高中生物舊人教必修一基礎梳理與疑難突破：植物對水分的吸收和利用與礦質營養(yǎng)

1、二 植物對水分的吸收和利用與礦質營養(yǎng)知識梳理 疑難突破1.理解吸脹吸水和滲透吸水吸脹吸水是指細胞在形成液泡之前的主要吸水方式，其原理是吸脹作用。當大分子的淀粉粒和蛋白質等處于凝膠狀態(tài)時，這些大分子之間有大大小小的縫隙。水分子會迅速地以擴散作用或毛細管作用等形式進入凝膠內(nèi)部，具有極性的水分子與親水凝膠結合起來，使其膨脹，這種現(xiàn)象叫吸脹作用。原生質凝膠吸脹作用的大小與該物質的親水性大小有關，蛋白質、淀粉、纖維素的親水性依次遞減。因此大豆種子（含蛋白質多）比玉米種子（含蛋白質相對少）的吸脹作用要大。干燥的種子吸脹作用的力量相當大，人們用大豆等種子填入巖石裂縫中，灌水以后，大豆的吸脹力可使巖石崩裂；將

2、大豆從枕骨大孔裝入顱腔內(nèi)，加水后利用大豆的吸脹作用可將頭骨分開。植物細胞形成液泡以后主要靠滲透作用吸水，這是因為成熟的植物細胞是一個滲透系統(tǒng)：細胞膜和液泡膜（原生質層）是選擇透過性膜；細胞液和外界的土壤溶液有濃度差，細胞液就通過細胞膜和液泡膜與土壤溶液構成滲透系統(tǒng)，因而成熟的植物細胞主要靠滲透吸水。這兩種吸水方式及其變化是考點之一。思考討論種子在萌發(fā)過程中，吸水方式的變化是怎樣的？提示：種子在萌發(fā)初期吸收水分的方式為吸脹吸水，當長出幼根，形成液泡后，主要靠滲透吸水。2.正確理解擴散與滲透的區(qū)別物質從高濃度到低濃度的運動叫擴散。如氣體從濃度高的地方向濃度低的地方擴散，溶質分子在溶劑中的運動（如蔗

3、糖放入清水后的運動）等。例如：下圖甲、乙兩個容器內(nèi)都盛有清水，若把蔗糖（溶質分子）從甲圖的A側放入，過一段時間后，整個溶液成為一定濃度的蔗糖水溶液，這就是蔗糖在水中的擴散作用。乙裝置中，在C處加一半透膜，再從A處放入蔗糖，則由于半透膜不允許蔗糖分子通過，使AC側溶液的濃度高，CB側溶液的濃度低，產(chǎn)生滲透壓，由于水分子可以自由通過半透膜，水分子從CB側向AC側擴散得多，故一段時間后，AC側的液面上升（丙圖），CB側的液面下降。水及其他溶劑分子通過半透膜的擴散叫滲透。由此我們可以看出，滲透與擴散的不同在于滲透必須有半透膜。據(jù)此，動物細胞的細胞膜亦是選擇透過性膜，也可以發(fā)生滲透作用。3.礦質元素與代

4、謝過程礦質元素也稱為灰分元素，把植物體烘干充分燃燒，植物體中的碳、氫、氧、氮等元素以CO2、H2O、分子態(tài)氮和氮的氧化物等形式跑掉了，剩下的就是礦質元素。礦質元素以氧化物形式存于灰分中，因氮元素也是植物從土壤中以無機鹽形式吸收來的，所以礦質元素是指除C、H、O以外的，由根吸收來的元素。礦質元素是否是植物的必需元素，需要做缺某種元素的栽培實驗來證明。礦質元素的吸收和利用也是重要考點，礦質元素的吸收原理是主動運輸，因此該過程與根細胞的呼吸作用密切相關：根呼吸作用為礦質元素的吸收提供了ATP，因此，土壤板結等缺氧環(huán)境造成植物吸收礦質元素的能力下降，影響植物生長發(fā)育。進入植物體內(nèi)的礦質元素離子，因在細

5、胞內(nèi)的存在形式不同（離子狀態(tài)、不穩(wěn)定化合物狀態(tài)、穩(wěn)定化合物狀態(tài)），記住N、P、K、Mg四種重復利用的元素，重復利用的礦質元素離子在植物生長過程中可以由衰老組織向幼嫩組織轉移，不重復利用的礦質元素不能轉移。因此要分清植物缺乏什么元素時，衰老組織和幼嫩兩種組織誰先受到傷害的問題。4.根吸收礦質元素離子與吸收水分的關系這是兩個顯著不同又密切聯(lián)系的生理過程。首先，二者存在明顯的差別。一是吸收方式不同：根細胞以滲透和擴散方式吸收水分，而吸收礦質元素離子則通過主動運輸?shù)姆绞健６俏談恿Σ煌何账值膭恿κ钦趄v拉力和根細胞與環(huán)境之間的溶液濃度差構成的滲透壓；吸收礦質元素離子的動力主要是根細胞呼吸作用產(chǎn)生

6、的ATP、載體消耗能量做功。三是吸收數(shù)量與外界濃度的關系不同：能否從外界吸水是由細胞液與外界溶液的相對濃度決定的，當細胞液濃度高于外界溶液的濃度時細胞就吸水，反之則失水；而吸收礦質元素離子的多少，是由細胞膜上載體的種類和數(shù)量決定的，某種載體多，吸收它所運載的礦質元素離子就多，否則就少。其次，兩個吸收過程緊密聯(lián)系，不可分割。一是吸收器官是相同的，即吸收的主要器官都是根，而且最活躍的部位均是成熟區(qū)的細胞（表皮細胞）。二是礦質元素離子一般先溶于水呈離子狀態(tài)，以離子狀態(tài)被吸收；而且礦質元素離子進入植物體后也是隨著水分被運輸?shù)街参矬w的各個器官、組織。三是礦質元素離子被細胞吸收后，又會影響到細胞內(nèi)外溶液的濃度，從而影響根細胞的吸水量。因此，根吸收礦質元素離子與吸收水分是兩個相對獨立的生理過程。5.