4.3植物的根与物质吸收（解析版）

4.3植物的根与物质吸收00401学习目标1、了解什么是根系2、知道根系的作用；3、知道根系吸水的部位在根尖4、知道根尖的结构和功能002预习导学知识点一：植物的根系常见的根1．陆生植物是通过根来吸收土壤中各种营养物质的。一株植物所有的根的总称叫做根系。2．许多植物的根系十分发达，生长的范围比枝叶大，对植物起到固定作用。另外，组成根系的每条根都能吸收土壤中的水分和无机盐等营养物质。根分为主根、侧根和不定根。根系类型概念代表植物区别直根系有明显发达的主根和侧根之分的根系青菜、大豆等双子叶植物有没有主根和侧根之分须根系没有明显主侧根之分的根系水稻、小麦等单子叶植物根系分为直根系和须根系。直根系根的数目较少，有明显的主根和侧根之分，而须根系根的数目较多，无明显发达的主根，主要由不定根组成。不定根：植物的根在土壤中的分布，与植物的种类和外界环境如土壤的结构、肥力、通气状况和水分状况等密切相关根的功能a.固定：植物的根十分发达，生长的范围比枝叶大，把植物牢牢固定在地上。b.吸收：土壤中的水分和无机盐是通过根吸收进入植物体的。5．影响根分布的因素：土壤的结构、肥力、通气情况、水分状况;缺水地区生长的植物的根往往比水源充足地区生长的植物根更为发达。在农业生产上，常利用控制水、肥等来调整作物的根系，以达到丰产的目的。须根系中也有主根，只是主根不发达、不明显。(1)在自然条件下，植物根系所占的土地面积往往大于茎、叶的面积，其优点是能增大植物根系对水分和无机盐的吸收面积，有利于植物的生长(2)直根系入土较深，须根系入土较浅；双子叶植物大多为直根系，单子叶植物大多为须根系；网状形叶脉的植物一般为直根系，平行叶脉的植物则往往为须根系。知识点二：根的吸水和失水根尖是指从根的顶端到着生根毛的部分，它是根生长、分化、吸收养料最活跃的部位，是植物根吸收水分的主要部分。从根尖的尖端起，根据它的形态结构和生理功能的不同，依次可分为根冠、分生区、伸长区和根毛区四个部分。3．根尖各结构的特点和功能根尖结构位置细胞结构特点主要功能根冠根尖的最顶端细胞壁薄，外层细胞排列比较疏松，内部细胞小、排列紧密对根起保护作用，有利于根在土壤中不断地生长分生区根冠内侧细胞壁薄，细胞核较大，细胞质浓，细胞排列紧密，具有很强的分裂能力分生作用，补充根冠细胞和伸长区细胞伸长区分生区上部细胞逐渐停止分裂，体积增大变长，能较快生长使根不断伸长，伸向土壤深处根毛区伸长区上部由伸长区细胞进一步分化而来，表皮细胞向外突起，形成不同长度的根毛，根毛细胞的细胞壁极薄，液泡较大扩大了根的吸收面积，保证了植物能吸收足够的营养，是根尖吸收水分和无机盐的主要部位土壤颗粒之间含有无机盐和水分，称为土壤溶液。5．根毛细胞吸水：根毛细胞液的溶质质量分数大于土壤溶液的溶质质量分数。根毛细胞失水：根毛细胞液的溶质质量分数小于土壤溶液的溶质质量分数。一次施肥过多，容易导致根毛细胞失水，从而造成“烧苗”现象烧苗：水分进入根部的途径：水→根毛细胞→各皮层细胞→根的木质部导管→植物体各结构。注意点：1．巧记根尖的分区和特点：根尖结构分四部，根冠在前来保护，胞小核大分生区，伸长区域增长度，根毛区内有分化，吸收水分、无机盐。2．细胞失水主要是指液泡里细胞液中的水分向细胞外渗出，而不是细胞质向细胞外溢出。知识点三：植物生长需要无机盐植物的生长除了要从土壤中吸收水分外，还需要吸收无机盐。（一）植物需要的元素大量：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg微量：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl不同植物对各类无机盐的需要量不同：（二）无机盐的作用有些无机盐用于构建植物体：氮和镁是合成叶绿素的原料，氮和硫是合成蛋白质的原料。有些无机盐用于调节植物的生命活动：钾能使茎秆粗壮、促进淀粉的合成和运输，磷能促进幼苗的生长发育和开花植物缺乏无机盐的症状植株矮小，叶片发黄——缺氮植株暗绿带红——缺磷植株矮小，叶片有褐斑——缺钾无机盐作用缺乏时的症状含氮的无机盐（如硝酸铵）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（如过磷酸钙）促进幼苗发育、花的开放，使果实种子成熟提早植株特别矮小，叶片呈暗绿色，并出现紫色含钾的无机盐（如氯化钾）使茎秆健壮，促进淀粉的形成茎秆软弱，容易倒伏，叶片的边缘和尖端呈褐色，并逐渐焦枯（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。（2023秋•慈溪市校级期中）下列各图是小明设计的三个相邻的植物细胞模型，若各细胞中细胞液的溶质质量分数大小关系为a＞b＞c，箭头表示水分渗透方向，则模型正确的是（）A． B． C． D．【解答】解：水的运输方式是自由扩散，水从水浓度高的地方向水浓度低的地方运输，而水的浓度越高，则溶液中溶质的浓度就越低，所以综合分析，水运输的方向就是溶液中溶质的浓度越高，水分运输的就越多。由于a细胞液浓度＞b细胞液浓度，所以水运输的方向b→a；由于b细胞液浓度＞c细胞液浓度，所以水运输的方向c→b；由于a细胞液浓度＞c细胞液浓度，所以所以水运输的方向c→a，可见C正确。故选：C。（2023秋•镇海区校级期中）观察根尖模式图。下列说法正确的是（）A．成熟区是指② B．①处是吸水分和无机盐的主要部位 C．④移栽时需要尽量保护 D．根的伸长与结构③和④有关【解答】解：AB、①成熟区细胞停止伸长，并且开始分化，一部分向外突起形成根毛，扩大了吸收水的面积。因此成熟区是根吸收水分和无机盐的主要部位，A错误，B正确。C、移栽植物时，总是保留根部的土坨，目的是为了保护幼根和根毛（在①成熟区），提高植物的吸水能力，从而提高移栽的成活率，C错误。D、幼根的生长一方面要靠③分生区细胞的分裂增加细胞的数量；另一方面要靠②伸长区细胞的体积的增大，D错误。故选：B。（2023春•瑞安市期中）图甲是植物根部某细胞吸水和失水的模式图，图乙中能表示该细胞所在部位的是（）A．① B．② C．③ D．④【解答】解：植物吸收水分和无机盐的主要器官是根，根尖的①成熟区是吸收水分和无机盐的主要部位，原因是成熟区细胞停止伸长，并且开始分化，表皮一部分向外突起形成大量根毛，大大增加了根与土壤中水接触的面积，有利于吸水；而且根尖成熟区及其上根内部一部分细胞分化形成导管，能输导水分和无机盐。故A符合题意。故选：A。（2021秋•婺城区校级期中）学生兴趣小组为了研究外界溶液浓度对植物细胞吸水和失水的影响，设计了如下探究实验：取两个大小相同的萝卜，各从顶端向下挖一个大小一样的洞。在A萝卜洞内装上浓盐水，在B萝卜洞内装上等量的清水，过一段时间后，观察萝卜洞内的变化（如图一）。（1）过了12小时后观察发现：A中的萝卜洞里发生的现象为①④。①水变多②水变少③萝卜变硬④萝卜变软（2）此时B萝卜细胞发生了如图二中①所示的变化。【解答】解：（1）A萝卜洞内装上浓盐水，外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就失水，萝卜体内的水流到盐水里，故盐①水的量会变多，④萝卜变软。（2）B萝卜洞内装的是清水，萝卜细胞的细胞液浓度大于外部清水，所以萝卜细胞会吸水，萝卜细胞因为吸水而变硬，此时B萝卜细胞发生了如图二中①所示的变化。故答案为：（1）①④。（2）①。（2023春•临海市期末）“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。（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”却能生长，原因是其细胞液的浓度比常见植物细胞液的浓度高（填“高”或“低”）。【解答】解：（1）根尖是指从根的顶端到生有根毛的一段它的结构从顶端依次是根冠、分生区、伸长区、成熟区。其中的成熟区也叫根毛区，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。根毛细胞的体积大，细胞质少，液泡大有利于水的吸收。细胞向外突起形成根毛，增加了根吸水的表面积。成熟区是根吸收水分和无机盐的主要部位。（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。（2023春•仙居县期末）当外界溶液中营养物质浓度大于植物细胞液的浓度时，植物根毛细胞将（）A．吸水 B．失水 C．先吸水后失水 D．先失水后吸水【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，所以，当外界溶液中营养物质浓度大于植物细胞液的浓度时，植物根毛细胞将失水。故选：B。（2023春•路桥区期末）海水稻耐盐碱，能在海边滩涂生长。下列有关海水稻根的叙述不正确的是（）A．根毛区细胞液浓度高于外界溶液浓度 B．伸长区细胞能不断分裂产生新细胞 C．根冠细胞排列紧密起保护作用 D．幼根的生长主要依靠分生区和伸长区【解答】解：A、“海水稻”能在海边滩涂生长，原因是根毛区细胞液浓度大于盐碱地土壤溶液浓度，能够吸水。A正确；B、分生区具有很强的分裂能力，能够不断分裂产生新细胞，B错误；C、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，C正确；D、根的生长主要是由于分生区的不断分裂和伸长区的不断长长的缘故，D正确。故选：B。（2023春•新昌县期末）在腌咸菜的过程中要加入许多食盐，过一段时间后缸内会产生大量的水，这是由于（）A．如图甲所示细胞吸水 B．如图甲所示细胞失水 C．如图乙所示细胞吸水 D．如图乙所示细胞失水【解答】解：在腌咸菜的过程中要加入许多食盐，过一段时间后缸内会产生大量的水，说明咸菜细胞在失水，细胞外部溶液的浓度大于细胞内部浓度。根据图中箭头方向可知，图甲细胞在吸水，图乙细胞在失水，所以D正确。故选：D。（2022秋•宁海县期末）某同学表演了一个魔术：取两块等大的萝卜条，各放入盛有等体积的清水和溶质质量分数为10%盐水的烧杯中，30分钟后，该同学取出萝卜条发现：A烧杯中的萝卜条变硬了，B烧杯中的萝卜条变软了。下列分析错误的是（）A．A烧杯内是清水，B烧杯内是盐水 B．A烧杯中的萝卜条吸水，萝卜条的质量变大 C．取出萝卜条后，A烧杯中的液面比B烧杯中的液面高 D．魔术中的萝卜条细胞液浓度小于魔术中的盐水浓度【解答】解：AB、结合分析可知，A烧杯中的萝卜条变硬了，B烧杯中的萝卜条变软了，说明A烧杯内的萝卜条吸水质量变大，溶液是清水；B烧杯内萝卜条失水，质量减少，溶液是盐水，AB正确；C、取出萝卜条后，A烧杯中的液面因萝卜条的吸水而比B烧杯中的液面低，C错误；D、由B烧杯中的萝卜条失水变软了，可知：萝卜条细胞液浓度小于魔术中的盐水浓度，D正确。故选：C。（2022秋•鄞州区期末）根的生长是由于（）A．根毛区和伸长区不断生长引起的 B．分生区细胞的分裂和伸长区细胞的生长引起的 C．分生区细胞的分裂和根毛区细胞的生长引起的 D．根冠细胞不断分裂和生长引起的【解答】解：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，使细胞数目增加，向下补充根冠，向上转化为伸长区。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。因此根的生长主要是由于分生区的不断分裂和伸长区的不断长长的缘故。故选：B。（2023春•永嘉县校级月考）草莓很易种，植株小巧，生长面积不大，非常适合小面积种植，越来越多的家庭选择在阳台上自己种植草莓。（1）草莓适合生长在通气，透水，保水和保肥能力强的土壤中，则适合选择壤土类（选填“砂土类”，“黏土类”或“壤土类”）土壤种植。（2）小明想要让草莓植株生长更快，每天都给幼苗施肥，结果许多植株都萎蔫死亡了，造成这种现象的主要原因是植物根毛细胞液溶质量分数小于（填“大于”、“等于”、“小于”）土壤溶液溶质质量分数。【解答】解：（1）草莓要求土壤通气、透水，保水保肥能力强，结合分析可知，既通气、透水，又能保水保肥的土壤是壤土类土壤。（2）当周围水溶液的浓度小于根毛细胞液的浓度时，根毛细胞就吸水；当周围水溶液的浓度大于根毛细胞液的浓度时，根毛细胞就失水。小明每天都给幼苗施肥，造成土壤溶液的浓度过高，当土壤溶液的浓度大于根毛细胞液的浓度时（或者说当根毛细胞液的浓度小于土壤溶液的浓度时），根毛细胞就会失水，这样草莓植株不但不能从土壤中吸收到水分，反而会失去水分，因此会使许多植株萎蔫死亡。故答案为：（1）壤土类。（2）小于。（2023春•义乌市校级月考）学生兴趣小组为了研究外界溶液浓度对植物细胞吸水和失水的影响，设计了如下探究实验：取两个大小相同的萝卜，各从顶端向下挖一个大小一样的洞。在A萝卜洞内装上浓盐水，在B萝卜洞内装上等量的清水，过一段时间后，观察萝卜洞内液面升降的变化（如图一）。（1）过了12小时候后观察发现：A萝卜洞里的水变多，萝卜变软；B萝卜洞里的水则变少，萝卜变硬，那么，此时B萝卜细胞发生了如图二中①（填序号）所示的变化。（2）得出结论：当外界溶液的浓度小于（大于或小于）萝卜细胞液浓度时，细胞吸水；反之则细胞失水。（3）根据以上实验结论，我们可以解释农业生产中一次施肥过多，会造成水稻的“烧苗”现象，这是因为AA．土壤溶液浓度过大，根细胞失水B．土壤温度太高C．水分太多，根无法呼吸D．土壤缺乏足够的营养。【解答】解：（1）B萝卜洞内装的是清水，萝卜细胞的细胞液浓度大于外部清水，所以萝卜细胞会吸水，萝卜细胞因为吸水而变硬，此时B萝卜细胞发生了如图二中①所示的变化。（2）得出结论：当外界溶液的浓度小于萝卜细胞液浓度时，细胞吸水；反之则细胞失水。（3）根据植物细胞吸水和失水的原理：外界溶液浓度大于根细胞液浓度时植物细胞失水，外界溶液浓度小于跟细胞液浓度时植物细胞吸水。一次施肥过多，会使土壤溶液浓度过高，大于植物细胞溶液的浓度，植物细胞失水，导致植物因失水而萎蔫。即出现烧苗现象。故答案为：（1）①；（2）小于；（3）A。（2023春•杭州期末）如图一是植物根尖模式图，图二是植物细胞吸水、失水的图解。下列说法正确的是（）A．图一中的④区域是植物吸收水和无机盐的主要部位 B．图一中的②区域细胞具有较强的分裂能力，属于分生组织 C．当施肥过多时，图一中的①区域细胞吸水增多 D．将新鲜萝卜条置于浓盐水中，细胞将处于图二中的C状态【解答】解：A、图一中，④根冠具有保护作用。A错误。B、图一中，②伸长区，细胞不断伸长，是根生长最快的区域。B错误。C、一次施肥过多，会使土壤溶液浓度过高，大于植物细胞溶液的浓度，植物细胞失水。C错误。D、将新鲜萝卜条置于浓盐水中，细胞外部溶液的浓度大于细胞内部浓度，细胞失水，将处于图二中的C失水状态。D正确。故选：D。（2023春•富阳区期末）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。（2022春•上城区校级期中）表中数据为冬小麦和花生在各自不同生长期对X、Y、Z等无机盐的需要量。由表中数据不能得出的结论是（）冬小麦花生生长期无机盐需要量出苗→返青返青→拔节拔节→开花开花→成熟苗期开花期结果期成熟期X（%）152742165244229Y（%）72349215235022Z（%）1132516722665A．同种植物在同一生长期对不同无机盐的需求量不同 B．同种植物在不同生长期对同种无机盐的需求量不同 C．不同植物在同一生长期对同种无机盐的需求量不同 D．植物一生都需要无机盐，所以施肥最好要一次性施足【解答】解：A、据表中的数据，从纵向看，同种植物每一列的数值均有差异，说明了同种植物在同一生长期对不同无机盐的需求量不同，A正确；B、从横向看，每一行的三个数据均不相同，说明了同种植物在不同生长期对同种无机盐的需求量不同，B正确；C、比较冬小麦与花生在在苗期对无机盐的需求量，得出结论：不同植物在同一生长期对同种无机盐的需求量不同，C正确；D、一次施肥过多，会使土壤溶液浓度过高，大于植物细胞溶液的浓度，植物细胞失水，导致植物因失水而“烧苗”，甚至引起植物死亡。因此要合理施肥。D错误。故选：D。（2022春•上城区校级期中）倪老师在课堂.上展示课本上“植物植物细胞细胞失水的实验”后，要求同学们再想出其它方法探究植物细胞的吸水和失水条件。小森同学做了如下实验：步骤一：分别取20mL清水和20mL不同浓度（5%、10%）的食盐水依次置于A、B、C三个烧杯。步骤二：取三块新鲜小萝卜块，分别置于A、B、C三个烧杯中（萝卜块全部被淹没），都静置浸泡5分钟。步骤三：取出萝卜块，分别测量出三只烧杯中液体的体积。步骤四：记录数据于下列表中。周围溶液浓度（%）清水（A）5%的食盐水（B）10%的食盐水（C）溶液体积（mL）19.522.624.4（1）步骤二中存在明显不足，请帮助指正：萝卜块大小应该一样。（2）A组清水测出的值略变小（不考虑蒸发、读数误差），原因最可能是：萝卜块细胞液的浓度大于清水的浓度，因此萝卜块吸水。（3）从B组和C组实验对比得出的结论是：当萝卜块细胞液浓度与周围溶液浓度差别越大时，萝卜块失水越快。（4）该实验除了通过定量证明植物细胞的吸水或失水，也可以通过萝卜块硬挺和软缩的变化的变化来定性证明植物细胞的吸水或失水。【解答】解：（1）这是一个对照试验，变量是溶液的浓度，所以不能有其他的变量，因此萝卜块应该一样大。（2）植物细胞吸水的原理是：当细胞液浓度大于周围水溶液浓度时，植物细胞吸水；当植物细胞液浓度小于周围水溶液浓度时，植物细胞失水．A组清水体积略变小，原因最可能是：萝卜块细胞液的浓度大于清水的浓度，因此萝卜块吸水，导致A组清水体积略变小。（3）从B组和C组实验对比得出的结论是：当萝卜块细胞液浓度与周围溶液浓度差别越大时，萝卜块失水越快。（4）细胞的吸水和失水不只通过溶液体积的变化来定量证明，也可以通过测量萝卜块硬挺和软缩的变化来定性证明，萝卜块变的硬挺表示它吸水了，吸水越多越硬；萝卜块变的软缩表示失水了，失水越多越软。故答案为：（1）萝卜块大小应该一样。（2）萝卜块细胞液的浓度大于清水的浓度，因此萝卜块吸水。（3）当萝卜块细胞液浓度与周围溶液浓度差别越大时，萝卜块失水越快。（4）萝卜块硬挺和软缩的变化。（2022春•黄岩区期末）小黄在完成“植物失水的实验”后，发现植物细胞因失水，细胞膜以内部分与细胞壁逐渐分离，有的滴加清水后细胞能“复原”（如图所示），有的又不能。请教老师后得知：具有活性的植物细胞在一定条件下可发生这种“分离”和“复原”的现象。为进一步研究，他以万年青叶表皮细胞为材料，设计并开展了以下实验：溶液种类溶液浓度（克/毫升）分离程度滴清水复原状况蔗糖溶液0.1轻微分离复原0.3明显分离复原0.5明显分离不能复原氯化钠溶液0.3明显分离不能复原硝酸钾溶液0.3明显分离不能复原（1）发生“分离”现象是由于植物细胞液浓度＜（填“＞”、“＜”或“═”）外界溶液浓度导致细胞失水。（2）根据实验操作小黄想要研究植物细胞的“分离”和“复原”现象与溶液种类和同种溶液的浓度有关。（3）结合材料，小黄分析蔗糖溶液中细胞不能复原的原因可能是细胞失去活性。【解答】解：（1）当细胞周围溶液的浓度大于植物细胞液的浓度时，细胞就失水