植物的矿质营养.doc

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1、植物的矿质营养【学习目标】1．知道植物的矿质元素及其种类。2．知道植物对矿质元素吸收和利用的特点。3．知道合理施肥的基础知识。 【学习障碍】1．理解障碍(1)如何理解矿质元素吸收的原理？(2)如何理解矿质元素的利用及其利用的特点？(3)如何理解矿质元素的吸收与水分的吸收是两个相对独立的过程？(4)如何理解影响根对矿质元素吸收的外界因素？2．解题障碍(1)解矿质元素的吸收与其他生理活动的关系及综合应用的题。(2)解矿质元素利用的题。 【学习策略】1．理解障碍的突破(1)用“迁移法”理解矿质元素吸收的原理。植物吸收矿质元素的主要部位是根尖的根毛区，从细胞水平上看，主要是一个矿质元素如何进入根

2、毛区的表皮细胞的问题，即涉及到物质进出细胞的方式。由于矿质元素通常是以离子的形式被吸收的，因此，矿质元素的吸收主要是一个主动运输的过程。联系前面所学的“主动运输”知识并将其迁移过来知道，主动运输矿质元素离子到根细胞内，需要存在于细胞膜上的专一性的运载矿质元素离子的载体的同时，还要消耗细胞通过新陈代谢所提供的能量，如上图所示。所以应重点从图中①、②两个方面来理解。①有关载体蛋白。由于细胞膜上不同的载体蛋白运载不同的矿质元素离子，因而植物从营养环境中吸收矿质元素时，还具有选择吸收的性质，即植物体能否吸收这种矿质元素取决于细胞膜上载体的种类，吸收多少取决于细胞膜上载体的数量，运载某种元素的载体

3、多，吸收某种元素就多；反之，这种元素吸收也就少。也就是说植物吸收各种元素的数量与各种元素存在于环境中的数量是不成比例的。因而不同植物对同一种矿质元素吸收的情况不同，同一种植物对不同矿质元素的吸收量也不同。此外，据初步分析研究，根对矿质元素吸收的选择性，还与元素进入植物体后的利用情况有关系，这与后面将要学到的矿质元素的利用相联系，应做好知识迁移的准备。②代谢能。由于吸收过程需要消耗能量，联系前面所学的有关能量知识并迁移过来可知，ATP是生命活动的直接能源物质，而产生ATP所需的能量主要靠细胞质中线粒体的有氧呼吸提供，有氧呼吸是一种生理活动，除了需要O2外还必须有细胞呼吸的酶参与，因而O2的

4、浓度和影响酶活性的因素即温度等都将影响到矿质元素的吸收，即矿质元素的吸收受O2浓度与温度的影响。这部分知识与后面将要学到的细胞呼吸相联系，应做好知识迁移的准备。(2)用“并列比较法”理解矿质元素的利用及其利用的特点。各种矿质元素被植物体吸收以后，随着水分的运输而到达植物体的各个组织器官中。有些矿质元素是作为植物体的组成成分，有些是作为调节植物体生理功能的，也有些是兼备这两种作用的。矿质元素的利用取决于矿质元素在植物体内的存在形式。矿质元素离子在植物体内主要有三种形式存在，第一是以离子形式存在，如K＋；第二是形成不稳定的化合物，如N、P、Mg等；第三是形成稳定的化合物，如Fe、Ca等。其中

5、第一、第二种形式在植物体中可以转移,再度被利用。转移时通常从代谢弱的地方转移到代谢强的部位，因此这类元素在植物体内大多数分布于分生区和嫩叶等代谢较旺盛的部分。第三种情况，Fe、Ca在植物体内不能转移，也就不能再被利用。这类元素往往在越老的器官中含量越多。不能转移的元素，植物体一旦缺乏，生理病症都表现在新叶(嫩叶)。用并列比较法列表归纳如下： 元素举例植物体内存在形式能否转移利用情况缺乏时最先受害的是K离子状态很容易反复老叶N、P、Mg不稳定化合物能多次老叶Fe、Ca稳定化合物不能一次新叶 (3)用“并列比较法”理解根吸收矿质元素和吸收水分是两个相对独立的过程。根对矿质元素的吸收和对水分的

6、吸收既有区别又有联系。区别是：第一，矿质元素与水分进入根细胞的方式不同。水分是通过自由扩散进入细胞，矿质元素离子是通过主动运输进入细胞。第二，吸收的动力不同，吸收水分的动力是蒸腾拉力和根细胞与环境之间的浓度差而产生的根压(主要是蒸腾拉力)；吸收矿质元素离子的动力主要是根细胞呼吸产生的ATP，由ATP释放能量供载体做功。第三，吸收数量与外界浓度的关系不同。根细胞吸收矿质元素离子需要水做溶剂，则两者吸收数量理应成比例，但根对矿质元素的吸收量与土壤溶液中矿质离子的数量一般不成比例，即根对矿质元素的吸收具有选择性。联系是：第一，矿质元素的吸收要溶于水，随水进入根细胞内部。第二，矿质元素在植物内的

7、运输是随着水分的运输到达植物体的各部分，其运输的动力主要都是蒸腾拉力。第三，矿质元素被根细胞吸收后，又会影响细胞内外溶液的浓度，从而影响根对水分的渗透吸收。综上所述，根吸收矿质元素离子和吸收水分是两个相对独立的过程。(4)用“层析综合法”理解影响根对矿质元素吸收的外界因素。根从土壤里吸收矿质元素的多少和快慢受下列因素制约：①水分和O2：根系吸收矿质元素离子，主要靠细胞呼吸供应能量。如果O2供应不足，影响根系发育和呼吸，从而影响对矿质