43-1土壤与植物生长植物的根与物质吸收（原卷版）

第4章我们生活的大地第3节土壤与植物生长课时1植物的根与物质吸收◆网络构建◆课本导学一、植物的根系二、根的吸水和失水三、植物生长需要无机盐◆基础训练考点1植物的根系考点2根的吸水和失水考点3植物生长需要无机盐◆强化训练一、植物的根系1.探索活动：观察植物的根（1）取带根的大豆、青菜、水稻和葱的植株各1株。（2）仔细观察它们的根有什么不同，请把观察结果记录在下面的表格中。比较项目大豆青菜水稻葱根的数目少少多多有无明显发达的根有有无无2.根系（1）概念：一株植物所有根的总称，叫根系。（2）类型根据有无明显的主侧根之分，植物的根系可分为直根系和须根系。根系直根系须根系特点有明显的主根和侧根之分没有明显的主根和侧根之分，主要由不定根组成常见植物大豆、萝卜、樟树等大多数双子叶植物小麦、水稻、葱、蒜等大多数单子叶植物图示【名师讲解】①根系的分类依据是根的形态特点。②直根系和须根系的主要区别是有无明显的主根和侧根之分。须根系中也有主根，只是主根不发达，不明显。③不定根具有根的功能，能吸收水分和无机盐；假根只起固定作用。（3）作用①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。②组成根系的每条根均能从土壤中吸收水分和无机盐等营养物质。③有些植物的根具有繁殖（如甘蔗、土豆等）或者储存营养（如番薯、萝卜等）的作用。【名师讲解】大多数裸子植物和双子叶植物的根系属于直根系。一般直根系入土较深，其侧根在土壤中的伸延范围也较广，如木本植物根系的伸延直径为10～18m，常超过树冠的好几倍；草本植物如南瓜，其根系伸延直径为6～8m。3.根的种类（1）主根：由胚根直接生长形成的根，数量只有一条，向下生长，叫主根。（2）侧根：从主根上依次生出的根，叫侧根。与主根相比，侧根又短又细，但数量众多，向四周扩展。（3）不定根：从植物的茎、叶、老根上长出的根，叫不定根。4.根的分布植物的根在土壤中的分布，与植物的种类以及外界环境（如土壤的结构、水分、通气状况和肥力）等密切相关。例如，在缺水地区生长的植物的根往往比在水源充足地区生长的植物的根更为发达。在农业上，常利用控水、控肥等来调整作物的根系，以达到丰产的目的。【例1】以下各项最不可能成为影响植物根分布的因素的是（）A.光照强度B.土壤水分多少C.土壤肥力强弱D.土壤结构二、根的吸水和失水1.探索活动：探究根吸收水分的主要部位实验步骤①培育小麦种子，直到它们长出较长的根②选取4株生长旺盛、带有绿叶和根系的幼苗，随机分为A、B两组。将A组的2株小麦植株所有根的尖端剪去3～5mm（即根尖），并在切口处涂上石蜡；B组不做处理③将两组小麦幼苗分别放在土壤浸出液中培养，观察其生长情况实验现象一段时间后，A组幼苗开始出现萎蔫现象实验结论根尖是植物根吸收水分的主要部位【名师讲解】①将所有根的尖端剪去3～5mm基于的假设是根的主要吸水部位可能在根尖端。②在切口处涂上石蜡的目的是防止根的切口处吸水干扰实验。③土壤浸出液中含有植物生活所需的无机盐。2.根尖的结构和功能（1）根尖根尖是指从根的尖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。从根尖的尖端起，根据它的形态结构和生理功能的不同，依次可分成根冠、分生区、伸长区和根毛区（也称成熟区）四个部分。◆教材<思考与讨论>描述不同的性的基本特征（见课本第157页）在农业生产中，移植作物幼苗时带土移植的目的是避免伤害根尖，使根尖在适应新环境以前，仍旧可以从携带的土壤中获取水分和无机盐等，以提高幼苗移植成活率。（2）实践活动：观察根尖①取小麦的幼根，先用放大镜观察它的外形，找到根尖的各部分结构。根尖从尖端起，依次是根冠、分生区、伸长区、根毛区，在根毛区生有大量的根毛。②用显微镜（低倍镜，不加盖玻片）观察根毛细胞的结构特点。③用显微镜观察植物根尖纵切的永久装片，可以发现根尖的四个组成部分的细胞形状各不相同（如图）。【名师讲解】巧记：根尖的分区及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。（3）根尖各部分的结构特点及主要功能结构位置细胞特点主要功能细胞图示根毛区伸长区上部根毛区的表皮细胞向外突起，形成不同长度的根毛，根毛细胞的细胞壁极薄，液泡较大大量的根毛扩大了根的吸收面积，保证了植物能吸收足够的营养。根毛区是根尖吸收水分和无机盐的主要部位伸长区分生区上部有较小的液泡，细胞壁较薄细胞逐渐停止分裂，能较快生长，使根不断伸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，分裂能力强具有很强的分裂能力，通过分裂使细胞数量增加。分生区产生的细胞大部分成为伸长区的细胞，进而形成根的各部分结构根冠根尖的最前端细胞壁薄，外层细胞排列比较疏松，内部细胞小、排列紧密主要起保护作用，有利于根在土壤中不断生长【名师讲解】①根的不断长长是伸长区细胞不断伸长和分生区细胞不断分裂的结果。②根尖吸收水分和无机盐主要是通过根毛区的根毛实现的。③在根尖的四部分结构中，出现细胞分化的是根毛区，它的内部形成了导管，表面形成了根毛。④根毛细胞的液泡较大、细胞壁极薄，这些特点都有利于水分和无机盐进入根毛细胞。所以，根毛区是根尖吸收水分和无机盐的主要部位。◆教材<思考与讨论>描述不同的性的基本特征（见课本第159页）根尖各部分细胞的主要功能见上面表格。【例2】[宁波余姚期末]农谚说：“有收无收在于水，多收少收在于肥。”植物需要的水分和无机盐是通过根从土壤里吸收来的。如图为植物根尖四部分细胞结构示意图，其中吸收水分和无机盐最活跃部位的细胞是()3.植物的吸水和失水（1）实践活动：探究植物的吸水和失水实验步骤①选取4株生长旺盛的同种植物（如白菜等）幼苗，随机分成2组②将2组植物的根部洗净，分别放入盛有等量清水和浓盐水的2只锥形瓶中③过20～40min后观察2组植物，加以比较，并做好观察记录实验现象在清水中的植物正常生长，在浓盐水中的植物叶片萎蔫现象分析浓盐水的浓度大，清水的浓度小。根毛细胞必须在根毛细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度的条件下才能从土壤中吸收水分【名师讲解】植物细胞失水主要是指植物细胞液泡里细胞液中的水分向细胞外渗出，而不是细胞质中的水分向细胞外渗出。由于细胞液中的水分向细胞外渗出，液泡逐渐缩小，细胞质回缩，但细胞壁几乎不变，最终导致细胞质与细胞壁分离。（2）根毛细胞适于吸水的特点根毛细胞的细胞壁极薄，液泡较大，内含丰富的细胞液。当根毛穿过土壤颗粒的孔隙时，与土壤颗粒紧密地黏附在一起，以利于吸收土壤中的水分和无机盐。（3）土壤溶液土壤颗粒之间含有无机盐和水分，称为土壤溶液。（4）根毛细胞吸水和失水的条件①细胞吸水条件：根毛细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度。②细胞失水条件：根毛细胞液的浓度小于土壤溶液的浓度。如农业上一次施肥过多，容易造成植株“烧苗”。（5）根毛吸水的过程根毛吸水的具体过程：土壤→根毛细胞→各皮层细胞→导管。水分进入根部的途径图：【例3】[金华永康期末]如图是植物根尖结构图，请据图回答问题。（1）根的吸收功能主要是由根尖的_______(填字母)完成的，这个区域的细胞特点有利于吸收和运输水分。（2）只有当根毛细胞液浓度_______(填“大于”“等于”或“小于”)土壤溶液浓度时，根才能吸水。三、植物生长需要无机盐1.探索活动：验证土壤浸出液中含有无机盐实验步骤将若干株生长情况基本相同的植物幼苗（如青菜、玉米、小葱等），清洗根系后分别“种”入锥形瓶中，随机分为A、B两组，A组加土壤浸出液，B组加蒸馏水，均使根系浸没。一段时间后，观察并比较两组幼苗的生长情况，记录两组幼苗的高度、颜色，以及根、茎、叶的生长情况实验现象A组幼苗正常生长；B组幼苗矮小，叶片发黄，植株容易倒伏实验结论土壤浸出液中含有植物生长所需要的无机盐【例4】将两株生长状况基本相同的玉米幼苗，分别在土壤浸出液和蒸馏水中培养一段时间后，结果如图所示。下列说法正确的是（）A.实验的变量是水分的多少B.实验应该在黑暗处进行C.实验说明植物生长一定需要氮、磷、钾D.土壤浸出液为植物生长提供了无机盐2.无机盐的作用植物通过根系从土壤中吸收生长所需的各种无机盐，不同的无机盐对植物的生长起不同的作用。（1）用于构建植物体：如氮和镁是合成叶绿素的原料，氮和硫是合成蛋白质的原料。（2）用于调节植物的生命活动：如钾能使茎秆粗壮、促进淀粉的合成和运输，磷能促进幼苗的生长发育和开花等。如果缺少某种无机盐，植株就不能正常生长，会出现相应的营养缺乏症状。【名师讲解】①植物的生活需要无机盐，但固体状态的无机盐不能被植物吸收。根能直接吸收的是溶解在水中的无机盐。②植物生长的不同时期，需要无机盐的量是不同的。例如，油菜的营养器官生长时期，需要大量含氮的无机盐，而在开花结果时期，则需要更多含磷的无机盐。3.氮、磷、钾元素的作用植物生长需要量最多的是含氮、磷、钾的无机盐，它们对植物生长的作用及缺乏时的症状各不相同。无机盐对植物生长的作用缺乏时的症状含氮（N）的无机盐促进细胞的分裂和生长，使枝叶长得繁茂，增加产量，延缓衰老等植株矮小瘦弱，叶片发黄，严重时叶脉呈淡棕色含磷（P）的无机盐促进幼苗的生长发育和花的开放，使果实、种子的成熟提前等生长缓慢，发育迟缓，植株特别矮小，嫩叶变小，叶片呈现暗绿色，有时呈紫色含钾（K）的无机盐可以调节气孔的开闭，增加细胞壁的厚度，尤其能使植物茎秆粗壮，促进淀粉的合成和运输生长缓慢，植株长得矮小，茎秆软弱，容易倒伏，叶片边缘和尖端呈褐色，并逐渐焦枯【名师讲解】植物在生活过程中需要量较大的是含氮的、含磷的、含钾的无机盐，除这三种无机盐外，植物还需要多种无机盐，这些无机盐的需要量较小，但对植物的生长发育也非常重要，如油菜缺硼会只开花不结果。【名师讲解】拓展—无土栽培①概念：无土栽培是指以水、草炭或森林腐叶土、蛭石等介质作为培养基质固定植株，植物根系能直接接触营养液的栽培方法。②原理：只要给植物提供它所需要的水分和无机盐等条件，并将植株固定住，注意通气，植物离开土壤也能成活。③优点：a.节水、省肥、高产；b.清洁卫生无污染；c.省工省力、易于管理；d.避免连续栽培同种作物引起的作物生长发育异常；e.不受地区限制、充分利用空间；f.有利于实现农业现代化。【例5】要使马铃薯和甘薯高产，应当注意使用哪种无机盐？()A.含氮的无机盐B.含磷的无机盐C.含钾的无机盐D.含硼的无机盐◆考点1植物的根系1.植物的根系可分为（）A.直根系和须根系两大类B.直根系、须根系和不定根三大类C.直根系、须根系和变态根三大类D.直根系、须根系和侧根系三大类2.小金发现一株如图所示的植物标本，感叹于它的根如此发达，以下各项最不可能成为影响植物根的分布的因素是（）A.光照强度B.水分多少C.肥力强弱D.土壤结构◆考点2根的吸水和失水3.[2024浙江宁波调研]下列关于根毛的叙述中，不正确的是（）A.根毛是由根毛区的表皮细胞向外突起形成的B.根毛是唯一具有吸收水分和无机盐功能的结构C.根毛细胞液的溶质质量分数较大，正常情况下能够吸水D.根毛大大增加了表皮细胞的吸收面积4.[2023浙江温州期末]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有关，图中箭头表示水分渗透的方向，由此可判断①②③三处溶液溶质质量分数大小关系是（）A.①>②>③B.③>②>①C.①>③>②D.③>①>②◆考点3植物生长需要无机盐5.[2024浙江宁波期中]不同作物缺少不同无机盐，表现不同的症状：大白菜矮小瘦弱，叶色发黄；向日葵秆细茎弱，叶片上有许多褐斑；玉米苗长得特别矮小，叶片暗绿带红。上述作物分别缺少的无机盐是（）①钾②磷③氮A.①②③B.①③②C.②③①D.③①②6.[2023浙江温州期末]土壤中的氮、磷、钾被称为土壤“三要素”。水稻栽培过程中，下列说法正确的是（）A.不同的无机盐对水稻生长会起不同的作用B.为了防止水稻茎秆细弱而倒伏，应适当增施氮肥C.水稻植株发黄，可能是因为缺磷D.含钾的无机盐能促进水稻幼苗的生长发育7.如图是根尖的结构图，其中A、B、C、D代表不同的部位，请据图回答问题([]内填序号)。（1）根尖吸收水分和无机盐的主要部位是[________]___________。（2）幼根的生长一方面要靠[________]___________细胞不断___________增加细胞的数量，另一方面要靠[________]___________细胞体积的增大。体积变大、变长是细胞___________的结果。（3）根尖之所以具有分裂能力，是因为它们具有___________组织。【技巧点拨】根冠细胞的细胞壁薄，外层细胞排列比较疏松，内部细胞小、排列紧密，主要起保护作用；分生区细胞的细胞壁薄，细胞核较大，细胞质浓，细胞排列紧密，具有很强的分裂能力；伸长区细胞逐渐停止分裂，但能较快生长，使根不断地伸长；根毛区表皮细胞向外突起，形成不同长度的根毛，扩大了根的吸收面积。1.分别从干旱地区和潮湿地区挖一颗大小相似的同品种白菜，比较它们的根系，下列说法中，正确的是（）A.生长在潮湿地区的根系比生长在干旱地区的更发达B.生长在干旱地区的根系比生长在潮湿地区的更发达C.生长在干旱地区的是须根系，生长在潮湿地区的是直根系D.生长在潮湿地区的是须根系，生长在干旱地区的是直根系2.下列有关主根与侧根的叙述中，正确的是（）A.主根向下生长，它与茎相连；侧根是从主根上生出的根B.由种子中的胚根发育成的根叫侧根；与茎相连的根叫主根C.任何植物都是主根发达，侧根不发达D.垂直向下生长的根就是主根，横向生长的根就是侧根3.[2024浙江台州期末]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.根毛区细胞的细胞液溶质质量分数大于外界溶液溶质质量分数B.伸长区细胞能不断分裂产生新细胞C.根冠主要起保护作用D.幼根的生长主要依靠分生区和伸长区4.[2024浙江宁波期末]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.5.取一段萝卜先称其质量，然后浸在浓盐水中一段时间，此过程中，每隔5min取出萝卜块称其质量。下列最能反映该萝卜块的质量随着时间变化的曲线图是（）6.将有些萎蔫的青菜用清水浸泡一段时间后，会发现它变得硬挺了一些，这是因为（）A.青菜细胞的细胞壁加厚变硬挺B.青菜的细胞失水，细胞之间变得紧密而硬挺C.青菜细胞的细胞液浓度小于周围水溶液的浓度，吸水变得硬挺D.青菜细胞的细胞液浓度大于周围水溶液的浓度，吸水变得硬挺7.市面上有一款气培箱（如图所示），它不需要土壤就可以让植物茁壮成长。该箱体由透明玻璃制成，其顶部有3排LED灯，5个小凹槽能同时种植植株，植株根部“悬于”玻璃箱中，不与营养水接触。其原理是利用内部马达的震动，将含有营养成分的水雾化，从而直接被植物根部吸收。下列有关气培箱的说法错误的是（）A.能同时种植5株小植株，体现了合理密植的科学思想B.顶部的LED灯能弥补自然光照不足，增强植物的光合作用C.根“悬于”箱中，没有与营养水接触，防止植物烂根D.透明的玻璃箱体，有利于根接受光照，进行光合作用8.[2023浙江杭州期末]如图所示，两株长势相同的同种幼苗，按图中方法处理后，分别放入等量、等浓度的土壤浸出液中，下列有关叙述中，正确的是（）A.该实验的目的是探究根尖是不是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9.一位农民种植的某块农田的小麦产量总是比邻近地块的低。观察比较后，发现此农田的小麦长得矮小、容易倒伏、叶片上有斑点。农民将该块肥力均匀的农田分成面积相等的五小块，进行田间实验。除施肥不同外，其他田间管理措施相同。实验结果如表所示，比较甲、乙、丁、戊可知，该农田可能缺少的元素是___________（填元素符号，下同），比较乙和丙可判断该农田缺少的元素是____________。地块甲乙丙丁戊施肥情况（等质量）尿素（含N）磷酸二氢钾（含P、K）磷酸二氢铵（含N、P）硫酸铵（含N）不施肥小麦收获量/kg55.5669.2656.8855.4455.1110.小明从书中得知“叶片中叶绿素的合成需要镁元素”的结论，于是他设计了一个实验，想证实该结论。实验材料：小麦种子若干、完全培养基和缺镁培养基（在教师的指导下配制，完全培养基含小麦胚生长发育全过程所需的各种营养物质，缺镁培养基比完全培养基缺少了镁元素）。实验步骤：①去掉小麦种子的胚乳。②将种子的胚分成甲、乙两组，每组20粒，分别接种在完全培养基和缺镁培养基上。③将它们放在相同且适宜的环境中培养两周，然后观察并统计。（1）去掉小麦种子胚乳的目的是________________________。（2）培养两周后，观察的对象是________________________。（3）小芳同学认为叶绿素的合成除了需要镁等矿物质元素外，还需要其他的一些环境条件。她设计了如表所示的方案：项目A组B组小麦种子数20粒20粒培养条件适量的水，完全培养基，有光照，25℃适量的水，完全培养基，黑暗，25℃培养时间2周2周分析小芳同学的实验设计，你认为她要研究的问题是__________________________。11.根据资料，分析回答下列问题。种庄稼要施肥，养花种草也要施肥。肥料的作用主要是给植物的生长提供无机盐。如表中A和B是分别适用于栽培叶用蔬菜和茎用蔬菜的两种培养液。A培养液的质量浓度/(mg⋅L（适用于栽培叶用蔬菜）B培养液的质量浓度/(mg⋅L（适用于栽培茎用蔬菜）含氮的无机盐28102000含磷的无机盐130250含钾的无机盐790960为了进一步探究含氮的无机盐对植物生长的影响，某生物学兴趣小组同学进行了以下实验：将等量的小石子（不能为植物提供无机盐）装入20个容器中，每个容器中栽入一株生长状况相同的番茄幼苗。对其中10株每天只浇自来水（Ⅰ组），另外10株每天除浇等量的自来水外，还施加适量含氮的无机盐（Ⅱ组）。一段时间后，观察到Ⅰ组番茄细弱矮小、叶片颜色发黄，Ⅱ组番茄粗壮高大、叶片颜色鲜绿。（1）分析表中数据可知，叶用蔬菜比茎用蔬菜需要更多含氮的无机盐，而茎用蔬菜比叶用蔬菜需要更多含_________的无机盐。（2）表中，A培养液中不同种类无机盐的含量不同，这说明____________________