择题或实验探究题为考查题型。[例如1]取四株大小与长势一致的棉花幼苗，分别培育在盛有等量完全培育液的培育瓶中，并通入空气，安装如以下图。(1)假设经过甲、乙两安装的实验证明Fe是生物生长所必需的矿质元素，乙安装作何改动________________________。(2)假设经过甲、丙两安装的实验证明植物吸收矿质元素的主要方式是自动运输，丙安装作何改动________________。(3)假设经过甲、丁两安装的实验证明植物的地上部分为根提供有机物，丁安装作何改动_____________________。(4)以上三组实验中，甲组分别是________。(“实验组〞或“对照组〞)[解析](1)欲确认某元素能否为植物生长的必需元素，宜选择全素培育液与缺素培育液加以对照。(2)欲确认矿质离子吸收方式能否为自动运输可设定能否通入O2作为对照。(3)欲证明地上部分为根提供有机物，可设定有无地上部分作单一变量。(4)上述各组实验中，甲组均为对照组。[答案](1)将乙中的完全培育液改为缺Fe的完全培育液(2)不给丙安装通空气(3)切除丁安装中植株的地上部分(4)对照组、对照组、对照组1．溶液培育法中的两种对照(1)空白对照——完全培育液(2)本身对照——缺素培育液与补充相应元素后的培育液2．溶液培育法本卷须知(1)进展溶液培育时，必需保证器皿、药品、水等的纯真，同时要留意培育液的通气及温度、浓度、pH的变化。(2)在无土栽培的过程中，不断向营养液中通入空气的目的是添加营养液中氧气的含量，以保证根细胞呼吸所需求的氧气。(3)不补充氧气时“有氧呼吸〞受抑制，不可说成“呼吸作用〞受抑制，由于此时无氧呼吸很旺盛，但是无氧呼吸产生的酒精容易毒害植物。1．设计实验探求元素X能否属于必需矿质元素，某同窗的构思大致如下：本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照，以及乙组中实验Ⅰ(无X元素)与实验Ⅱ(有X元素)之间的本身对照，其中属于对照组的分别是 ()A．甲组、实验Ⅰ B．甲组、实验ⅡC．乙组、实验Ⅰ D．乙组、实验Ⅱ解析：甲组运用完全培育液，对营养液未作任何处置，属空白对照，而乙组中实验前缺乏X元素，实验后补充X元素应属本身前后对照，即乙组中的实验Ⅰ是实验Ⅱ的对照。答案：A2．某校课外学习小组为验证K＋是大豆生长发育需求的矿质离子，设计了四组实验，分别用不同的培育液在一样环境里培育甲、乙两盆长势一样的大豆。他以为其中最恰当的一组实验设计是 ()实验组别甲的培养液乙的培养液A完全营养液缺K＋营养液B完全营养液＋沙土缺K＋营养液C蒸馏水用蒸馏水配制的含K＋营养液D蒸馏水＋沙土用蒸馏水配制的含K＋营养液解析：C组纯蒸馏水不适宜植物生长，BD组实验变量不独一，只需A组用完全营养液和缺K＋营养液对照，才符合实验要求。答案：A考点二矿质元素的吸收、运输和利用命题解读植物对矿质元素的吸收和利用是近年高考的重点和热点，考查内容主要集中于矿质离子的吸收方式，矿质元素的利用特点，吸水与吸收矿质离子的关系等，题型多为选择题、坐标曲线分析题等。[例如2]某科研小组将5株小麦幼苗分别培育在一样的营养液中，然后测定根吸收水分和矿质元素的量，结果如以下图和表所示，请回答：处理措施过一段时间后的结果①剪去大部分叶吸收钾和镁的量稍微减少，吸水量明显减少②注射呼吸抑制剂吸水量保持不变，但吸钾量明显减少③在营养液中加大钾肥量吸钾量没有增加，吸水量明显减少(1)16℃时根吸收水分添加的缘由是____________________。(2)在不同温度下，吸钾量不同的缘由是________________。(3)①组处置的幼苗吸水量明显减少的缘由是____________。(4)③组处置的幼苗吸钾量没有添加是受根细胞细胞膜上________的数量限制，吸水量明显减少是由于________。(5)5株小麦幼苗的实验可以阐明植物吸收矿质元素和吸收水的关系是______________，这是由于在普通情况下，根吸水主要是由_____________引起的；而根吸收矿质元素那么是_____的过程。[解析](1)与0℃相比，16℃时蒸腾作用加强，故水分的吸收也随之加强。(2)温度对矿质离子吸收的影响主要是经过影响酶的活性来影响细胞呼吸。(3)①组中剪去大部分叶片，减少蒸腾作用，从而吸水减少。(4)③组增大营养液浓度，外界溶液浓度高，使细胞吸水困难但不影响K＋的吸收。(5)根对水和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程，根吸收水分的动力是蒸腾拉力，吸收矿质元素的动力是细胞呼吸，吸收方式自动运输。[答案](1)蒸腾作用加强(2)温度影响了与细胞呼吸有关的酶的活性，从而影响了ATP的供应(3)蒸腾作用减弱(4)载体外界溶液浓度增高，与根毛细胞细胞液浓度差变小(5)两个相对独立的过程蒸腾作用散失水分所产生的拉力(或蒸腾拉力)自动运输(或自动吸收)1．矿质离子吸收方式与吸收特点相关实验验证(1)吸收方式：自动运输与呼吸作用有关证明：细胞呼吸对矿质元素吸收的影响的实验思绪2．根对水分的吸收和对矿质元素离子的吸收是两个相对独立过程的现实(1)植物的吸水量与离子吸收量并不成同步正比关系。(2)植物对离子的吸收具有选择性。(3)植物对离子的吸收速率普通比吸收水的速率慢。(4)呼吸抑制剂抑制离子的吸收，却不抑制水分的吸收。(5)离子的吸收具有载体饱和效应，而水分的吸收与植物的蒸腾作用强弱有关。3．根据植物对矿质元素运输和利用的特点进展判别，以下说法正确的选项是 ()A．矿质元素只会在木质部的导管中，不会出如今韧皮部的筛管中B．K元素能被植物体再利用，所以在作物生长过程中不用施钾肥C．Ca元素在植物体内不能被再利用，所以在作物生长过程中总要施用钙肥D．P元素在植物体内能被再利用，但仍要在作物不同发育时期进展合理施用磷肥解析：导管(由死细胞构成)是植物体运输水分和矿质元素的通道，筛管(由活细胞构成)是运输有机物的通道，筛管中的有机物如蛋白质等含有矿质元素。小麦在开花期对K的需求量最大，其他时期对K的需求量相对小些，但在不同发育时期都需求施钾肥，以满足小麦生长发育的需求。Ca元素在植物体内构成难溶解的稳定的化合物，不能被再度利用，在作物生长过程中需求按照作物的需肥规律，合理施用钙肥。答案：D4．(2021·大连模拟)用完全营养液在两个一样的容器内分别培育水稻和番茄苗，假设两植物的吸水速率一样，一段时该实验结果不能阐明 ()A．植物根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B．植物对离子的吸收有选择性C．植物对离子的吸收与溶液中离子的浓度有关D．水稻吸收Si的载体多解析：相关实验结果并不能阐明矿质离子吸收量与溶液中离子浓度相关。而水稻、番茄对同种离子吸收量不同，同种植物对不同离子吸收量不同及吸水与吸收矿质离子的不同步性可证明A、B、D项所述结论。答案：C考点三矿质离子吸收状况的制约因素命题解读本考点内容包括矿质离子吸收特点与制约因素，高考题多以选择题的形式进行综合考查，且以生理现象、过程、数据、图表、实验现象等为考查背景。备考中应多注意与生产实践、生活实际相联系，注重综合能力的培养。[例如3](2021·唐山调研)植物吸收矿质元素受内外要素的影响，以下表达错误的选项是 ()A．植物对矿质元素的吸收随温度的添加而添加B．土壤板结时，植物对矿质元素的吸收量降低C．植物对矿质元素的吸收与外界溶液浓度不成正比D．植物吸收矿质元素的种类和数量与根细胞膜上载体的种类和数量有关[解析]温度影响酶的活性，在一定温度范围内，随着温度的添加，酶的活性添加，植物吸收矿质元素的速率添加，超越某一温度后，酶的活性随着温度的添加而降低，从而使植物对矿质元素的吸收速率下降。[答案]A外界要素对矿质离子吸收速率的影响及相关运用影响因素图示实践应用温度①夏季中午不宜用井水浇灌以免因温度过低抑制矿质元素离子吸收；②进入深秋白菜对矿质元素离子吸收量减少影响因素图示实践应用通气状况(O2浓度)①中耕松土，促进对矿质元素离子的吸收；②排涝增加通气量促进矿质元素离子吸收；③无土栽培时通气以利于对矿质元素离子吸收影响因素图示实践应用根细胞的呼吸状况细胞内自由水增多呼吸旺盛，矿质元素离子吸收量也增加，促进呼吸可促进矿质元素离子吸收外界溶液中矿质元素离子浓度应“适度”，达到少肥高效的目的；施肥过多造成生长不良甚至“烧苗”5．植物必需的矿质元素主要是由根系从土壤中吸收而来。影响根系吸收矿质元素的外界条件有 ()①土壤通气情况②土壤温度③土壤含水量④土壤微生物A．①② B．①③C．①②③ D．①②③④解析：根系吸收矿质元素的过程是自动运输的过程，需求耗费ATP。土壤通气情况可影响根细胞有氧呼吸产生ATP的才干，从而影响自动运输。土壤温度可以影响根细胞代谢过程中酶的活性，也会影响ATP的产生，从而影响对矿质元素的吸收。土壤含水量既可影响矿质元素的溶解，也可影响细胞呼吸等生命活动的进展。土壤微生物中的分解者可将有机物分解为无机物，将矿质元素返还到土壤中，以便植物吸收，而且硝化细菌还可将NH3这种根系不能吸收的物质转化为NO这种根系可以吸收的物质，所以也与矿质元素的吸收有关。答案：D6.如图表示植物根细胞在一定时间内吸收K＋与某些条件之间的关系，纵坐标表示吸收速率，横坐标表示某种条件，假假设其他条件均为理想形状，能正确表示横坐标依次是载体数量、氧气浓度和细胞呼吸强度的一组是 ()A．①②③ B．③②①C．④①② D．④②①解析：当O2浓度为0时，根细胞可经过无氧呼吸，提供能量吸收矿质离子(如图1所示)；在一定范围内根细胞吸收矿质离子的数量应与载体数量呈正相关，超越一定范围后，对矿质离子吸收还受供能情况的影响(如图④所示)；当呼吸强度为0时，根细胞吸收矿质离子量为0，之后随呼吸强度加强吸收量添加，直至达饱和点(如图②所示)。答案：C[例如]某研讨性学习小组想利用溶液培育法来探求叶绿体中含镁的色素是一种稳定的化合物还是不稳定的化合物，请协助他们完成实验步骤的设计和其他有关问题。(1)实验步骤：第一步：配制____________________________________；第二步：选取____________________________________，分别置于盛有培育液A、B的容器中，并编号为甲和乙；第三步：________________________________________；第四步：________________________________________。(2)预测实验结果及结论：假设________________________________________，那么阐明叶绿体中含镁的色素是一种不稳定的化合物。假设_________________________________________，那么阐明叶绿体中含镁的色素是一种稳定的化合物。[解析]在设计实验时留意遵照的几个原那么，取材一致，单一变量原那么等，并留意控制无关变量对实验的影响。[答案](1)适宜浓度的完全培育液A和缺Mg的完全培育液B同一种类且生长强壮、大小、长势一样的植物幼苗假设干，并等分为两组在一样且适宜的环境下培育，不断向培育液中通入空气，每隔一段时间对甲乙安装分别改换等量的A、B培育液一段时间后察看两组植物叶片能否变黄以及变黄的顺序，并做好记录(2)完全培育液中培育的植物叶片不变黄，缺Mg的完全培育液中植物基部叶片(老叶)先变黄完全培育液中培育的植物叶片不变黄，缺Mg的完全培育液中植物幼叶(新叶)先变黄植物矿质营养相关实验探求思绪归纳1．证明一种元素是植物必需的矿质元素(1)方法：溶液培育法。(2)思绪2．证明矿质元素的利用特点的实验思绪3．证明植物吸收水与矿质元素是两个相对独立的过程某一培育溶液＋某植物↓测定某离子初始浓度与含水量↓一段时间后测失水量、某离子浓度↓得出结论1．(2021·全国卷Ⅱ)为了确定某种矿质元素能否是植物的必需元素，应采用的方法是()A．检测正常叶片中该矿质元素的含量B．分析根系对该矿质元素的吸收过程C．分析环境条件对该矿质元素吸收的影响D．察看含全部营养的培育液中去掉该矿质元素前、后植株生长发育情况解析：确定某种矿质元素能否是植物的必需元素，可以经过溶液培育法来研讨。就是在人工配制的营养液中，除去或参与某一种矿质元素，然后察看植物在营养液中的生长发育情况：假设除去某一种矿质元素后，植物的生长发育依然正常，就阐明这种矿质元素不是植物必需的矿质元素；假设除去某一种矿质元素后，植物的生长发育不正常，而补充这种矿质元素后，植物的生长发育又恢复了正常形状，就阐明这种矿质元素是植物必需的元素。答案：D2．(2007·天津高考)某植株成熟叶正常，部分幼叶出现病态，用Ca(NO3)2根部施肥后幼叶恢复正常。下面是施肥后根尖成熟区细胞吸收Ca2＋、NO和H2O的表示图，正确的选项是()解析：施用Ca(NO3)2后幼叶恢复正常，可知，该植株所缺乏的元素是不可被反复利用的Ca2＋。施肥后土壤溶液浓度增大，根细胞对水的吸收量将减少，随着根对矿质离子的吸收，土壤溶液的浓度降低，对水的吸收又随之加强。由于植株缺乏Ca2＋而不缺乏NO，所以施肥后，根对Ca2＋的吸收添加，而对NO的吸收不变。答案：C3．(2021·全国卷Ⅰ)回答以下问题：图中A、B曲线分别表示在适宜的条件下，一定时间内某一必需矿质元素从大麦幼根不同部位向茎叶的输出量和在大麦幼根相应部位积累量的变化。请回答：(1)只根据B曲线______(能、不能)确定幼根20～60部位对该矿质元素的吸收量，理由是________________________。(2)普通情况下，土壤中该矿质元素的浓度比根细胞中的浓度______。所以幼根表皮细胞经过________方式吸收土壤中的矿质元素。缺氧条件下，根对该矿质元素的吸收量________，缘由是__________________________________。(3)假设大麦吸收该矿质元素缺乏，老叶首先表现缺乏该矿质元素的病症，阐明该矿质元素________(能、不能)被植物体再度利用。在不同的生长发育时期，大麦对该矿质元素的需求量__________(一样、不同)。(4)该大麦幼根大量吸收该矿质元素的部位与大量吸收其他矿质元素的部位________________(一样、不同)，该部位称为____________。解析：(1)幼根某部位对矿质元素的吸收量等于输出量和积累量之和，积累量用于该部位对矿质元素的需求量及留存该部位的含量，普通来说，积累量是坚持相对恒定的，所以只根据元素的积累量不能确定此部位对该元素的吸收量。(2)土壤中矿质元素的浓度比根细胞中的浓度低，阐明幼根表皮细胞对矿质元素的吸收方式是自动运输；而影响自动运输