植物根部吸收生活所需的水和無機(jī)鹽，通過導(dǎo)管向上運(yùn)輸，供植物利用，其中大部分水通過蒸騰作用散失。通過觀察、演示、驗(yàn)證、探究、交流等形式豐富的學(xué)習(xí)活動(dòng)，解釋生產(chǎn)生活中的相關(guān)現(xiàn)象，從物質(zhì)循環(huán)與能量變化的角度闡明植物在生物圈中的作用等，發(fā)展比較、歸納、演繹、建模等思維能力。
科學(xué)探究是獲取科學(xué)知識的重要途徑。通過設(shè)計(jì)單一變量的實(shí)驗(yàn)，探究植物的生活及其影響因素。開展實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，需要提出明確的問題，針對該問題作出合理假設(shè)，并通過對比實(shí)驗(yàn)提供的證據(jù)判斷是否支持假設(shè)，進(jìn)而得出相應(yīng)的結(jié)論。在學(xué)習(xí)活動(dòng)中初步認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)，感悟生態(tài)文明觀，認(rèn)同嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。
舉例說明植物通過吸收、運(yùn)輸和蒸騰作用等生理活動(dòng)，獲取養(yǎng)分，進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸，參與生物圈中的水循環(huán)；形成生物體的結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng)、物質(zhì)變化與能量轉(zhuǎn)化相伴發(fā)生、生物與環(huán)境和諧共生的觀念。
植物的生活需要水和無機(jī)鹽。那么，植物為什么需要水和無機(jī)鹽?植物又是怎樣吸收水和無機(jī)鹽的?
植物生活需要的水主要是根從土壤里吸收的
水是細(xì)胞的重要組成成分，是植物進(jìn)行光合作用的原料，水在植物的生活中具有極其重要的作用。植物生活所需要的水是從周圍環(huán)境中吸收的。
探究植物細(xì)胞的吸水和失水
在日常生活中你注意過這些現(xiàn)象嗎?將萎蔫的黃瓜浸泡在水里，黃瓜會逐漸變得硬挺；將少量的醬油倒入盛有黃瓜條的盤里，盤里會出現(xiàn)越來越多的湯，黃瓜條逐漸變得軟縮。顯然，黃瓜的果肉細(xì)胞可以吸水，也可以失水。那么，黃瓜細(xì)胞吸水或失水的條件是什么?
提示1.根據(jù)上述的生活現(xiàn)象，分小組圍繞黃瓜細(xì)胞吸水或失水的條件進(jìn)行討論，然后提出問題，并就其中一個(gè)問題進(jìn)行研究。2.為檢驗(yàn)假設(shè)，制訂計(jì)劃時(shí)建議選用黃瓜、蘿卜或馬鈴薯做實(shí)驗(yàn)材料。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案要能夠獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可考慮使用下列實(shí)驗(yàn)器具：小菜板、菜刀、天平、砝碼、500 mL量筒、燒杯(4個(gè))水、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的食鹽水。
注意!使用菜刀時(shí)務(wù)必小心。3.在實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案前，設(shè)計(jì)一個(gè)表格記錄你們小組獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
討論1.說明你們小組同學(xué)的假設(shè)和實(shí)驗(yàn)方案。2.當(dāng)黃瓜細(xì)胞吸水時(shí)，請描述水的運(yùn)動(dòng)途徑。3.分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說明黃瓜細(xì)胞吸水或失水的條件是怎樣的。4.討論實(shí)驗(yàn)處理時(shí)間過長或過短是否會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
植物生活需要的水，主要是根從土壤里吸收的。根怎樣吸收土壤里的水?綠色開花植物通常都有發(fā)達(dá)的根系，根系不但可以固定植物，而且根的表面積越大，吸收水的能力越強(qiáng)。那么，根的什么結(jié)構(gòu)擴(kuò)大了根與土壤的接觸面積?
目的要求1.觀察根毛的形態(tài)和密度，認(rèn)識根與土壤接觸的表面積是很大的。2.理解根尖生有根毛的區(qū)域是根的主要吸水部位。材料器具培養(yǎng)皿(培養(yǎng)生出根毛的小麥或玉來幼苗)，放大鏡，鑷子，等等。
方法步驟1.用鑷子從培養(yǎng)皿中夾取幼苗的一條幼根，肉眼觀察靠近幼根尖端的部位，可以看到許多白色的“絨毛”；這就是根毛。根尖著生根毛的區(qū)域叫成熟區(qū)或根毛區(qū)。2.用放大鏡觀察幼苗的成熟區(qū)，注意成熟區(qū)的根毛密度，以及每根根毛的形狀和長度。
討論1.根的主要吸水區(qū)域是根尖的哪個(gè)部分?2.根與土壤接觸的表面積是怎樣擴(kuò)大的?
觀察幼苗的根尖得知，成熟區(qū)生有大量的根毛，是根吸收水的主要部位。
在成熟區(qū)單位面積(mm2)上的根毛數(shù)目，玉米約有420條，豌豆約有230條。成熟根毛的長度為0.5～10.0 mm，平均直徑約為10μm。有人將一株黑麥栽培在木箱里，觀察到抽穗時(shí)的根毛多達(dá)150億條，其總面積約有400m2。
由此可見，植物根部生有大量根毛，擴(kuò)大了根的吸收面積。
根毛細(xì)胞細(xì)胞壁極薄，細(xì)胞質(zhì)少，液泡大。根毛穿過土壤顆粒的空隙時(shí)，與土壤顆粒緊密地黏附在一起，利于吸收土壤中的水和無機(jī)鹽。
土壤顆粒之間的水和無機(jī)鹽，構(gòu)成土壤溶液。一般情況下，根毛細(xì)胞液濃度總是大于土壤溶液濃度，于是，根毛細(xì)胞吸收土壤里的水。若土壤溶液濃度大于根毛細(xì)胞液的濃度，根毛細(xì)胞就會失水。一次施肥過多，容易造成“燒苗”，就是這個(gè)道理。
植物生活需要多種無機(jī)鹽
綠色開花植物的生活是否需要無機(jī)鹽?植物的根系能否從土壤里吸收無機(jī)鹽?
觀察土壤浸出液培養(yǎng)的幼苗
將兩株同樣大小的玉米幼苗，分別放在盛有蒸餾水和土壤浸出液的器皿中繼續(xù)培養(yǎng)。觀察這兩株玉米幼苗的長勢是否相同。
討論1.土壤浸出液與蒸餾水的主要區(qū)別是什么?2.描述兩株幼苗的色澤，以及根系和莖葉的長勢。3.兩株幼苗為什么長勢不同?說明原因。
用土壤浸出液培養(yǎng)的幼苗，根系發(fā)達(dá)，莖葉生長旺盛，顏色鮮綠；用蒸餾水培養(yǎng)的幼苗則長勢弱。這表明綠色開花植物的生活需要無機(jī)鹽；根不但從土壤里吸收水，而且從土壤溶液中吸收無機(jī)鹽。
植物生活需要多種無機(jī)鹽，其中需要量最多的是含氮、含磷和含鉀的無機(jī)鹽。
植物如果缺少某種無機(jī)鹽，就不能正常生長，并會出現(xiàn)相應(yīng)的癥狀，由此可以深入研究各種無機(jī)鹽對植物生活的作用。
三類無機(jī)鹽在植物生活中的作用
無土栽培是不依賴于土壤的農(nóng)作物栽培方式
傳統(tǒng)的農(nóng)作物栽培是離不開土壤的，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)卻可以不用土壤。根據(jù)植物生活需要的無機(jī)鹽種類、數(shù)量和比例配制營養(yǎng)液，用營養(yǎng)液栽培植物，這就是無土栽培。
不同植物以及同一植物不同生長期，所需要無機(jī)鹽的種類和數(shù)量不同。人工配制的營養(yǎng)液能更合理地滿足植物體的需要，種植出優(yōu)質(zhì)、無污染的糧食、蔬菜、水果、花卉、苗木和飼料等，而且產(chǎn)量比土壤種植提高幾倍、十幾倍甚至幾十倍。因此，無土栽培改變了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)離不開土壤的限制，為糧食、蔬菜和花卉的工廠化、自動(dòng)化生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。
1.植物移栽時(shí)，根部總要帶一個(gè)土坨，請解釋這樣做的原因。

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第3節(jié) 吸收作用

版本： 北師大版（2024）

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