课程信息

 

【本讲教育信息】

一、教学内容：

植物的新陈代谢

 

二、学习目标：

1、理解并掌握植物体对水分、无机盐的吸收和利用，了解水和无机盐对植物生命活动的意义。

2、理解绿色植物的光合作用的实质及其重要意义。（重难点）

3、了解植物的呼吸作用，理解呼吸作用的实质和意义。（重点）

4、了解植物体对水、无机盐和有机物的运输过程，理解蒸腾作用的概念、过程和意义。

 

三、重、难点讲解：

【知识点1】植物细胞吸水或失水的原理

周围溶液的浓度小于细胞液的浓度时，细胞就吸水。周围溶液的浓度大于细胞液的浓度时，细胞就失水。

 

【知识点2】根毛吸水的原理

1、结构——细胞壁很薄，细胞质很少，液泡很大，适于吸收水分。

2、条件——细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度。

3、途径——土壤溶液里的水分→细胞壁→细胞膜→细胞质→液泡

4、应用：合理灌溉，不同植物需水量不同。同一植物不同生长期需水量不同。

 

【知识点3】水分在植物生命活动中的作用

1、水是植物细胞原生质的重要组成成分；

2、水参与了植物体内的代谢，如光合作用、呼吸作用以及有机物的合成和分解过程；

3、水是植物体吸收和运输物质的溶剂；

4、水分能保持植物体固有的形态。

 

【知识点4】科学研究表明，三类无机盐在植物的生活中的重要作用

1、含氮的无机盐——促进细胞分裂和生长，使枝叶长得繁茂。

2、含磷的无机盐——促使幼苗发育，花的开放，使果实、种子的成熟提早。

3、含钾的无机盐——使茎杆健壮，促进淀粉形成

除了上述三类无机盐以外，植物还需要许多类无机盐。其中，对有些无机盐的需要量十分微小，但它们在植物的生活中却同样起着十分重要的作用。例如，缺少含铁的无机盐，果树就会得黄叶病；缺少含硼的无机盐，油菜就会只开花不结果实。

无土栽培——可以更合理地满足不同植物以及同一植物不同生长期对各类无机盐的需要。

 

【知识点5】植物的光合作用（重难点）

1、探究绿色植物的光合作用

比较书上的几个实验，根据实验现象分析实验结果：

实验材料

处理

现象

结论

①天竺葵

叶片局部遮光处理，

放在阳光下照射

经过处理的叶片，

遇碘不变蓝（遮光部分）

不遮光的部分遇碘变蓝

没有光不能进行光合作用

②金鱼藻

放在阳光下照射

产生气体，产生的气体可以使将要熄灭的火柴猛烈地燃烧

绿色植物在光下产生氧气

③天竺葵

周围没有二氧化碳

经过处理的叶片遇碘不变蓝

没有二氧化碳就不能进行光合作用

周围有二氧化碳

经过处理的叶片遇碘变蓝

④银边天竺葵

放在阳光下照射

经处理的叶片，边缘遇碘不变蓝

没有叶绿体就不能进行光合作用

经处理的叶片，边缘以内的部分遇碘变蓝

注意：（1）①③④实验均为对照实验

（2）碘遇淀粉变蓝是淀粉的一种特性，以此可以鉴定是否有淀粉生成。

（3）氧气可以助燃。

（4）脱色时用酒精是因为叶绿素可以溶解在酒精中。

2、光合作用的概念：

根据实验已证明的光合作用的原料，产物及条件写出光合作用的反应式：

二氧化碳+水有机物（储存能量）+氧气

在此基础上，概括出光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。可以形象地把绿叶比喻为“绿色工厂”，那么它的“车间”就是叶肉细胞，“机器”就是叶绿体，动力是光，原料是二氧化碳和水，产物是有机物和氧气。

3、光合作用中的原料来源及氧气的释放

光合作用的原料是水和二氧化碳，水是通过根毛从土壤中吸收来的。二氧化碳则来自周围的空气中，从叶片的气孔进入叶肉细胞。氧气的释放也是通过气孔进行的。

4、光合作用的实质：

物质转化过程——二氧化碳、水是无机物，淀粉是有机物，因此光合作用是把简单的无机物制成复杂的有机物，并且释放出氧气。

能量转化过程——有机物中贮藏的能量是从光能中来的，所以光合作用将光能转变为贮藏在有机物中的化学能。

5、意义：①为自身提供营养物质，为动物和人提供食物，是多种工业原料的来源。

②为动植物和人的生活提供必需的能量。

③为动植物和人的呼吸提供氧气。

6、应用：种植农作物时要合理密植。

 

【知识点6】植物的呼吸作用（重点）

1、观察种子的呼吸作用的实验

实验材料

处 理

现 象

结论

种子

 

装萌发的种子

蜡烛熄灭

呼吸作用吸收氧气

装煮熟的种子

蜡烛燃烧

种子

 

装萌发的种子

澄清的石灰水变浑浊

呼吸作用放出二氧化碳

装萌发的种子

温度升高

种子

装煮熟的种子

温度不变

呼吸作用放出了热

2、小结：上述活动的结果表明，萌发的种子具有呼吸作用，吸收氧气，放出二氧化碳并释放能量的特征。

除了种子以外，植物体的根、茎、叶、花、果实也都具有呼吸作用。植物呼吸作用释放的能量，大部分用于植物的各种生命活动，如吸收矿质离子、运输有机物、生长、发育等等，还有小部分转变成热散发出来。

呼吸作用可表示为：

有机物（储存能量）+O2→CO2+H2O+能量

3、意义：呼吸作用释放出来的能量，一部分是植物进行各项生命活动（如细胞分裂、吸收无机盐、运输有机物）不可缺少的动力，一部分转变成热量散放出去。种子在呼吸作用中释放出的热量就是这样来的。植物的所有活细胞都在进行呼吸作用。

 

【知识点7】植物体内的物质运输（重点）

1、营养物质的运输——导管和筛管

 

导管

筛管

运输的物质

水和无机盐

有机物

运输的方向

从下往上

从上往下

存在部位

木质部

韧皮部

形态结构

死细胞连成的中空长管

活细胞具有筛孔

2、保护树皮的意义：树皮损坏，使植物的叶制造的有机物不能向下运输，从而导致植物死亡。

 

【知识点8】蒸腾作用

概念：水分以气体状态从体内散发到体外的过程。

理解概念时要注意几个问题：

1、散失通道——气孔，绿色植物光合作用吸收二氧化碳放出氧气，呼吸作用吸收氧气放出二氧化碳，这些气体的进出都通过气孔，所以说气孔是植物体与外界进行气体交换的“窗口”，同时水分以水蒸气的形式从气孔散失到大气中，所以说它也是散失水分的“门户”。

2、主要在叶片中进行：

由于叶片上有许多气孔，因此蒸腾作用主要在叶片中进行。

3、意义：（1）促进水和无机盐的吸收。

蒸腾作用是植物对水分吸收和运输的主要动力。高大植物的树冠部分水的获取，主要是依靠蒸腾作用产生的拉力。同时，蒸腾作用也将溶解于水中的无机盐运输到植物体的各部分。

（2）降低植物体叶片的温度。

绿色叶片在阳光下吸收的大量光能，除极少部分被植物的叶绿素吸收用于光合作用，绝大部分转化为热能。如果叶子没有降温的本领，叶片温度过高，叶片会被灼伤。而蒸腾过程中，水变为水蒸气时吸收热能，从而降低叶片的温度。

（3）蒸腾作用促进了生物圈的水循环，有调节气候的作用。

 

【典型例题】

例1、（07 湖南长沙 31）下图A为水分从土壤中进到根内部的示意图，图B为根细胞处于某种状态。据图回答：

（1）1是根尖某处表皮细胞的一部分向外突出形成的，叫做       。

（2）4所示部分为根尖的       区。

（3）当根毛细胞液浓度大于土壤溶液浓度时，水分依次通过的结构是：    （    ）

A、1→2→3          B、2→3→1          C、3→2→1          D、1→3→2

（4）3是根尖内运输水分和无机盐的        管。

（5）某同学给一株植物施肥后，该植物生长不正常，若他在显微镜下观察发现该植物根细胞的状态如图B所示，则根细胞液浓度        （填“大”或“小”）于土壤溶液浓度。

解析：要理解植物体对水分和无机盐的吸收我们就必须了解根的结构。从根的顶端到生长根毛的一段，叫做根尖。根尖由四部分构成：成熟区、伸长区、分生区和根冠。其中成熟区细胞已经停止生长，表皮细胞的一部分向外突出呈细毛状，叫根毛。这部分又称为根毛区，是根吸收水和无机盐的主要部位。当根毛细胞液浓度大于土壤溶液浓度时，根毛吸水，水分从外到里依次通过的结构是细胞壁→液泡→导管，所以在图中显示为1→2→3，3即为运输水分和无机盐的导管。观察图B，细胞处于失水状态，所以可以判断根细胞液浓度肯定小于土壤溶液浓度。

答案：（1）根毛  （2）成熟（根毛）  （3）A  （4）导  （5）小（填低也给分）

 

例2、（07鄄城2）关注农业生产，帮助农民解决生产中的困惑，让农民增产增收，是我们应尽的义务。请你结合生产实际，回答下列问题：

（1）在蔬菜生长旺盛时期，要定期补充一定量的水分。你认为这些水分主要用于植物的           。

（2）菜农在大棚蔬菜种植过程中，常利用增施有机肥的方法来增加大棚内的二氧化碳浓度，这样做的目的和原理是                                   。

（3）在可控温室内，可采用白天适当增强光照和提高室温，夜晚适当降低室温的方法提高蔬菜产量，这是为什么？

                                                                         。

（4）玉米开花时如遇到连阴雨，为提高产量，应采取的措施是__________________。

（5）移栽农作物幼苗时往往会出现萎蔫现象，为提高成活率，应该

_________________________________________________。

（6）如你见到一种非常珍贵又很难用种子繁殖的苗木，若让它在短时间内大量繁殖，让农民致富，你选用的方法是______________。

解析：（1）问是一个得分率很低的题目，因为很多学生认为植物生长旺盛时期，水分主要用于光合作用，实际上根从土壤中吸收的水分，只有约1%用于光合作用等生理过程，而99%的水分以气态形式通过气孔散失到空气中。植物这种通过气孔将水分从体内向大气扩散的过程，称为蒸腾作用。而（2）问也是一个比较难的题目，要经过正确的比较推理才能得出正确的答案，因为有机肥中含有细菌和有机物，细菌分解有机物释放二氧化碳，既为光合作用提供原料，又满足植物的营养需要，是一个一举两得的方法。（3）问要从植物的光合作用和呼吸作用两个方面去考虑。植物白天主要进行光合作用，白天适当增强光照和提高室温可使光合作用增强，产生更多的有机物；植物晚上主要进行呼吸作用，夜晚适当降低室温可使植物的呼吸减弱，有机物消耗少，两方面结合使有机物较多地积累而提高蔬菜产量。（4）问中玉米开花时如遇到连阴雨，会影响玉米的传粉而形成较多的缺粒导致产量低，所以为了提高产量，应采用人工辅助授粉的方法。（5）问移栽农作物幼苗时出现萎蔫现象，可见幼苗缺水，我们可从失水和吸水两方面去考虑解决的方法，那就是去掉部分叶片减少蒸腾作用；根部尽量多带土不损伤根毛，让其正常吸收水分和无机盐。（6）短时间内大量繁殖优良性状的植物，是组织培养的优点，所以选用的方法当然是组织培养了。

答案：（1）蒸腾作用  （2）细菌分解有机物释放二氧化碳，既为光合作用提供原料，又满足植物的营养需要。  （3）白天光合作用增强，有机物产生得多；夜晚降温呼吸减弱，有机物消耗少。有利于有机物积累  （4）人工辅助授粉  （5）去掉部分叶片、根部尽量多带土  （6）组织培养（营养繁殖）

 

例3、（07临沂4）下图所示是对果树进行环割树皮的实验，请据图回答。（提示：果树的韧皮部位于树皮内）

（1）在A、B处环割前后，该枝条的蒸腾作用并没有受到影响，原因是             。

（2）该枝条环割后，果实甲和乙的生长情况有何不同？                         。

（3）如果在果树主干C处进行环割（如圆圈中所示），果树的生长状况是          ，原因是                                   。

解析：本题考查的是物质在植物体内的运输途径。水分和无机盐通过木质部的导管自下而上地向枝端运输，而有机物通过韧皮部的筛管自上而下地向根部运输。当在A、B处环割后，该枝条的木质部并没有受到损伤，水分仍然能通过木质部中的导管运输到叶片，所以该枝条的蒸腾作用不受影响；但环割树皮后，位于树皮内侧的韧皮部里运输有机物的筛管因此被切断，有机物不能继续向下运输，甲位于切口上方，所以不受影响，而乙位于A切口下方，乙得不到有机物就会停止发育。如果在果树主干C处进行环割，根部得不到有机物，无法进行呼吸作用而死亡，根不再吸收水分和无机盐，整棵果树也会慢慢死亡。

答案：（1）环割树皮没有伤到木质部，水分是通过木质部（木质部中的导管）运输的。

（2）甲发育良好，乙停止发育。

（3）果树会慢慢死亡根部得不到有机物，无法进行呼吸作用而死亡（或无法维持正常活动而死亡）。

 

【模拟试题】（答题时间：50分钟）

1、参观烟台农博园的同学对几株上面结满了红色和黄色番茄的巨大“番茄树”啧啧称奇这些“番茄树”不是种植在土壤里，而是种植在富含营养液的水箱里。农艺师采用的这项生物技术是（   ）

A、组织培养               B、无土栽培                C、基因工程               D、嫁接

2、证明在有光条件下氧气是否由绿色植物释放出来的实验装置和证明光是植物进行光合作用条件的实验装置分别是下图中的（   ）

A、甲与乙、甲与丁                                  B、甲与丙、甲与乙

C、甲与丁、乙与丙                                  D、甲与乙、乙与丙

3、叶片中不能进行光合作用的细胞是：    （   ）

A、保卫细胞                                               B、无色素的表皮细胞

C、栅栏组织细胞                                        D、海绵组织细胞

4、关于植物呼吸作用的叙述正确的是：    （   ）

A、吸收氧，放出二氧化碳                          B、吸收二氧化碳，放出氧

C、合成有机物，释放能量                          D、分解有机物，储存能量

5、某生物兴趣小组的同学通过观察和探究，对植物的光合作用和呼吸作用进行了总结，并作了如下记录，找出记录中的一项错误：（   ）

A、光合作用要吸收二氧化碳，释放氧气 

B、呼吸作用要吸收氧气，释放二氧化碳

C、植物在漆黑的深夜，只进行呼吸作用，不进行光合作用

D、植物在白天只进行光合作用，不进行呼吸作用

6、小麦生长的后期（灌浆期和成熟期），其光合作用的产物主要用于籽粒的生长和发育，该期间小麦吸收的水分主要用于：（   ）

A、光合作用                                               B、蒸腾作用

C、果实的生长发育                                     D、秸杆的生长发育

7、“绿叶在光下制造有机物”实验步骤的正确顺序是（   ）

①将叶片放到酒精中隔水加热；                    ②把天竺葵放在阳光下照射；

③将天竺葵叶片用黑纸遮盖一部分；             ④将天竺葵放在黑暗处一昼夜；

⑤把部分遮盖的叶片取下并去掉纸片；           ⑥用清水漂洗叶片后滴加碘液。

A、③②⑤①④⑥                                        B、④③②⑤①⑥

C、②③④⑤①⑥                                           D、②④③⑤⑥①

8、中国科学院院士袁隆平在培育超级杂交水稻时，专门挑选叶片直、窄、厚的水稻植株，

其目的是：（   ）

A、促进植物的呼吸作用

B、减少二氧化碳的吸收量

C、加快蒸腾作用

D、叶片互不遮挡，两面受光，增加光合作用的功效

9、植物体在进行下列活动时，受到气孔开闭影响的是（   ）

①水分的吸收和运输  ②无机盐的运输  ③光合作用  ④呼吸作用  ⑤蒸腾作用

A、①②④⑤               B、②③④⑤                C、①②③④               D、①②③④⑤

10、将暗处理后甲叶片的主动脉切断，乙叶片C处两面均贴上不透明的锡箔纸（如图所示）。置于阳光下，四个小时后，将甲乙两叶片同时取下，脱色漂洗滴加碘液，发现B、D部分变蓝色，A、C部分未变蓝色。该实验证明植物进行光合作用需要（   ）

A、H2O和CO2                                 B、叶绿素和阳光

C、H2O和阳光                                D、H2O和叶绿素

11、一个密闭的暖水瓶中装有正在萌发的种子，下面是根据每隔一段时间测定其内的温度和氧气含量绘制成的曲线，如果横轴表示时间，纵轴表示温度或氧气含量。下列曲线图中能够正确反映温度（A）和氧气含量（B）随时间变化的是（   ）

12、夜间，菜农适当降低蔬菜大棚内的温度，主要目的是（   ）

A、降低温度可以减少细菌病害

B、温度低，呼吸作用减弱，有机物消耗少

C、温度低，蒸腾作用减弱，减少水分的散失  

D、温度低，光合作用增强，有机物积累多

13、有关植物根的叙述，错误的是（   ）

A、伸长区细胞的迅速伸长是根伸长的唯一途径

B、植物吸收水分和无机盐的主要部位是根尖成熟区

C、植物体的根系对地面土壤有很好的固定和保护作用

D、中耕松土的目的之一是利于根的呼吸作用

14、几位同学在探究“水分进入植物体内的途径”时得出如下结论。你认为不正确的是（   ）。

A、根和茎的导管是连接贯通的

B、导管中水和无机盐的运输方向是“根→茎→叶”

C、根尖的成熟区生有大量的根毛，因此扩大了吸收面积

D、植物的茎中存在形成层，所以任何植物的茎都可不断增粗

15、我国南方有“笋有多大，竹有多粗”的说法。竹笋初钻出土面就有了与长成后同样的粗细。这说明竹茎的结构中没有（   ）

A、韧皮部                   B、形成层                   C、木质部                   D、髓

16、有人对光合作用所需的二氧化碳中的碳进行同位素追踪，光照一段时间后，含标记的碳元素将会在哪里出现？（   ）

A、根、茎、叶的导管中                              B、根、茎、叶的筛管中

C、根、茎、叶的整个维管束中                    D、根、茎、叶的全部韧皮部中

17、阅读下面关于“绿色植物光合作用的发现”的有关图解和材料，分析并回答相关问题：（   ）

材料一：A图中显示，17世纪比利时科学家海尔蒙特把一棵2.5千克的柳树种在装有90千克泥土的木桶里，只浇水。5年后，柳树长到了82千克，而称一下泥土的重量,大约只减少了90克。

材料二：B图中显示，18世纪英国科学家普利斯特利在一个密闭的钟罩内放一只老鼠，在另一个密闭的钟罩内放一只老鼠和一盆栽植物，且都供给足够的食物和饮水。他发现与植物在一起的老鼠能够长时间正常的生活，而另一只钟罩里的老鼠则很快死去了。

（1）从材料二的实验中可以得出的结论是    （   ）

A、光合作用产生了有机物  

B、绿色植物可以更新因为动物呼吸而变得混浊的空气

C、水分是植物体建造自身的主要原料  

D、无机物是植物体建造自身的主要材料

（2）请你大胆地推测普利斯特利随后可能探讨的问题是                。

（3）在海尔蒙特的实验中，泥土的重量减少了90克，主要是由于土壤中的         被植物吸收利用了的缘故。

（4）而柳树吸收的水分大部分通过         作用散失到大气中了。

（5）当你行走于东方红广场、漫步在雨湖公园或在田间村头，时常可见锻炼者的身影，有人说清晨锻炼好，亦有人认为傍晚锻炼好，你的观点是：                                ，请简述你的理由：                                                                                                                                                       。

18、请解释“绿叶在光下制造有机物”实验的原理。

（1）在实验之前，把盆栽天竺葵放在黑暗中一昼夜的目的是______________________。

（2）在进行光照之前，用黑纸片把叶片的一部分遮盖起来的目的是________________。

（3）光照数小时后，摘下叶片放入盛有酒精的烧杯中隔水加热，加热的目的是_________________；需要“隔水”的原因是_____________________________。

（4）从酒精中取出叶片，清洗干净后，向叶片滴加碘液的目的是___________________。

（5）观察现象之前，用清水冲掉碘液的目的是_______________________________

19、下图是模仿英国科学家普利斯特利做过的一个实验示意图（注：玻璃罩是密闭的）。

（1）该实验中，甲和乙是作为一组          实验。

（2）在乙中，植物光合作用为小白鼠呼吸提供了            ，同时小白鼠呼吸所产生的              也为植物光合作用提供了原料。

（3）在实验取材上如何确保该实验中只有一个变量：

                                             。

（4）第一次实验后，发现结果与假设不一致时，下列不符合科学探究做法的是（  ）

A、否定原来的假设，得出与假设相反的结论

B、按照原来的实验方案重复多次，检验实验结果是否一致

C、检查实验方案，并通过实验重新检验假设

20、刘芳同学要探究某种植物生长是否需要含氮的无机盐，设计方案如下：请你帮她将探究活动的过程填写完整。

（1）提出问题                          。

（2）作出假设                          。

（3）实验步骤：①配制种类齐全的无机盐培养液放在甲中。

②配制与甲相比缺少                    的无机盐培养液放在乙中。

③将两株生长状况相同的幼苗同时分别培养在甲和乙中，过一段时间后长势情况如上图。

（4）起对照作用的是                              。

（5）得出结论                                    。

 

 

【试题答案】

1、B   2、B   3、B   4、A   5、D   6、B   7、B   8、D   9、D   10、C

11、C   12、B   13、A   14、D   15、D   16、B

17、（1）B  

（2）绿色植物在光下产生了一种什么物质使空气变得清新？（其他合理答案也对）  

（3）无机盐（或矿质元素） 

（4）蒸腾  

（5）晨练好（或傍晚锻炼好）  晚上产生的废气、灰尘比白天少，且经过晚上植物的净化作用，清晨时空气中废气、灰尘和细菌的含量最低，空气湿度较大，空气质量较好（或空气中氧气的含量最高，有利于进行有氧运动）（其他合理答案亦可）

18、（1）将叶片中的淀粉运走耗尽

（2）在叶片上形成见光与不见光的对照

（3）将叶片的叶绿素溶解到酒精中   防止温度过高，引燃酒精

（4）检验是否有淀粉生成

（5）去掉碘液颜色的干扰，便于观察叶片颜色的变化

19、（1）对照   

（2）氧气  二氧化碳

（3）除植物外，其它取材条件必须相同   

（4）A

20、（1）含氮的无机盐影响植物的生长吗？

（2）含氮的无机盐会影响植物的生长（或含氮的无机盐不会影响植物的生长）

（3）含氮   

（4）甲

（5）含氮的无机盐会影响植物的生长