必修部分植物的矿质营养

必修部分植物的矿质营养必修部分植物的矿质营养第1页点击考纲把脉考情1.植物必需矿质元素2.根对矿质元素吸收3.矿质元素运输和利用4.合理施肥1.植物必需矿质元素及其生理功效试验验证和探究分析2.影响矿质元素吸收原因分析与试验设计3.矿质元素运输路径实验验证4.植物体内水分吸收和矿质元素吸收相互关系必修部分植物的矿质营养第2页必修部分植物的矿质营养第3页一、植物必需矿质元素1．矿质元素概念矿质元素是指除了

以外，主要由根系从

中吸收元素。C、H、O土壤必修部分植物的矿质营养第4页2．植物必需矿质元素(1)概念：对植物正常生命活动不可缺乏矿质元素。

某一个矿质元素是不是植物生活所必需，可经过

进行验证。(2)种类(14种)：大量矿质元素：

(6种)。微量矿质元素：

(8

种)。溶液培养法N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni必修部分植物的矿质营养第5页3．溶液培养法(1)应用：用于探究某种矿质元素是否为植物

矿

质元素。(2)原理：假如除去某一个矿质元素后，植物生长发

育

，而补充这种矿质元素后，植物生长发

育

，则该元素为植物必需矿质元素。(3)过程：在

营养液中，除去或加入某一个

矿质元素，然后观察植物在营养液中

情况。必需不正常又恢复正常人工配制生长发育必修部分植物的矿质营养第6页二、根对矿质元素吸收1．吸收形式：矿质元素以

形式被根尖吸收。2．矿质元素吸收方式：根吸收矿质离子过程，不

仅需要细胞膜上

蛋白质帮助，而且还需要消

耗细胞呼吸释放

，所以，这是一个

过程。3．根吸收矿质离子与渗透吸水关系成熟区表皮细胞吸收矿质元素和渗透吸水是两个

过程。离子载体主动运输相对独立能量必修部分植物的矿质营养第7页三、矿质元素运输和利用1．矿质元素运输矿质元素进入根尖成熟区表皮细胞以后，伴随

最终进入根尖内

，而且深入运输到植物体

各个器官中。水分导管必修部分植物的矿质营养第8页2．矿质元素利用利用形式能被再度利用元素不能再利用元素：形成

，如

等离子状态：如

形成

化合物:如

等K+N、P、Mg稳定化合物Fe、Ca不稳定难溶解必修部分植物的矿质营养第9页四、合理施肥不一样植物对各种必需矿质元素需要量

，同一植物在不一样生长发育时期，对各种必需矿质元素需要量

。合理施肥就是指依据植物

，适时地，

地施肥，方便使植物茁壮成长，而且取得

结果。不一样也不一样需肥规律适量少肥高效必修部分植物的矿质营养第10页必修部分植物的矿质营养第11页1.作为植物必需矿质元素应符合三个标准(1)缺乏某种矿质元素，植物生长发育发生障碍，不

能完成它生活史。(2)除去某种元素以后，植物体表现出专一病症，且

该缺素症能够利用该种矿质元素进行预防和恢复。(3)某种矿质元素在植物营养上表现效果是直接，

而不是因为土壤物理、化学和微生物等原因改变

而产生间接效果。必修部分植物的矿质营养第12页元素符号生理功效缺乏症表现N促进细胞分裂和生长，使枝叶长得繁茂植株矮小、瘦弱，叶片失绿，花少，果实小而少P促使幼苗发育和花开放，使果实、种子成熟提早缺磷时，植株尤其矮小，叶片呈暗绿色，茎秆呈紫红色2．几个常见矿质元素生理功效必修部分植物的矿质营养第13页元素符号生理功效缺乏症表现K钾使茎秆健壮，并促进淀粉形成缺钾时茎秆软弱，轻易倒伏，叶片边缘和尖端失绿，并逐步焦枯B促进花粉萌发和花粉管伸长，有利于受精作用完成缺硼时油菜等植物只开花，不结果必修部分植物的矿质营养第14页①进行溶液培养时，必须确保器皿、药品、水等纯净，同时要注意培养液通气及温度、浓度、pH改变。②在无土栽培过程中，不停向营养液中通入空气目标是增加营养液中氧气含量，以确保根细胞呼吸所需要氧气。不补充氧气时“有氧呼吸”受抑制，而不是“呼吸作用”受抑制，因为此时无氧呼吸很旺盛，不过无氧呼吸产生酒精轻易毒害植物。必修部分植物的矿质营养第15页(·全国卷Ⅱ)为了确定某种矿质元素是否是植物必需元素，应采取方法是(

)A．检测正常叶片中该矿质元素含量B．分析根系对该矿质元素吸收过程C．分析环境条件对该矿质元素吸收影响D．观察含全部营养培养液中去掉该矿质元素前、

后植株生长发育情况必修部分植物的矿质营养第16页[解题指导]选确定某种矿质元素是否是植物必需元素，经过溶液培养法来研究。就是在人工配制营养液中，除去或加入某一个矿质元素，然后观察植物在营养液中生长发育情况：假如除去某一个矿质元素后，植物生长发育依然正常，就说明这种矿质元素不是植物必需矿质元素；假如除去某一个矿质元素后，植物生长发育不正常，而补充这种矿质元素后，植物生长发育又恢复了正常状态，就说明这种矿质元素是植物必需元素。D必修部分植物的矿质营养第17页比较无土栽培和植物组织培养比较无土栽培植物组织培养概念不用土壤而使用营养液培养植物(直接培养幼苗)在特定培养基中、诱导外植体(离体培养器官组织或细胞)经脱分化与再分化至形成植株即：离体植物组织愈伤组织根、芽→植物体必修部分植物的矿质营养第18页比较无土栽培植物组织培养原理植株生长应满足必需全部矿质元素供给植物细胞全能性培养液成份只需在培养液中加入植物生长所必需矿质元素即可(矿质元素应依据植物需求量，按一定百分比配制而成)培养基要求非常严格①必须灭菌②除含植物生长必需矿质元素外，还必须加入有机添加物，如：氨基酸、维生素、蔗糖等③必须加入植物激素，如生长素、细胞分裂素等，诱导愈伤组织形成，诱导生芽与诱导生根时对生长素和细胞分裂素配比要求严格必修部分植物的矿质营养第19页设计试验探究元素X是否属于必需矿质元素，某同学构思大致以下：必修部分植物的矿质营养第20页本试验中采取甲组、乙组之间空白对照，以及乙组中试验Ⅰ(无X元素)与试验Ⅱ(有X元素)之间本身对照，其中属于对照组分别是(

)A．甲组、试验Ⅰ

B．甲组、试验ⅡC．乙组、试验ⅠD．乙组、试验Ⅱ必修部分植物的矿质营养第21页解析：甲组使用完全培养液，对营养液未作任何处理，属空白对照，而乙组中试验前缺乏X元素，试验后补充X元素应属本身前后对照。答案：A必修部分植物的矿质营养第22页

项目内容水分吸收矿质元素吸收相互独立性不一致性吸收状态分子离子吸收原理自由扩散主动运输吸收动力浓度差和蒸腾拉力细胞呼吸1.植物对矿质元素和水分吸收、运输过程比较必修部分植物的矿质营养第23页

项目内容水分吸收矿质元素吸收相互独立性不一致性影响原因①细胞液与外界溶液浓度差②蒸腾作用强度①土壤含氧量②土壤温度③植物本身遗传特征相关生理作用蒸腾作用细胞呼吸1.植物对矿质元素和水分吸收、运输过程比较必修部分植物的矿质营养第24页

项目内容水分吸收矿质元素吸收联络(为何不完全独立)①吸收部位相同——均为根尖成熟区表皮细胞②矿质元素必须溶解于水中才能吸收和运输③运输路径相同，都是从根毛→导管→胞间连丝→各细胞④矿质元素被根细胞吸收后，又会影响细胞液浓度，从而影响对水分渗透吸收⑤运输主要动力均为蒸腾拉力v必修部分植物的矿质营养第25页2．植物体内矿质元素存在形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轻易转移(如K＋)能转移(如N、P、Mg)不能转移(如Ca、Fe)利用情况重复屡次一次主要分布大多数分布于代谢较旺盛个别大多数分布于代谢较旺盛个别器官越老含量越多必修部分植物的矿质营养第26页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终年纪关系特点：衰老叶片中该元素含量降低特点：衰老叶片中该元素含量较多缺乏时先受害部位老叶嫩叶口诀：“缺游老叶老，缺固嫩叶衰”必修部分植物的矿质营养第27页根对水分吸收和对矿质元素离子吸收是两个相对独立过程事实：①植物吸水量与离子吸收量并不成同时正比关系。②植物对离子吸收含有选择性。③植物对离子吸收速率普通比吸收水速率慢。④呼吸抑制剂抑制离子吸收，却不抑制水分吸收。⑤离子吸收含有载体饱和效应，而水分吸收与植

物蒸腾作用强弱相关。必修部分植物的矿质营养第28页(·全国卷Ⅰ)回答以下问题：图中A、B曲线分别表示在适宜条件下，一定时间内某一必需矿质元素从大麦幼根不一样部位向茎叶输出量和在大麦幼根对应部位积累量改变。请回答：必修部分植物的矿质营养第29页(1)只依据B曲线______(能、不能)确定幼根20～60部位对该矿质元素吸收量，理由是___________________________________________。(2)普通情况下，土壤中该矿质元素浓度比根细胞中浓度______。所以幼根表皮细胞经过________方式吸收土壤中矿质元素。缺氧条件下，根对该矿质元素吸收量________，原因是__________________________________________。必修部分植物的矿质营养第30页(3)若大麦吸收该矿质元素不足，老叶首先表现缺乏该矿质元素症状，说明该矿质元素________(能、不能)被植物体再度利用。在不一样生长发育时期，大麦对该矿质元素需要量__________(相同、不一样)。(4)该大麦幼根大量吸收该矿质元素部位与大量吸收其它矿质元素部位________________(相同、不一样)，该部位称为____________。必修部分植物的矿质营养第31页[解题指导]

(1)幼根某部位对矿质元素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需求量及留存该部位含量，普通来说，积累量是保持相对恒定，所以只依据元素积累量不能确定此部位对该元素吸收量。必修部分植物的矿质营养第32页(2)土壤中矿质元素浓度比根细胞中浓度低，说明幼根表皮细胞对矿质元素吸收方式是主动运输；而影响主动运输主要原因是能量和载体，缺氧条件下根细胞细胞呼吸释放能量降低，会直接影响根对矿质元素吸收量。(3)当能被再度利用元素缺乏时，代谢旺盛幼叶能够从老叶中夺取，引发老叶出现缺乏症，而幼叶生长正常。(4)植物吸收水分和矿质元素部位都是根毛成熟区。必修部分植物的矿质营养第33页[答案]

(1)不能该部位对该矿质元素吸收量等于输出量与积累量之和，只考虑B曲线只能得到积累量数据，积累量不等于吸收量(2)低主动运输降低主动运输需要能量，缺氧时根细胞细胞呼吸释放能量降低，产生能量降低(3)能不一样(4)相同成熟区必修部分植物的矿质营养第34页植物对矿质离子吸收选择性详细表现①同一植物对不一样矿质离子吸收量不一样；②同一植物不一样生长时期，对矿质元素需求量不一样；③不一样植物对同一矿质元素需求量不一样。必修部分植物的矿质营养第35页1.内因——载体种类和数量必修部分植物的矿质营养第36页2．其它生态原因主要是指影响细胞呼吸生态原因：→细胞呼吸→ATP→主动运输由此可见，限制矿质元素离子吸收原因可能是ATP(细胞呼吸)，也可能是载体数量。现将矿质元素

离子吸收制约原因及其在生产实践中应用总结

见下表：土壤中O2含量温度→呼吸酶活性必修部分植物的矿质营养第37页制约原因曲线表示应用或举例载体数量水稻吸收Si多吸收Ca少，而番茄则吸收Ca多吸收Si少必修部分植物的矿质营养第38页制约原因曲线表示应用或举例温度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降低必修部分植物的矿质营养第39页制约原因曲线表示应用或举例通气情况(O2浓度)①中耕松土，促进对矿质元素离子吸收；②排涝增加通气量对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必修部分植物的矿质营养第40页制约原因曲线表示应用或举例根细胞呼吸情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必修部分植物的矿质营养第41页制约原因曲线表示应用或举例外界溶液中矿质元素离子浓度应“适度”，抵达少肥高效目标；施肥过多造成生长不良甚至“烧苗”必修部分植物的矿质营养第42页决定同一植物不一样生长时期对矿质元素离子吸收量不一样根本原因在于基因选择性表示(如小麦不一样生长发育时期对P吸收量不一样)。必修部分植物的矿质营养第43页植物必需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．①②B．①③C．①②③D．①②③④必修部分植物的矿质营养第44页[解题指导]

选根系吸收矿质元素过程是主动运输过程，需要消耗ATP。土壤通气情况可影响根细胞有氧呼吸产生ATP能力，从而影响主动运输。土壤温度能够影响根细胞代谢过程中酶活性，也会影响ATP产生，从而影响对矿质元素吸收。土壤含水量既可影响矿质元素溶解，也可影响细胞呼吸等生命活动进行。D必修部分植物的矿质营养第45页土壤微生物中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，方便植物吸收，而且硝化细菌还可将NH3这种根系不能吸收物质转化为这种根系能够吸收物质，所以也与矿质元素吸收相关。必修部分植物的矿质营养第46页通气情况对离子吸收情况影响曲线(如右图所表示)中，若横轴标识改为“呼吸情况”或“ATP供应量”时，应从原点(O)开始，即矿质离子吸收离不开能量供给，与呼吸情况亲密相关。必修部分植物的矿质营养第47页必修部分植物的矿质营养第48页命题思路无土栽培是近几十年才快速发展起来一项栽培技术，它有许多优点，有着辽阔发展前景，其产品正在走进千家万户，这方面内容也为生物命题提供了丰富素材。预计在未来高考中会以此为背景，考查植物光合作用、细胞呼吸、水分吸收及矿质营养等新陈代谢内容，所以，无土栽培在农业中应用值得关注和研究必修部分植物的矿质营养第49页命题角度本节内容在高考中常以选择题形式考查矿质离子吸收方式、矿质离子运输和利用，而以非选择题形式考查植物细胞吸水与吸收矿质离子相对独立性、溶液培养法及相关试验探究、矿质离子吸收制约原因及其在生产实践中应用等，多年高考中对无土栽培知识考查较多必修部分植物的矿质营养第50页(·上海高考)甲图是植物水培法试验装置示意图。请据图回答下列问题。必修部分植物的矿质营养第51页(1)小麦根部吸收矿质元素主要部位在根尖

。(2)向培养液通入空气目标是___________________。(3)假如培养液中缺乏镁离子，一段时间后，小麦幼苗叶片缺

色，原因是___________________。(4)假如配制培养液浓度过高，小麦幼苗会出现___________。现象，补救办法是____________________________。必修部分植物的矿质营养第52页(5)在适宜温度下，采取完全培养液培养小麦幼苗，研究培养液中氧气含量对K+吸收速率影响。试验结果如乙图，则小麦幼苗吸收K+方式是

，培养液中氧气含量对K+吸收速率改变影响最大是图中

段，d点后K+吸收速率不再显著增加原因是__________________。必修部分植物的矿质营养第53页[解题指导]小麦根部根毛区(成熟区)是吸收矿质元素主要部位，向培养液中通入空气目标是促进根有氧呼吸，加紧矿质元素吸收。Mg2+是合成叶绿素必需元素，培养液中缺乏镁离子时，幼苗不能合成叶绿素而失绿。培养液浓度过高，小麦根不能吸水，反而失水造成幼苗萎蔫，可经过补水补救。由试验结果可知，培养液中氧气含量在一定范围内，必修部分植物的矿质营养第54页氧气含量越高，呼吸作用越强，K+吸收速率越快，说明K+吸收方式要消耗能量，属主动运输。bc段氧气含量对K+吸收速率改变影响最大。K+吸收不但消耗能量而且需要载体，当钾离子载体数量到达饱和时，增加溶液中氧气含量，K+吸收速率不再加大。必修部分植物的矿质营养第55页[答案]

(1)根毛区(成熟区)(2)促进根部有氧呼吸，加紧矿质离子吸收(言之有理即可)(3)绿镁是叶绿素组分(言之有理即可)(4)萎蔫(烧苗、失水)及时补水(言之有理即可)(5)主动运输bc细胞膜上钾离子载体数量有限必修部分植物的矿质营养第56页植物矿质营养相关试验探究1．证实一个元素是植物必需矿质元素(1)方法：溶液培养法。(2)思绪必修部分植物的矿质营养第57页2．证实植物吸收水与矿质元素是两个相对独立过程某一培养溶液+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↓得出结论必修部分植物的矿质营养第58页3．证实细胞呼吸对矿质元素吸收影响必修部分植物的矿质营养第59页4．证实矿质元素利用特点必修部分植物的矿质营养第60页某地域一个植物，已知它叶绿素合成受光、温度、Mg2＋影响，但不了解其叶绿素合成是否与某元素X相关。请你用以下材料和用具设计试验方法步骤，探究元素X是否是该植物叶绿素合成必需元素。预测可能试验结果，并得出对应结论。材料和用具：叶绿素合成正常该种植物若干，普通植物完全营养液(不含有X元素)，蒸馏水，含X元素溶液(不含其它元素)。必修部分植物的矿质营养第61页(1)方法步骤：①取培养瓶________________。②__________________________________。③取______________________________该植物培养在上述培养瓶中。④将上述装置置于相同、适宜环境中培养。必修部分植物的矿质营养第62页(2)预测可能出现试验结果及对应结论：第一个结果及结论：_________________。第二种结果及结论：________________________。(3)试验中若甲同学和乙同学试验设计思绪与步骤均相同且正确，但结果不一致，请分析其中可能原因？_________________________。必修部分植物的矿质营养第63页[解题指导]

应设置单一变量对照试验且遵照等量标准，对照组与试验组惟一变量为是否加入含X元素溶液，方便确认“X”是否为植物叶绿素合成必需元素。[答案]

(1)方法步骤：①若干，分成A、B两组②在A、B两组培养瓶中均加入等量完全培养液，再在A组中加入适量X元素溶液，B组加入等量蒸馏水③数量与生长情况相同必修部分植物的矿质营养第64页(2)一段时间后，A、B两组植物生长均正常，说明X元素不是该植物叶绿素合成必需元素一段时间后，A组正常，B组出现缺绿病症(或叶绿素合成受影响等)，说明X元素是该植物叶绿素合成必需元素(3)试验误差分析：两位同学之一，①可能观察时间不够长，过早下结论。②可能试验组与对照组所取植物数量不够多或因其它偶然原因(如病虫、生理及生长发育情况等)造成试验误差必修部分植物的矿质营养第65页必修部分植物的矿质营养第66页1．(·宁夏高考)以下关于物质跨膜运输叙述，错

误是(

)A．植物细胞积累K＋需消耗能量B．细胞对离子吸收含有选择性C．海水中海藻细胞可经过积累溶质预防质壁分离D．液泡中积累大量离子，故液泡膜不含有选择透过性必修部分植物的矿质营养第67页解析：植物细胞吸收K＋是主动运输，需要消耗能量；细胞膜是一层选择透过性膜，对离子吸收含有选择性；海水中海藻经过积累溶质能够提升细胞液浓度，预防细胞因失水发生质壁分离；液泡膜是一层选择透过性膜，液泡膜和细胞膜以及两层膜之间细胞质组成原生质层，原生质层也含有选择透过性。答案：D必修部分植物的矿质营养第68页2．以下实例中，与植物细胞呼吸强度改变相关是(

)A．水稻白天对Ca2＋和K＋吸收有差异B．小麦白天和夜晚吸水量有差异C．甘蔗吸收K＋量与水稻吸收K＋量有差异D．番茄白天和夜晚对Ca2＋吸收量有差异必修部分植物的矿质营养第69页解析：水稻白天对Ca2＋和K＋吸收差异及甘蔗和水稻对K＋吸收差异，主要取决于根细胞膜载体种类与数量；植物对水分吸收与呼吸情况无直接关系；番茄白天和夜晚对Ca2＋吸收差异与白天、夜晚呼吸情况相关。答案：D必修部分植物的矿质营养第70页3．右图表示了施肥时在两种不

同数量阴离子情况下谷

物产量与阳离子数量之间

关系。假设用于施肥

阳离子和阴离子数量均为20kg/ha(公顷)。此时提

高产量限制原因是(

)A．阳