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

该初中生物学教学设计聚焦植物物质运输核心知识，涵盖根（根毛区）吸水器官与细胞液浓度吸水原理，以及氮磷钾等无机盐作用，通过问题链导入衔接前后知识，搭建学习支架。 以萝卜条实验探究细胞吸水失水，结合作物需水量数据培养科学思维与探究实践，无土栽培案例渗透态度责任，助力学生构建结构与功能观等生命观念，教师使用可高效落实素养目标，提升教学质量。

第四章 植物的物质运输与水循环 第1节　植物的物质运输 年级 七年级 授课时间 1课时 课题 第1节　植物的物质运输（第一课时） 教材分析 本节课聚焦绿色开花植物的水分与无机盐需求，是初中植物生理学的核心内容。教材通过根的结构与功能切入，明确根是植物吸水的主要器官，重点剖析根毛区的结构特征（如成熟区的大量根毛）如何提升吸水效率。在"探究植物细胞对水分的吸收"实验中，借助萝卜条的失水与吸水现象，直观展示植物细胞渗透吸水原理（细胞液浓度与环境溶液浓度的关系），这一实验既是科学探究的载体，也是理解后续农业生产中"烧苗"现象的理论基础。关于无机盐部分，教材通过对比蒸馏水与土壤浸出液的培养结果，强调氮、磷、钾等无机盐对植物生长的必要性及其功能（如氮促枝叶繁茂、磷促花果发育），并引入无土栽培案例体现现代农业生产技术。 本节内容承上（植物细胞结构）启下（光合作用、呼吸作用），帮助学生构建"植物生命活动依赖水盐协调"的系统观，同时通过实验分析、数据解读（如不同作物需水量表）培养实证意识，为理解合理灌溉、科学施肥等农业实践奠定生物学基础。 教学目标 【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。 教学重、难点 【教学重点】 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。 【教学难点】 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。 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 新课导入 大家思考一下，绿色开花植物吸水的主要器官是什么呢？ 进一步引导 那植物生长除了需要水，还需要什么呢？为什么农民伯伯还要定期给农作物撒肥呢？ 继续引导 肥料里其实含有很多对植物生长很重要的物质，我们把它们叫做无机盐。那不同作物对水和无机盐的需求一样吗？接下来我们就一起探究植物生长对水和无机盐的需求。 认真观察图片，思考回答问题 新知探究 一、 绿色开花植物吸水的主要器官 我们都知道植物的生长离不开水，那么绿色开花植物吸水的主要器官是什么呢？大家可以结合生活中观察到的植物生长现象来思考一下。 提出问题引导思考 植物的生长情况来看，大家猜测一下绿色开花植物吸水的主要器官可能是什么呢？ 进一步追问引导深入思考 为什么大家觉得是根呢？能说说你们的理由吗？根在土壤里，能接触到水 等。 总结并引入后续内容 根确实是绿色开花植物吸水的主要器官。接下来我们来详细了解一下根的结构。 根作为绿色开花植物吸水的主要器官，它有哪些结构组成呢？这些结构又有什么特点和作用呢？ 展示根的结构示意图 展示根的纵切图， 指出根冠、分生区、伸长区、成熟区和肉质根等结构，提问 观察这个图，看看这些结构在位置和形态上有什么不同？ 进一步讲解各结构特点和功能 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。大家对这些结构的功能有什么疑问吗？ 观察跟的结构并回答不同结构的位置和大致形态差异，思考并尝试回答问题 二、植物细胞对水分的吸收 我们知道根是吸水的主要器官，那么植物细胞是如何吸收水分的呢？下面我们通过一个探究活动来寻找答案。 介绍探究活动步骤 详细介绍切取3根大小相同的萝卜条，测量长度并记录，将其中2根分别浸入装有等量清水和浓盐水的烧杯中，一段时间后取出，测量3根萝卜条的长度并记录，计算萝卜条长度变化，并比较三者硬度的实验步骤。提问 为什么要设置这样的实验步骤呢？设置对照组和实验组，便于对比观察”等。 引导学生进行实验操作 组织学生分组进行实验，提醒学生注意安全和实验规范。在学生实验过程中，巡回指导。 师：引导思考与讨论 实验结束后，提问 两个烧杯中萝卜条的变化有何差异？浸在清水中的萝卜条变硬且长度增加，浸在浓盐水中的萝卜条变软且长度缩短。 继续提问 在清水和浓盐水中，水分进出萝卜细胞的方向有何不同？用箭头表示水的进出方向。 总结根细胞失水和吸水原理 展示植物细胞吸水和失水示意图，讲解 当细胞内溶液浓度＞外界溶液的浓度时，细胞吸水；当细胞内溶液浓度＜外界溶液的浓度时，细胞失水。 在农业生产中，我们会发现不同的作物生长情况不同，它们对水的需求量一样吗？同一作物在不同的生长时期需水量又有什么特点呢？ 展示不同作物全生育期需水量表格 展示水稻、小麦、玉米等作物全生育期需水量的表格，提问 从这个表格中，大家能看出不同作物需水量有什么特点吗？不同作物需水量不一样。 进一步引导分析 那为什么不同作物需水量会不同呢？这可能和它们的哪些特性有关？和作物的生长习性、叶片大小等有关。 展示同一作物不同时期需水量表格 展示小麦不同生长时期（返青期、拔节期、抽穗期、灌浆期）的需水总量表格，提问 从这个表格中，大家能发现小麦在不同时期需水量有什么变化规律吗？随着生长时期的推进，需水量总体呈上升趋势。 总结并强调 不同作物需水量不同，同一作物在不同生长时期需水量也不同。在农业生产中，我们要根据作物的需水特点合理灌溉。 思考并回答问题 三、 植物生长需要无机盐 我们知道植物生长需要水，那么除了水之外，植物生长还需要其他物质吗？为什么无土栽培中培养液内要含有各种无机盐，农民在农业生产中还要定期给农作物撒肥呢？ 介绍土壤浸出液 讲解土壤浸出液是用水溶解的土壤中能溶于水的物质，比如一些无机盐等。提问 蒸馏水与土壤浸出液在成分上有何区别？蒸馏水主要是水，土壤浸出液含有无机盐等物质。 进一步提问 为什么土壤浸出液有利于植株的生长？因为含有植物生长所需的无机盐。 介绍不同无机盐的作用 展示资料，讲解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。此外，植物生长还需要含钙的、含锌的和含硼的无机盐等，它们对植物的生长发育也有重要的作用。例如，农作物缺钙一般表现为根尖和芽的生长停滞。提问 如果植物缺乏某种无机盐，可能会出现哪些具体的症状？ 介绍农家肥和化肥 展示农家肥和化肥的图片， 讲解它们的特点和优缺点。提问 在农业生产中，应该如何合理使用农家肥和化肥呢？可以将两者结合使用等。 提出“烧苗”问题 施肥过多时，会产生‘烧苗’现象，请大家解释其原因，并提出解决办法。施肥过多，土壤溶液浓度过高，导致植物细胞失水；解决办法是多浇水稀释土壤溶液浓度。 了解学习植物生长需要无机盐及其作用，思考并回答问题 【针对练习】 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。 检测学生课堂上的学习情况 课堂小结 本节课主要围绕植物生长所需的水和无机盐展开。首先明确绿色开花植物吸水主要器官是根，通过萝卜条实验探究了植物细胞吸水和失水原理，即细胞内溶液浓度大于外界溶液浓度时细胞吸水，反之则失水。不同作物全生育期需水量不同，同一作物在不同生长时期需水量也有差异。其次介绍植物生长需要无机盐，如氮、磷、钾等，氮肥促枝叶、磷肥促花果、钾肥壮茎秆，植物还需钙、锌、硼等无机盐。最后提到施肥过多会“烧苗”，要关注合理施肥。 板书设计 植物生长需要水和无机盐 一、植物生长需要水 1.吸水器官——根 2.细胞吸水和失水原理 细胞内溶液浓度＞外界溶液浓度 细胞吸水 细胞内溶液浓度＜外界溶液浓度 细胞失水 3.不同作物需水量差异 水稻、小麦、玉米全生育期需水量不同 同一作物不同时期需水量不同 二、植物生长需要无机盐 1.常见无机盐：氮、磷、钾等 2.无机盐作用 氮肥：促细胞分裂生长，枝叶繁茂 磷肥：促幼苗发育、花果成熟 钾肥：促糖类运输，茎秆健壮 3.“烧苗”现象及解决办法 课后作业 1．科研人员对某地小麦在不同发育期的需水量进行统计，结果如图所示。平均每天需水量最大的发育期是（　　） A．返青期 B．拔节期 C．抽穗期 D．灌浆期 【答案】C 【解析】结合分析和题图可知，返青期平均每天需水量为21.89立方米/公顷，拔节期平均每天需水量为38.08立方米/公顷，抽穗期平均每天需水量为47.80立方米/公顷，灌浆期平均每天需水量为38.45立方米/公顷。比较各发育期平均每天需水量可知，平均每天需水量最大的发育期是抽穗期，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．取甲、乙两盆生长状况完全相同的菜苗，不浇水等菜苗萎蔫时，向甲盆泥土内浇足水，向乙盆的菜叶上喷水，但不浇湿土壤。将两盆菜苗放在阳光下，预计1～2小时后看到甲、乙两盆菜苗的现象分别为（　　） A．萎蔫、萎蔫 B．不萎蔫、不萎蔫 C．萎蔫、不萎蔫 D．不萎蔫、萎蔫 【答案】D 【解析】A．甲盆土壤浇水，根部吸水恢复，不会萎蔫；乙盆仅叶面喷水，根部缺水，继续萎蔫，A错误。 B．乙盆土壤未湿，根部无法吸水，萎蔫不会解除，B错误。 C．甲盆根部吸水充足，应恢复而非萎蔫，C错误。 D．甲盆根部吸水后恢复，乙盆根部缺水持续萎蔫，D正确。 故选D。 3．绿萝是生活中常见的绿色植物，可以水培，也可以种在土壤中。绿萝吸收的水在体内的运输方向是（　　） A．根毛→根部导管→茎部导管→叶柄导管 B．根部导管→茎部导管→叶柄导管→根毛 C．根毛→茎部导管→叶柄导管→根部导管 D．叶柄导管→茎部导管→根部导管→根毛 【答案】A 【解析】植物吸收水分的主要部位是根尖成熟区，成熟区有大量的根毛。绿萝也不例外，水培时，根毛直接从水中吸收水分；土培时，根毛从土壤溶液中吸收水分，所以水分首先进入根毛细胞。 根毛细胞吸收的水分通过细胞间的渗透作用，进入根部的导管。根部导管与茎部导管相连，水分会沿着茎部导管向上运输。 叶柄导管与茎部导管相通，水分进而运输到叶柄导管，最终可以到达叶片等部位，供绿萝进行各项生命活动。故绿萝吸收的水在体内的运输方向是根毛→根部导管→茎部导管→叶柄导管，A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．某地小麦在不同发育期的日均需水量如图所示。据图推测，种植小麦时最需要保证水供应的时期是（　　） A．返青期 B．拔节期 C．抽穗期 D．灌浆期 【答案】C 【解析】水是植物体的重要组成成分；植物体的水分充足时，植株才会硬挺，保持直立的姿态，叶片才会舒展，有利于光合作用；无机盐只有溶解在水中，才能被植物体吸收和运输，因此植物的生活需要水，不同的植物需要水量不同，同一植物的不同生长时期需水量也不同，如图可知，从返青期到抽穗期，小麦的需水量在逐渐增加，到灌浆期又有所减少，小麦在抽穗期需水量最大，因此在这个阶段最需要保证水供应，C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．春暖花开，某校组织学生开展跨学科实践活动——栽培番茄，在活动过程中进行了如下操作，正确的是（　　） A．可以通过株高、叶片数量及花的数量等观测，记录结果 B．必须无土栽培番茄才能结果 C．移栽番茄时一次性大量施用含氮磷钾的无机盐 D．番茄移栽后应该少浇水或不浇水，为避免番茄烂根 【答案】A 【解析】A．株高、叶片及花的数量是植物生长的直观指标，便于观测记录，故A符合题意。 B．番茄可在土壤或无土栽培中结果，“必须无土栽培”说法错误，故B不符合题意。 C．一次性大量施肥易导致烧苗（失水萎蔫），应适量分次施用，故C不符合题意。 D．移栽后需适量浇水保持根系的吸水过程，完全少浇或不浇水不利成活，故D不符合题意。 故选A。 教学反思 在教学过程中，通过萝卜条实验让学生直观感受植物细胞的吸水和失水，激发了学生的学习兴趣和参与度，有助于他们理解抽象的原理。展示不同作物和同一作物不同时期的需水量数据，让学生对植物需水的特性有了更清晰的认识。不过，在讲解无机盐对植物生长的作用时，可多结合生活实例，使学生有更深刻的体会。对于“烧苗”现象的解释和解决办法，学生理解起来有一定难度，后续应加强引导，通过更多的案例分析和互动讨论，帮助学生掌握重点知识。 / 学科网（北京）股份有限公司 $