内容正文:
第4章 植物与土壤
4.1 土壤的成分
1.土壤生物:土壤中不仅分布着植物的根系,还生活着大量的土壤生物,包括土壤中的__动物__、__植物__、__细菌__和__真菌__等。
2.土壤中的非生命物质:__空气、水、无机盐和有机物__等。
(1)土壤中的__水分__:加热土壤,出现水珠(如图①)。
(2)测定土壤中__空气__的体积分数:将体积相同的正方体铁块和土壤分别放入2只相同的大烧杯中,慢慢向2只烧杯内注水,直到水把土壤或铁块刚好浸没为止,注水量的差值即为土壤中空气的体积(如图②)。
(3)土壤中的__有机物__:先称取一定量的充分干燥的土壤,然后放在细密的铁丝网上,用酒精灯加热。现象:土壤颜色发生明显变化,燃烧过后,再称量土壤,发现质量变少(如图③)。
(4)土壤中的__无机盐__:过滤土壤浸出液,再取土壤浸出液放在蒸发皿中加热蒸发,可见很细的__结晶物__(如图④⑤)。
3.构成土壤的物质有固体、液体和气体三类。土壤的固体部分主要由__矿物质颗粒__和__腐殖质__组成,其中矿物质颗粒占固体部分的__95%__左右。土壤中的有机物主要来源于生物的__排泄物__和死亡的__生物体__,腐殖质可以为土壤动物提供__食物__,也可以为绿色植物提供__养分__。土壤中溶于水的__无机盐__是植物生长所需的重要物质。土壤中的水分是__植物生长__的必要条件,土壤中的__空气__是植物的根和微生物生命活动所需氧气的来源。
4.岩石变成土壤,首先要经过__风化__作用形成石块、石砾和砂粒等细碎的矿物质颗粒。引起岩石风化的因素有__温度__、__雨水__、__化学物质__、__各种生物__等。
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4.2 各种各样的土壤
1.土壤主要是由__矿物质__、__腐殖质__、__水__和__空气__等物质以及多种生物组成的。这些成分之间相互影响,并使土壤形成了一定的结构。例如,矿物质颗粒较小,土壤的空隙就__较少__,土壤中的__水__和__空气__也就较少。
2.影响土壤结构最重要的因素是__大小不等的矿物质颗粒的多少和排列方式__。土壤的矿物质颗粒有粗有细,粗的叫做__砂粒__,细的叫做__黏粒__,介于两者之间的叫做__粉砂粒__。
3.根据砂粒、黏粒和粉砂粒在土壤中所占的比例不同,可将土壤分为__砂土__类土壤、__黏土__类土壤和__壤土__类土壤。
4.在不同类型的土壤中,适合大部分植物生长的是__壤土类土壤__,其矿物质颗粒、空气、水和有机质等组成比例__合理__,土壤黏性__适度__,通气、透水、保水和保肥能力__强__。
5.实验:探究不同土壤的渗水能力
(1)土壤的渗水实验
①取砂粒和黏粒少许,用大拇指和食指蘸一些砂粒和黏粒,会感觉到砂粒较粗,而黏粒细滑。②取2只漏斗,在漏斗口里放一些__脱脂棉花__。在漏斗A中放适量的砂粒,在漏斗B中放__等量的黏粒__。将漏斗分别搁在锥形瓶上,往每个漏斗中倒半烧杯水。5分钟后,观察2只漏斗各有多少水流到下面的锥形瓶内。
结果:观察发现,能渗出更多水分的是A漏斗。
③结论:土壤具有渗水能力,并且土壤颗粒越大,渗水能力__越强__;土壤颗粒越小,渗水能力越弱。
(2)土壤的渗水能力与土壤颗粒有关
不同土壤的渗水能力不同,土壤的渗水能力与土壤颗粒的大小有关。一般来说,砂粒较大,颗粒间的空隙较大,渗水能力较强;黏粒较小,颗粒间的空隙较小,渗水能力较弱;粉砂粒的渗水能力在两者之间。
6.实验:探究哪种土壤适合植物生长
(1)将配制好的砂土类土壤、黏土类土壤以及壤土类土壤分别装在3只同样大小的花盆内,然后分别种植2~3株__大小相近、生长旺盛的同一种类__的植物,并浇__等量__的水一次。将花盆放在窗台上能照到阳光但不会被雨水淋到的地方,每天观察植物生长的情况,并做好观察记录。
(2)通过观察发现:种植在__壤土类__土壤中的植物生长情况最好。
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4.3 植物的根与物质吸收(1)
1.植物的根具有__固定__植物体和吸收土壤中的__水分、无机盐__等功能。植物的根在土壤中的分布,与植物的种类和外界环境如土壤的结构、肥力、__通气状况__和__水分状况__等密切相关。
2.根系:一株植物所有的根合在一起,叫做根系。有明显发达的主根和侧根之分的根系,叫做__直根系__。如:大豆、萝卜、樟树等大多数双子叶植物。没有明显的主侧根之分的根系,叫做__须根系__。如:小麦 、水稻、葱、蒜等大多数单子叶植物。
3.植物吸收水的主要器官是__根__。__根尖__是植物根吸收水分的主要部位。在农业生产中,移植作物幼苗时要__带土移植__,原因:①以免损伤根尖;②使植株移栽前仍能吸收土壤中的营养物质。
4.根尖的结构(如图所示)。
(1)[①]__根冠__:细胞壁薄,外层细胞排列比较疏松,内部细胞小、排列紧密,主要起__保护__作用。
(2)[②]__分生区__:细胞壁薄,细胞核较__大__,细胞质__浓__,细胞排列紧密,能不断__分裂__,使根生长。
(3)[③]__伸长区__:细胞逐渐停止分裂,但能较快__生长__,使根不断地伸长。
(4)[④]__根毛区__:细胞是由伸长区细胞进一步__分化__而来的,表皮细胞向外突起,形成不同长度的__根毛__,扩大了根的吸收面积,保证了植物能吸收足够的营养。__根毛区__是根尖吸收水分和无机盐的主要部位。
5.(1)根毛细胞吸水和失水的条件:当土壤溶液的溶质质量分数__大于__根毛细胞液的溶质质量分数时,根毛细胞失水;当土壤溶液的溶质质量分数__小于__根毛细胞液的溶质质量分数时,根毛细胞吸水。一般情况下,根毛细胞液的溶质质量分数总是__大于__土壤溶液的溶质质量分数,因此它能从土壤中__吸收水分__。
(2)根毛吸水的具体过程:水 →__根毛细胞__→__各皮层细胞__→__导管__。
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4.3 植物的根与物质吸收(2)
1.植物生长除了要从土壤中吸收水分外,还需要吸收无机盐,特别是需要大量的含__氮__、__磷__、__钾__三种元素的无机盐。
2.无机盐对植物生长的作用
(1)氮、镁:合成__叶绿素__的原料;
(2)氮、硫:合成__蛋白质__的原料;
(3)钾:使植物__茎秆粗壮__,促进淀粉的合成和运输;
(4)磷:促进幼苗的__生长发育和开花__等。
3.不同的无机盐对植物生长会起到不同的作用。如果植物缺少某一种必需的无机盐,就会出现相应的营养缺乏症状。
(1)缺__氮__时,叶色发黄、植株矮小;
(2)缺__磷__时,植株暗绿带红;
(3)缺__钾__时,植株长得矮小,茎秆细弱易倒,叶片上有许多褐斑。
4.“秸秆还田”可以提高农田的肥力
在有植物生长的地方,都会有许多枯枝、落叶或死亡的生物体留在土壤里,这些生物体腐烂后产生的各种营养物质又会进入土壤,使土壤更为__肥沃__。因此,在农业生产中常提倡“秸秆还田”,以__提高农田的肥力__。
5.根据植物生长所需的无机盐种类和数量配制适宜的营养液,用营养液来栽培植物,这就是__无土栽培__。它为花卉、蔬菜及粮食作物的工厂化、自动化生产开辟了广阔的前景。
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4.4 植物的茎与物质运输(1)
1.(1)按照形态的不同,茎可分类如下:
①__直立__茎——直立向上生长。自然界最常见。
②__匍匐__茎——比较软,不能直立生长,只能在地面上匍匐生长,如草莓、红薯等。
③__攀缘__茎——借助他物而直立上升。常常借助茎和叶的变态结构(如卷须),而附着他物上升,如黄瓜、南瓜、丝瓜等。
④__缠绕__茎——茎本身缠绕他物上升,如牵牛花、紫藤等。
(2)按茎的组成可分为__草质茎__和__木质茎__。
(3)茎的功能:①__输送作用__;②__支持作用__。
2.双子叶植物的木质茎的结构
(1)树皮:树皮的外侧为表皮,细胞排列__紧密__,细胞间隙比较__小__,主要起__保护__作用;内侧部分叫做__韧皮__部,其中含有起输导作用的__筛管__。
(2)形成层:由2~3层细胞构成,能不断地进行细胞__分裂__,向外形成__韧皮部__,向内形成__木质部__,所以木本植物的茎能逐年加粗。
(3)木质部:含有起输导作用的__导管__。导管是运输水分和无机盐的通道,属于__输导__组织。
(4)髓:位于茎的中央,其细胞体积较__大__,具有__储藏营养__的作用。
3.在多年生木质茎的横切面上,春材颜色较__浅__,形成的年轮较__疏松__;秋材颜色较__深__,形成的年轮较__紧密__。根据年轮数可以推断__树龄__;通过年轮的宽度变化等信息可推断植物生长不同时期的__气候状况__;识别方向:环境越好,光线越充足,植物生长越快,年轮越疏松,故年轮较稀疏的地方为南方。
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4.4 植物的茎与物质运输(2)
1.__水分和无机盐__被根尖从土壤中吸收后进入根部导管,再进入茎中央的导管,自__下__而__上__地向枝端运输。
2.实验:探究茎运输水分和无机盐的部位
(1)枝条下端用刀片削成斜面的原因:__增大面积,有利于物质运输__。
(2)横切面现象:木质部被__染色__。
(3)纵截面现象:越向上,__染色越浅__。
3.有机物是通过茎的__筛管__自__上__而__下__运输的。光合作用制造的有机物,除小部分留在__叶肉细胞__外,大部分需转送到茎、根、果实、种子等部位去。
4.树皮环剥后,伤口的__上部__出现膨大的瘤状物(剥去一圈树皮以后,有机物不能向下运输,在伤口的上方积存,导致上方细胞分裂和生长都加快,树皮就膨大起来,形成了瘤状物)。
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4.5 植物的叶与蒸腾作用
1.植物的叶
(1)叶是植物进行__光合作用__的主要器官,也是散失__水分__的主要器官。
(2)叶的形态、结构和功能等特征与植物生长的环境密切相关。
(3)叶的结构:叶的形态虽然是多种多样的,它的基本结构却是相似的,一片叶是由__叶柄__和叶片组成的,如图所示,叶片是叶的主要部分,叶片是由①__叶脉__、②__上表皮__、③__叶肉__、⑤__下表皮__等结构组成的。
(4)叶的功能:请将图中①~④所标注的叶片结构与A~D相应的功能对应起来。
A.与外界进行气体交换的“窗口”
B.含有叶绿体,是光合作用的场所
C.输导水分和养料
D.防止水分蒸发和起保护作用
①__C__,②__D__,③__B__,④__A__。
2.蒸腾作用
(1)蒸腾作用是指水分从活的植物体表面(主要是叶片)以__气体__状态散失到大气中的过程。根吸收的水约有__99%__是通过蒸腾作用散失掉的。
(2)蒸腾作用的影响因素:__大气的温度__、__湿度__和气流速度等。
(3)蒸腾作用的意义
①在温度偏高的情况下__有效地降低叶片温度__。
②是根部吸水的__主要动力__,有利于植物对水的__吸收__和__运输__。
③有利于溶解在水中的__无机盐__在植物体内的__运输__。
3.蒸腾作用的水分是从叶的__上、下表皮中的气孔散发出来的__,叶的下表皮的气孔比上表皮__多__。
蓝色的氯化钴试纸遇水变__红色__,水越多,颜色__越深__。
4.气孔:两个__半月形__的__保卫细胞__之间的小孔,是植物体与外界进行__气体__交换的“窗口”和散失体内__水分__的“门户”。
5.气孔的__开闭__可调节蒸腾作用的快慢,使植物体内始终保持着适量的水分。
(1)水分充足→保卫细胞吸水膨胀→气孔__张开__→蒸腾作用增强。
(2)水分缺少→保卫细胞失水收缩→气孔__关闭__→蒸腾作用减弱。
6.水从植物吸收到蒸腾散失的途径: 土壤→根毛→__根__中导管→__茎__中导管→__叶柄__中导管→__气孔__→叶外。
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4.6 保护土壤
1.土壤资源的现状
(1)地球上陆地面积仅占地表总面积的__29%__,除了湖泊、河流、裸露岩石等,有土壤覆盖的土地就更少了。
(2)我国陆地面积9.6×1012米2,其中湖泊面积8×1010米2。耕地、林地、牧草地只占陆地面积的__63.8%__。
2.土壤污染与保护
(1)土壤资源的最大威胁来自__土壤的污染__和__过度开发__。
(2)土壤污染的种类
①__化学__污染:工农业生产和生活废水,固体废物的任意排放,农药、化肥的大量使用,都可能导致土壤的污染,从而破坏土壤的结构。
②__生物__污染:某些病菌、寄生虫和病毒也会对土壤产生污染。
(3)防治土壤污染的措施:控制工业“三废”任意排放;提倡生物防治农业病虫害,以虫治虫,用有机肥料代替化学肥料;生活污水无害化处理(例:氧化塘处理);生活垃圾分类回收、利用。
(4)土壤资源的过度开发
__耕地被蚕食__、__水土流失__、__土地沙漠化__和__盐渍化__等,都会造成土壤资源的流失。
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