内容正文:
第3节 土壤与植物生长(2)
七年级科学下册 •浙教版(2024)
第四章——我们生活的大地
元芳科学
教学目标
一
02
认识无机盐对植物生长的作用(如氮、磷、钾的功能)。
植物生长需要无机盐
01
理解根毛细胞通过渗透作用吸收水分的条件。
根的吸水和失水
03
04
了解无土栽培技术的原理及其在农业中的应用价值。
教学引入
二
本章学习引言:
地球是人类赖以生存的家园,在漫长的岁月里,人类在此繁衍生息和发展。鲜艳的花朵,丰硕的果实,挺拔的枝干,都离不开这片土地。
那么,地球的圈层结构是怎样的?是什么力量让沧海变桑田?土壤是由什么组成的?人类的生产和生活与土壤又有什么关系?
教学引入
二
植物的根毛细胞是怎样从土壤中吸收水分的?是否在任何情况下,它都能从土壤中吸收水分?
01
根的吸水和失水
根的吸水和失水
三
植物的根毛很多,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。
在农业生产中,有时施了过多的肥料,作物反而发生萎蔫现象,这又是什么原因造成的呢?
植物根细胞的细胞液中的水失去了。
植物的根毛细胞是怎样从土壤中吸收水分的呢?
是否在任何情况下,它都能从土壤中吸收水分呢?
根的吸水和失水
三
实践活动
1.选取4株生长旺盛的同种植物(如白菜等)幼苗,随机分成2组。
2.将2组植物的根部洗净,分别放入盛有清水和浓盐水的2只锥形瓶中,如图所示。
3.过20~40min后观察2组植物加以比较,并做好观察记录。
在清水中的植物: ;
在浓盐水中的植物: 。
正常生长
叶片萎蔫
根的吸水和失水
三
注意事项:对选择植物的要求。
①生长旺盛:现象更明显;
②同种植物:防止不同植物产生的差异;
③根部洗净:排除土壤中无机盐的干扰。
根的吸水和失水
三
4.分析实验结果产生的原因
在清水中的植物叶硬挺:
在浓盐水中的植物叶萎蔫:
细胞液
细胞液
细胞吸水
细胞失水
外界溶液的浓度低于植物细胞细胞液的浓度时,植物细胞吸水。
外界溶液的浓度高于植物细胞细胞液的浓度时,植物细胞失水。
根的吸水和失水
三
4.推测出根毛细胞必须在 什么条件下才能从土壤中吸收水分?
细胞液的浓度>土壤溶液的浓度
吸水
细胞吸水,正常或胀大
失水
细胞液的浓度< 土壤溶液的浓度
细胞失水,皱缩
根的吸水和失水
三
总结:浓盐水的浓度大,清水的浓度小。根毛细胞必须在根毛细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度的条件下才能从土壤中吸收水分。
根的吸水和失水
三
根毛细胞的细胞壁极薄,液泡极薄,内含丰富的细胞液。
细胞液
土壤颗粒之间含有无机盐和水,称为土壤溶液。
根毛细胞液的浓度>土壤溶液的浓度,根毛细胞吸收从土壤里的水分;
根毛细胞液的浓度<土壤溶液的浓度,根毛细胞就会失去水分。
根的吸水和失水
三
水分进入根毛细胞后,进入植物体其他结构的途径是怎样的?
水分
根毛细胞
皮层细胞
导管
茎、叶
原理:细胞液浓度的差异。
蒸腾拉力作用,上升
根的吸水和失水
三
实验探究
探究胡萝卜在不同浓度液体中的情况
实验现象:
在清水中的胡萝卜更加坚挺现象,在浓盐水中的胡萝卜出现了萎蔫现象。
外界溶液的浓度高于植物细胞细胞液的浓度时,植物细胞失水。外界溶液的浓度低于植物细胞细胞液的浓度时,植物细胞吸水。
正常情况下,植物根毛细胞的细胞液中营养物质的质量分数一般高于土壤溶液的质量分数,因此它能从土壤中吸收水分。
根的吸水和失水
三
1.腌萝卜或腌菜时,容器中水多起来了,而原先硬挺的萝卜或白菜变得软塌了。为什么会产生这些现象?
2.在农业生产中,有时施了过多的肥料,作物反而发生萎蔫(”烧苗“)现象,这又是什么原因造成的呢?
一次施肥过多,土壤溶液溶质的质量分数就会超过根毛细胞液溶质的质量分数,细胞因失水过多而发生“烧苗”等现象。
浓盐水的浓度大于细胞液的浓度,植物细胞失去水分,使萝卜或菜皱缩而质量减小,溶液质量增加。
思考与讨论
根的吸水和失水
三
在制作泡菜之前通常需要用盐将蔬菜腌制出水,高盐环境使蔬菜细胞失水,同时抑制微生物生长。萎蔫的蔬菜可以放入水中使其变得新鲜,超市的蔬菜也常常喷水保险。
02
植物生长需要无机盐
植物生长需要无机盐
四
植物生长除了从土壤中吸收水分外,还需要吸收无机盐。种庄稼要施肥,养花种草也要施肥。肥料的作用主要是给植物的生长提供无机盐。
植物生长需要无机盐
四
探索活动
不要伤了根哦!
土壤浸出液对幼苗生长情况的影响
将若干株生长情况基本相同的植物幼苗如青菜、玉米、小葱等),清洗根系后分别”种“入锥形瓶中,随机分为A、B两组。A组加土壤浸出液,B组加蒸馏水,均使根系浸没。一段时间后,观察并比较两组幼苗的生长情况,记录两组幼苗的高度、颜色,以及根、茎、叶的生长情况。
A组:幼苗植株较高,根系发达,茎叶生长旺盛,叶片颜色鲜绿。
B组:幼苗长势弱,植株较矮,根系不发达,茎叶生长不旺盛,叶片颜色微黄。
土壤浸出液中含有植物生长所需要的多种无机盐。
洗去根部附着物残留的无机盐,排除干扰
植物生长需要无机盐
四
实验表明:
在土壤浸出液中培养的幼苗要比在蒸馏水中培养的幼苗生长得好,这是因为土壤浸出液中含有植物生长所需要的多种无机盐。
植物生长需要无机盐
四
【实验分析】
1.实验中需要控制的变量有哪些?
控制植物的种类、植物的生长状况和环境、蒸馏水和土壤浸出液的质量、盛放容器等相同。
2.能否将蒸馏水换成自来水?为什么?
不能,避免自来水中含有的无机盐对实验造成干扰。
植物生长需要无机盐
四
植物通过根系从土壤中吸收各种无机盐,不同的无机盐对植物生长起到不同的作用。
镁是合成叶绿素的原料,氮和硫是合成蛋白质的原料。氮使植物枝繁叶茂。
钾能使茎秆粗壮、促进淀粉的合成和运输。
磷能使根系发达,促进幼苗的生长发育和多开花结果等。
植物生长需要无机盐
四
如果缺少某种无机盐,植株就不能正常生长,会出现相应的营养缺乏症状。
缺钾时,植株的茎秆软弱,容易倒伏,叶片边缘和尖端呈褐色,并逐渐焦枯。
缺氮时,植株瘦弱,叶片发黄。
缺磷时,植株特别矮小,叶片呈暗绿色,有时呈紫色。
正常叶片
植物生长需要量最多的是含氮、磷和钾的无机盐。
植物生长需要无机盐
四
实践活动
调查你身边常见的植物,查阅资料,了解常用化肥的主要成分,了解化肥对植物所起的主要作用。
常见的氮肥包括尿素、硫酸铵、碳酸氢铵等:主要作用是促进植物的生长和繁殖。
常见的磷肥包括过磷酸钙、钙镁磷肥等:对作物的根系发育和种子形成至关重要。
常见的钾肥包括氯化钾、硫酸钾等:对改善作物品质和提高产量有显著效果;能增强作物的抗逆性,如抗倒伏、抗病等。
常见的复合肥有磷酸铵、磷酸二氢钾、硝酸钾等:能同时满足作物对多种养分的需求,提高肥料利用率。
植物生长需要无机盐
四
① 氮肥:
② 钾肥:
③ 磷肥:
④ 复合肥:
主要含有氮元素的化肥
主要含有钾元素的化肥
主要含有磷元素的化肥
含有两种或两种以上元素的化肥
植物生长需要无机盐
四
化肥的种类 常见化肥 在植物生长中的作用 缺乏时的表现
氮肥(还有氮元素的化肥) 常见的氮肥有NH4NO3、CO(NH2)2、和NH4HCO3等 氮肥含有组成叶绿素的重要元素,能促使农作物的茎叶生长茂盛 植物缺氮元素时叶片发黄,生长缓慢,光合作用减慢
钾肥(含有钾元素的化肥) 常见的钾肥有K2CO3、K2SO4和KCl等 能促进农作物生长旺盛,茎杆粗壮,增强抗病虫害能力,促进糖和淀粉的生成 植物缺钾元素时茎细小,叶片有褐斑,易倒伏。
磷肥(含有磷元素的化肥) 常见的磷肥有过磷酸钙[CaSO4和Ca(H2PO4)2的混合物 能促进农作物根系发达,增强吸收养分和抗寒抗旱能力,促进作物穗数增多,籽粒饱满 植物缺磷元素时根短小,叶片暗绿带红。过量会引起作物贪青晚熟
复合肥(含N、P、K三种营养元素中的两张或三种) 常见的复合肥有KNO3、K3PO4、
(NH4)3PO4等 具有氮肥、磷肥、钾肥两重或多重功效
植物生长需要无机盐
四
科学·技术·社会·环境
无土栽培技术
无土栽培,是指以水、草炭或森林腐叶土、蛭石等介质作为培养基质固定植株,植物根系能直接接触营养液的栽培方法。无土栽培中营养液成分易于控制,且可随时调节。
无土栽培的优点:①节水、省肥、高产;②清洁卫生无污染;③省工省力、易于管理;
④避免连续栽培同种作物引起的作物生长发育异常;⑤不受地区限制、充分利用空间;
⑥有利于实现农业现代化。
植物生长需要无机盐
四
我国无土栽培的研究和生产应用始于20世纪70年代,主要包括水稻无土育秧,蔬菜作物无土育苗。1980年我国成立了蔬菜工厂化育苗协作组,除研究无土育苗外,还进行了保护地无土栽培技术研究。2016年,中国科学院植物研究所建立起世界上最大面积的全人工光植物工厂,实现了无土栽培蔬菜生产的大规模产业化应用。
杭州塘栖村“天空草莓瀑布
全人工光植物工厂
03
随堂练习
随堂练习
五
1. 萧山萝卜干是萧山闻名中外市场的土特产。用盐腌新鲜萝卜条时,它发生的变化是 ( )
A. 细胞吸水,新鲜萝卜条变硬挺
B. 细胞失水,新鲜萝卜条变硬挺
C. 细胞吸水,新鲜萝卜条变软缩
D. 细胞失水,新鲜萝卜条变软缩
D
随堂练习
五
2. 在植物生长过程中施肥过多会出现“烧苗”现象,这是因为施肥过多会导致土壤溶液浓度 ( )
A. 大于根毛细胞液浓度,细胞失水
B. 小于根毛细胞液浓度,细胞失水
C. 大于根毛细胞液浓度,细胞吸水
D. 小于根毛细胞液浓度,细胞吸水
A
随堂练习
五
3.植物对水分的吸收、运输与细胞液及土壤溶液的浓度相关,图中箭头表示水分渗透的方向,由此可判断①②③三处溶液浓度大小关系是 ( )
A. ①>②>③
B. ③>②>①
C. ③>①>②
D. ①>③>②
B
解析:由图可知,植物细胞正处于吸水状态,所以,①②③处溶液浓度大小关系是③>②>①。
随堂练习
五
4. 一株绿色植物的幼苗(如小麦),在生长过程中缺氮,其最可能出现的症状是 ( )
A. 茎秆细小、易倒伏,叶有褐斑
B. 植株瘦弱,叶片发黄
C. 生长缓慢,植株暗绿带红
D. 只开花不结果
B
随堂练习
五
5. 油菜的营养器官生长时期,需要大量的含氮的无机盐,而在开花结果时期,则需要更多含磷的无机盐,以下解释不正确的是 ( )
A. 含氮的无机盐使枝叶繁茂,有利于营养器官的正常生长
B. 缺氮时,茎秆不健壮,容易倒伏
C. 含磷的无机盐有利于油菜种子的形成
D. 缺磷时,植株特别矮小,叶片呈暗绿色,有时呈紫色
B
随堂练习
五
6. 根据植物生长需要的无机盐的种类和数量,配制一定比例的营养液,在无土的基质上培养各种植物,称为无土栽培。下列关于无土栽培的叙述中错误的是 ( )
A. 无土栽培具有产量高、不受季节限制、清洁无污染等特点
B. 若培养马铃薯,则营养液中可适当增加含镁无机盐的比例
C. 植物在生长中吸收水和无机盐的主要部位是根尖的根毛区
D. 无土栽培培育蔬菜时,应注意根部通气,防止缺氧而烂根
B
随堂练习
五
7. 某兴趣小组为了研究外界溶液浓度对植物细胞吸水和失水的影响,设计了如下探究实验:取两个大小相同的萝卜,各从顶端向下挖一个大小一样的洞。在A萝卜洞内装上浓盐水,在B萝卜洞内装上等量的清水,如图所示,过一段时间后,观察萝卜的变化,发现A中的萝卜发生的现象为
(填序号)。
① 洞中水变多 ② 洞中水变少
③ 萝卜变硬 ④ 萝卜变软
①④
随堂练习
五
8. 为探究植物细胞的吸水和失水条件,小森同学做了如下实验:
步骤一:分别取20mL清水和20mL不同浓度(5%、10%)的食盐水依次置于A、B、C三个烧杯中。
步骤二:取三块新鲜小萝卜块,分别置于A、B、C三个烧杯中(萝卜块全部被淹没),都静置浸泡5min。
步骤三:取出萝卜块,分别测量出三个烧杯中液体的体积。
步骤四:记录数据于下列表中。
周围溶液 清水(A) 5%的食盐水(B) 10%的食盐水(C)
溶液体积/mL 19.5 22.6 24.4
随堂练习
五
(1) 步骤二中存在明显不足,请帮助指正: 。
(2) A组清水测出的值略变小,不考虑蒸发和读数误差,原因最可能是
。
(3) 将B组和C组实验对比得出的结论是
。
(4) 该实验除了通过定量证明植物细胞的吸水或失水,也可以通过
的变化来定性证明植物细胞的吸水或失水。
萝卜块大小应该一样
萝卜
细胞液的浓度大于清水的浓度,因此萝卜吸水
萝卜细胞液浓度与周围溶液浓
度差别越大,萝卜失水越快
萝卜块
硬挺和软缩
随堂练习
五
(5) 若将四组相同的萝卜条分别浸入四种溶液中,1h后测定萝卜条质量变化的百分率,结果如下表,则四种溶液浓度由高到低排列的顺序是 。
Ⅱ、
Ⅲ、Ⅳ、Ⅰ
溶 液 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
质量变化率 +8% -6% -4% 0%
课堂小结
六
土壤与植物生长
根的吸水和失水
植物生长需要无机盐
根毛吸水的过程
探究根毛细胞的吸水和失水
氮、磷、钾对植物的作用和缺乏症状
无机盐对植物的作用
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