1、第3讲 植物对水分的吸收和利用 高频考点突破 实验专题探究 命题视角剖析 第3讲 植物对水分的吸收和利用基础自主梳理 即时达标训练 基础自主梳理 一、植物对水分的吸收 1主要吸收器官和部位：根及根尖成熟区的_。2吸水方式(1)吸胀吸水 细胞特点：细胞质内没有形成_。原理：靠亲水性物质(蛋 白 质、淀 粉、_)吸水。实例：根尖_(分生区)细胞、干种子细胞等。表皮细胞大的液泡纤维素生长点(2)渗透吸水渗透作用的概念：溶剂分子通过_的扩散作用。成熟植物细胞构成一个渗透系统的原因：原生质层主要包括细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质，可以看做是一层半透膜，再就是细胞膜与外界溶液可形成_。半透膜渗透装置具
2、有的条件半透膜膜两侧溶液具有_浓度差浓度差3植物细胞发生质壁分离的条件(1)外部条件：外界溶液浓度_细胞液浓度。(2)内部条件：具有_；原生质层的伸缩性_细胞壁的伸缩性。4植物根尖细胞吸水方式的变化_吸水(分生区)吸胀吸水和渗透吸水(伸长区)以_吸水为主(成熟区)大于大液泡大于吸胀渗透思考感悟 动物细胞能发生渗透作用吗？为什么？【提示】能。动物细胞质呈溶胶状态，具有一定浓度，细胞膜可看做半透膜，当与外界溶液接触，细胞膜内外存在溶液浓度差时，就会发生渗透作用。二、水分的运输、利用和散失1运输(1)途径：根、茎、叶中的导管。(2)动力：主要是_产生的拉力。2利用：约1%5%的水分参与_、呼吸作用等
3、生命活动。3散失方式(1)吐水水分从叶片上的_溢出，是植株正常生长的一个标志。蒸腾作用光合作用水孔(2)蒸腾作用概念：植物体内的水分，主要以水蒸气的形式通过叶的_散失到大气中。意义a是植物体内_吸收和运输的主要动力。b促进_在植物体内的运输。c降低叶面温度，避免高温灼伤。气孔水分矿质元素三、合理灌溉1理论依据(1)不同植物需水量不同。(2)同一种植物在不同的生长发育时期需水量不同。2具体要求：根据植物的需水规律_灌溉。适时、适量1渗透作用的装置高频考点突破 渗透作用的原理(1)半透膜：可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜，也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。(2)半透膜两侧的溶液具有浓度差。2渗
4、透作用的发生若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2S1的水分子数多于S1S2，宏观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，宏观上表现为S1液面下降。3渗透平衡当出现以下情况时，会达到渗透平衡。(1)膜两侧浓度差为0时。(2)在渗透作用的演示实验中，当半透膜蔗糖溶液一侧的压强增大到与半透膜另一侧的压强相等时，此时膜两侧的溶液浓度不同。4渗透作用原理及其装置的应用(1)验证渗透作用发生的条件是必须具有半透膜和浓度差。(2)根据液面变化情况鉴别两种未知溶液浓度的大小。(3)探究某种物质能否透过半透膜，如碘和淀粉。【名师点拨】发生渗透作用时，两溶液间的水分子进行双向运动，只是双向
5、运动速率不同，导致液面改变。溶液浓度是指物质的量浓度，而非质量浓度。即时应用(随学随练，轻松夺冠)1如图为渗透作用实验，开始时如图甲所示，A代表清水，B、C代表蔗糖溶液，过一段时间后结果如图乙，漏斗管内液面不再变化，h1、h2表示漏斗内液面与清水的液面差。下列说法错误的是()A图甲中B的浓度一定大于C的浓度B图乙中B的浓度一定等于C的浓度C图甲A中的水分子扩散到B的速率大于A中水分子扩散到C的速率D图乙A中水分子扩散到B的速率等于B中水分子扩散到A的速率解析：选B。半透膜两侧有溶液浓度差，浓度差越大，水分子扩散越快，漏斗管内的液面越高。据最终实验结果可断定图甲中B浓度大于C浓度。当管中液面上升
6、到一定程度时，h段液柱产生的静水压与渗透压相等，此时水分子进出半透膜达到动态平衡，管中的液面停止上升，A、C、D项正确。渗透压越大，表明溶液的浓度越大，又因h1h2，说明乙图中B的渗透压大于C的渗透压，也就是说B的浓度一定大于C的浓度。水分代谢及其在生产生活中的应用 1水分代谢过程(1)水分的主要吸收部位是根尖成熟区。(2)水分的主要吸收方式是渗透吸水。(3)水分的主要运输动力是蒸腾作用产生的拉力。(4)水分的主要运输途径是通过导管。(5)水分的主要散失途径是通过气孔。(6)水分的主要用途是蒸腾作用。2在农业生产中的应用(1)促进吸水干旱易造成土壤溶液浓度增大及时灌溉。施肥后易造成土壤溶液浓度
7、增大施肥后及时浇水。移栽幼苗时为促进幼苗吸水“带土移栽”不伤及幼根及根毛。盐碱地因土壤溶液浓度过高而不利于植物吸水与生长土壤改良培育耐盐碱植物其细胞液浓度较大，夺水能力较强(2)预防过多失水移栽植物幼苗时选择“傍晚”时间防止过于强烈的蒸腾使植物失水过多。移栽植物时剪掉部分叶片或枝条防止叶片蒸腾失水过多。常在叶片上涂抹抗蒸腾剂(CO2可出入，但水无法出入)防止水分通过气孔蒸腾。正常植株在夏季中午往往因温度过高，失水较多，为减少水分过量散失，植物往往关闭气孔(由此引发“午休”现象)。3在生活中的应用(1)糖渍、盐渍食品(如盐渍新鲜鱼、肉)不变质的原因是在食品的外面形成很高浓度的溶液，使微生物(如细
8、菌)不能在上面生存、繁殖，可较长时间地保存。(2)用浓度较高的糖或盐溶液腌制食品，细胞大量失水死亡，细胞膜失去选择透过性，糖或Na、Cl大量进入死细胞，使腌制食品具有甜味或咸味。即时应用(随学随练，轻松夺冠)2临沂市在创建国家级绿化城市的过程中，从周边移栽了大量的黄桷树，但成活率很低。市林业专家将古树进行了特殊处理后，成活率明显提高了。请回答下列有关问题：(1)黄桷树生活需要的水主要由根从土壤中吸收。吸水的主要部位是_，该处的表皮细胞能从土壤中吸水是由于_，吸水的原理是_，表皮细胞吸收的水通过_透过层层细胞。(2)移栽古树时，应去掉病腐枝，保留适当的根须。对于正常的枝叶，则应适当_(填“保留”
9、或“去掉”)，目的是_。(3)通常植物营养液中不需要加入有机物，因为绿色植物同化作用的代谢类型是_。为了确保古树成活，专家向其输入了含有氨基酸的营养液，这有利于新组织的产生。因为维持古树细胞生物活性的主要成分是_；营养液中的氨基酸进入古树细胞的方式是_。(4)在促进古树根、茎、叶活力恢复的措施中，首先应考虑根活力的恢复。为此，每天为古树输入的营养液中还应含有适量的_。解析：(1)植物吸收水分的主要结构是根，根吸水的主要部位是根尖成熟区，该处表皮细胞能从土壤中吸收水分是由于细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度，其吸水方式主要是渗透吸水，原理是渗透作用。(2)移栽植物时，去掉部分正常叶子的目的是减少因蒸
10、腾作用散失的水分。(3)绿色植物同化作用的代谢类型是自养型。在培养液中加入氨基酸有利于蛋白质的合成，提高植物成活率，氨基酸的跨膜运输方式是主动运输。(4)生长素促使植物根的生长，有利于古树成活，营养液中应含有适量的生长素类似物。答案：(1)根尖成熟区 细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度 渗透作用 渗透作用(2)去掉 减少因蒸腾作用失去的水，防止古树枯死(3)自养型 蛋白质 主动运输(4)生长素类似物1判断细胞的死活 植物细胞质壁分离与复原实验的拓展应用 待测细胞分离剂镜检发生质壁分离和复原活细胞不发生质壁分离死亡细胞实验单一变量：待测细胞的生活状态。2测定细胞液浓度范围待测细胞一系列浓度梯度的分离
11、剂 分别镜检细胞液浓度范围等于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围。实验单一变量：不同浓度的分离剂。3比较不同植物细胞的细胞液浓度不同植物细胞同一浓度的分离剂镜检 刚发生质壁分离时所需时间比较判断质壁分离速率(或细胞液浓度)。实验单一变量：不同植物细胞。4比较未知浓度溶液的浓度大小同一植物的成熟细胞未知浓度的溶液镜检 刚刚发生质壁分离所需时间比较所用时间长短判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。实验单一变量：未知浓度的溶液。另外，运用渗透作用装置也可比较未知溶液浓度大小：将已知浓度溶液放入烧杯中，未知浓度溶液装入长颈漏斗中，据长颈漏斗中液面升降予以判断。5验证原生
12、质层和细胞壁伸缩性大小成熟植物细胞分离剂镜检发生质壁分离现象细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性不发生质壁分离细胞壁伸缩性大于或等于原生质 层的伸缩性实验单一变量：植物细胞结构特性。即时应用(随学随练，轻松夺冠)3利用质壁分离和复原现象，可以进行某些生理现象的观察和测量。下列属于这类运用的有()物质透过细胞壁和原生质层的难易程度比较 判断细胞的死活 估测某细胞的细胞液浓度 解释农业生产中一次施用化肥过多引起“烧苗”的原因A一项 B两项C三项D四项解析：选D。只有活细胞才能发生质壁分离和复原现象；从质壁分离和复原现象可以看出细胞壁是全透性的，而原生质层则有选择透过性；质壁分离的条件之一是细胞液和外界溶
13、液具有浓度差，可据此估测某细胞的细胞液的浓度；一次施肥过多，土壤溶液的浓度大于细胞液的浓度，细胞失水就会引起“烧苗”。实验专题探究 观察植物细胞的质壁分离与复原【实验原理】1成熟的植物细胞相当于一个渗透系统，其原生质层相当于半透膜且伸缩性大于细胞壁，而其细胞液中因溶解了多种物质而具有一定的渗透压。2当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞液中的水分经原生质层进入外界溶液中而发生质壁分离。3当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，外界溶液中的水分经原生质层进入细胞液中而使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。【实验流程】制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片高倍显微镜下观察有一个紫色的中央大液泡原生质层紧贴细胞壁高倍显微镜观
14、察中央液泡逐渐变小紫色加深原生质层与细胞壁逐渐分离高倍显微镜观察中央液泡逐渐变大原生质层逐渐贴近细胞壁【问题探究】1完成该实验的过程中需要注意哪些问题？提示：(1)做该实验必须用成熟的活细胞，以紫色的洋葱鳞片叶的外表皮细胞最佳。(2)使用的溶液的浓度不能过大。如果过大，会使细胞在短时间内过度失水而死亡。观察到质壁分离现象后，要尽快滴加清水使其复原，否则，质壁分离的时间过长，也会造成细胞死亡。(3)在观察质壁分离现象时，要在显微镜下找到处于鳞片叶外表皮边缘的细胞，因为这里的细胞最先接触蔗糖溶液，因而也会先出现质壁分离。同理，观察质壁分离复原时，也应如此。2在该实验中若将0.3 g/mL蔗糖溶液用
15、0.1 g/mL的KNO3溶液替代，实验能成功吗？会观察到怎样的结果？提示：如果使用质量浓度为 0.1 g/mL 的硝酸钾溶液做质壁分离实验，也能成功。但是由于 K和 NO3 都是植物能吸收的，低浓度下对细胞无毒害，随着 K和 NO3 的吸收，细胞液浓度会变大，细胞又通过渗透作用吸水，从而会自动复原。特别提醒在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以免因细胞长期处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原现象的观察；不选动物细胞作实验材料是因为动物细胞无细胞壁，不会在失水时发生质壁分离现象。实战演练(专项提能，小试牛刀)(2011年河北保定调研)下图为某学生进行某实验的基本操作步骤，请回答以
16、下问题：(1)你认为他做该实验的目的是_。(2)B步骤主要观察洋葱鳞片叶表皮细胞中紫色_的大小以及_的位置。(3)请描述C步骤的操作方法：_。(4)该学生在F步骤观察时，发现质壁分离不能复原，最可能的原因是_。(5)通过实验发现，蔗糖溶液浓度不适宜会造成实验失败。请据此拟定一个相关的研究课题：_。解析：(1)通过观察该同学的实验图解，可认为他做该实验的目的是观察植物细胞的质壁分离与复原。(2)洋葱鳞片叶表皮细胞中紫色液泡的大小和原生质层的位置是判断质壁分离状况的主要指标。(3)C步骤的目的是将洋葱细胞浸没在蔗糖溶液中，所以应从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，这样重复几次即可。(
17、4)若发现质壁分离的细胞在清水中不能复原，最可能的原因是细胞已死亡。(5)可根据蔗糖溶液浓度不适宜会造成实验失败的现象，提出一些探究问题，如不同蔗糖溶液浓度对洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离和复原的影响等。答案：(1)观察植物细胞的质壁分离与复原(答案合理即可)(2)(中央)液泡 原生质层(3)从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复几次(4)质壁分离时间过长，细胞失水过多而死亡(5)探究蔗糖溶液浓度对洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离和复原的影响(答案合理即可)视角1 紧扣教材重点 渗透作用及渗透装置(2011年河北唐山一模)图1表示物质扩散的图解，图2是设计证明图1物质扩散成立的实验装置。
18、命题视角剖析 例1下列有关叙述正确的是()A图甲中水柱a将持续上升B图甲中水柱a将先上升后下降C图乙中水柱b将持续上升D图乙中水柱b将先上升后下降【思路点拨】试题考查了渗透作用及渗透装置。由题干图1信息，推知淀粉不能通过半透膜，而葡萄糖能够通过半透膜是解题的关键，同时正确理解水分子由低浓度向高浓度扩散，正确推断乙图由于葡萄糖能够通过半透膜，最后达到半透膜两侧浓度相等。【尝试解答】D【解析】由于淀粉不能透过半透膜，故水柱a表现为先上升，后保持不变；葡萄糖能透过半透膜，水柱b表现为先上升，后由于葡萄糖透过半透膜进入清水中，水柱b将下降。视角2 洞察高考热点质壁分离及复原实验现象分析(2010年高考
19、上海卷)下图为显微镜下某植物细胞在30%蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是()例2A若将细胞置于清水中，A仍保持不变B若该细胞处于40%蔗糖溶液中，B/A值将变小CB/A值能表示细胞失水的程度DA、B分别表示细胞和液泡的长度【尝试解答】D【解析】处于质壁分离状态的细胞放在清水中，将会出现质壁分离复原的现象，复原后的细胞体积基本不变；提高外界溶液的浓度，细胞继续失水，体积继续减小，B/A值将变小；B/A值越小失水越严重，所以该值能代表细胞失水的程度；B代表原生质体的长度，并非代表液泡长度。选D。视角3 突破易错疑点渗透和扩散、半透膜和选择透过性膜的概念理解1渗透和扩散(1)概念的内涵和外延不
20、同扩散一般指自由扩散，凡物质从相对含量高的部位向含量低的部位的自由运动都可称为自由扩散；渗透是指溶剂分子通过半透膜的扩散，因而H2O通过半透膜的扩散过程可称为渗透，而CO2、O2等物质通过半透膜的扩散则不能称为渗透。二者关系可用右图表示：(2)渗透现象的判断分析某一现象是否为渗透现象，主要分析其是否满足构成渗透装置的条件，即：有一个起分隔作用的半透膜或选择透过性结构。被膜分开的两侧均为液体且存在浓度差。2半透膜与选择透过性膜(1)区别：半透膜是无生命的，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质是否能通过取决于分子的大小。选择透过性膜是有生命的生物膜，由于载体的存在，决定了对不
21、同物质是否吸收的选择性。细胞死亡后，其选择透过性丧失。(2)共性：都允许水分子自由通过，都不允许大分子物质通过。以下哪种情况会发生渗透作用()干种子萌发时的吸水 萎蔫的青菜放进清水中变得硬挺 根毛细胞吸水 水由气孔进入外界环境 插在花瓶中的玫瑰花枝由瓶中吸水 洋葱表皮细胞放在盐水中发生质壁分离 兔的血液红细胞放在盐水中发生皱缩A BCD例3【尝试解答】D【解析】干种子细胞没有形成液泡，属于吸胀吸水；水由气孔进入外界是由于蒸腾作用；玫瑰花枝吸水是通过枝条中的导管的吸水；洋葱表皮、根毛细胞、青菜叶属于成熟植物细胞，有液泡。即时达标训练 本部分内容讲解结束 点此进入课件目录按ESC键退出全屏播放谢谢使用