1、第二章 被子植物的形态、结构与生理目的要求：1、说出被子植物各器官主要的形态结构特征。2、说出被子植物各器官的生理作用。重点难点：根、叶、花的主要特征及生理。教材分析：教材对被子植物的六大器官分别进行讲述，而每一个器官的学习都以形态、结构、生理为线索，这符合学生的一般学习习惯，符合由感性到理性的认知规律，也符合启发式教学指导思想。教学方法：谈话、讨论、讲解、探索活动等教具准备：实物标本、挂图等授课时数：12课时一、根目的要求：1、说出被子植物根的主要形态结构特征。2、说出被子植物根的吸收作用。重点难点：根的吸收作用。教学方法：谈话、讨论、讲解、探索活动等教具准备：实物标本、挂图等授课时数：2课
2、时探索活动：1、观察几种常见的植物，如蒲公英， 试着将它连根拔起，是不是很容易呢？2、可以利用放大镜仔细观察这些植物的根，看看各有什么特点。3、与同学们一起交流采集的标本和观察的结果。根的形态种子萌发时，胚根突破种皮向下生长而形成的根，称为主根，而在主根上产生的各级分支都叫做侧根。主根和侧根都有一定的发生位置，因此又合称为定根。凡是发生在主根和侧根之外的根都叫做不定根。凡是主根粗壮发达，主根和侧根有明显区分的根系称为直根系。绝大多数双子叶植物的根系都是直根系（图 1-27） ，如棉花、菜豆、杨树等。主根不发达，主根生长缓慢或停止生长，主要由茎基部产生的许多较长的粗细相似的不定根组成的根系，称为
3、须根系（图 1-28） 。绝大多数单子叶植物的根系都是须根系，如水稻，小麦，玉米等。图 1-27 直根系 图 1-28 须根系 图 1-29 根尖的纵剖面根尖的结构根从顶端到生有根毛的一小段叫做根尖。根尖从顶端向上依次为根冠、分生区、伸长区、成熟区（图 1-29） 。根冠位于根的先端，是由许多排列不规则的薄壁细胞组成，它像一顶帽子套在分生区的外面，具有保护作用，所以称它为根冠。分生区被根冠包围着，细胞很小，排列紧密，具有很强的分裂能力，能不断地进行细胞分裂，产生出新的细胞。其中一部分向前方发展，形成根冠细胞，大部分向后方发展，经过细胞的生长，分化，逐渐形成根的各种结构。伸长区的细胞分裂已逐渐停
4、止，体积扩大，细胞显著地沿根的长轴方向延伸。伸长区细胞的延伸，使根显著地伸长，有利于根转移到新的环境，吸取更多的矿物质营养。成熟区的各种细胞已停止伸长，并且多已分化成熟，表皮常产生根毛，因此，也称为根毛区。大量的根毛使根吸收面积大大增加，所以成熟区是根吸收水分和无机盐的主要部位。根的变态在自然界中，有些植物的根，由于环境的变化，因适应某一特殊的生理功能，因而改变其形态结构，这种现象称为根的变态。常见的变态根有以下几种：肉质直根 肉质直根是由胚根和胚轴发育来的，粗大单一，变态根内薄壁组织发达，细胞内贮藏着大量的营养物质（图 1-30）。如萝卜、胡萝卜、甜菜等。块根 块根是由不定根或侧根发育而来，
5、形状多种多样，多为不规则块状，根的细胞内贮藏了大量淀粉等营养物质，如甘薯等（图 1-31）。 寄生根 有些植物的不定根发生变态，它们直接伸入到寄主植物的组织中，吸收生活所需要的物质，因而严重影响寄主植物的生长，这种根叫做寄生根，如菟丝子（图 1-32）。 支持根 一些植物在接近地面的茎节上出现不定根伸入土中，具有支持植物体的作用，这种根叫做支持根（图 1-33） 。如玉米、高粱等禾本科植物。图 1-30 肉质直根 图 1-31 块根 图 1-32 寄生根 图 1-33 支持根根对水分的吸收绿色植物吸收水分的主要器官是根。根吸收水分最活跃的部位是成熟区的表皮细胞。那么，成熟区的表皮细胞是怎样吸水
6、的呢？植物细胞在形成大的液泡以后，主要靠渗透作用来吸收水分的。那么，什么是渗透作用呢？图 1-34 渗透作用的示意图 图 1-35 成熟的植物细胞的结构示意图图 1-34中的长颈漏斗内盛有蔗糖溶液，烧杯内盛有清水。漏斗口封有一层半透膜，水分子能够通过这种半透膜进行扩散，而蔗糖分子则不能。由于单位体积的清水中的水分子比单位体积的蔗糖溶液中的水分子多，在单位时间内，由烧杯向漏斗通过的水分子数，多于由漏斗向烧杯通过的水分子数，因此漏斗管内的液面开始上升。这种水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，叫做渗透作用。我们知道，一个成熟的植物细胞，有细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核，细胞质里还有一个大的液泡
7、，液泡的表面是液泡膜（图 1-35）。细胞壁主要是由纤维素构成的，呈网状结构，有许多小的孔洞，水分子和溶解在水里的物质都能够自由通过。因此，细胞壁是全透性的。细胞膜和液泡膜则与细胞壁不同，它们都是选择透过性膜，水分子可以自由通过，而蔗糖等大分子则不能。从整个细胞来看，我们可以把原生质层（包括细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质）看作是一层选择透过性膜。这层膜把液泡里面的细胞液与外界环境隔开。根尖成熟区的表皮细胞就具有这样的结构，它与土壤溶液充分接触，当土壤溶液的浓度大于细胞液的浓度时，表皮细胞就通过渗透作用失水；反之，当土壤溶液的浓度小于细胞液的浓度时，表皮细胞就通过渗透作用吸水。 图 1-3
8、6 土壤溶液中的水分进入导管的示意图通常情况下，土壤溶液的浓度比较低，根毛、表皮以内的各层细胞以及成熟区导管内溶液的浓度依次增高。这样，土壤溶液中的水分，就通过渗透作用进入到成熟区表皮细胞中，并且通过成熟区表皮细胞以内的层层细胞向里渗入，最终进入导管。另外，土壤溶液中的水分，还可以通过成熟区表皮细胞的细胞壁以及成熟区表皮细胞以内层层细胞之间的细胞间隙向里渗入，最终也进入导管（图 1-36） 。根对矿质元素的吸收根吸收矿质元素最活跃的部位也是成熟区，那么成熟区表皮细胞是怎样从土壤中吸收矿质元素的呢？成熟区表皮细胞吸收土壤溶液中各种矿质元素的过程，与根细胞的呼吸作用有密切关系。成熟区表皮细胞通过呼
9、吸作用产生出二氧化碳（CO 2），二氧化碳溶于水中，生成碳酸（H 2CO3），碳酸可以离解成 H+和 HCO3-。吸附在根细胞的细胞膜表面的 H+和 HCO-3，可以分别与土壤溶液中的阳离子（如 K+、NH +4）和阴离子（如 NO-3）发生交换。这样，H+和 HCO-3就进入到土壤溶液中，而土壤溶液中的一些阳离子和阴离子则被吸附到成熟区表皮细胞的细胞膜的表面上来。然后，这些离子还要进一步转移到成熟区表皮细胞的内部去，这个过程需要消耗细胞通过呼吸作用所释放出的能量。由此可见，各种矿质元素都是以离子状态被成熟区表皮细胞吸收的。根吸收矿质元素的离子和吸收水分的原理不同，它们是两个相对独立的过程。应
10、用与实践植物在生活过程中，需要不断通过根系从土壤中吸收水分和矿质元素。但在自然情况下，土壤中的水分和矿质元素常常无法满足植物的需求，这就需要进行合理的灌溉和施肥。例如，凤仙花在一年中消耗的水量比仙人掌多许多，所以 凤仙花需要浇更多的水。而同一种植物在不同的生长发育阶段，对水分的需求也不一样。如小麦在从拔节到抽穗期和从开始灌浆到乳熟末期这两个阶段需水量较大，需要及时灌溉，俗称“拔节水” 和“灌浆水”。又如，种植小麦、玉米、水稻等农作物时，为了使果实长得饱满，需要适当多施一些磷肥；种植甘薯、 马铃薯等农作物时，为了促进块根或块茎内淀粉的积累，需要多施一些钾肥；种植大白菜、菠菜等农作物时，为了促使叶
11、子生长，需要适当多施一些氮肥。小结：根的形态 （定根和不定根；直根系和须根系）根尖的结构（根冠、分生区、伸长区、成熟区）根的变态（肉质直根、块根、寄生根、支持根）根对水分的吸收（成熟区、渗透作用）根对矿质元素的吸收（成熟区）知识巩固：1、根尖成熟区的表皮细胞能否从土壤溶液中吸收水分，取决于成熟区表皮细胞细胞液和 的浓度差。当前者的浓度 后者的浓度时，成熟区的表皮细胞就会吸收水分，反之，当前者的浓度 后者的浓度时，成熟区的表皮细胞就会丢失水分。2、我们通常食用的甘薯，实际上是植物的哪种器官的变态形式( ) A、肉质 直根； B、块根； C、块茎； D、根状茎3、被子植物的根系有哪两种类型，你怎
12、样区分它们？4、根尖由哪几部分组成？哪部分是吸收水分和矿质元素的主要部位？5、常见的变态根有哪几种？各有什么特点？6、土壤中的水分是怎样进入根尖成熟区表皮细胞的？7、给一株生长旺盛的植物，施加适量的浓度适宜的 KNO3 溶液，请你分析植物的根是怎样吸收 K+和 NO-3 的。二、叶目的要求：1、说出被子植物叶的主要形态结构特征。2、说出被子植物叶的吸收作用。重点难点：叶的光合作用、呼吸作用。教学方法：谈话、讨论、讲解、探索活动等教具准备：实物标本、挂图等授课时数：4课时探索活动：1、采集几种常见植物的枝条，观察上面的叶，比 较 它们的不同，给它们编号，记录你的结果。2、与同学们一起交流采集的标
13、本和观察的结果。叶的形态图 1-37 叶的组成植物的种类不同，叶的形态往往不同。如果植物的叶是由叶片、叶柄和一对托叶组成的，这样的叶叫做完全叶（图 1-37） ，如桃、苹果等。如果植物的叶只具有这三部分中的一或两个部分，这样的叶叫做不完全叶。如圆叶牵牛和枫树的叶，只有叶片和叶柄，没有托叶，而莴笋的叶只有叶片，没有叶柄和托叶。叶有单叶和复叶之分。在一个叶柄上只有 1个叶片的，叫做单叶；在一个总叶柄上生有 2个以上小叶的，叫做复叶（图 1-38、图 1-39） 。图 1-38 羽状复叶 图 1-39 掌状复叶叶片的形状叫做叶形。根据叶片长度与宽度的比例和叶片中最宽处所在的位置，可分为以下常见类型（
14、图 1-40） 。图 1-40 叶片的基本类型叶在茎上排列的方式，叫做叶序，常见的有以下三种（图 1-41） 。图 1-41 叶序的基本类型（对生、互生、轮生）叶片的基本结构叶片的基本结构包括表皮、叶肉、叶脉三部分（图 1-42）。表皮包在叶的最外层，包括上表皮和下表皮，由一层排列紧密、无色透明的表皮细胞组成。表皮细胞的外壁上有一层透明的、不易透水的角质层。表皮主要有保护作用。表皮上有成对的半月形的保卫细胞，一对保卫细胞之间的孔隙，叫做气孔。气孔是叶片与外界进行气体交换的窗口。图 1-42 叶片的基本结构叶肉在表皮的内方，由大量的叶肉细胞组成。叶肉细胞里含有许多颗粒状的叶绿体，叶绿体中含有叶绿
15、素，所以叶片通常是绿色的。叶绿体是绿色植物进行光合作用所必需的，因此，叶肉有制造和贮藏营养的作用。叶肉可分为栅栏组织和海绵组织两层。栅栏组织接近上表皮，细胞呈长柱形，排列整齐，呈栅栏状，细胞里面的叶绿体较多。海绵组织接近下表皮，细胞形状不规则，排列不整齐，疏松而多间隙，类似海绵状，细胞里面的叶绿体较少。叶脉分布在叶肉中，是叶片的骨架，具有支持作用；叶脉中还有导管和筛管，所以还有输导作用。叶的变态有些植物的叶，形态和功能都与正常的叶不同，这样的叶叫做变态叶。叶刺 有些植物的叶或叶的某一组成部分会变化成刺，叫做叶刺（图 1-43、图 1-44） 。如仙人掌的叶变化成叶刺，可以大大降低水分的蒸腾，使
16、仙人掌能很好地适应干旱的荒漠环境，另外，叶刺还有保护作用，能够防止植株遭受动物的掠食。刺槐复叶基部的刺和酸枣叶基部的刺，是由托叶变化而成的。图 1-43 叶刺 图 1-44 托叶刺叶卷须 有些植物叶的一部分变化成卷须状，叫叶卷须（图 1-45） 。如豌豆复叶顶端的小叶变化成叶卷须，可以使豌豆攀缘在别的物体上生长。图 1-45 叶卷须 图 1-46 鳞叶 鳞叶 有些植物的叶变化成鳞片状，叫做鳞叶（图 1-46） 。常见的鳞叶是地下茎上的鳞叶，又可分为肉质鳞叶和膜质鳞叶两种。如洋葱的外表就长有干膜状的膜质鳞叶，而内部是肥厚的肉质鳞叶，可以食用。荸荠、藕上也都长有膜质鳞叶。叶的光合作用探索活动：1、准备好如图 1-47 的实验装置，仔 细观察金鱼藻，看看它在阳光下是否放出了气泡。等气体充满试管的 1/2 时，取出 试管，迅速将快要熄灭的卫生香伸进管口内，注意观察卫生香的燃 烧情况。 讨论一下，这 个实验说明了光合作用的产物有什么？
