1、 第四节 植物对水分的吸收和利用知识见证学习目标：识记植物细胞吸水和失水的原理；知道合理灌溉在生产和生活实践中的运用；识记水分在植物体内的运输、利用和散失。知识构建：植物水分的主要来源：利用（A） 从土壤中吸收植物吸水的器官和部位植物吸水最活跃的部位：根尖（B） 区表皮细胞细胞特点：未成熟的植物细胞，未形成（C） 吸胀作用 吸水原理：利用（D） 、淀粉、纤维素等亲水性物质吸水植 实 例：干燥的种子等物 细胞特点： 成熟的植物细胞，形成中央液泡吸 实验前：漏斗管内液面高度相等水 演示实验 实验后：漏斗内液面上升的 说 明：烧杯内水分子向漏斗内扩散方 概 念：水分子（或其它溶剂分子）透过（E） 的
2、扩散作用式 渗透作用 渗透作用中水分流动的方向：低浓度高浓度渗透作用的条件 具有一层半透膜半透膜两侧具有（F） 处于外界溶液的成熟植 细胞壁：具全透性物细胞是一个渗透系统 （G） 层（细胞膜、液泡膜、细胞质） :半透膜细胞液与外界溶液具有浓度差质壁分离实验说明细胞液和外界溶液通过原生质层发生了渗透作用失 水：外界溶液浓度细胞液浓度，表现为质壁分离植物细胞的 吸 水：外界溶液浓度细胞液浓度，表现为质壁分离复原吸水和失水 表皮细胞表皮内层层细胞导管土壤中水分进入根的途径：水分 层层细胞间隙导管运输途径：水分根根、茎、叶内的（H） 叶肉细胞等处水分的利用、运输和散失 利 用：1%5%保留，参与光合作
3、用和呼吸作用等各生命活动散 失：95%99%通过（I） 散失依 据 不同植物的需水量不同同一种植物在不同时期需水量不同合理灌溉 概 念：根据植物的（J） ，适时、适量的灌溉意 义：保证植物茁壮成长，节约淡水资源（答案：A 根 B 成熟 C 中央液泡 D 蛋白质 E 半透膜 F 浓度差 G 原生质 H 导管I 蒸腾作用 J 需水规律）知识延伸 （思维大拓展）重难点释疑：1、如何理解半透膜与选择透过性膜半透膜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（例如鸡蛋的卵壳膜，肠衣以及动物的膀胱等） 。它往往是只能让小分子物质透过，而大分子物质则不能透过，不具有选择性，不是生物膜。选择透过性膜
4、则是由于膜上具有一些运载物质的载体，不仅水分子能自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的生物膜（例如细胞膜、液泡膜以及原生质层等） 。因为不同的膜上具有载体的数量不同，即使同一细胞膜上含有的运载不同物质载体的数量也不同，因而表现为不同的植物对同种离子的吸收量不同，同种植物对不同物质载体的数量也不同。因而表现为不同的植物对同种离子的吸收量不同，同种植物对不同离子的吸收量不同，都证明细胞膜对物质透过具有高度选择性。当细胞死亡后，膜的选择透过性便消失，从而说明了选择透过性是具有生物活性的。可以说，选择透过性膜是功能完善的一类半透膜。2、怎样辨别原生质、
5、原生质层、原生质体原生质是细胞内的生命物质，可分化为细胞膜，细胞质和细胞核等部份，它的主要成分蛋白质、核酸、脂类，细胞壁不属于原生质。一个动物细胞可以看成是一团原生质，而植物细胞则包括原生质和细胞壁。成熟的植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，可以看成一层半透膜，它不包括细胞核和液泡内的细胞液，而且仅存在于成熟的植物细胞内。原生质体是指去除了植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构，可以认为原生质体包括原生质层和细胞液两部分。3、怎样理解渗透作用产生的条件如图所示，在一个长颈漏斗口处封上一层半透膜，往漏斗注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入到盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等
6、。实验开始后，漏斗管内的液面逐渐上升，说明烧杯内的水分子透过半透膜，向漏斗内的蔗糖溶液中扩散。水分子为什么能透过半透膜进行扩散呢？这与半透膜两侧溶液的浓度差有关系。由于单位体积内清水中的水分子比单位体积蔗糖溶液中的水分子多，依据扩散作用，水分子从多的一侧向少的一侧扩散，所以，在单位时间内，水分子由烧杯内（水分子多的一侧）透过半透膜进入漏斗内（水分子少的一侧）的数量，多于水分子由漏斗透过半透膜进入烧杯内的数量，因此，漏斗管内的液面上升了。上述实验表明，渗透作用的产生必须同时具备两个条件：一、 具有半透膜；二、半透膜两侧溶液具有浓度差。从整个植物细胞来看，我们可以把原生质层看成是一层半透膜，这层膜
7、把液泡里面的细胞液与外界溶液隔离开来，细胞液中含有许多溶于水的物质，因此具有一定浓度，而外界溶液（例如土壤溶液）同样具有一定浓度，因此当成熟的植物细胞与外界溶液接触时，细胞液就会通过原生质层与外界溶液发生渗透作用。热点链接1、如何对植物合理灌溉 灌溉的基本要求是利用最少量的水取得最好的效果。进行合理灌溉，首先要注意选择灌溉时期，具体有以下四种方法：（1.）根据土壤湿度决定灌溉时期，判断准确，但不能充分发挥灌溉效益，因为灌溉的真正对象是植物而不是土壤。（2.）根据植物水分临界期事先拟定灌溉方案。但因不同年份的气象条件不同、不同地块植物生长不同而常会有所变动。 （3）根据灌溉形态指标确定灌溉时期。
8、植物缺水时，幼嫩的茎叶因水分供应不上而发生凋萎，茎颜色转为暗绿或变红，生长速度下降。这种方法的优点是灌溉形态指标易观察，缺点是需要经过多次实践才能掌握好。 （4）.依据灌溉生理指标确定灌溉时期。一般地，我们将叶片长势、细胞液浓度、渗透势和气孔开张度作为灌溉的生理指标。 其次，合理灌溉要有一个量化标准。这可以根据土壤容重、土壤有效水分、萎蔫系数、田间持水量来确定，可以使土壤含水量始终保持在植物能正常生长的范围内。2、水资源的合理利用和保护地球上的水资源通常是指陆地上的淡水资源。水资源对人类的生活和生产有重大的影响，如工农业生产用水数量巨大，水力发电是一项重要的绿色能源，城市人口集中，生活用水不仅
9、要求具备一定数量，还要求具备一定的质量。水是生物圈中最为丰富的无机化合物，但海洋咸水占 96.5%，淡水仅占 2.5%其余为陆地咸水。淡水中的大部分又以冰川形式存在于雪山和两极，可供人类利用的仅占淡水总贮存量的 0.35%，仅及全球总水量的十万分之七，因此，淡水资源是极其宝贵的。但长期以来，浪费水的现象极为严重，发生水匮乏的国家和地区越来越多，我国一是其中之一。据 1997 年统计，中国已被列为世界最贫水国家之一。水资源的保护，重点在于保护水源、修建水利工程、大力控制地表水和防止江河湖泊被污染。水资源保护的根本途径是发展森林植被，使天然降水能积蓄，地表水源不断，地下水能有效利用。水的合理利用，
10、首先要杜绝水的浪费。农业上要改革灌溉方式，便大水漫灌为滴灌，提高灌溉效率；工业上要提高水的循环利用率和废水净化利用率。提倡水的回收处理和再利用，既可节约用水，又可减少污染。3、神奇的固体水美国曾在撒哈拉沙漠气候条件极端严酷的中心地带，种植了 200 多万株树苗，成活率达到 93，使寸草不生的沙漠出现了一片绿洲，一时轰动了非洲乃至世界，他们所使用的水就是固体水。众所周知，水在 0时会开始结冰，可是在常温下也能得到凝固的水，称为固体水。固体水外观上和冰相似但它不是借助降低温度而变为固态，而是在水中加入固化剂，使固化剂高分子链和链之间发生交联，构戍三维的笼状结构，水分子变成笼状结构的结构点。它的物理
11、性质与普通水相比发生了变化。常温下，固体水不会融化，不流动，无蒸发，不渗漏，可长期保存，且便于运输。在固体水中含水量可达 98，当固体水与植物根系接触时，能释放出水分，供植物吸收，因此，在植树造林、改良环境等方面有广泛的用途。固体水在使用时有以下特点：(1)缓释性。固体水与植物根系接触时后发生生物降解，缓慢释放出水分。一小袋固体水可提供植物生长三个月甚至更长时间所需要的水，而且可根据不同植物设计不同的供水量，避免了植物时旱时涝，有利于植物的生长。(2)高效性。传统的灌溉方式如浇灌、渠灌等会浪费大量水源，水的利用率只有10%20%，喷灌也只有 50，而固体水只有与植物根系接触时才释放，因其供水方
12、式与植物吸水同步，利用率接近 100，故以极少量的水分可满足植物正常生长。(3)长效性。固体水中水分子处于束缚态，因而失去了流动性和挥发性，再加上密封性包装物的保护，使得水分的可藏期长短不受土壤含水量、环境温室和空气湿空等环境因素的影响，也不会像普通水那样发生渗漏损失或蒸发损失，这是固体水能长期有效的保存和释放的基础条件。固体水可根据植物需要缓慢供水三个月以上。如果遇到降雨，又可迅速吸收贮存水以备植物利用。这样反复使用，可持续使用 3-8 年。(4)环保性。实验证明，将固体水加人土壤中，一段时间后，固体水会完全溶解，使用过程中无毒无害，具有良好的生态效益。固体水主要应用于荒山造林、沙漠治理，也
13、可用于城市绿化、园林绿化和农作物栽培等。知识应用考点新体验考题预测 1：下列细胞依靠渗透吸水的是（ ）A、根尖分生区细胞 B、干燥种子的细胞 C、茎形成层细胞 D、根尖成熟区细胞【分析】根尖分生区和茎形成层具有分裂能力，新分裂产生的幼嫩细胞没有液泡或液泡很小，因此主要通过吸胀作用吸水；干燥种子的细胞缺水，也没有大的液泡，故也主要通过吸胀作用吸水；根尖成熟区细胞是成熟的植物细胞，有一个大的中央液泡，所以主要以渗透吸水。【答案】D 【思维导悟】本题考查了“植物细胞吸胀吸收与渗透吸水的区别” 这一知识点，解题时首先要抓住吸胀作用吸水与渗透吸水的最根本区别在于是否具有大的中央液泡，有中央液泡的根尖成熟
14、区细胞的原生质层相当于半透膜，而细胞液与根尖外土壤溶液具有浓度差，满足了渗透吸水的条件。没有中央液泡的植物细胞则主要靠细胞内蛋白质、淀粉、纤维素等亲水性物质吸收水分，因此本题只要能正确分析四种细胞是否具有大的液泡即可找到正确答案。考题预测 2：如图所示，在 U 形管中 C 处装有猪膀胱膜，在 a 侧加入细胞色素e（分子量为 1.3 万道尔顿的蛋白质）水溶液（红色） ；b 侧加入清水，并使a、b 侧液面高度一致。经一段时间后，实验结果是（ ）A、a、b 两液浓度高度一致，b 侧为无色 B、a、b 两液浓度高度一致，b 侧为红色 C、a 液面高于 b 液面，b 侧为无色 D、a 液面低于 b 液面
15、，b 侧为红色【分析】图中 c 处的猪膀胱膜是半透膜， a 侧细胞色素 e 溶液浓度高于 b 侧清水溶液浓度，水分子可透过半透膜从低浓度向高浓度扩散，而蛋白质分子则不能。可见 a 侧内红色不会扩散到 b 侧，因此 b 侧溶液无色；b 侧水分子向 a 侧渗透，因此 a 侧液面就会逐渐上升高于 b 侧。【答案】C 【思维导悟】本题难度并不大，但较灵活，需仔细分析后灵活解答，此题主要考查渗透作用的原理以及哪些膜属于半透膜等知识点，解题关键是抓住猪膀胱膜是半透膜，而从题意中可知细胞色素 e 溶液浓度高于清水溶液浓度，因此a、b 两侧溶液就满足了水分向高浓度（a 侧）扩散。同时还应了解细胞色素 e是分子
16、量为 1.3 万道尔顿的蛋白质，可见是体积较大的大分子物质，不能透过半透膜，综合所有因素则可选出正确答案。考题预测 3：请根据下列条件设计一种实验，鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液并写出实验步骤和分析结果：一瓶 5的蔗糖溶液，一瓶 25的蔗糖溶液，250ml烧杯 1 只，半透膜制成的透析袋 1 只，刻度玻璃管 1 支，细线 1 根，支架 1 个。（1）实验步骤 。（2）结果分析 。【分析】5的蔗糖溶液与 25的蔗糖溶液存在浓度差，可通过半透膜发生渗透作用，水分子会从浓度低的溶液渗透到浓度高的溶液，而此现象可根据液面是否发生改变观察到，因此可根据题中所给材料用具设计一个渗透系统便可鉴别。【答案】实验步
17、骤：（1）将一瓶中的溶液倒入烧杯中；（2）将另一瓶中溶液装满玻璃管的透析袋放入有溶液的烧杯中，用线将袋口和玻璃管扎紧；（3）将插有刻度玻璃管的透析袋放入有溶液的烧杯中，垂直固定于支架上；（4）一段时间后，观察玻璃管液面刻度，确定液面是升还是降。结果分析：如液面下降，可推测放入透析袋中的是 5的蔗糖溶液，烧杯中的是 25的蔗糖溶液；而如果液面上升，则可推测透析袋内是 25蔗糖溶液，烧杯中的是5的蔗糖溶液。【思维导悟】本题主要考查学生的独立设计实验能力，能否运用所学知识解决实际问题，以及是否真正理解两种不同浓度的溶液在用半透膜隔开时会发生渗透作用这一知识点。审题时应首先分析此题本意是想考查什么知识
18、点，对题中 5和 25的蔗糖溶液之间的浓度差应马上联想到渗透作用，然后对相关知识搜索整理，可在草稿纸上先设计草图，细心设计好每一个环节，如：怎样设计解决液面是否升降的观察问题；怎样充分利用题干中所给细小材料细线、支架等，设计一个较好的实验方案。知识反馈（习题新探究）跟踪检测：一、选择题1、关于植物体水分散失的意义，下列哪项是不正确的（ ）A、促进植物体对水分的吸收 B、促进矿质元素在体内的运输 C、降低植物体温度 D、促进溶于水的矿质元素的吸收。2、一个典型的渗透装置必须具备的两个条件是 （ ） A半透膜和半透膜两侧的溶液具有浓度差 B半透膜和溶质分子 C半透膜和溶剂分子 D半透膜和亲水性物质
19、3、新鲜鱼、肉用盐渍不变质，其原因是（ ）A、食盐水 Cl中的有杀菌作用B、浓盐水中含 O2 少，细菌无法生存C、由于渗透作用使细菌失水死亡D、由于渗透作用使鱼、肉细胞过度失水死亡4、设图 22 中 a、b、c 是 3 个相邻的植物细胞，细胞液浓度为 abc，它们之间水分渗透的方向是（ ） 5、移栽树苗时，摘去部分叶片的主要目的是（ ） A降低蒸腾作用 B提高光合作用C提高呼吸作用 D降低渗透作用6、以下关于植物水分代谢的叙述不正确的是 （ ）A、根毛细胞依靠渗透作用吸水B、矿质元素溶解在水中在植物体内运输C、根吸收的水分有 99左右由于蒸腾作用散失D、外界溶液浓度大于细胞液浓度时植物细胞才能
20、通过渗透作用吸水7、田间一次施化肥过多，作物会变得枯萎发黄，俗称“烧苗” ，其原因是（ ）A. 根细胞从土壤中吸收养分过多B、根细胞不能从土壤中吸水C、根系不能将水向上运输D、根系加速了呼吸作用,释放的能量过多二、简答题：1、根尖分生区细胞，没有液泡，它是通过 作用从环境中吸收水分的。2、 、用带有一个小孔的隔板把水槽分成左右两室，把磷脂分子引入隔板小孔使之成为一层薄膜。水槽左室加入含少量 K的溶液，右室加入含大量 K的溶液。（1）在左右两室分别插入正负电极，结果发现 K不能由左室进入右室，原因是 。（2）若此时在左室加入少量缬氨霉素（多肽） ，结果发现 K可以由左室进入右室，原因是 。（3）
21、若此时再将电极取出，结果 K又不能由左室进入右室，原因是。（4）上述实验证明 。3、分析大白菜的营养万分时发现，外部叶片的含 Ca 量为 2%左右，而内部叶片（白菜心）的含 Ca 量仅为 0.5%左右，下图表示北方大白菜种植期间的气温变化、大白菜的呼吸强度的变化以及水分蒸腾量变化的曲线。请据图分析说明外部叶片含 Ca 量比内部叶片高的原因。（1）外部叶片生长期间的气温较 ，根的呼吸作用较 ，有利于 Ca 的 ，叶的蒸腾作用较 ，有利于 Ca 的 。（2）Ca 进入叶细胞后以 的形式存在。考场集训：一、选择题1、有关原生质的下列叙述中，不正确的是（ ）A组成原生质的主要生命物质是蛋白质和核酸 B
22、原生质包括细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质C被脱掉细胞壁的植物裸露细胞是一团原生质D一个动物细胞就是一团原生质体2、用蔗糖渍萝卜条，能使萝卜条变甜，这是因为（ ）A、蔗糖分子通过渗透作用进入细胞 B、蔗糖分子通过主动运输进入细胞C、细胞脱水死亡，膜失去了选择透过性 D、蔗糖分子进入细胞间隙3、与根尖分生区细胞吸水无关的物质是（ ）A、纤维素 B、淀粉 C、脂肪 D、蛋白质4、北方果树由根系吸收的水分主要用于（ ）A、光合作用 B、蒸腾作用 C、植物的生长 D、果实的形成5、下列现象中，属于渗透作用的是（ ）A、蔗糖溶液通过细胞壁 B、蛋白质通过细胞膜C、水分子通过细胞膜 D、K通过细胞膜6、假
23、定将甲、乙两个植物表皮细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液浓度均比细胞液的浓度高。蔗糖分子不能透过膜，甘油分子可较快地透过膜。在显微镜下连续观察。甲、乙两细胞的变化是（ ）A、甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原B、两细胞发生质壁分离后，但乙细胞随后发生质壁分离复原C、甲、乙两细胞发生质壁分离后，但甲细胞随后发生质壁分离复原D、甲、乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原7、细胞发生质壁分离的过程中，它的吸水力应当是（ ）A、由大到小 B、吸水力不变 C、由小到大 D、吸水力为零8、高大树木顶端的叶片细胞能够不断地得到充足的水分，引起水分上升的主要作用是（ ）A、呼吸作用
24、B、渗透作用 C、蒸腾作用 D、吸胀作用9、甜菜块根细胞液泡中含有花青素。将块根切成小块放入蒸馏水中，水无明显颜色变化，但用盐酸处理后，则能使水变红，其原因是（ ）A、细胞壁被破坏 B、盐酸破坏了细胞膜C、盐酸破坏了原生质层的选择透过性功能 D、花青素不溶于水而溶于盐酸二、 简答题1、下图中 E、F、G 为 3 个用半透膜制成的小袋，内盛有溶液甲或乙，上端分别接上口径相同的小玻管。E 和 F 体积相同，G 体积较大，三者置于盛有溶液丙的大容器内。原初 3 个小玻管内的液面高度相同。已知 3 种溶液的水势高低顺序为溶液甲溶液乙溶液丙。请回答：（1） 、1 小时后，管 e 和管 f 的液面升降变化是管 e ，管 f (2)、下列曲线图中能显示管 f 和管 g 内液面可能变化的是
