4.1 植物的物质运输 第1课时 植物对水和无机盐的吸收（导学案）新教材生物沪教版七年级上册

4.1 植物的物质运输（导学案） 第一课时 【知识目标】 1.明确植物吸水器官与原理： 识别根（尤其根毛区）是吸水主要器官，解释根毛扩大吸水面积的作用。 阐明植物细胞吸水和失水的条件：细胞液浓度 > 环境溶液浓度（吸水）；细胞液浓度 < 环境溶液浓度（失水）。 2.归纳无机盐的作用与需求： 列举植物必需的三类无机盐（氮、磷、钾）及其功能。 说明土壤浸出液促进植物生长的原因（含无机盐）。 解释施肥过量导致"烧苗"的渗透原理。 【素养目标】 1.生命观念： 形成"水盐平衡是植物生命活动基础"的稳态观，理解植物结构与功能的关系（如根毛结构适应吸水功能）。 2.科学思维： 基于实验现象（萝卜条长度变化）推理细胞渗透原理，运用浓度梯度解释农业生产现象（如"烧苗"）。 分析数据（作物需水量表），归纳不同植物需水差异性。 3.探究实践： 设计对照实验验证水盐条件对植物的影响（如土壤浸出液 vs 蒸馏水）。 4.态度责任： 结合无土栽培技术案例，认识科学施肥对粮食安全的意义； 提出合理灌溉与施肥的农业建议，培养资源优化利用意识。 【学习重点】 1.绿色开花植物吸水的主要器官及根的结构； 2.植物细胞吸水和失水的原理； 3.不同作物及不同生长时期的需水量差异； 4.植物生长所需的无机盐种类及作用。 【学习难点】 1.理解植物细胞吸水和失水与溶液浓度的关系； 2.解释施肥过多产生“烧苗”现象的原因并提出解决办法。 1.植物的生存离不开水和无机盐,必须不断地从外界吸收______和______,才能完成各种生命活动。 2.植物细胞的______和______,取决于液泡内溶液与外界溶液的浓度高低。 3.当外界溶液的浓度低于液泡内溶液的浓度时,细胞______;当外界溶液的浓度高于液泡内溶液的浓度时,细胞______。 4.植物的生命活动除了需要水分外,还需要多种含有______、______、______等元素的无机盐。 一、问题探究→植物的生长需要水和无机盐 1.绿色开花植物吸水的主要器官 结合生活中观察到的植物生长现象，猜测绿色开花植物吸水的主要器官可能是什么，并说明理由。 根作为绿色开花植物吸水的主要器官，它有哪些结构组成？这些结构在位置和形态上有什么不同？ 根的各结构分别有什么特点和功能？ 2.植物细胞对水分的吸收 设计“探究植物细胞对水分的吸收”实验时，为什么要切取 3 根大小相同的萝卜条，将其中 2 根分别浸入装有等量清水和浓盐水的烧杯中，而留 1 根不做处理？ 从不同作物全生育期需水量表格中，分析不同作物需水量有什么特点，并思考为什么不同作物需水量会不同。 从同一作物不同时期需水量表格（如小麦不同生长时期的需水总量表格）中，分析该作物在不同时期需水量有什么变化规律。 3.植物生长需要无机盐 查阅资料，了解除了氮、磷、钾三种无机盐外，植物生长还需要哪些无机盐，它们对植物的生长发育有什么作用。 在农业生产中，如何合理使用农家肥和化肥，请说明理由。 二、问题思考→植物的生长需要水和无机盐 绿色开花植物吸水的主要器官 回忆之前学过的植物细胞结构知识，思考根毛细胞的哪些结构特点有利于它吸收水分？ 植物细胞对水分的吸收 根据所学的细胞知识，思考当细胞内溶液浓度＞外界溶液的浓度时，水分是如何进入细胞的；当细胞内溶液浓度＜外界溶液的浓度时，水分又是如何离开细胞的。 植物生长需要无机盐 回忆之前学过的植物生长相关知识，思考植物生长除了需要水和无机盐外，还需要什么条件？ 1.绿色开花植物吸水的主要器官是（ ） A. 叶 B. 茎 C. 根 D. 花  2.将萝卜条放入浓盐水中，一段时间后萝卜条会（ ） A.变硬且长度增加 B. 变软且长度缩短 C. 长度不变 D. 无明显变化  3.植物细胞吸水的条件是（ ） A.细胞内溶液浓度＞外界溶液的浓度 B. 细胞内溶液浓度＜外界溶液的浓度 C. 细胞内溶液浓度=外界溶液的浓度 D. 与细胞内外溶液浓度无关  4.下列关于植物生长需要无机盐的说法，错误的是（ ） A.植物生长需要最多的是含氮、含磷、含钾的无机盐 B. 氮肥能促进细胞的分裂和生长，使枝叶长得繁茂 C. 磷肥能使茎秆健壮 D. 钾肥能促进糖类的形成和运输  5.施肥过多产生“烧苗”现象的原因是（ ） A.土壤溶液浓度过低，根细胞吸水过多 B. 土壤溶液浓度过高，根细胞失水过多 C. 土壤中肥料过多，温度升高，伤害了植物 D. 植物吸收肥料过多，不能正常生长  难点回顾与反思 回顾植物细胞吸水和失水的原理，思考在生活中还有哪些现象可以用这个原理来解释？ 再次理解“烧苗”现象的原因和解决办法，假如你是一位农民，遇到“烧苗”情况，你会采取哪些具体措施？ 拓展阅读 阅读以下关于无土栽培的资料，回答问题。 无土栽培是一种不用天然土壤而采用含有植物生长发育必需元素的营养液来提供营养，使植物正常完成整个生命周期的栽培技术。它包括水培、雾（气）培、基质栽培。无土栽培的优点有很多，比如可以避免土壤中的病虫害和连作障碍，能精确控制植物所需的养分和水分，提高作物的产量和品质等。目前，无土栽培在蔬菜、花卉等领域得到了广泛的应用。 无土栽培为什么能避免土壤中的病虫害和连作障碍？ 能力提升 设计一个简单的实验，验证植物生长需要含氮的无机盐。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.1 植物的物质运输（导学案） 第一课时 【知识目标】 1.明确植物吸水器官与原理： 识别根（尤其根毛区）是吸水主要器官，解释根毛扩大吸水面积的作用。 阐明植物细胞吸水和失水的条件：细胞液浓度 > 环境溶液浓度（吸水）；细胞液浓度 < 环境溶液浓度（失水）。 2.归纳无机盐的作用与需求： 列举植物必需的三类无机盐（氮、磷、钾）及其功能。 说明土壤浸出液促进植物生长的原因（含无机盐）。 解释施肥过量导致"烧苗"的渗透原理。 【素养目标】 1.生命观念： 形成"水盐平衡是植物生命活动基础"的稳态观，理解植物结构与功能的关系（如根毛结构适应吸水功能）。 2.科学思维： 基于实验现象（萝卜条长度变化）推理细胞渗透原理，运用浓度梯度解释农业生产现象（如"烧苗"）。 分析数据（作物需水量表），归纳不同植物需水差异性。 3.探究实践： 设计对照实验验证水盐条件对植物的影响（如土壤浸出液 vs 蒸馏水）。 4.态度责任： 结合无土栽培技术案例，认识科学施肥对粮食安全的意义； 提出合理灌溉与施肥的农业建议，培养资源优化利用意识。 【学习重点】 1.绿色开花植物吸水的主要器官及根的结构； 2.植物细胞吸水和失水的原理； 3.不同作物及不同生长时期的需水量差异； 4.植物生长所需的无机盐种类及作用。 【学习难点】 1.理解植物细胞吸水和失水与溶液浓度的关系； 2.解释施肥过多产生“烧苗”现象的原因并提出解决办法。 1.植物的生存离不开水和无机盐,必须不断地从外界吸收水分和无机盐,才能完成各种生命活动。 2.植物细胞的吸水和失水,取决于液泡内溶液与外界溶液的浓度高低。 3.当外界溶液的浓度低于液泡内溶液的浓度时,细胞吸水;当外界溶液的浓度高于液泡内溶液的浓度时,细胞失水。 4.植物的生命活动除了需要水分外,还需要多种含有氮、磷、钾等元素的无机盐。 一、问题探究→植物的生长需要水和无机盐 1.绿色开花植物吸水的主要器官 结合生活中观察到的植物生长现象，猜测绿色开花植物吸水的主要器官可能是什么，并说明理由。 绿色开花植物吸水的主要器官可能是根。理由是根生长在土壤里，能够接触到土壤中的水分。 根作为绿色开花植物吸水的主要器官，它有哪些结构组成？这些结构在位置和形态上有什么不同？ 根的结构包括根冠、分生区、伸长区、成熟区和肉质根等。根冠位于根的最前端，像帽子一样；分生区在根冠内侧；伸长区位于分生区上方；成熟区在伸长区上方，有大量根毛；肉质根是一些植物根的特殊形态。从形态上看，根冠细胞较大且不规则；分生区细胞小，排列紧密；伸长区细胞逐渐伸长；成熟区有许多根毛；肉质根通常较为粗壮。 根的各结构分别有什么特点和功能？ 根冠位于根的最前端，像帽子一样保护着根的分生区；分生区细胞具有很强的分裂能力，能不断产生新细胞；伸长区细胞能够迅速伸长，使根不断生长；成熟区有大量的根毛，是根吸收水分和无机盐的主要部位；肉质根则是一些植物根的特殊形态，储存着大量的营养物质。 2.植物细胞对水分的吸收 设计“探究植物细胞对水分的吸收”实验时，为什么要切取 3 根大小相同的萝卜条，将其中 2 根分别浸入装有等量清水和浓盐水的烧杯中，而留 1 根不做处理？ 切取 3 根大小相同的萝卜条是为了保证实验的单一变量原则，使实验结果更具可比性。将其中 2 根分别浸入清水和浓盐水中，设置了实验组，而留 1 根不做处理作为对照组。通过对照组和实验组的对比观察，可以更清晰地看出清水和浓盐水对萝卜条的影响，从而探究植物细胞在不同溶液中的吸水和失水情况。 从不同作物全生育期需水量表格中，分析不同作物需水量有什么特点，并思考为什么不同作物需水量会不同。 不同作物需水量不一样。不同作物需水量不同可能和它们的生长习性、叶片大小等有关。例如，生长旺盛、叶片较大的作物，蒸腾作用较强，需水量相对较大。 从同一作物不同时期需水量表格（如小麦不同生长时期的需水总量表格）中，分析该作物在不同时期需水量有什么变化规律。 以小麦为例，随着生长时期的推进，需水量总体呈上升趋势。这是因为在不同生长时期，小麦的生理活动强度不同，生长旺盛期对水分的需求更大。 3.植物生长需要无机盐 查阅资料，了解除了氮、磷、钾三种无机盐外，植物生长还需要哪些无机盐，它们对植物的生长发育有什么作用。 植物生长还需要含钙的、含锌的和含硼的无机盐等。例如，农作物缺钙一般表现为根尖和芽的生长停滞；含锌的无机盐有助于植物的光合作用和生长素的合成；含硼的无机盐能促进花粉的萌发和花粉管的伸长，对植物的生殖过程有重要作用。 在农业生产中，如何合理使用农家肥和化肥，请说明理由。 可以将农家肥和化肥结合使用。农家肥的优点是来源广泛、成本低、肥效持久，能改良土壤结构，增加土壤肥力；缺点是营养元素含量相对较低，肥效释放缓慢。化肥的优点是营养元素含量高，肥效快；缺点是长期使用会使土壤板结，破坏土壤结构。将两者结合使用，可以充分发挥它们的优点，既保证了土壤的肥力和结构，又能及时为植物提供所需的营养元素。 二、问题思考→植物的生长需要水和无机盐 绿色开花植物吸水的主要器官 回忆之前学过的植物细胞结构知识，思考根毛细胞的哪些结构特点有利于它吸收水分？ 根毛细胞有较大的液泡，能够储存更多的水分；细胞壁薄，有利于水分的进入；根毛的存在大大增加了细胞与土壤溶液的接触面积，从而有利于根毛细胞吸收水分。 植物细胞对水分的吸收 根据所学的细胞知识，思考当细胞内溶液浓度＞外界溶液的浓度时，水分是如何进入细胞的；当细胞内溶液浓度＜外界溶液的浓度时，水分又是如何离开细胞的。 当细胞内溶液浓度＞外界溶液的浓度时，水分子通过渗透作用从外界溶液进入细胞。因为水分子总是从浓度高的地方向浓度低的地方扩散，外界溶液中水分子浓度相对较高，所以水分子会进入细胞。当细胞内溶液浓度＜外界溶液的浓度时，水分子则从细胞内扩散到外界溶液中，导致细胞失水。 植物生长需要无机盐 回忆之前学过的植物生长相关知识，思考植物生长除了需要水和无机盐外，还需要什么条件？ 植物生长除了需要水和无机盐外，还需要阳光、空气、适宜的温度等条件。阳光是植物进行光合作用的能量来源；空气为植物提供二氧化碳和氧气，二氧化碳是光合作用的原料，氧气是呼吸作用的原料；适宜的温度能保证植物体内各种酶的活性，使植物的生理活动正常进行。 1.绿色开花植物吸水的主要器官是（ ） A. 叶 B. 茎 C. 根 D. 花  【答案】：C  【解析】：从课件可知“绿色开花植物吸水的主要器官是什么？根”，所以绿色开花植物吸水的主要器官是根，答案选C。 2.将萝卜条放入浓盐水中，一段时间后萝卜条会（ ） A.变硬且长度增加 B. 变软且长度缩短 C. 长度不变 D. 无明显变化  【答案】：B  【解析】：根据课件“探究·活动：探究植物细胞对水分的吸收”中“萝卜条变软且长度缩短（在浓盐水中）”，当萝卜条放入浓盐水中，细胞内溶液浓度小于外界浓盐水溶液浓度，细胞失水，会导致萝卜条变软且长度缩短，答案选B。 3.植物细胞吸水的条件是（ ） A.细胞内溶液浓度＞外界溶液的浓度 B. 细胞内溶液浓度＜外界溶液的浓度 C. 细胞内溶液浓度=外界溶液的浓度 D. 与细胞内外溶液浓度无关  【答案】：A  【解析】：由课件“根细胞失水和吸水原理”中“细胞内溶液浓度＞外界溶液的浓度 细胞吸水”可知，植物细胞吸水的条件是细胞内溶液浓度大于外界溶液的浓度，答案选A。 4.下列关于植物生长需要无机盐的说法，错误的是（ ） A.植物生长需要最多的是含氮、含磷、含钾的无机盐 B. 氮肥能促进细胞的分裂和生长，使枝叶长得繁茂 C. 磷肥能使茎秆健壮 D. 钾肥能促进糖类的形成和运输  【答案】：C  【解析】：依据课件“【资料补充】”内容，氮肥能促进细胞的分裂和生长，使枝叶长得繁茂；磷肥能促进幼苗的生长发育、花的开放、果实和种子的成熟；钾肥能促进糖类的形成和运输，使茎秆健壮。所以C选项中说磷肥能使茎秆健壮是错误的，答案选C。 5.施肥过多产生“烧苗”现象的原因是（ ） A.土壤溶液浓度过低，根细胞吸水过多 B. 土壤溶液浓度过高，根细胞失水过多 C. 土壤中肥料过多，温度升高，伤害了植物 D. 植物吸收肥料过多，不能正常生长  【答案】：B  【解析】：当施肥过多时，土壤溶液浓度会升高，根据根细胞失水和吸水原理，细胞内溶液浓度＜外界溶液的浓度时细胞失水。此时土壤溶液浓度过高，根细胞失水过多，就会产生“烧苗”现象，答案选B。 难点回顾与反思 回顾植物细胞吸水和失水的原理，思考在生活中还有哪些现象可以用这个原理来解释？ 答案：生活中用盐腌制蔬菜时，蔬菜会失水变软；将蔬菜泡在清水中，蔬菜会吸水变得硬挺。用糖渍水果时，水果会失水等现象都可以用植物细胞吸水和失水的原理来解释。 解析：当外界溶液浓度大于细胞内溶液浓度时，细胞失水；当外界溶液浓度小于细胞内溶液浓度时，细胞吸水。盐腌制蔬菜、糖渍水果时，外界溶液（盐水、糖水）浓度大于蔬菜、水果细胞内溶液浓度，细胞失水；将蔬菜泡在清水中，外界清水溶液浓度小于蔬菜细胞内溶液浓度，细胞吸水。 再次理解“烧苗”现象的原因和解决办法，假如你是一位农民，遇到“烧苗”情况，你会采取哪些具体措施？ 答案：遇到“烧苗”情况，首先应立即大量浇水，稀释土壤溶液浓度，降低土壤溶液的渗透压，使根细胞能够重新吸水。还可以考虑适当疏松土壤，增加土壤的透气性，促进根系的呼吸作用，帮助植物恢复生长。 解析：“烧苗”是因为施肥过多，土壤溶液浓度过高，导致根细胞失水。大量浇水可以稀释土壤溶液浓度，使根细胞周围的溶液浓度降低，当细胞内溶液浓度大于外界溶液浓度时，根细胞就会吸水。疏松土壤能增加土壤中的氧气含量，有利于根系进行呼吸作用，增强根系的活力，促进植物恢复。 拓展阅读 阅读以下关于无土栽培的资料，回答问题。 无土栽培是一种不用天然土壤而采用含有植物生长发育必需元素的营养液来提供营养，使植物正常完成整个生命周期的栽培技术。它包括水培、雾（气）培、基质栽培。无土栽培的优点有很多，比如可以避免土壤中的病虫害和连作障碍，能精确控制植物所需的养分和水分，提高作物的产量和品质等。目前，无土栽培在蔬菜、花卉等领域得到了广泛的应用。 无土栽培为什么能避免土壤中的病虫害和连作障碍？ 答案：无土栽培不使用天然土壤，土壤是很多病虫害的滋生地和传播源，没有了土壤这个媒介，就减少了病虫害的来源。连作障碍是指在同一块土壤上连续种植同一种作物，导致土壤中养分失衡、有害物质积累等问题。无土栽培采用营养液提供营养，不存在土壤中养分失衡和有害物质积累的问题，所以能避免连作障碍。 解析：病虫害往往在土壤中生存和繁殖，当植物种植在土壤中时，容易受到土壤中病虫害的侵袭。而无土栽培脱离了土壤环境，切断了病虫害的传播途径。连作障碍主要是由于同一种作物对土壤中某些养分的选择性吸收，导致土壤中养分比例失调，同时作物根系分泌的有害物质在土壤中积累。无土栽培通过营养液精确提供植物所需养分，避免了养分失衡问题，也不存在根系分泌物在土壤中积累的情况，从而避免了连作障碍。 能力提升 设计一个简单的实验，验证植物生长需要含氮的无机盐。 实验材料：两株生长状况相同的幼苗、蒸馏水、土壤浸出液、含氮的无机盐溶液、两个相同的花盆。 实验步骤： 1.将两株幼苗分别栽种在两个相同的花盆中，编号为A、B。 2.向A花盆中加入适量的蒸馏水，向B花盆中加入等量的含氮的无机盐溶液。 3.将两盆幼苗放在相同且适宜的环境中培养，定期观察并记录两株幼苗的生长状况，如株高、叶片颜色和数量等。 预期结果：一段时间后，B花盆中的幼苗生长状况良好，株高增加，叶片颜色鲜绿、数量增多；A花盆中的幼苗生长缓慢，叶片发黄，可能出现矮小、瘦弱的现象。 实验结论：植物生长需要含氮的无机盐。 解析：本实验设置了对照，A花盆加入蒸馏水，作为对照组，缺乏含氮的无机盐；B花盆加入含氮的无机盐溶液，作为实验组。在相同且适宜的环境中培养，观察幼苗的生长状况差异，若B组生长状况明显好于A组，就可以证明植物生长需要含氮的无机盐。 / 学科网（北京）股份有限公司 $