【本讲教育信息】

一. 教学内容：

第三章 植物与土壤

第一单元 土壤中有什么，各种各样的土壤，植物与土壤

［教学过程］

一、重点

1、掌握土壤的主要组成，了解土壤形成过程。

2、掌握土壤的性状、理解壤土类土壤最适于植物生长的主要理由。

3、明确土壤的结构和类型。

4、掌握土壤中的生物种类、非生命物质的类别。

5、掌握根尖的结构和功能。

6、掌握根吸水的主要部位和吸水、失水的条件。

7、知道植物生长需要无机盐以及N、P、K缺少时的症状。

8、知道水体富营养化产生的原因、现象、过程及防治措施。

二、难点

1、土壤的性状与植物生长的关系

2、根尖结构、植物细胞吸水失水条件。

三、知识要点

（一）土壤

1、土壤的主要组成：

2、土壤的形成：

（1）岩石变成土壤的途径：风吹雨打、水流冲刷、冷热交替、生物作用等。

（2）岩石在上述物理、化学、生物的作用下，逐渐变成了石砾和沙粒，最后形成了含有石砾、砂粒、有机物、水和空气等物质的土壤。

3、土壤的结构、类型和性状：

（1）矿物质颗粒的分类：土壤主要是由 构成的。矿物质颗粒按其直径大小可分为：

矿物质颗粒类别	直径/毫米	堆放时空隙	保水性	通气性
砂粒	2.0~0.02	最大	最差	最好
粉砂粒	0.02~0.002	次之	稍强	稍差
黏粒	<0.002	最小	最好	最差

（2）土壤的分类、性状与植物生长：

土壤名称	土壤质地	性状	植物长势及原因
砂土类土壤	砂粒多、黏粒少、 土壤颗粒较粗	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	不宜植物生长，可能导致缺水、少肥
黏土类土壤	黏粒、粉砂多，土壤颗粒较细	质地黏重，湿时黏、干时硬，保水保肥能力强，通气通水性较差	不宜植物生长，可能导致缺少空气
壤土类土壤	黏粒、砂粒、粉砂大致等量，土壤质地较均匀	不太松、不太黏。通气通水。易于种植农作物	适宜植物生长，因它通气透水，保水保肥

（二）植物与土壤：

1、植物的根系：

根系类别	概念	代表植物	两者区别
直根系	有明显发达的主根和侧根质分的根系	青菜、大豆、番茄、桃等双子叶植物	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、洋葱等单子叶植物

2、根的功能：

固定植物体、吸收水分和无机盐

3、根系与地下水位高低关系：

地下水位越高，植物的根系就越浅；地下水位越低，植物的根系就越深。

4、植物细胞的吸水和失水：

（1）根尖的结构和功能：自下而上依次是

根的主要功能：吸收水分和无机盐的主要器官

（2）吸水原理：

当植物细胞的细胞液浓度>外界溶液的浓度，细胞 水；而植物细胞的细胞液浓度<外界溶液的浓度，细胞 水。因此：

当根毛细胞的细胞液浓度 土壤溶液的浓度时，根毛细胞就从土壤溶液中吸水；反之，根毛细胞失水。

5、植物生长需要无机盐：

（1）集中植物需要的营养元素的作用和缺乏症状：

营养元素	作用	缺乏时的症状
N	促进植物生长，枝叶茂盛，叶色浓绿，增加产量	植株矮小，叶片发黄，瘦小
P	促进根系生长，迅速开花，籽粒饱满	生长缓慢，嫩叶变小，植株暗绿带红
K	茎秆粗壮，不易倒伏	植株矮小，叶片上有许多褐斑

（2）富营养化污染：

①产生原因:水体中有过多的 、 元素。

②水体富营养化的过程：

水体中N、P过多→ 大量繁殖→需氧微生物大量繁殖，分解死亡的藻类→水体中的 剧降→鱼类等需氧生物大量死亡→ 厌氧微生→物大量繁殖，分解尸体→水体发黑发臭，水质恶化。

【典型例题】

例1. 某中学科学兴趣小组的成员，在探究土壤的成分时，利用所学知识提出了探究的问题，并建立了好几种猜想，并且利用实验中简单的工具证明了各种猜想。请你完成下列实验探究的过程．

（1）提出问题：

（2）科学猜想：例如 ① 土壤中有空气。请你完成以下三个猜想。

② ； ③ ；④ 。

（3）实验探究：使用足够大的量筒、直尺、水、土壤其他的辅助工具，但不准使用烧杯等容器，证明猜想①是科学的．可用图示或用文字将实验过程表达在空格内，并用计算式加以说明。

（4）若给你一只金属容器、适量的水和一只足够大的量筒，如何去测量土壤中空气约占土壤体积的体积分数？

解析与答：土壤中除含有动物、植物、微生物等土壤生物外，还含有非生命物质，如空气、水、有机物和无机盐等。

（1）土壤中有哪些物质？

（2）②土壤中有水分；③ 土壤中有无机物；④ 土壤中有有机物

（3）实验原理：利用水具流动性，能渗入土壤间隙，所以会使总体积减少。

实验过程：①取一块长方体土块，用直尺量出它的长、宽、高（注意不要夯实）。求出它的体积，记为V₁

②在量筒内倒入适量的水，记下体积为V₂。

③再将土块放入量筒中，等不再冒出气泡后，读出此时读数V₃。

④比较V₁+V₂与V₃的大小。

（4）测定方法：金属容器测量法：

①用金属容器挖取一块土壤，刚好盛满容器。

②向容器内用量筒注水到与金属容器口平，记录水的体积为V₁。

③将金属容器中的土壤倒出，洗净，注满水，测出水的体积为V₂。

④计算土壤中空气的体积分数：V₁/V₂*100%。

例2. 某同学取四份土壤，在①②③三个花盆中放入较肥沃的土壤，花盆④放入细砂石和碎石块，把长势相近的同种植物移栽盆中。并将花盆①放在盛满水的水盆中 ，水面与土面相平。同时每天给花盆①②④土壤浇相同的水，花盆③土壤不浇水。请回答：

（1）从实验条件上看①②有什么不同？②③有什么不同？②④有什么不同？

（2）从实验结果上看①②②比较说明了什么？②③比较说明了什么？②④比较又说明了什么？

（3）请帮助该同学预测，哪一盆植株生长最好？并说明理由。

解析：植物的生长需要一定的水分、空气和无机盐（矿物质），因此土壤是否适宜植物生长，主要决定于土壤的保水、保肥、通气和透水的能力。从实验中可知花盆①中土壤缺少空气，花盆③中土壤缺少水分，花盆②④则是土壤的质地不同，由此导致了植物的不同生长情况。

答案：（1）土壤有无空气；土壤有无足够的水；土壤的质地

（2）土壤缺乏空气植物生长不好；土壤水分不足植物生长不好；土壤保水性能影响植物的生长

（3）②生长的最好。因为②的土壤中，有水、空气和植物生长所需的各种物质。

例3. 省农科院在某市选取下列三块土壤栽培引进的美国提子 ：

A. 砂粒比例较多的山岙坡地

B. 土壤质地比较均匀的平地

C. 河弯内河泥堆积而成黏粒较多的河套地

在天气状态相同的情况下，浇一样的水，施相同的有机肥，完全相同的田间管理，收获时的产量 A 地最高， C 地最低，连续两年都得到相同的结果。试回答下列问题：

（1）适宜美国提子生长的土壤性状是（从土壤颗粒、水、空气含量角度分析）

（2）在我国南方多雨地区种植美国提子，应特别注重的田间管理是（ ）

A. 浇水 B. 施肥 C. 松土通气 D. 排水防涝

解析：土壤是否适宜植物生长，主要决定于土壤的保水、保肥、通气和透水的能力，而上述几种能力的强弱则决定于三种土壤颗粒（砂粒、粉砂粒、黏粒）的成分比例。按三种矿物质颗粒所占的比例不同，可将土壤分为砂土类土壤、黏土类土壤和壤土类土壤三种。

由A、B、C可知，A是砂土类土壤，B是壤土类土壤，C是黏土类土壤。一般来说，砂土类土壤沙砾较多，故保水保肥能力差；黏土类土壤黏性强，通气、透水性能差,最适宜植物生长的是壤土类土壤,因它的黏性适度、通气透水、保水保肥能力强，能为植物的生长提供充足的水分、空气和有机物。这是针对大多数的植物而言的，当然每一种植物都有各自的生活习性，如题中的美国提子就喜欢生活在通气性能好、矿物质颗粒较多的砂土类土壤中，另有一些水生植物则喜欢生活在保水性好的土壤。

答案：（1）矿物质颗粒比较多的沙地，宜生长于水分相对较少、而空气比较充足的旱地。

（2）D

例4. “有机食品”是继“绿色食品”以来更受人们青睐的农产品。以有机茶为例，茶叶在种植过程中不使用任何农药和化肥，虽然产量有所减少，但其价格是普通茶叶的几倍甚至十几倍。请你猜想一下，农民在不施用化肥的情况下如何保证茶叶生长所需的营养。

分析：植物的生长除需要水分外，还需要无机盐，特别需要较多的含有氮、磷、钾三种元素的无机盐。其实化肥中主要含有这三种元素，如氮肥含有氮元素，磷肥含有磷元素，钾肥含有钾元素。但长期施用含氮磷钾的化学肥料可导致土壤板结，破坏土壤结构，引起土壤缺锌、铁等元素，对环境也造成一定的污染，对人体的身心健康也会造成一定的影响。土壤中含有有机物，这些有机物主要来自生物的排泄物和死亡的生物体，它们可在土壤生物的作用下，分解为无机物，供植物生长的需要。因此施用有机物也可达到增加土壤肥力，提供农作物生长所需。

答案：有机茶的养分主要来自土壤有机物的分解，土壤中的有机物可以来自死亡的生物体和生物体的粪便等。农民可以通过施用农家肥（如鸡粪、猪粪、牛粪、草木灰等）、绿草（将杂草填埋在茶树的边上）等方法解决茶叶养料的问题。

例5. 如图是植物根尖纵切面的显微结构图。据图回答

（1）A 、 B 、 C 、 D 各表示根尖的哪一部位：

A B C D

（2）指出②名称的形成、及作用：

（3）从根尖的作用来看， D 在根的生长过程中对 作用；C中的细胞具有 能力，使根生长； B 中的细胞体积能迅速 ，促使根伸长。因此根能不断长长，主要依靠 和 两个部位。 是根尖吸收水分的主要部位。

（4）具有大液泡的细胞存在哪个部位？ ，哪个部位的细胞内没有液泡？

解析与答：

（1）根尖自下而上依次是D 根冠C 分生区B 伸长区A 根毛区

（2）②的名称是根毛，它是由根毛区成熟的表皮细胞向外突起而形成的。其作用是增大它与土壤的接触面积。利于吸收土壤的水分和无机盐。

（3）根冠起保护作用；根能不断长长，主要依靠分生区和伸长区两个部位。因为分生区的细胞具有分裂增生能力，能使细胞数目迅速增多，而伸长区的细胞体积能迅速增大。根尖是吸收水分的主要部位，而根是吸水的器官。

（4）根毛区的细胞已接近成熟，故有大的液泡，而分生区的细胞分裂旺盛，处于幼嫩阶段，故没有液泡。

例6. 小月同学利用两根大萝卜甲乙验证植物细胞吸水和失水的原理。

她的实验思路是这样的：

在两个大小相似的萝卜中各挖一个大小相等的洞，向甲、乙萝卜的洞中分别注入等量的清水和浓盐水，各用一个装有玻璃管的橡皮塞塞住洞口，记下玻璃管内液面的高度（如图）。放置一段时间，分析会出现的变化：

⑴甲玻璃管内液面高度将（ ），乙玻璃管内液面高度将（ ）

A. 上升 B. 下降 C. 不变

⑵用手捏萝卜的感觉甲＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，

乙＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑶通过该实验，你能得出什么结论？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

解析：植物细胞可以吸水，也可以失水。植物细胞吸水或失水，主要取决于植物细胞细胞液的浓度和外界溶液的浓度的大小：当外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时，细胞就吸水；当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时，细胞就失水。甲中细胞液的浓度较大，所以植物细胞吸水，玻璃管内液面下降；乙中细胞液的质量分数小，所以植物细胞失水，玻璃管内液面上升。

答案：（1）B；A （2）较硬；较软 （3）当植物细胞的细胞液浓度>外界溶液的浓度，细胞吸水；而植物细胞的细胞液浓度<外界溶液的浓度，细胞失水。

例7. 选择甲、乙两株生长状况基本相似的白菜幼苗，将根洗净后，甲株放在土壤浸出液中培养，以乙株放在等量的蒸馏水中培养，其他的环境和条件均相同。（l）两周以后，两株白菜的生长状况怎样？为什么？ （2）这个实验主要说明了什么？

解析与答：解答本题从土壤浸出液和蒸馏水的主要区别入手就不难了。土壤浸出液是一种成分复杂的溶液，其显著特点是含有多种无机盐，而蒸馏水中一般不含无机盐。植物的生长需要无机盐，所以培养在土壤浸出液中的甲株一定比培养在蒸馏水中的乙株健壮。本实验采用两株生长状况相似的幼苗，放在等量的蒸馏水和土壤浸出液中，在其他条件均相同的情况下培养相同的时间，就是控制一个变量，比较植物的正常生长是否需要无机盐。

例8. 据报道，近年太湖流域某些河道水葫芦（一种水生植物）大量繁殖，泛滥成灾，造成河道堵塞，养殖的鱼类大量死亡。你认为造成水葫芦过量繁殖的主要原因是

。要防止这种情况的发生，可以采取的措施是 、

、

。

解析：当过量使用含氮、磷元素的化肥或大量使用含磷的洗涤剂等化学产品，加上一些生活污水处理不当，容易使其中的氮、磷元素随着水流进入各种水体，导致水中藻类大量繁殖。当这些藻类死亡后，由于微生物分解这些有机物要消耗大量的溶解氧，从而使水体中的生物会因为缺少氧气而大量死亡，最终造成水体发黑变臭。

答案：氮、磷元素过多；使用化肥要适量；禁止使用含磷的洗涤剂；食品加工、畜产品加工等造成的工业废水以及城市生活废水要经过合理处理。

【模拟试题】（答题时间：60分钟）

基础题：

1、土壤中的非生命物质里，其中可为绿色植物提供养分的是 ，能为植物的根呼吸提供氧气的是 ，能供给植物进行光合作用的是 。其中主要的固态物质是

和 ，最主要的是 ，占固体物质的95%左右。

2、“滴水穿石”在科学上的解释正确的是（ ）

A. 岩石在水力冲击下可以风化变成小碎块

B. 地壳表面的矿物质都是在水力作用下由岩石风化形成的

C. 土壤中的腐殖质是在水的冲击下形成的

D. 土壤中的腐殖质是在水的冲击下埋入矿物质中形成的

3、下列最适合作物生长的土壤是（ ）

A. 通气性能好，保水性能差 B. 通气性能差，保水性能好

C. 通气性能差，保水性能差 D. 通气性能好，保水性能好

4、在土壤中，影响土壤结构的最重要因素是（ ）

A. 矿物质颗粒 B. 腐殖质 C. 空气 D. 水分

5、植物根系的分布与下列因素都有关，但对植物根系平均长度影响最显著的是（ ）

A. 土壤的结构 B. 肥力（无机盐等的含量）

C. 地下水位的高低 D. 以上三个都是显著因素

6、直根系和须根系的主要区别是（ ）

A. 根系分布的范围大小 B. 根系分布的深度大小

C. 有无主侧根之分 D. 根系中根的数量多少

7、在根的结构中，推动根向土壤不断生长的主要因素是（ ）

A. 根冠 B. 分生区 C. 伸长区 D. 以上三个都是主要因素

8、（1）从下图中可发现，植物的根总是向 生长的，此现象说明 。取一株易成活、根生长速度较快的栽培植物种在口径面积达 1 平方米的透明花盆内，定时在 A 点浇适量的水，可以发现向 A 方向生长的根比较多且长，说明植物的根具有 ．这一现象说明植物的根要从土壤中吸收 。

（2）若每次施肥都固定在花盆的边缘某处，培养一段时间会发现，向施肥处生长的根较多且长，说明植物的根的生长具有向 性，同时也说明植物生长需要从土壤中吸

收 。

（3）植物从土壤中吸收水分和无机盐的主要器官是 ，根吸水的主要部位是 。

（4）植物的根尖由 、 、 和 四部分组成，其中具分裂生长能力的是 ，细胞成熟分化成各种组织的部位是

（5）植物的根能从土壤中吸水的原因是

9、下列情况不会导致水体富营养化的是（ ）

A. 化肥厂排出的含氮废水 B. 农田中过多施用磷肥

C. 水生植物的遗体、遗物在水中腐烂 D. 衣服使用含磷洗衣粉去污

10、水体发生富营养化污染时，鱼类等水生动物大量死亡的根本原因是（ ）

A. 水体中的氮磷过多 B. 藻类植物大量死亡

C. 水体中的溶解氧急剧减少 D. 水体中的微生物大量繁殖

提高题：

11、形成土壤的正确过程是（ ）

①形成原始土壤，积累有机质和养分 ② 岩石风化 ③ 高等植物生长 ④ 形成矿物颗粒、释放矿物成分 ⑤ 腐殖质不断积累、成熟土壤形成 ⑥ 低等植物着生

A. ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ B. ② ④ ⑥ ① ③ ⑤

C. ① ③ ⑤ ② ④ ⑥ D. ③ ⑤ ⑥ ④ ② ①

12、甘蔗在水分充足通气性能好的土壤中比较适宜生长，你认为下列区域比较适宜种植甘蔗的是（ ）

A. 山坡较干的沙地 B. 湿润的粘地

C. 比较干旱的粘土地 D. 河边湿润的沙地

13、下列植物中属于须根系的是（ ）

A. 狗尾巴草 B. 樟树 C. 杨柳树 D. 梧桐树

14、种植庄稼时，每过一段时间都要进行一次中耕松土除草施肥，这样做的目的一是为了防止杂草争肥，二是增加土地的肥力。你认为上述劳动还有的一个目的是使土壤中的（ C ）

A. 矿物质颗粒增加 B. 水分增加

C. 空气增加 D. 以上三种成分都增加

15. 旱地作物如玉米等适宜在较干燥的早地上生长，如种植在湿润的土壤中，因水分比例过大，导致植物根不能正常呼吸而腐烂，俗称“霉根”。在下列土壤中种植玉米，最有可能因缺水干旱枯死的是 ，最有可能导致“霉根”而死亡的是

A. 壤土类土壤 B. 黏土类土壤 C. 砂土类土壤

16. 在根的结构中．可以使根系的平均长度变长的结构主要是（ ）

A. 嫩根 B. 根毛 C. 伸长区 D. 分生区

17. 在如图实验中，可以证明植物根吸水主要在根尖的是（ ）

18. 制作四川泡菜时，将切成碎片的青菜叶片、叶柄和萝卜条，放入事先调配好的放有食盐、蔗糖等物质的溶液中，可以发现叶片、叶柄等变软，容器中溶液的质量变大，发生这种现象的原因是（ ）

A. 植物细胞中细胞质的质量分数小于容器中溶液的质量分数

B. 植物细胞中细胞质的质量分数大于容器中溶液的质量分数

C. 植物细胞中细胞液的质量分数小于容器中溶液的质量分数

19. 以下情况会发生细胞失水或吸水的是（ ）

①萎蔫的青菜放进清水中变得硬挺； ② 水由气孔进入外界环境； ③ 插在花瓶中的玫瑰花枝从瓶中吸水； ④ 洋葱表皮细胞放在盐水中； ⑤ 制成的糖醋大蒜放在清水中； ⑥ 兔的血液红细胞放在盐水中发生皱缩

A. ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ B. ② ③ ④ ⑤ ⑥

C. ① ③ ④ ⑤ D. ① ④ ⑥

20.为植物提供养料，即具有肥力是土壤的本质特性。土壤肥力高低的重要标志是 （ ）

A. 矿物颗粒的大小 B. 透水性能的大小

C. 空气和水分的比例 D. 有机质含量的多少

实验题：

21. 如图所示是理想土壤的成分体积比例示意图，回答问题：

（1）土壤是由 A 、 B 、 水分和空气四种物质组成的。

（2）植物生长的矿物养分主要来自于土壤中的 。

（3）土壤的水分和空气贮存在土壤孔隙中，从比例图可知，理想土壤的孔隙比例为＿％。

22. 某同学研究植物的生长是否需要无机盐，他选择了两株萌发不久的水稻幼苗，切去谷粒，把一株的根浸在清水中培养，另一株的根浸在土壤浸出液中培养，经过两个星期后观察。如图所示：（l）浸在 里的植株长得健壮，这是因为

（2）为使实验结果正确，此实验需要控制的变量有 （至少写出两个）

（3）你认为此实验需要改进吗？请提出你的一个改进方案

23. 小丽想知道“土壤性状和植物生长的关系”。她分别取等体积的砂土类土壤、黏土类土壤、壤土类土壤装在三只同样大小的花盆内，并分别标记为：A、B、C。下表所示是她的实验方案。

花盆	植物名称	放置地点	浇水量（ml）	每天浇水次数
A	郁金香	窗台	200	1
B	小雏菊	窗台	100	2
C	小雏菊	窗台	200	1

⑴请指出此设计方案的不合理之处。

⑵根据你修正后的方案，你预计：种在＿＿＿＿盆中的植物生长情况最好。

【试题答案】

1、有机物；空气；水；腐殖质和矿物质；矿物质

2、A 3、D 4、A 5、C 6、C 7、B

8、（1）下；根据有向地性；向水性；水分

（2）化；无机盐（3）根；根毛区

（4）根冠；分生区；伸长区；根毛区；分生区；根毛区

（5）植物根毛细胞的细胞液的质量分数大于土壤溶液的质量分数。

9、C 10、C 11、B 12、D 13、A 14、C 15、C B

16、C 17、B 18、C 19、D 20、D

21、（1）矿物质；有机物；（2）矿物质；（3）50

22、（1）B 土壤浸出液中含有植物生长所需的无机盐。（2）（3）略

23、解析与答：在用三类土壤培育植物，观察“土壤性状和植物生长的关系”的实验中，应当注意变量控制，防止干扰因素的干扰。因此，在实验过程中，应当：“分别种植一株大小相近”、“同一类植物”、“浇等量的水一次”、“放在窗台上”、“不能被雨水淋到”。这样做基本上能排除来自于因为植物种类不同、生长起始状态不同，环境温度不同、从环境中获取水分量不同，从而使植物生长状况不同而带来的干扰，进行这样的变量控制，基本上可以认为植物生长状况的不同是因为土壤的不同性状而造成的。由此可知：题中的条件控制在：植物种类、浇水量、浇水次数上存在着缺陷。此外：在实验过程中，还应当注意：选取“生长旺盛”、“能照到阳光”是希望植物能在最适宜的土壤中继续旺盛生长。这种旺盛生长的好处在于让三株植物在以后的生长中生长状况出现明显的差异，便于观察、比较。植物细胞的吸水和失水。