3. 假設(shè)小麥體內(nèi)某處細(xì)胞間隙液的濃度為A,細(xì)胞液的濃度為B,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的濃度為C,當(dāng)它因缺水而萎蔫時,三者間的濃度為
A.A>B>C B.A>C>B C.B>C>A D.B>A>C
2.下列細(xì)胞中依靠滲透吸水的是
A.根生長點細(xì)胞 B.莖形成層細(xì)胞
C.失水的葉肉細(xì)胞 D.干燥種子的細(xì)胞
1.將成熟的植物細(xì)胞放在溶液中能構(gòu)成一個滲透系統(tǒng),主要原因是
A.液泡膜內(nèi)外溶液有濃度差 B.細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)層可看作一層選擇透過性膜
C.細(xì)胞壁是全透性的 D.水分可以自由出入細(xì)胞
4.植物的含水量與光合作用的關(guān)系
l 有人實驗,把葉子從植株上切下后,立即放在保持高濕度、光照充足的容器內(nèi),葉子的含水量,由于蒸騰而徐徐減少,然后,測定葉子在發(fā)生水分虧缺情況下,相對光合作用強度。結(jié)果,葉子水分虧缺,對光合作用的影響是明顯的,其關(guān)系如圖10-4所示。其主要原因可能是水分虧缺造成氣孔關(guān)閉,降低了二氧化碳的吸收量,從而影響了光合作用。另外,不同植物,水分虧缺對光合作用的影響程度不同。
鞏固練習(xí)
3.蒸騰作用
水分以氣體狀態(tài)從植物體表面(主要是葉)散失到體外的現(xiàn)象叫做蒸騰作用。蒸騰作用對植物體有重要生理意義。蒸騰作用是植物對水分吸收和運輸?shù)闹饕獎恿,蒸騰作用能促進(jìn)礦質(zhì)養(yǎng)料在體內(nèi)的運輸,蒸騰作用能降低葉片的溫度。
植物成長以后,蒸騰作用主要通過葉面進(jìn)行。葉面蒸騰分為角質(zhì)蒸騰和氣孔蒸騰,后者是最主要形式。
外界條件影響蒸騰作用的最主要因素是光照,此外還有空氣相對濕度、溫度、風(fēng)等。生產(chǎn)實踐上,一方面要促使根系生長健壯,增強吸水能力;另一方面要減少蒸騰,這在干旱環(huán)境中更為重要。
2.植物根系對水分的吸收和植物體內(nèi)水分的運輸
根系吸水有兩種動力:(l)根壓:即根系的生理活動使液流從根部上升的動力。從土壤到根內(nèi)通常存在一個由高到低的水勢梯度。使水分由土壤溶液進(jìn)入根的表皮、皮層,進(jìn)而到達(dá)木質(zhì)部導(dǎo)管。此外水分還可以通過成熟區(qū)表皮細(xì)胞壁以及根內(nèi)層層細(xì)胞之間的間隙向里滲入,最終也達(dá)到導(dǎo)管。(2)蒸騰拉力:這種吸水是依靠蒸騰失水而產(chǎn)生的蒸騰拉力,由枝葉形成的力量作用根部而引起的被動吸水。
影響根系吸水的外界條件有土壤中可用水分、土壤通氣狀況、土壤溫度、土壤溶液濃度等。
水分被根系吸收進(jìn)入木質(zhì)部的導(dǎo)管和管胞后,沿著木質(zhì)部向上運輸?shù)角o或葉的木質(zhì)部,而到達(dá)植物體的各部。水分子在導(dǎo)管內(nèi)上有蒸騰拉力,下有根壓,中間有水分子本身的內(nèi)聚力,使水分形成連續(xù)的水柱源源而上。
1.植物細(xì)胞吸水方式
并不是所有的植物細(xì)胞都通過滲透作用吸水,進(jìn)行滲透吸水的細(xì)胞必須是成熟的植物細(xì)胞,即具有中央液泡的細(xì)胞。而植物體內(nèi)未成熟的植物細(xì)胞還沒有形成中央液泡,無法通過滲透作用吸水。這些細(xì)胞主要依靠細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素等親水性物質(zhì)很容易與水分子結(jié)合的特性,從外界溶液中吸收水分,這種吸水方式叫吸脹作用(蛋白質(zhì)、淀粉等吸水后要膨脹)。如干燥的種子(如大豆)萌發(fā)前吸水、根尖分生區(qū)的細(xì)胞等。
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吸脹吸水 |
滲透吸水 |
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細(xì)胞結(jié)構(gòu) |
形成成熟液泡前 |
形成成熟液泡后 |
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原理 |
利用親水性物質(zhì)的吸脹作用 |
滲透作用 |
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吸收后水的狀態(tài) |
主要是結(jié)合水 |
自由水 |
水都是吸脹作
6.影響根吸收礦質(zhì)元素的因素有哪些?
答:影響根吸收礦質(zhì)元素的因素見下表:
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內(nèi)因 |
植物吸收礦質(zhì)離子的種類和數(shù)量,直接原因是細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量,根本原因取決于植物的遺傳性(即物種的特異性)。 |
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外因 |
溫度 |
如圖所示,在一定范圍內(nèi),根系吸收礦質(zhì)元素離子的速率,隨土壤溫度的升高而加快。這主要是由于溫度影響根的呼吸速率,從而影響根對礦質(zhì)元素離子的吸收。但溫度過高(超過40℃),吸收離子的速度下降。
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氧氣濃度 |
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土壤溶液pH |
作物都有生長的最適pH值,一般為6-7。不同植物生長的最適pH值是不同的。土壤酸化或堿化均不利于植物生長。 |
名師點撥
例1(2001廣東生物卷)圖10-2是研究植物水分代謝的4個實驗裝置。
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請判斷實驗開始后,玻璃管內(nèi)的水是否流動及流動方向(無流動以×表示,流動方向以↓、↑、→、←表示)。下面4個選項中的符號依次表示4個裝置中用括號標(biāo)示的玻璃管內(nèi)的水分流動現(xiàn)象,其中正確的是 A.↑↓×× B.×↑×→
C.↓↑→→ D.↓↑×←
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考點分析 本題通過分析實驗裝置來考查對蒸騰作用和滲透作用原理的理解,同時要求學(xué)生具有較強的觀察能力和綜合分析能力。
解題思路 滲透作用的發(fā)生必須具備兩個條件:一是具有半透膜,二是半透膜兩側(cè)具有濃度差。凡是符合這兩個條件的都可發(fā)生滲透作用,水分子表現(xiàn)出由低濃度向高濃度一側(cè)運動。成熟的植物生活細(xì)胞是一個滲透系統(tǒng),原生質(zhì)層在植物細(xì)胞中起半透膜作用,當(dāng)植物細(xì)胞與外界溶液接觸時,水分子表現(xiàn)出由低濃度向高濃度一側(cè)運動。(1)號玻璃管頂部的油滴阻止了水分的蒸發(fā),不發(fā)生水分的流動。(2)號玻璃管中植物的蒸騰作用和滲透作用使水分子向上運動。(3)號玻璃管兩端的蔗糖溶液濃度相同,水分子進(jìn)出平衡,故表現(xiàn)為不發(fā)生水分的流動。(4)號玻璃管兩端的蔗糖溶液濃度不相同,左側(cè)濃度較高而右側(cè)濃度較低導(dǎo)致水分進(jìn)出的速率不同,總體上玻璃管中水分子從左側(cè)流向右側(cè)。本題正確答案是B。
失分陷阱 觀察識圖能力弱,不能正確審題并綜合分析是導(dǎo)致失分的主要原因! 解題時不要圖快,要注意仔細(xì)審題,理解題意。
例2 (2001上海生物卷)人紅細(xì)胞的滲透壓與x濃度的食鹽水相當(dāng)。而浸在y濃度食鹽水中的紅細(xì)胞破裂:浸在z濃度食鹽水中的紅細(xì)胞收縮。則這三種食鹽水的濃度大小依次為
A.x>y>z B.y>x>z C.z>y>x D.z>x>y
考點分析 本題主要考查細(xì)胞的吸水和失水。課本主要介紹植物細(xì)胞,本題考核的紅細(xì)胞是動物細(xì)胞,故還考查學(xué)生知識遷移的能力。
解題思路 將人紅細(xì)胞放在一定濃度的外界溶液中就構(gòu)成了一個滲透裝置。浸在y濃度食鹽水中的紅細(xì)胞破裂,說明y濃度比紅細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)液的濃度小,紅細(xì)胞發(fā)生滲透吸水;浸在z濃度食鹽水中的紅細(xì)胞收縮,說明z濃度比紅細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)液的濃度的,紅細(xì)胞發(fā)生滲透失水。所以這三種食鹽水的濃度大小依次為z>x>y。本題正確答案是D。
失分陷阱 知識遷移能力較差或不能正確區(qū)分低滲、等滲和高滲溶液導(dǎo)致失分。
例3(2002全國春季理綜卷)取新鮮的馬鈴薯塊莖,去皮后切取兩個相同大小的立方塊,一塊放在濃鹽水中,另一塊放在清水中(如圖10-3)。請判斷一段時間后它們的變化,并解釋其原因。
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(1)圖a中馬鈴薯塊 (收縮,不變,膨脹)。
解釋原因: 。
(2)圖b中馬鈴薯塊 (收縮,不變,膨脹)。
解釋原因: 。
考點分析 本題主要考查植物細(xì)胞的吸水和失水。
解題思路 鹽水的濃度大于馬鈴薯細(xì)胞液的濃度,由于滲透作用馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)水分滲出,馬鈴薯塊收縮變;馬鈴薯細(xì)胞液的濃度大于清水,由于滲透作用外界的水分滲進(jìn)馬鈴薯細(xì)胞,馬鈴薯塊膨脹變大。本題正確答案是(1)收縮 鹽水的濃度大于馬鈴薯細(xì)胞液的濃度,由于滲透作用細(xì)胞內(nèi)水分外流。(2)膨脹 馬鈴薯細(xì)胞液有一定濃度,由于滲透作用水分進(jìn)入細(xì)胞。
失分陷阱 該題屬容易題,失分的原因在于不能用正確的生物學(xué)術(shù)語來解釋生物學(xué)現(xiàn)象。
例4(2004江蘇生物卷)一位農(nóng)民種植的某塊農(nóng)田小麥產(chǎn)量總是比鄰近地塊的低。他懷疑該農(nóng)田可能是缺少某種元素,為此將該塊肥力均勻的農(nóng)田分成面積相等的五小塊,進(jìn)行田間實驗。除施肥不同外、其他田間處理措施相同。實驗結(jié)果如下表:
|
地
塊 |
甲 |
乙 |
丙 |
丁 |
戊 |
|
施肥情況 |
尿素 |
磷酸二氫鉀 |
磷酸二氫銨 |
硫酸銨 |
不施肥 |
|
小麥?zhǔn)斋@量 |
55.56 |
65.26 |
56.88 |
55.44 |
55.11 |
從表中可判斷,該農(nóng)田最可能缺少的元素是
A.K B.N C.P D.S
考點分析 本題知識點主要是植物必需的元素,但重點考查學(xué)生對對照實驗及實驗結(jié)果的分析。
解題思路 甲、丙、丁等地塊的小麥?zhǔn)斋@量與作為對照的不施肥的戊地塊的小麥?zhǔn)斋@量基本相同,只有乙地塊收獲量高,分析乙地塊的施肥情況,除了與丙地塊所施肥相同的礦質(zhì)元素P外,還含有礦質(zhì)元素K,可以得出判斷結(jié)論。本題正確答案是A。
失分陷阱 部分學(xué)生不能正確理解該實驗的設(shè)計意圖,不能正確區(qū)分實驗組和對照組導(dǎo)
致無法作出正確判斷。
例5(2000年廣東生物卷)在根吸收無機鹽離子的過程中,一般情況下,下列因素中最重要的是
A.蒸騰速率 B.根尖表皮細(xì)胞內(nèi)外無機鹽離子的濃度差
C.離子進(jìn)入根尖表皮細(xì)胞的擴散速率 D.根可利用的氧
考點分析 本題考查根對無機鹽離子的吸收及其動力。
解題思路 根吸收無機鹽離子的方式是主動運輸,呼吸作用為主動運輸提供了能量,而氧的正常供應(yīng)與否直接影響根的呼吸作用。根尖表皮細(xì)胞是否吸收某種無機鹽離子和吸收數(shù)量的多少取決于根尖表皮細(xì)胞膜上的載體,而非細(xì)胞內(nèi)外無機鹽離子的濃度差;而蒸騰速率影響溶解于水中的無機鹽離子的運輸。本題正確答案是D。
失分陷阱 不能正確區(qū)分植物滲透吸水和吸收礦質(zhì)元素的方式及植物滲透吸水和吸收礦質(zhì)元素的動力,將兩者混為一談,導(dǎo)致誤選A或B。
例6(2003上海生物卷)北方冬季常綠植物體內(nèi)礦質(zhì)養(yǎng)料的運輸減弱或近于停止,主要原因是
A.吸收作用減弱 B.蒸騰作用減弱 C.光合作用減弱 D.呼吸作用減弱
考點分析 本題考查礦質(zhì)元素離子在植物體內(nèi)的運輸及運輸?shù)膭恿Α?/p>
解題思路 根吸收礦質(zhì)元素離子的動力是呼吸作用,而體內(nèi)礦質(zhì)元素的運輸是隨水的運輸一起運輸,運輸動力是蒸騰作用產(chǎn)生的蒸騰拉力。本題正確答案是B。
失分陷阱 不能正確區(qū)分植物根吸收礦質(zhì)元素離子的動力和體內(nèi)礦質(zhì)元素運輸?shù)膭恿,?dǎo)致誤選D,甚至將礦質(zhì)元素運輸?shù)膭恿φ`認(rèn)為是光合作用。
例7 落葉中某種礦質(zhì)元素的含量顯著少于落葉前的含量,而另一種微量元素的含量幾乎不變,這兩種元素分別是
A.P和Mg B.N和Ca C.H和Fe D.K和Fe
考點分析 本題重點考查植物體內(nèi)的礦質(zhì)元素的利用。能判斷可再度利用元素和不可再度利用元在新葉、成熟葉和衰老葉中的含量及其變化。
解題思路 進(jìn)入植物體內(nèi)以離子狀態(tài)和不穩(wěn)定的化合物存在的元素易轉(zhuǎn)移和再利用,隨著植物的生長,衰老部位分解釋放該類元素向新生部位轉(zhuǎn)移,落葉中該類礦質(zhì)元素的含量顯著少于落葉前的含量,這類元素主要是K、N、P和Mg等;而進(jìn)入植物體內(nèi)以難溶解的穩(wěn)定的化合物存在的元素不可轉(zhuǎn)移再利用,落葉與落葉前的含量幾乎不變,這類元素主要是Ca和Fe等,其中Fe是微量元素。答案:D
失分陷阱 該題失分陷阱主要在于審題時忽略了“微量元素”而導(dǎo)致誤選B。
拓展提升
5.植物滲透吸水的動力和吸收礦質(zhì)元素的動力一樣嗎?
l
答:植物主要的吸水方式是滲透吸水,一般吸水力主要來自蒸騰作用拉力。圖10-1是向日葵的蒸騰及吸水的日變化,從中可以看出,蒸騰與吸水有著大致的平行關(guān)系,吸水總是稍稍落后于蒸騰。蒸騰作用還是促使水分內(nèi)運輸?shù)闹匾獎恿Α?/p>
土壤溶液中的礦質(zhì)元素離子透過根尖成熟區(qū)表皮細(xì)胞的細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部的過程,不僅需要細(xì)胞膜上載體蛋白質(zhì)的協(xié)助,而且需要消耗細(xì)胞呼吸作用釋放出的能量,是一個主動運輸?shù)倪^程。呼吸抑制劑會抑制離子的吸收,植物吸收礦質(zhì)元素的動力是呼吸作用。
4.判斷必需元素的標(biāo)準(zhǔn)是什么?如何知道某元素是否是植物必需的?
答:判斷必需元素的標(biāo)準(zhǔn)是:首先該元素完全缺乏時,植物不能進(jìn)行正常的生命活動;其次該元素對植物生命活動的作用不能由其它元素替代,缺乏時植物表現(xiàn)出一定的病癥,而且對表現(xiàn)了缺素癥狀的植物施與該元素,植物可以恢復(fù)正常的生命活動。
溶液培養(yǎng)法是測定礦質(zhì)元素是否是必需元素的一種研究方法,具體實驗方法采用對比法,在設(shè)計實驗時,要注意實驗組是缺乏一種礦質(zhì)元素的完全營養(yǎng)液,對照組是完全營養(yǎng)液。實驗必須具備有利于植物正常生長的的環(huán)境。
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