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第4单元 第10章 第1节 校园植物 开张啦 诊所 植物的营养器官 (第一课时) CONTENTS 目录 素养目标 情境导入 新知探索 课堂小结 巩固提高 通过实验和分析植株“生病”症状,认识根尖的成熟区是吸水的主要部分,理解根部吸收水分的原因及无机盐对于植物生长的作用,促进形成生物学的结构与功能观。 通过实验探究和跨学科实践活动,培养学生分析与解决问题、归纳总结的能力,发展科学思维。 通过探究实验和跨学科实践活动,培养学生实验探究能力及跨学科实践能力,以及团队合作精神。 通过植物诊所诊断植物生病原因,加深对农业生产实践的认识,学会运用所学知识应用于实践,形成为解决生产生活问题的责任当担和能力。 生命观念 科学思维 探究实践 态度责任 素养目标 情境导入 植物“急诊室” 学校植物近期“生病啦!”,出现萎蔫、叶片发黄、生长迟缓、植株矮小,叶片呈现紫红色等现象,如果你是植物医生,你会如何诊断病因呢? 植物是如何吸收水和无机盐的呢? 缺水?缺肥? 新知探索 病因一:植物缺水 症状:萎蔫 水是植物细胞的主要成分之一,对于植物体来说有什么作用呢? 参与植物的各项生命活动 维持植物体一定的形态 一、根部吸收水和无机盐 新知探索 植物的根部是如何从土壤中吸收水的呢? 根 根毛 根部吸水主要 根尖 根冠 分生区 伸长区 成熟区 根毛扩大了吸收面积,是根部吸水的主要部分 植物吸水的器官 新知探索 根吸收水分是一个复杂的过程,不仅取决于根的结构和功能,还取决于外界环境。 实 验 目标:说明外界溶液的浓度对根细胞吸水的影响。 器材:两株植物幼苗,纸杯,清水,食盐溶液,记号笔。 步骤: 1.取两株大小相近、生长状况基本一致的青菜幼苗,分别放在盛有清水和食盐溶液的两个纸杯中,在同样条件下放置一段时间后,会出现什么现象? 2.将萎蔫的青菜幼苗放入盛有清水的纸杯中,放置一段时间后,茎和叶会出现什么现象? 外界溶液浓度影响根细胞的吸水 食盐溶解在水中形成的溶液,浓度高于清水 新知探索 实验前 实验后 硬挺 萎蔫 清水中的青菜吸水变得硬挺;食盐溶液中的青菜失水变得萎蔫。 新知探索 萎蔫的青菜幼苗 放入盛有清水的纸杯 青菜幼苗的茎和叶复原 萎蔫的青菜幼苗在清水中吸水变得硬挺。 青菜幼苗在食盐溶液和清水中出现失水和吸水的原因是什么呢? 新知探索 人数代表:溶液浓度;绳代表:水;箭头代表:水流动方向。 清水 外界溶液浓度<根细胞液浓度 细胞吸水 食盐溶液 外界溶液浓度>根细胞液浓度 细胞失水 水向浓度“高”的方向流 新知探索 学以致用 1.李伯伯在一次施肥中施肥过多,造成了“烧苗”现象,请你帮他解析下原因。 施肥过多,土壤溶液浓度大于根细胞液浓度,导致根细胞吸水困难,甚至水分外流。 新知探索 学以致用 2.小明在家为父母做糖拌番茄这道菜时,发现有许多汁液流出。 盘子中的番茄细胞处于什么状态?原因是什么? 番茄细胞处于失水状态。 此时外界糖溶液浓度大于番茄细胞细胞液浓度。 新知探索 症状:萎蔫 学以致用 3.出现萎蔫现象的盆栽植物需要紧急“救治”,该如何做能救活这株植物呢?此时的根细胞处于什么状态?原因是什么? 大量浇水 此时的根细胞处于吸水状态,因为土壤溶液浓度小于根细胞细胞液浓度,外界的水分内流。 新知探索 学以致用 4.下列是某位同学分别用清水和食盐溶液制作的洋葱外表皮临时装片,请判断哪个是清水?哪个是食盐溶液?并说出细胞处于什么状态?原因是什么? 清水 食盐溶液 细胞吸水 细胞失水 清水浓度<洋葱细胞细胞液浓度 食盐溶液浓度>洋葱细胞细胞液 浓度 新知探索 思维提升 说出植物细胞的各个结构,并尝试描述细胞吸水和失水时,水经过的结构。 ⑦ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 细胞壁 细胞膜 细胞质 细胞核 液泡 叶绿体 线粒体 细胞吸水路径( ) 土壤中的水分 细胞壁 细胞膜 细胞质 细胞液 液泡 细胞失水路径( ) 新知探索 生产实践 1.分析下列两个表格,说明什么问题? 植物名称 水稻 小麦 高梁 玉米 平均需水量 811 507 306 368 表1.几种植物的需水量比较(单位:g) 表2.一种水稻不同发育期的需水总量比较(单位:立方米/公顷) 发育时期 返青期 拔节期 抽穗期 灌浆期 需水总量 635 876 956 1192 不同植物的需水量不同 同一种植物在不同的生长发育时期,需水量也有很大差异 新知探索 生产实践 2.在生产实践中,如何满足植物对水的需求呢? 合理灌溉 喷灌 滴灌 滴灌的优势 主要体现在节水(利用率达95%)、精准施肥、减少病虫害等方面,但对水质过滤要求较高,且需根据土壤类型(砂土/黏土)调整滴头流量和间距。 喷灌技术通过精准控水、适应性强等优势,广泛应用于除水稻外的大田作物、果蔬及经济作物,尤其适合需节水且地形复杂的种植场景。 根部吸收水 吸水的器官:根 主要部位:根尖的成熟区 根吸收水原因 吸水: 根细胞液浓度>土壤溶液浓度 失水: 根细胞液浓度<土壤溶液浓度 课堂小结 巩固提高 1、(2024 齐齐哈尔)被子植物的一生,要经历种子的萌发,植株的生长、发育、繁殖、衰老和死亡的过程。关于被子植物的一生描述正确的是( ) A.适宜的温度、一定的水分和充足的空气都是种子萌发所需要的环境条件 B.幼根的生长主要与分生区和成熟区有关 C.植株的生长只需要含氮的、含磷的和含钾的无机盐 D.受精完成后,子房发育成果实,受精卵发育成种子 A 新知探索 病因二:植物缺肥 农谚说“有收无收在于水,多收少收在于肥”,说明除了水,植物还需要各种无机盐来维持正常的生命活动。 无机盐和水一样,主要通过根部吸收进入植物体,植物生长需要的无机盐主要有哪些?这些无机盐对于植物来说有什么作用?缺乏无机盐会出现什么现象呢? 新知探索 调 查 调查: 1.分小组制定以蔬菜为对象的调查计划,包括调查分工、调查途径、调查内容等。 2.按照分工,小组的一部分同学通过走访当地蔬菜种植基地或请教有种植经验的人收集资料,另一部分同学通过查阅有关蔬菜种植的图书等收集资料。 建议:收集有关蔬菜生长发育所需的无机盐种类及其主要作用的资料,重点关注含氮、磷、钾的无机盐。 3.各小组分别整理和记录调查到的资料。 建议:可以根据调查内容设计调查记录表(参考表10-1) 植物生长发育所需的无机盐 新知探索 展示课前收集的化肥标签及说明书: 新知探索 各组展示调查结果: 化肥名称 主要元素及含量 主要元素作用 颗粒氮肥 氮(N)23%以上 促进植物的生长发育 硝酸磷肥 氮(N)20%-27%、磷(P)11-15% 对茄果类、豆类、瓜类等作物有显著效果,增加结果率和提高品质。 氮磷钾复合肥 氮(N)15%、磷(P)16%、钾(K)15% 通过协同作用促进植物全周期生长,提高抗逆性与产量品质。 农用硫酸钾 钾(K)52%以上、硫(S)17% 提升果实的固形物和含糖量 由表格可以看出:植物生长需求量最多的是氮肥、磷肥和钾肥。 新知探索 含氮的无机盐对于植物生长有什么影响呢? 某生物学习小组的同学合作完成了植物生长需要无机盐的项目学习任务。 【收集资料】土壤中含有植物生长发育需要的各种无机盐,氮是其中之 一。 【探究实践】将等量小石子分别放入20只容器,在20只容器中各栽入一株生长状况相似的青椒苗,并平均分为甲、乙两组。甲组加入完全营养液(含植物生长所需的各种营养),乙组加入缺氮营养液(含除氮以外的其他各种营养),光照和温度等其他培养条件相同且适宜。 新知探索 提出问题 含氮的无机盐对植物生长发育有影响吗? 作出假设 含氮的无机盐对植物生长发育有影响。 实 验 注意:设置对照实验、 控制单一变量、 重复性原则。 实验设计: 甲 乙 新知探索 实验思考: 1、实验前对于放入的小石子应该如何处理呢? 2、甲组和乙组之间形成什么关系?变量是什么? 3、放入的小石子、栽入的青椒苗、温度和光照等保持相同原因是什么? 4、实验中每组选择10株青椒苗,而不是1株的原因是什么? 清洗小石子,去除原来含有的各种无机盐 控制单一变量 形成对照 氮元素,甲为对照组,乙组为实验组 控制单一变量 避免偶然性,提高实验结果的可靠性 新知探索 实验数据统计: 得出结论: 含氮的无机盐对植物生长发育有影响,对植物的生长有促进作用。 新知探索 正常 缺氮 缺磷 缺钾 尝试说出植物缺乏含氮、磷、钾的无机盐时的症状: 植株矮小, 新叶淡绿, 老叶枯黄。 植株矮小,茎叶暗绿或紫红色 茎叶细弱,易倒伏,老叶焦枯卷缩 新知探索 总结氮肥、磷肥及钾肥的作用、缺乏症及适用植物: 无机盐种类 氮肥 磷肥 钾肥 主要作用 缺乏症 适用植物 促进细胞的分裂和生长,使枝叶长得繁茂。 植株矮小,新叶淡绿,老叶枯黄。 青菜、白菜、菠菜 促进植物果实和种子的发育 植株矮小,茎叶暗绿或紫红色 水稻、花生、番茄 促进有机物的形成和运输,使茎秆健壮 茎叶细弱,易倒伏,老叶焦枯卷缩 甘蔗、马铃薯 新知探索 此外,植物还需要含钙、锌或硼等的无机盐。 油菜缺硼只开花不结果 苹果缺锌引起小叶病 黄瓜缺钙叶片卷曲变形,叶脉间黄化,幼叶生长受阻 新知探索 学以致用 1.校园植物出现的缺肥现象,根据症状,请判断出缺少的无机盐类型,并说出“救治”的办法。 缺氮 缺磷 缺钾 施加氮肥,如尿素、硫酸铵等 施加磷肥,如过磷酸钙 施加钾肥,如氯化钾或硫酸钾肥料 新知探索 学以致用 2.农民伯伯的菜园里种了以下几种蔬菜,根据已学知识,判断应施哪种肥? 菠菜食用叶 施氮肥 番茄食用果实 施磷肥 甘蔗食用茎 施钾肥 新知探索 生产实践 花生不同生长期对几种无机盐的需求比重如下表: 生长期 几种无机盐需求量占一生的比重(%) 氮 磷 钾 苗期 15 7 11 开花期 27 23 32 结果期 42 49 51 成熟期 16 21 6 同一植物在不同生长期对无机盐的需求量不同。 苗期需氮肥较多,开花期需钾肥较多,结果期需氮肥、磷肥和钾肥较多,成熟期需磷肥较多。 合理施肥 根部吸收水和无机盐 根部吸收水 吸水的器官:根 主要部位:根尖的成熟区 根吸收水原因 吸水: 根细胞液浓度>土壤溶液浓度 失水: 根细胞液浓度<土壤溶液浓度 根部吸收无机盐 (最多) 氮:促进细胞分裂和生长,使枝叶繁茂。 磷:促进植物果实和种子的发育 钾:促进有机物的形成和运输,使茎秆健壮 课堂小结 巩固提高 1、(2024 徐州)下列农业谚语中包含了一定的生物学原理,相关解释正确的是( ) A.茂林之下无丰草——树与草之间存在互助关系 B.有收无收在于水——水是农作物生命活动必需的物质 C.清明前后,种瓜点豆——温度影响瓜、豆的果实发育 D.底肥不足苗不长——农作物生长需要根吸收足够的有机物 2、 (2024 龙东)农谚“有收无收在于水,收多收少在于肥”,肥料的作用主要是给农作物的生长提供( ) A.有机物 B.水 C.氧气 D.无机盐 B D $