植物与土壤

第3节　植物与土壤
教学目标：1、区分直根第与须根系
　　　　　2、理解根尖的基本结构特点以及
3、知道根吸水的主要部位和吸水、失水的条件
　　　　　4、了解植物缺乏氮、磷、钾的病症
　　　　　5、知道水体富营养化污染的基本症状
　　　　　6、初步学习数据处理能力――干扰数据的辨别和删除
　　　　　7、初步学习“实验方案”的优劣性比较
重点难点：根尖的结构、细胞的吸水和失水
教学过程：
第一课时
复习回顾:
1、土壤是地球形成以后逐渐在生物和非生物的共同作用下形成 的，通过学习我们知道了土壤是主要是由下列哪些物质组成的（ ）
1）砂粒 2）有机物 3）水 4）空气
A．123 B．234 C．134 D．1234
2、组成土壤的矿物质颗粒有大有小，直径在2.0~0.02毫米之间的矿物质颗粒叫做( )
A．砂粒 B．粉砂粒 C．黏粒 D．石粒
3、土壤中的矿物质颗粒较小，土壤中的空隙就较少，土壤中的 和 就越少。
4、大部分的植物适于生活在既不太疏松，也不太黏。 、 、能保水、保肥的土壤里。
5 、植物的生长需要土壤提供充足的 。
课堂引入：植物是通过根来吸收土壤中的营养物质的，你知道根的结构吗？
植物的根系
水稻 菜豆
根的数目 所有的根粗细相近，呈胡须状 中间粗大，周围的根逐渐变细
是否有明显发达的根 无 有
你知道还有哪些植物具有这样的根？ 葱、蒜苗、韭菜、荞头、水稻、玉米等 白菜 、萝卜、芹菜、苋菜、菠菜、香菜等
学生活动：观察带根和小麦和菜豆根的什么不同，并填写观察表格。
两类根系的区别：有没有明显发达的主根和侧根之分。
总结：
1、 根系：一株植物所有的根的总合
2、 根系的分类：
直根系：有明显主侧根之分的根系
须根系：没有明显主侧根之分的根系
考考你：下图各是什么根系？
区分水稻、玉米、青菜、白萝卜、高粱、芦苇、番薯的根系
补充：
植物的不定根：由植物的茎、 叶上发生的根。
例：
根的功能
①固定：植物的根十分发达，生长范围比枝叶大，把植物牢牢固定在地上
②吸收：土壤中的水分和无机盐是通过根吸收进入植物体的
4、根系的分布
植物的根在土壤中的分布，与土壤的结构、肥力、通气状况和水分状况等因素有关。
案例探究：植物根系的分布与地下水位高低的关系。
提出问题：根系的分布与地下水位高低有怎样的关系
建立假设：A、地下水位高，根系分布浅
B、地下水位低，根系的分布浅
C、根系的分布与水位的高低无关
实验方案：方案一、 野外调查。
方案二、野外栽培
方案三、实验室栽培
学生活动：⑴讨论哪一种方案比较好？三种方案的优劣在哪儿？
　　　　　⑵你还能改进或设计更好的方案吗？
①组织野外观察较难，还要强调安全问题。虽然观察条件不是任何学校所在地都能满足，但是一旦观察到，则实验成功率就较大；
②野外栽培，可控性增强，但实验条件也不是任何学校都能满足的；
③实验室栽培，虽然可控性较强，但模拟地下水位的高低不太容易做到。
归纳：
⑶数据处理：
①一株植物根系的长度：根系所有根的平均长度
②几株植物根系的长度：所有植物根的长度之和除以根的总数（多次测量取平均值）。
数据处理时，应该去掉无效数据，如少数“特别长或特别短的根”的数据。
⑷实验结论：地下水位越高，根系的平均长度会越短，根系分布浅。
植物细胞的吸水和失水
1、植物的根尖结构
情景展示：大雨过后，光秃的山坡常常冲下大量的泥土，有树有草的山坡就不是这样。这是什么原因？
分析：将一棵植物的根从土壤中挖掘出来，仔细观察就会发现，根系在土壤中总是向土壤深处生长，并且向四周扩展。原来，根具有向地生长的特性。根系的入土深度一般都大于地上部分的主茎高度，根系的扩展范围一般都大于地上部分的扩展范围。因此，在栽培植物的生长期间，要经常耕松土壤。疏松的土壤，不仅空气充足，有利于根的呼吸，而且阻力比较小，有利于根系在土壤中延伸。根系不但固定了植物体，而且牢牢地“抓住”土壤。人们在山坡、沙地上造林和种草，就是利用根系分布的这个特点来保持水土的。植物都有发达的根系，植物根的各个部位都能吸水吗？
实验观察：①选取两株生长旺盛、带有绿叶和根系的小麦幼苗。将一株小麦植株的所有根的前端都剪去3～5毫米，并在伤口涂上石蜡，另一株不做任何处理。
　　　　　②将两株小麦幼苗分别放在土壤浸出液中培养，观察其生长情况，哪一株先出现
萎蔫现象？
　　　　　③实验结论：根尖是植物吸收水分的主要部位
讨论：在农业生产中，移栽作物幼苗时为什么要带土移栽？
根吸收水分的主要部位在根尖。带土移栽可以减少对幼嫩的根尖的损伤，并使根尖在适应“新环境”以前，仍可以从被夹带的土壤中获取水分和营养物质。
为什么根尖能从土壤中吸收水分呢？
读书本图讨论：了解根尖的结构
问：1、根尖可以分哪四部分？每一部分的细胞有什么结构特点？各部分有什么作用？
2、能使根长长的部位有哪些？
3、根尖吸水的主要部位是什么？根毛的作用是什么？
总结：
①根尖的结构
根尖结构 细胞结构特点 主要作用
根冠 细胞壁薄，外层较疏松 起保护作用，利于根不断在土壤中生长
分生区（生长点） 细胞排列紧密，细胞壁薄，细胞质浓，没有液泡，细胞核大 强分裂能力，可以使根的细胞数目不断增加
伸长区 细胞停止分裂,但显著伸长，细胞壁薄、有较小液泡，能较快生长 使根不断伸向土壤深处
根毛区 细胞细胞壁厚，有较大的液泡，内有导管（把根吸收的水分运送到茎）。表皮细胞向外突起形成不同长度的根毛 大大增加了它与土壤的接触面积，有利于吸收土壤中的养分。
②根的长度能够不断地增加，就是因为分生区的细胞能够分裂和伸长区细胞能够伸长的缘故。
观看视频：根对水分的吸收
讨论：1、使根不断生长和长长的根本原因分别是什么？
分生区细胞的分裂和伸长区细胞的分化和伸长。
2、在农业生产中，移植农作物幼苗时为什么要带土移栽？
使根尖损伤比较少，植物易适应新环境，成活率高。
课堂练习：
1、根尖分生区细胞的特点是 （ 　）
　A、细胞体积小、排列紧密、细胞核大、分裂迅速
　B、细胞体积大、排列不够整齐
　C、细胞迅速伸长，内有较大液泡
　D、细胞体积小、排列紧密、细胞核小、分裂迅速
第二课时
回顾练习：
1．下列植物体的根系哪一个与小麦一样同为须根系（ ）
A．樟树木 B．小葱
C．桂花树 D．柳树
2．同种植物的根系在土壤中的分布与下列哪种因素没有直接的关系（ ）
A．温度 B．土壤的结构
C．土壤的通气状
D．此土壤地下水位的高低程度
3．根尖吸收水分的主要部位在（ ）
(A)根冠 (B)根毛区
(C)分生组织 (D)侧根
4．下列根组织中，能使根迅速长长的部分是（ ）
(A)分生区 (B)伸长区
(C)根毛区 (D)根冠
5.根的长度不断增加的原因是什么？
6.小丽想要移栽一株月季花，她应该怎样做呢？（　 ）
　A、将月季花小心地连根拔起后移载
　B、将月季花小心地连根拔起后，将根洗净后移载
　C、小心地将月季花连根带土的挖起后移载，尽量不要损伤根系
　D、以上方法均可以
课堂引入：植物的根是否在任何情况下，都能从土壤中吸收水分吗？
实验：植物细胞失水的实验
在两个大小相似的萝卜中各挖一个大小相等的洞，向甲、乙萝卜的洞中分别注入等量的清水和浓盐水，各用一个装有玻璃管的橡皮塞塞住洞口，
记下玻璃管内液面的高度（如图）。放置一段时间，分析
会出现的变化：
⑴甲玻璃管内液面高度将（　　），乙玻璃管内液面高度
将（　　）
A、上升　　　B、下降　　C、不变
⑵用手捏萝卜的感觉甲＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
　乙＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
⑶通过该实验，你能得出什么结论？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
解析：植物细胞可以吸水，也可以失水。植物细胞吸水或失水，主要取决于细胞周围水溶液的浓度和细胞液的浓度的大小：当周围水溶液的浓度小于细胞液的浓度时，细胞就吸水；当周围水溶液的浓度大于细胞液的浓度时，细胞就失水。
植物细胞的吸水和失水示意图
【小结】植物根毛细胞吸水、失水的条件
①当植物根毛细胞液中溶质的质量分数（浓度）大于土壤溶液中溶质的质量分数（浓度）时，----------根毛细胞吸水；
②当植物根毛细胞液中溶质的质量分数（浓度）小于土壤溶液中溶质的质量分数（浓度）时，----------根毛细胞失水。
【思考】
1、你是否有其它方法进一步证明根毛必须在土壤浓度小于细胞液浓度时才能吸水？生活中有没有类似的实例可以支持这一结论呢？
腌制的农作物在短时间内会变软萎蔫，存放多天的青菜放入清水中一会儿变新鲜
农业生产中依次施肥不能过多，不能给农作物连续多天施肥，否则会出现 “烧苗”现象
从根毛吸水的角度分析，植物在盐碱地上为什么一般都长不好？为什么一次施肥过多，会造成“烧苗”？
盐碱地的土壤溶液的溶质质量分数会大于根毛细胞液内的溶质质量分数，植物处于失水状态，所以一般长不好。
施肥过多，土壤溶液的溶质质量分数会超过根毛细胞液内的溶质质量分数，细胞就会失水过多而发生“烧苗”现象。
课堂练习：
1、设下图中a、b、c是3个相邻的植物细胞，细胞液中营养物质的质量分数为a＞b＞c,它们之间水分渗透的方向是 ( )
A B C D
2．小明一连几天用妈妈清洗过咸水鱼的水浇一株花卉，不久后发现该花卉枯萎死亡其原因可能是（ ）
(A)营养过多 (B)因阳光过强
(C)因细胞失水而死 (D)水分蒸发过
3.根毛吸水时，其细胞液的浓度（　 ）
A、大于土壤溶液的浓度
　B、小于土壤溶液的浓度
　C、等于土壤溶液的浓度　
D、与土壤溶液的浓度无关
4、当植物细胞液浓度小于土壤溶液浓度时，植物会失水，以下与之原理不同的是 （ ）
(A)盐渍咸肉能存放更长时间
(B)腌制蔬菜有利于保存
(C)医务人员用浓盐水清洗病人
的伤口
(D)发热病人可用酒精擦拭降温
5、在两个大小相仿的萝卜中各挖一个大小相等的洞，向甲乙萝卜的洞中分别注入等量的清水和盐水，各用一个装有玻璃管的橡皮塞住洞口，记下玻璃管内液面的高度。一段时间后，将会看到 （1）甲玻璃管液面的高度将＿＿＿
（2）乙玻管内液面的高度将＿＿
（3）用手捏乙萝卜的感觉是＿＿
（4）通过实验，可以得出什么结论？
过渡：植物生长除了要从土壤中吸收水分外，还需要吸收无机盐。
三、植物生长需要无机盐
实验观察：①配制四种营养液，其中一种按科学标准配制，另外三种分别缺氮、磷、钾等元素，将它们分别倒入四只三角烧瓶内，并用标签注明“正常、缺氮、缺磷、缺钾”等字样。
　　　　　②选取生长旺盛的植物幼苗4株，小心洗去其根部附着物，最后用蒸馏水将其洗净，分别置于四瓶中。
　　　　　③记录四种植物生长的基本状况，如发现异常，在相应的培养液中分别标准添加含氮、磷、钾等元素的化合物，再观察植物生长状况。
④植物生长需要无机盐。
⑤三类无机盐在植物的生活中各有不同的作用
2、合理施肥：要使植物生长良好，就要适时适量地给土壤施用肥料。不同的无机盐对植物生长会起不同的作用。
3、水体的富营养化污染：水体N、P过多 藻类大量繁殖、死亡 需氧微生物大量繁殖 水体中的溶解氧剧降 鱼类等大量死亡 厌氧微生物大量繁殖
水体发黑发臭，水质恶化。
课堂练习：
1、用甲、乙两个试管（甲管盛有肥沃土壤的浸出液，乙管盛有蒸馏水），各培养一棵大小相同的健壮幼苗。一段时间后，观察到用肥沃土壤浸出液培养的幼苗，生长健壮，颜色鲜绿；用蒸馏水培养的幼苗，生长瘦弱，颜色发黄。则下列说法中，正确的是（　　）
A、该实验表明：植物的生活需要无机盐
B、该实验表明：根吸收的是溶解在水中的无机盐
C、生长在土壤中的植物，所需要的无机盐则是由
根从土壤溶液中吸收来的
D、以上说法都正确
2、小明口腔发炎，医生叫他常用盐水漱口，着是因为（　　）
A 盐水清洁，可冲洗掉口腔内细菌
B 盐水能溶解细菌
C 盐水PH较小，细菌无法存活
D 高浓度的盐水能使细菌因失水而死
3．水体发生富营养化时，一般会发生下列情况：①溶解氧急剧降低；②藻类植物大量繁殖；③厌氧微生物大量繁殖；④水体中氮、磷过多；⑤鱼类等水生动物大量死亡；⑥需氧微生物大量繁殖；⑦水体发黑发臭。
你认为水体发生富营养化的整个过程顺序为:＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
4、水体发生富营养化污染时，水体出现的基本症状是：在淡水中出现 现象，在海洋里出现 现象。
5、下列情况不会导致水体富营养化的是（ ）
A 化肥厂排出的含N废水
B 农田中过多施用磷肥
C 水生植物的遗体、遗物在水中腐烂
D 衣服使用含磷洗衣粉去污
6、家用洗涤剂中含有一种叫三聚磷酸钠的化学物质，因此工农业生产及城市生活污水中含磷，处理污水时，要不要除去磷，有以下几种观点，你认为正确的是( )
(A)磷是生物营养元素，不必除去
(B)含磷污水是很好的肥料，不必除去
(C)含磷污水导致水和土壤污染，
必须除去
(D)磷对人体无毒，除去与否无关紧要