[高一生物植物光合作用]高一生物3.5植物的矿质营养教学设计

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      3.5   植物的矿质营养教学目的　　1．植物必需的矿质元素及其种类（b：识记）。 　　2．植物对矿质元素吸收和利用的特点（b：识记）。 　　3．合理施肥的基础知识（b：识记）。 教学重点　　1．植物必需的矿质元素及其种类。 　　2．根对矿质元素的吸收过程。 教学难点　　根对矿质元素的吸收和对水分的吸收是两个相对独立的过程。 　　教学用具 　　小麦等植物体内主要元素含量表的投影片、小麦在不同生长发育时期对k、对p需要量的投影片、试管、玉米幼苗、营养液、实物投影仪等。 　　教学方法 　　教师讲述、启发与学生观察、讨论相结合。 课时安排　　1课时。 板 书教学过程　 　 　 　 　 第五节 植物的矿质营养 　 　 　 　一、植物必需的矿质元素 　 　 　 　 　 　（一）必需的矿质元素 　1．大量元素：n 、p、k、s．ca、mg。 　2．微量元素：fe、mn、 b、zn、 cu、mo、ci。 　 　 　 　（二）非必需的矿质元素 　（三）溶液培养法 　 　 　二、根对矿质元素的吸收 　 　 　（一）吸收的形式—离子 　（二）吸收的部位—根尖 　 　 　 　 　 　 　（三）吸收的过程—主动运输 　 　 　 　 　 　三、矿质元素的运输和利用 　（一）能再度利用 　1．呈离子状态，如 k。 　2．形成不稳定的化合物。如n、p mg 　（二）不能再度利用，形成难溶解的稳定的化合物，如ca、 fe。 　 　 　 　 　 　 　 　 四、合理施肥 　适时地施肥；适量地施肥 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　　  引言：同学们，现在让我们来观察一下小麦等植物体内的主要元素的含量。 　 （教师活动：用投影仪把小麦等植物体内主要元素含量表投到大屏幕上。） 　  提问：在植物体内哪些元素含量最多？ 　 （回答：c、h、o三种元素。） 　  提问：这三种元素是怎么进入植物体内的呢？ 　 （回答：绿色植物通过光合作用从大气中的二氧化碳获得c和o，从根的吸水中获得h和o。） 　  讲述：植物体内的其它元素是怎么进入植物体内的呢？它们主要是由植物的根系从土壤中吸收的。那么，除了c、h、o以外，主要由根系从土壤中吸收的元素，我们就叫它为矿质元素。植物是怎样吸收、运输和利用这些矿质元素的呢？这就是我们今天要学习的第五节内容：植物的矿质营养。 　  讲述：我们先来学习第一个问题，植物必需的矿质元素。土壤中矿质元素有许多种，这些元素是否都是植物生活所必需的呢？我们来看课外小组的同学做的一组实验。 　[同学活动：课外小组同学展示并讲解他们用溶液培养法培养玉米幼苗的过程和结果。一号试管是用含有全部矿质元素的营养液培养的玉米幼苗（该幼苗生长正常）；二号试管是用缺少氮元素的营养液培养的玉米幼苗（该幼苗矮小瘦弱，叶片发黄，叶脉呈淡棕色）；三号试管是用缺少氮元素的营养液培养的玉米幼苗，在幼苗出现不正常生长后，又补充了氮元素后培养的玉米幼苗（该幼苗又恢复了正常生长）；四号试管是用缺少铝元素的营养液培养的玉米幼苗（该幼苗正常生长）。] 　　（教师活动：用实物投影仪把同学们实验的结果依次投到大屏幕上。） 　　 讲述：从同学们的实验中我们可以看出，氮元素是植物必需的矿质元素，因为缺少了氮，植物就不能正常生长发育，而补充了氮。植物的生长发育就能恢复正常状态。铝元素则不是植物必需的矿质元策，因为缺少了铝，植物仍能正常生长发育。我们把课外小组同学采用的实验方法叫溶液培养法，即用含有全部或部分矿质元素的营养液培养植物的方法。目前，科学家们已确定必需的矿质元素有13种．其中n、p、k、s、ca、mg属于大量大素；fe、 mn、b、 zn 、cu 、mo 、 cl属于微量
元素。 　　讲述：植物是怎样吸收这些矿质元素的呢？下面我们来学习第二个问题：根对矿质元素的吸收。 　　提问：矿质元素都存在于哪里？ 　　（回答：土壤里。） 　　讲述：对，矿质元素是以无机盐的形式存在于土壤里，无机盐只有溶解在水中形成离子，才能被植物的根尖吸收。 　　你知道硝酸钾中的n和k是怎么被根吸收的吗？ 　　（回答：硝酸钾溶解在水中，形成k＋和no3-，k＋和no3-分别以k＋和no3-的形式被报尖吸收。） 　　植物只能吸收溶解在水中的无机盐，那么植物的根对水分的吸收和对矿质元素离子的吸收会不会就是同一个过程呢？如果是同一个过程，大家想一想，吸水量和吸收矿质元素离子的量应该是什么关系？ 　　（回答：成正比的关系。） 　　可是科学实验证明：植物根的吸水量和吸收矿质元素离子量并不都是成正比的关系，例如：科学家用菜豆做实验，发现菜豆的吸水量增加约一倍时，k＋、ca２＋、no3-和po33-等矿质元素离子的吸收量同原来各自的吸收量相比，只增加0．1～0．7倍；又如，有不少实验甚至得出这样的结果：植物的吸水量少时，某些矿质元素离子的吸收量反而增多。可见，植物对水分的吸收和对矿质元素离子的吸收不是同一个过程。科学家们通过研究发现，土壤溶液中的矿质元素透过根尖成熟区表皮细胞的细胞进入内部的过程，不仅需要细胞膜上载体蛋白质的协助，而且需要消耗细胞呼吸作用释放出的能量，那么，这种运输方式属于哪一种呢？ 　　（回答：主动运输。）如果用化学药品抑制根的呼吸作用，根细胞内atp的形成就会受阻，直接影响主动运输过程。根对矿质元素的吸收就会中断。由此可见，根尖成熟区表皮细胞吸收了矿质元素和渗透吸水是两个相对独立的过程。 　　讲述：矿质元素进入根尖成熟区表皮细胞以后是怎样运输和利用的呢？这就是我们要学习的第三个问题，矿质元素的运输和利用。 　　矿质元素进入根尖成熟区表皮细胞以后，随着水分最终进入根尖内的导管，并且进一步运输到植物体的各个器官中。有些元素（如k）进入植物体以后，仍然呈离子状态，因此容易转移，可以随时被运送到新生的或急需的部位去，能够被植物体再度利用，所似k在老叶中的含量会大大减少。有些矿质元素（如外n、 p、mg）进入植物体以后，形成不够稳定的化合物，这些化合物分解以后，释放出来的矿质元素又可以转移到其它部位，被植物体再度利用，所以n、p、mg在老叶中的含量也会大大减少。例如，mg是合成叶绿素所必需的一种矿质元素，当叶绿素被破坏分解掉以后，mg就可以转移到叶内新的部位，被再度利用合成叶绿素。有些矿质元素（如：ca、fe）进入植物体以后，形成难溶解的稳定化合物如草酸钙），不能被植物体再度利用，也就是说fe和ca只能利用一次，所以在衰老的组织器官中fe和ca的含量会大大增加。 　　讲述：不论是花、草、树木还是农作物，它们在一生中都需要不断地从外界吸收必需的矿质元素，那么，不同植物对各种必需的矿质元素的需要量是相同的吗？ 　 （回答：不同。） 　　提问：同一种植物在不同的生长发育时期对n、p等各种必需的矿质元素的需要量是相同的吗？． 　　（回答：不同。） 　　提问：同一种植物在不同的生长发育时期对n、p等各种必需的矿质元素的需要量是相同的吗？ 　　（回答：不同。） 　　讲述：好，让我们来观察小麦在不同生长发育时期对k，对p的需要量。 　　（教师活动：用投影仪把小麦在不同生长发育时期对k的需要量和对p的需要量投到大屏幕上。） 　　讲述：大家看，小麦在不同的生长发育时期对k的需要量，对p的需要量各不相同。那么，我们如何利用植物对矿质元素吸收的这一特点来促进植物的生长呢？请同学们讨论。 　　（同学讨论。在老师的启发下，同学得出结论：1．要根据植物的需肥规律，适时地、适量地施肥，以便使植物体茁壮生长，并且获得少肥高效的结果。2．疏松土壤，促进有氧呼吸的能量释放，以促进根系对必需的矿质元素的吸收。） 　　讲述：通过前面的学习，大家想一想“土”是不是植物生长发育所必需的？没有“土”植物能生长吗？ 　　回答：土不是植物生长所必需的，没有土，可以用溶液培养法培养植物。） 　　这就是近几十年发展起来的无土栽培技术。无土栽培有什么优点呢？请同学们阅读课文中有关的小字内容后进行讨论。 　　（同学讨论结果：1．能用人工的方法直接调节和控制根系的生活环境，从而使植物体能够良好地生长发育，达到高产。2．节约水肥，产品清洁卫生，有利于实现农作物栽培的工厂化和自动化。3．不受耕地的限制，可以在沙滩地、盐碱地、海岛以及楼顶、阳台等不适宜栽种农作物的地方栽培，极大地扩大了农作物的栽培范围和面积。）。 　　讲述：大面积开展无土栽培是非常有前途的。它可以使我们摆脱耕地少的困境，但是无土栽培需要具备一定的设备条件和较高的技术。目前，我国的无土栽培主要用于温室大棚中蔬菜和花卉的栽种，其它栽培还有待于开发。

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