植物的礦質營養論文
在日常學習、工作或生活中,大家總少不了接觸作文或者范文吧,通過文章可以把我們那些零零散散的思想,聚集在一塊。寫范文的時候需要注意什么呢?有哪些格式需要注意呢?下面是小編為大家收集的優秀范文,供大家參考借鑒,希望可以幫助到有需要的朋友。
植物的礦質營養論文篇一
一、知識方面
1、使學生理解礦質元素的概念,了解植物必需的礦質元素的種類和來源
2、使學生理解根對礦質元素離子的吸收過程及其與植物根細胞呼吸作用之間的密切關系
3、使學生理解根吸收礦質元素離子與根吸水的聯系和區別
4、使學生了解礦質元素在植物體內的存在形式、運輸方式和利用特點
5、使學生了解合理施肥、無土栽培原理和實用。
二、能力方面
通過引導學生分析根對礦質元素離子的吸收過程與呼吸作用的關系以及分析影響根吸收礦質離子的環境因素,訓練學生分析實驗和實際問題的能力。
三、情感、態度、價值觀方面
通過在教學中介紹合理施肥、無土栽培原理和實用,增加學生學以致用的意識;培養學生關注科學、技術在現代農業生產中的應用,對學生進行生命科學價值觀的教育。
教學建議
教材分析
教材主要講述了植物必需的礦質元素、根對礦質元素離子的吸收、礦質元素的運輸和利用、合理施肥以及無土栽培的基礎知識。
1、植物必需的礦質元素
教材在第一章中已經學習過組成生物體的化學元素基礎上講述了:
(1)什么是礦質元素
將植物烘干后充分燃燒,植物體中的c、h、o、n元素會以二氧化碳、水分、分子態氮和氮的氧化物等氣體形式散失,而礦質元素以氧化物的形式存在于灰分中,所以礦質元素元素也叫做灰分元素,它們主要是由根系從土壤中吸收,氮元素雖在燃燒過程中散失,不存在于灰分中,但是氮與其它礦質元素一樣,也是植物從土壤中以無機鹽的形式吸收來的,因此,也將氮歸于礦質元素一類。
(2)什么是植物必需的礦質元素
目前,科學家確定的植物必需的礦質元素有13種,其中n、p、s、k、ca、mg 等6種屬于大量元素,fe、mn、b、zn、cu、mo、cl等 7種屬于微量元素。
(3)簡要地講述了確定植物必需的礦質元素的方法
在人工配制的培養液中,除去某一種礦質元素后,植物的生長發育不正常了,而補充這種礦質元素后,植物的生長發育又恢復正常的狀態,就說明這種礦質元素是植物必需的礦質元素。
2、根對礦質元素離子的吸收
教材主要從植物吸收礦質元素的器官、植物吸收礦質元素的主要部位、礦質元素的存在形式、礦質元素被植物吸收的形式、根吸收礦質元素的過程幾個方面介紹了植物對礦質元素離子吸收,其中根吸收礦質元素的過程是重點,也是難點,這個過程教材概括為兩步:首先礦質元素離子通過交換吸附到根細胞表面;然后吸附在根細胞表面的離子通過主動運輸進入細胞內。
教材特別強調了根對礦質元素離子吸收與根細胞呼吸作用的密切關系。
3、礦質元素的運輸和利用
(1)礦質元素的運輸
教材簡要講述了礦質元素進入根毛以后如何最終進入導管和礦質元素如何被利用的知識。教材還通過列舉科學家所做的實驗強調了根對礦質元素離子的吸收與根對水分的吸收是兩個相對獨立的過程,即植物運輸水分和運輸礦質元素是一個同一過程;而植物吸收水和植物吸收礦質元素離子不是同一過程,因此蒸騰作用能促進水的吸收和運輸,也能促進礦質元素的運輸的道理,但不能促進礦質元素離子的吸收。
教材還提到了植物體除了根以外、葉片等部位也能吸收礦質元素離子,及其在農業生產實際中的重要意義。
(2)礦質元素離子的利用
教材介紹了礦質元素離子在植物體內的存在形式與其能否被重復利用之間的關系。
4、教材注意聯系生產和生活實際,概括地講述了合理施肥的基礎知識,并且簡要講述了無土栽培這一新技術的基本原理、特點以及優點。此外,本節還在“課外生物科技活動”欄目,鼓勵學生利用無土栽培技術培養植物。
教法建議
1、引言
課前指導生物小組的同學用完全培養液和缺素培養液培養出一些植物體,以便課上展示給學生,引發他們對礦質元素對植物生活的作用的思考,以此引入本節內容。
也可以從分析植物體內化學物質的元素組成入手引入課題。例如,植物體內的物質中,蛋白質通常含有n,s、葉綠素含有mg,核酸含有p,但植物體通過光合作用可從二氧化碳獲得c和o,通過根的吸水中獲得h和o。以此引導學生分析出植物體內含有的元素種類與植物吸收的元素種類之間的矛盾,從而很自然地引入植物還可從土壤吸收礦質元素這一事實。
也可以從根的滲透吸水直接引入,因為學生都知道土壤溶液中還溶解有各種礦質元素離子,這時可引發學生思考:溶于水的這些礦質元素離子是否是和水一起被吸收的?從而引入礦質元素離子的吸收。
2、礦質元素的概念
和根對水分的吸收情況一樣,學生在初中已學過有關無機鹽吸收有關的初步知識,因此,教師可提出一些問題,以了解學生對礦質代謝的理解程度,找出學生對礦質代謝理解上的偏差和不足,從而進行有針對性的教學。
在討論了問題的基礎上,引導學生分析礦質元素的概念、必需元素的概念、植物體內哪些元素是大量元素、哪些元素是微量元素。
可把學生討論的重點放在“如何確定某種元素是植物必需的礦質元素的方法?”鼓勵學生提出自己的觀點和設計方案,以便滲透研究方法,對于激發學生學習興趣,豐富學生研究問題的思路有重要作用。
3、根對礦質元素離子的吸收過程,是本節教學的重點,也是難點
(1)根細胞對礦質元素的交換吸附
這是根細胞吸收礦質元素離子的第一步
可先讓學生做《根對礦質元素離子的離子交換吸附》實驗,在實驗過程中或實驗結束后,教師通過一系列問題串引發學生對交換吸附的思考和理解。
學生在討論問題時,教師可根據需要適當做一些知識和方法上的提示,最終使學生明白礦質元素離子交換的原理,然后可就上述實驗做進一步討論。
(2)吸附在根細胞表面的離子通過主動運輸進入細胞內
可讓學生回憶主動運輸所需要的條件,即需要atp和膜上有相應的載體蛋白;進而討論“為什么礦質元素離子具有選擇性?”等問題
(3)根對礦質元素離子和水分的吸收是兩個相對獨立的過程,是教學的難點。
引導學生討論一些實驗問題的基礎上加深對上述觀點的理解
3、礦質元素的運輸和利用
(1)礦質元素的運輸
引導學生討論出植物運輸水分和運輸礦質元素是一個同一過程;而植物吸收水和植物吸收礦質元素離子不是同一過程,因此蒸騰作用能促進水的吸收和運輸,也能促進礦質元素的運輸的道理,但不能促進礦質元素離子的吸收。
老師可向學生介紹植物體除了根以外、葉片等部位也能吸收礦質元素離子,及其在農業生產實際中的重要意義。
(2)礦質元素離子的利用
教材介紹了礦質元素離子在植物體內的存在形式與其能否被重復利用之間的關系。
4、教材注意聯系生產和生活實際,概括地講述了合理施肥的基礎知識,并且簡要講述了無土栽培這一新技術的基本原理、特點以及優點。此外,本節還在“課外生物科技活動”欄目,鼓勵學生利用無土栽培技術培養植物。
教學設計方案
【課題】第五節 植物的礦質代謝
【教學重點】植物必需的礦質元素及其種類;根對礦質元素離子的吸收過程。
【教學難點?】根對礦質元素離子的吸收和對水分的吸收是兩個相對獨立的過程。
【課時安排】實驗、授課一共兩課時。
【教學手段】掛圖、多媒體課件、實驗
【教學過程?】
1、引言
課前指導生物小組的同學用完全培養液和缺素培養液培養出一些植物體,以便課上展示給學生,引發他們對礦質元素對植物生活的作用的思考,以此引入本節內容。
也可以從分析植物體內化學物質的元素組成入手引入課題。例如,植物體內的物質中,蛋白質通常含有n,s、葉綠素含有mg,核酸含有p,但植物體通過光合作用可從二氧化碳獲得c和o,通過根的吸水中獲得h和o。以此引導學生分析出植物體內含有的元素種類與植物吸收的元素種類之間的矛盾,從而很自然地引入植物還可從土壤吸收礦質元素這一事實。
也可以從根的滲透吸水直接引入,因為學生都知道土壤溶液中還溶解有各種礦質元素離子,這時可引發學生思考:溶于水的這些礦質元素離子是否是和水一起被吸收的?從而引入礦質元素離子的吸收。
2、礦質元素的概念
和根對水分的吸收情況一樣,學生在初中已學過有關無機鹽吸收有關的初步知識,因此,教師可提出一些問題,以了解學生對礦質代謝的理解程度,找出學生對礦質代謝理解上的偏差和不足,從而進行有針對性的教學。比如,教師可提出以下問題:
①植物收礦質元素離子的主要器官是什么?
②植物礦質元素離子的主要部位是什么?
③礦質元素在植物體主要以什么存在?
④植物體運輸水和礦質元素離子的通道是什么?知道這些通道在植物體的哪個部位嗎?
⑤礦質元素離子在植物體內都可以參與哪些生理功能?
⑥植物體內礦質元素離子是如何散失的?等等。
在討論了上述問題的基礎上,引導學生分析礦質元素的概念、必需元素的概念、植物體內哪些元素是大量元素、哪些元素是微量元素。
可把學生討論的重點放在“如何確定某種元素是植物必需的礦質元素的方法?”鼓勵學生提出自己的觀點和設計方案,以便滲透研究方法,對于激發學生學習興趣,豐富學生研究問題的思路有重要作用。
3、根對礦質元素離子的吸收過程,是本節教學的重點,也是難點
(1)根細胞對礦質元素的交換吸附
這是根細胞吸收礦質元素離子的第一步
可先讓學生做《根對礦質元素離子的離子交換吸附》實驗,在實驗過程中或實驗結束后,教師通過下面的問題串引發學生對交換吸附的思考和理解:
①通過《觀察根對礦質元素離子的交換吸附現象》的實驗,如何理解設置對照實驗的重要性。
《觀察根對礦質元素離子的交換吸附現象》實驗是一個簡單的單因子對照實驗。在單因子對照實驗中,有一個非常重要的要求,即,除了要研究的那個因素設置為可變外,其它所有條件都盡量保證一致。
在該實驗中,可變的因子只一個,即染色后的根放入的溶液不同,一個是氯化鈣溶液(為實驗組),另一個蒸餾水(為對照組),除了這個因素不一樣外,該實驗要求其它因素都盡量要保證一樣,如根發育的時期、剪取的根的條數,剪取的根的長度,染色的時間,兩種溶液的體積,等待的時間等等,這個實驗雖然很簡單,但學生對它包含的對照思想一定要重視并理解。
②為什么亞甲基藍可使根細胞染成藍色?
③為什么實驗后蒸餾水與其中的根都沒有發生顏色上的變化?
④為什么實驗后氯化鈣溶液變成淺藍色,而根的藍色褪去了一些?
⑤為什么在實驗中要選擇生長旺盛的根來做實驗?
⑥為什么要選擇亞甲基藍這種活體染色劑,如果換成別的能殺死細胞的染色劑的話,這個實驗的結果是否不受影響?
學生在討論這些問題時,教師可根據需要適當做一些知識和方法上的提示,最終使學生明白礦質元素離子交換的原理,然后可就上述實驗做進一步討論:
①在這個實驗一共進行了幾次礦質元素離子的交換吸附?
本實驗過程中實際涉及兩次交換吸附,第一次是在染色過程中,亞甲基藍陽離子與根細胞表面的氫離子交換;第二次是根細胞表面的亞甲基藍陽離子與氯化鈣溶液的鈣離子交換;
②本實驗的對照組是哪一組?
本實驗中用蒸餾水作對照的原因是蒸餾水中基本不含可供交換的離子。
③在這個實驗中,與亞甲基藍陽離子發生過交換的離子有哪些?等等。
(2)吸附在根細胞表面的離子通過主動運輸進入細胞內
可讓學生回憶主動運輸所需要的條件,即需要atp和膜上有相應的載體蛋白;進而討論:
① “為什么礦質元素離子具有選擇性?”
或“為什么同種植物對同一溶液中的不同離子或同一鹽分中的陰陽離子的吸收量不同?”
或“為什么不同種植物對同一種礦質離子的吸收量不同?”
植物對礦質元素有選擇吸收的原因是什么呢?根吸收礦質元素離子是一個主動運輸過程,而主動運輸是需要蛋白載體的,因此,根細胞膜上如果有某種離子的載體,這個細胞就可以吸收這種離子,而且該離子的載體越多,一定范圍內,根細胞對這種離子的吸收也就越多。
理解了這點后,學生就可以解釋下面的現象,即硝酸鈉溶液水解后是中性的,為什么常施用這種氮肥后土壤會呈堿性?學生在化學課已學過,硝酸鈉是強酸強堿鹽,硝酸鈉水溶液水解后呈中性,但為什么土壤長期使用這種氮肥后土壤會堿化,即ph升高呢?同學可從根細胞膜上的載體去分析:我們已學過,根細胞在進行離子交換吸附時,硝酸根陰離子與碳酸氫根離子相交換,鈉離子與氫離子相交換。氮元素是植物體生長所必須的,而鈉元素在植物體含量甚微,可以想見,植物根細胞膜上運輸含氮離子的載體數量要遠遠超過運輸鈉離子的載體數量,因此根細胞吸收的硝酸根離子多,而吸收的鈉離子數量少,即硝酸根離子與碳酸氫根的交換量大,結果土壤中的碳酸氫根量就大于氫離子,從而使土壤堿化。
有了上面的基礎,學生還可以分析下面兩個例子:
(1)硝酸氨溶液水解后是酸性的,為什么常施用這種氮肥后土壤溶液ph不會發生很明顯的變化?
(2)硫酸氨溶液水解后是酸性的,為什么常施用這種氮肥后土壤會呈酸性?
②“當外界溶液中某種礦質元素離子的濃度足夠大時,為什么礦質元素離子吸收速率達到一定程度后就不再升高了?”
③“為什么礦質元素的吸收與植物細胞的呼吸作用有密切的聯系。?”
(3)根對礦質元素離子和水分的吸收是兩個相對獨立的過程,是教學的難點
學生討論下面的問題:
①引導學生對課文中講述的有關用菜豆做的實驗等實例進行分析和討論。
②增加不同植物在同一營養液中吸收礦質元素離子數量的差異的討論。
③增加農業生產實踐上中耕松上、除草、保墑外、通氣起什么作用的討論。
④離子的吸收為什么有載體飽和效應,例如根細胞中k+或其他礦質元素離子的濃度已高于土壤溶液中的濃度、但是, 植物的很仍然吸收這些必需的礦質元素離子。可以引導學生對這一現象進行討論,使學生明白植物的吸水量與離子吸收量不呈正相關。
⑤呼吸抑制劑為什么能抑制離子吸收,卻不抑制水的吸收
⑥植物對離子的吸收速率遠比吸水慢
3、礦質元素的運輸和利用
(1)礦質元素的運輸
引導學生討論:
①礦質元素進入根毛以后如何最終進入導管和礦質元素如何被利用?
②為什么說根對礦質元素離子和水分的吸收是兩個相對獨立的過程?
或有的同學認為蒸騰作用是吸收礦質元素的動力,同時也是運輸礦質元素的動力?學生認為這個說法對嗎?
通過分析蒸騰作用的過程,引導學生得到下面的結論:
蒸騰作用是植物體的根吸收水分和運輸水分的動力。
通過分析礦質元素吸收過程,學生應該已經知道,植物的根細胞吸收礦質元素與兩方面條件有關,
其一,根細胞對礦質元素的吸收與其呼吸作用密切相關,尤其是有氧呼吸,因為呼吸作用為根細胞進行離子交換吸附提供了可供交換的離子,即碳酸氫根離子和氫離子;同時根細胞呼吸作用過程中合成的atp又為吸附在根細胞表面的礦質離子進入根細胞的主動運輸過程提供了能量。所以說,水分的吸收其動力是蒸騰作用,而礦質元素吸收的動力則不是蒸騰作用。
其二,由于根吸收礦質元素離子是一個主動運輸過程,而主動運輸是需要蛋白載體和能量的,因此,根細胞膜上運輸礦質元素的載體及其數量就起著重要的作用,這點一會兒還會談到。
通過分析礦質元素運輸過程,讓學生知道,礦質元素是與水一起由植物體的導管運輸的,其動力為植物的蒸騰作用。因此說,水分和礦質元素運輸的動力都是植物的蒸騰作用。
因此說,植物吸收水分和吸收礦質元素是兩個相對獨立的過程,雖然二者是一起被運輸出,而二者的吸收方式獨立。
綜上可知,認為蒸騰作用是吸收礦質元素的動力,同時也是運輸礦質元素的動力,這種說法是不正確的,因為認為蒸騰作用是運輸礦質元素的動力,而與礦質元素的吸收無關,即植物運輸水分和運輸礦質元素是一個同一過程;而植物吸收水和植物吸收礦質元素離子不是同一過程,因此蒸騰作用能促進水的吸收和運輸,也能促進礦質元素的運輸的道理,但不能促進礦質元素離子的吸收。
如果有時間的話的,教師可引導學用表解的形式總結根細胞吸水與根細胞吸收礦質元素離子的異同:
原理與過程不同
滲透作用
交換吸附和主動運輸
吸收的動力不同
細胞內、外溶液的濃度差;蒸騰作用形成的蒸騰拉力
atp
運載工具
不需
細胞膜上運載離子的載體
1、礦質元素一定要溶解在水中,才能被根部吸收
2、水參與完成交換吸附的離子的生成過程
3、礦質元素在植物體內的運輸是隨著水分的運輸達到植物體的各部分
4、礦質元素被根細胞吸收后,又會影響細胞內外溶液的濃度,從而影響根對水分的滲透吸收
老師可向學生介紹植物體除了根以外、葉片等部位也能吸收礦質元素離子,及其在農業生產實際中的重要意義。
(2)礦質元素離子的利用
教材介紹了礦質元素離子在植物體內的存在形式與其能否被重復利用之間的關系。
老師可引導學生進行列表比較,如
礦質元素的利用取決于礦質元素在植物體內的存在形式
存在形式
移動情況
容易移動
可以轉移
不能轉移
利用情況
反復
多次
一次
集中部位
大多分布于分生區和幼葉等代謝旺盛的部位
往往在越老的器官中含量越多
缺乏時受害部位
老
老
幼嫩
舉例
k
k、p、mg
ca、fe
植物的礦質營養論文篇二
教學目標?
一、知識方面
1、使學生理解礦質元素的概念,了解植物必需的礦質元素的種類和來源
2、使學生理解根對礦質元素離子的吸收過程及其與植物根細胞呼吸作用之間的密切關系
3、使學生理解根吸收礦質元素離子與根吸水的聯系和區別
4、使學生了解礦質元素在植物體內的存在形式、運輸方式和利用特點
5、使學生了解合理施肥、無土栽培原理和實用。
二、能力方面
通過引導學生分析根對礦質元素離子的吸收過程與呼吸作用的關系以及分析影響根吸收礦質離子的環境因素,訓練學生分析實驗和實際問題的能力。
三、情感、態度、價值觀方面
通過在教學中介紹合理施肥、無土栽培原理和實用,增加學生學以致用的意識;培養學生關注科學、技術在現代農業生產中的應用,對學生進行生命科學價值觀的教育。
教學建議
教材分析
教材主要講述了植物必需的礦質元素、根對礦質元素離子的吸收、礦質元素的運輸和利用、合理施肥以及無土栽培的基礎知識。
1、植物必需的礦質元素
教材在第一章中已經學習過組成生物體的化學元素基礎上講述了:
(1)什么是礦質元素
將植物烘干后充分燃燒,植物體中的c、h、o、n元素會以二氧化碳、水分、分子態氮和氮的氧化物等氣體形式散失,而礦質元素以氧化物的形式存在于灰分中,所以礦質元素元素也叫做灰分元素,它們主要是由根系從土壤中吸收,氮元素雖在燃燒過程中散失,不存在于灰分中,但是氮與其它礦質元素一樣,也是植物從土壤中以無機鹽的形式吸收來的,因此,也將氮歸于礦質元素一類。
(2)什么是植物必需的礦質元素
目前,科學家確定的植物必需的礦質元素有13種,其中n、p、s、k、ca、mg 等6種屬于大量元素,fe、mn、b、zn、cu、mo、cl等 7種屬于微量元素。
(3)簡要地講述了確定植物必需的礦質元素的方法
在人工配制的培養液中,除去某一種礦質元素后,植物的生長發育不正常了,而補充這種礦質元素后,植物的生長發育又恢復正常的狀態,就說明這種礦質元素是植物必需的礦質元素。
2、根對礦質元素離子的吸收
教材主要從植物吸收礦質元素的器官、植物吸收礦質元素的主要部位、礦質元素的存在形式、礦質元素被植物吸收的形式、根吸收礦質元素的過程幾個方面介紹了植物對礦質元素離子吸收,其中根吸收礦質元素的過程是重點,也是難點,這個過程教材概括為兩步:首先礦質元素離子通過交換吸附到根細胞表面;然后吸附在根細胞表面的離子通過主動運輸進入細胞內。
教材特別強調了根對礦質元素離子吸收與根細胞呼吸作用的密切關系。
3、礦質元素的運輸和利用
(1)礦質元素的運輸
教材簡要講述了礦質元素進入根毛以后如何最終進入導管和礦質元素如何被利用的知識。教材還通過列舉科學家所做的實驗強調了根對礦質元素離子的吸收與根對水分的吸收是兩個相對獨立的過程,即植物運輸水分和運輸礦質元素是一個同一過程;而植物吸收水和植物吸收礦質元素離子不是同一過程,因此蒸騰作用能促進水的吸收和運輸,也能促進礦質元素的運輸的道理,但不能促進礦質元素離子的吸收。
教材還提到了植物體除了根以外、葉片等部位也能吸收礦質元素離子,及其在農業生產實際中的重要意義。
(2)礦質元素離子的利用
教材介紹了礦質元素離子在植物體內的存在形式與其能否被重復利用之間的關系。
4、教材注意聯系生產和生活實際,概括地講述了合理施肥的基礎知識,并且簡要講述了無土栽培這一新技術的基本原理、特點以及優點。此外,本節還在“課外生物科技活動”欄目,鼓勵學生利用無土栽培技術培養植物。
教法建議
1、引言
課前指導生物小組的同學用完全培養液和缺素培養液培養出一些植物體,以便課上展示給學生,引發他們對礦質元素對植物生活的作用的思考,以此引入本節內容。
也可以從分析植物體內化學物質的元素組成入手引入課題。例如,植物體內的物質中,蛋白質通常含有n,s、葉綠素含有mg,核酸含有p,但植物體通過光合作用可從二氧化碳獲得c和o,通過根的吸水中獲得h和o。以此引導學生分析出植物體內含有的元素種類與植物吸收的元素種類之間的矛盾,從而很自然地引入植物還可從土壤吸收礦質元素這一事實。
也可以從根的滲透吸水直接引入,因為學生都知道土壤溶液中還溶解有各種礦質元素離子,這時可引發學生思考:溶于水的這些礦質元素離子是否是和水一起被吸收的?從而引入礦質元素離子的吸收。
2、礦質元素的概念
和根對水分的吸收情況一樣,學生在初中已學過有關無機鹽吸收有關的初步知識,因此,教師可提出一些問題,以了解學生對礦質代謝的理解程度,找出學生對礦質代謝理解上的偏差和不足,從而進行有針對性的教學。
在討論了問題的基礎上,引導學生分析礦質元素的概念、必需元素的概念、植物體內哪些元素是大量元素、哪些元素是微量元素。
可把學生討論的重點放在“如何確定某種元素是植物必需的礦質元素的方法?”鼓勵學生提出自己的觀點和設計方案,以便滲透研究方法,對于激發學生學習興趣,豐富學生研究問題的思路有重要作用。
3、根對礦質元素離子的吸收過程,是本節教學的重點,也是難點
(1)根細胞對礦質元素的交換吸附
這是根細胞吸收礦質元素離子的第一步
可先讓學生做《根對礦質元素離子的離子交換吸附》實驗,在實驗過程中或實驗結束后,教師通過一系列問題串引發學生對交換吸附的思考和理解。
學生在討論問題時,教師可根據需要適當做一些知識和方法上的提示,最終使學生明白礦質元素離子交換的原理,然后可就上述實驗做進一步討論。
(2)吸附在根細胞表面的離子通過主動運輸進入細胞內
可讓學生回憶主動運輸所需要的條件,即需要atp和膜上有相應的載體蛋白;進而討論“為什么礦質元素離子具有選擇性?”等問題
(3)根對礦質元素離子和水分的吸收是兩個相對獨立的過程,是教學的難點。
引導學生討論一些實驗問題的基礎上加深對上述觀點的理解
3、礦質元素的運輸和利用
(1)礦質元素的運輸
引導學生討論出植物運輸水分和運輸礦質元素是一個同一過程;而植物吸收水和植物吸收礦質元素離子不是同一過程,因此蒸騰作用能促進水的吸收和運輸,也能促進礦質元素的運輸的道理,但不能促進礦質元素離子的吸收。
老師可向學生介紹植物體除了根以外、葉片等部位也能吸收礦質元素離子,及其在農業生產實際中的重要意義。
(2)礦質元素離子的利用
教材介紹了礦質元素離子在植物體內的存在形式與其能否被重復利用之間的關系。
4、教材注意聯系生產和生活實際,概括地講述了合理施肥的基礎知識,并且簡要講述了無土栽培這一新技術的基本原理、特點以及優點。此外,本節還在“課外生物科技活動”欄目,鼓勵學生利用無土栽培技術培養植物。
教學設計方案
【課題】第五節 植物的礦質代謝
【教學重點】植物必需的礦質元素及其種類;根對礦質元素離子的吸收過程。
【教學難點?】根對礦質元素離子的吸收和對水分的吸收是兩個相對獨立的過程。
【課時安排】實驗、授課一共兩課時。
【教學手段】掛圖、多媒體課件、實驗
【教學過程?】
1、引言
課前指導生物小組的同學用完全培養液和缺素培養液培養出一些植物體,以便課上展示給學生,引發他們對礦質元素對植物生活的作用的思考,以此引入本節內容。
也可以從分析植物體內化學物質的元素組成入手引入課題。例如,植物體內的物質中,蛋白質通常含有n,s、葉綠素含有mg,核酸含有p,但植物體通過光合作用可從二氧化碳獲得c和o,通過根的吸水中獲得h和o。以此引導學生分析出植物體內含有的元素種類與植物吸收的元素種類之間的矛盾,從而很自然地引入植物還可從土壤吸收礦質元素這一事實。
也可以從根的滲透吸水直接引入,因為學生都知道土壤溶液中還溶解有各種礦質元素離子,這時可引發學生思考:溶于水的這些礦質元素離子是否是和水一起被吸收的?從而引入礦質元素離子的吸收。
2、礦質元素的概念
和根對水分的吸收情況一樣,學生在初中已學過有關無機鹽吸收有關的初步知識,因此,教師可提出一些問題,以了解學生對礦質代謝的理解程度,找出學生對礦質代謝理解上的偏差和不足,從而進行有針對性的教學。比如,教師可提出以下問題:
①植物收礦質元素離子的主要器官是什么?
②植物礦質元素離子的主要部位是什么?
③礦質元素在植物體主要以什么存在?
④植物體運輸水和礦質元素離子的通道是什么?知道這些通道在植物體的哪個部位嗎?
⑤礦質元素離子在植物體內都可以參與哪些生理功能?
⑥植物體內礦質元素離子是如何散失的?等等。
在討論了上述問題的基礎上,引導學生分析礦質元素的概念、必需元素的概念、植物體內哪些元素是大量元素、哪些元素是微量元素。
可把學生討論的重點放在“如何確定某種元素是植物必需的礦質元素的方法?”鼓勵學生提出自己的觀點和設計方案,以便滲透研究方法,對于激發學生學習興趣,豐富學生研究問題的思路有重要作用。
3、根對礦質元素離子的吸收過程,是本節教學的重點,也是難點
(1)根細胞對礦質元素的交換吸附
這是根細胞吸收礦質元素離子的第一步
可先讓學生做《根對礦質元素離子的離子交換吸附》實驗,在實驗過程中或實驗結束后,教師通過下面的問題串引發學生對交換吸附的思考和理解:
①通過《觀察根對礦質元素離子的交換吸附現象》的實驗,如何理解設置對照實驗的重要性。
《觀察根對礦質元素離子的交換吸附現象》實驗是一個簡單的單因子對照實驗。在單因子對照實驗中,有一個非常重要的要求,即,除了要研究的那個因素設置為可變外,其它所有條件都盡量保證一致。
在該實驗中,可變的因子只一個,即染色后的根放入的溶液不同,一個是氯化鈣溶液(為實驗組),另一個蒸餾水(為對照組),除了這個因素不一樣外,該實驗要求其它因素都盡量要保證一樣,如根發育的時期、剪取的根的條數,剪取的根的長度,染色的時間,兩種溶液的體積,等待的時間等等,這個實驗雖然很簡單,但學生對它包含的對照思想一定要重視并理解。
②為什么亞甲基藍可使根細胞染成藍色?
③為什么實驗后蒸餾水與其中的根都沒有發生顏色上的變化?
④為什么實驗后氯化鈣溶液變成淺藍色,而根的藍色褪去了一些?
⑤為什么在實驗中要選擇生長旺盛的根來做實驗?
⑥為什么要選擇亞甲基藍這種活體染色劑,如果換成別的能殺死細胞的染色劑的話,這個實驗的結果是否不受影響?
學生在討論這些問題時,教師可根據需要適當做一些知識和方法上的提示,最終使學生明白礦質元素離子交換的原理,然后可就上述實驗做進一步討論:
①在這個實驗一共進行了幾次礦質元素離子的交換吸附?
本實驗過程中實際涉及兩次交換吸附,第一次是在染色過程中,亞甲基藍陽離子與根細胞表面的氫離子交換;第二次是根細胞表面的亞甲基藍陽離子與氯化鈣溶液的鈣離子交換;
②本實驗的對照組是哪一組?
本實驗中用蒸餾水作對照的原因是蒸餾水中基本不含可供交換的離子。
③在這個實驗中,與亞甲基藍陽離子發生過交換的離子有哪些?等等。
(2)吸附在根細胞表面的離子通過主動運輸進入細胞內
可讓學生回憶主動運輸所需要的條件,即需要atp和膜上有相應的載體蛋白;進而討論:
① “為什么礦質元素離子具有選擇性?”
或“為什么同種植物對同一溶液中的不同離子或同一鹽分中的陰陽離子的吸收量不同?”
或“為什么不同種植物對同一種礦質離子的吸收量不同?”
植物對礦質元素有選擇吸收的原因是什么呢?根吸收礦質元素離子是一個主動運輸過程,而主動運輸是需要蛋白載體的,因此,根細胞膜上如果有某種離子的載體,這個細胞就可以吸收這種離子,而且該離子的載體越多,一定范圍內,根細胞對這種離子的吸收也就越多。
理解了這點后,學生就可以解釋下面的現象,即硝酸鈉溶液水解后是中性的,為什么常施用這種氮肥后土壤會呈堿性?學生在化學課已學過,硝酸鈉是強酸強堿鹽,硝酸鈉水溶液水解后呈中性,但為什么土壤長期使用這種氮肥后土壤會堿化,即ph升高呢?同學可從根細胞膜上的載體去分析:我們已學過,根細胞在進行離子交換吸附時,硝酸根陰離子與碳酸氫根離子相交換,鈉離子與氫離子相交換。氮元素是植物體生長所必須的,而鈉元素在植物體含量甚微,可以想見,植物根細胞膜上運輸含氮離子的載體數量要遠遠超過運輸鈉離子的載體數量,因此根細胞吸收的硝酸根離子多,而吸收的鈉離子數量少,即硝酸根離子與碳酸氫根的交換量大,結果土壤中的碳酸氫根量就大于氫離子,從而使土壤堿化。
有了上面的基礎,學生還可以分析下面兩個例子:
(1)硝酸氨溶液水解后是酸性的,為什么常施用這種氮肥后土壤溶液ph不會發生很明顯的變化?
(2)硫酸氨溶液水解后是酸性的,為什么常施用這種氮肥后土壤會呈酸性?
②“當外界溶液中某種礦質元素離子的濃度足夠大時,為什么礦質元素離子吸收速率達到一定程度后就不再升高了?”
③“為什么礦質元素的吸收與植物細胞的呼吸作用有密切的聯系。?”
(3)根對礦質元素離子和水分的吸收是兩個相對獨立的過程,是教學的難點
學生討論下面的問題:
①引導學生對課文中講述的有關用菜豆做的實驗等實例進行分析和討論。
②增加不同植物在同一營養液中吸收礦質元素離子數量的差異的討論。
③增加農業生產實踐上中耕松上、除草、保墑外、通氣起什么作用的討論。
④離子的吸收為什么有載體飽和效應,例如根細胞中k+或其他礦質元素離子的濃度已高于土壤溶液中的濃度、但是, 植物的很仍然吸收這些必需的礦質元素離子。可以引導學生對這一現象進行討論,使學生明白植物的吸水量與離子吸收量不呈正相關。
⑤呼吸抑制劑為什么能抑制離子吸收,卻不抑制水的吸收
⑥植物對離子的吸收速率遠比吸水慢
3、礦質元素的運輸和利用
(1)礦質元素的運輸
引導學生討論:
①礦質元素進入根毛以后如何最終進入導管和礦質元素如何被利用?
②為什么說根對礦質元素離子和水分的吸收是兩個相對獨立的過程?
或有的同學認為蒸騰作用是吸收礦質元素的動力,同時也是運輸礦質元素的動力?學生認為這個說法對嗎?
通過分析蒸騰作用的過程,引導學生得到下面的結論:
蒸騰作用是植物體的根吸收水分和運輸水分的動力。
通過分析礦質元素吸收過程,學生應該已經知道,植物的根細胞吸收礦質元素與兩方面條件有關,
其一,根細胞對礦質元素的吸收與其呼吸作用密切相關,尤其是有氧呼吸,因為呼吸作用為根細胞進行離子交換吸附提供了可供交換的離子,即碳酸氫根離子和氫離子;同時根細胞呼吸作用過程中合成的atp又為吸附在根細胞表面的礦質離子進入根細胞的主動運輸過程提供了能量。所以說,水分的吸收其動力是蒸騰作用,而礦質元素吸收的動力則不是蒸騰作用。
其二,由于根吸收礦質元素離子是一個主動運輸過程,而主動運輸是需要蛋白載體和能量的,因此,根細胞膜上運輸礦質元素的載體及其數量就起著重要的作用,這點一會兒還會談到。
通過分析礦質元素運輸過程,讓學生知道,礦質元素是與水一起由植物體的導管運輸的,其動力為植物的蒸騰作用。因此說,水分和礦質元素運輸的動力都是植物的蒸騰作用。
因此說,植物吸收水分和吸收礦質元素是兩個相對獨立的過程,雖然二者是一起被運輸出,而二者的吸收方式獨立。
綜上可知,認為蒸騰作用是吸收礦質元素的動力,同時也是運輸礦質元素的動力,這種說法是不正確的,因為認為蒸騰作用是運輸礦質元素的動力,而與礦質元素的吸收無關,即植物運輸水分和運輸礦質元素是一個同一過程;而植物吸收水和植物吸收礦質元素離子不是同一過程,因此蒸騰作用能促進水的吸收和運輸,也能促進礦質元素的運輸的道理,但不能促進礦質元素離子的吸收。
如果有時間的話的,教師可引導學用表解的形式總結根細胞吸水與根細胞吸收礦質元素離子的異同:
原理與過程不同
滲透作用
交換吸附和主動運輸
吸收的動力不同
細胞內、外溶液的濃度差;蒸騰作用形成的蒸騰拉力
atp
運載工具
不需
細胞膜上運載離子的載體
聯系
1、礦質元素一定要溶解在水中,才能被根部吸收
2、水參與完成交換吸附的離子的生成過程
3、礦質元素在植物體內的運輸是隨著水分的運輸達到植物體的各部分
4、礦質元素被根細胞吸收后,又會影響細胞內外溶液的濃度,從而影響根對水分的滲透吸收
老師可向學生介紹植物體除了根以外、葉片等部位也能吸收礦質元素離子,及其在農業生產實際中的重要意義。
(2)礦質元素離子的利用
教材介紹了礦質元素離子在植物體內的存在形式與其能否被重復利用之間的關系。
老師可引導學生進行列表比較,如
礦質元素的利用取決于礦質元素在植物體內的存在形式
存在形式
移動情況
容易移動
可以轉移
不能轉移
利用情況
反復
多次
一次
集中部位
大多分布于分生區和幼葉等代謝旺盛的部位
大多分布于分生區和幼葉等代謝旺盛的部位
往往在越老的器官中含量越多
缺乏時受害部位
老
老
幼嫩
舉例
k
k、p、mg
ca、fe
植物的礦質營養論文篇三
《普通高中生物課程標準》明確指出:高中生物課程將在義務教育基礎上,進一步提高學生的科學素養,使學生掌握社會生活、生產實踐中所需要的生物科學知識,努力發展學生的科學探究能力以及相關的情感態度和價值觀。
本著體現這一教學理念的思想,這節課結合學生的認知規律和身心特點,設計教學活動,充分調動學生的學習積極性,并為學生提供展示自己才華的舞臺。利用多媒體的簡潔性、動態性,結合教學重點和難點,創設問題情境,營造探究氛圍,引導學生積極參與,變靜態微觀知識為鮮活有趣的宏觀再現,降低難度,縮短時間,讓學生通過學習獲得成功的體驗和滿足求知的心理。
《植物的礦質營養》是人教版教材高二生物必修本第三單元第五節內容。本節課是在學習了組成生物體的化學元素和光合作用的基礎上向學生介紹了植物的礦質元素及礦質元素的吸收過程,反映了《新大綱》在設計教材順序時以人為本,從學生實際出發的思想,關注了學生的思維和學生德育的培養。
本節內容前與根尖的結構、水分代謝、光合作用,細胞膜的結構與功能等內容相聯系,后與呼吸作用相關聯,具有顯著的承上啟下的作用,教學中教師要注重知識之間的相互滲透。
同時,這節內容所介紹的實驗方案,不僅有利于學生理解本節內容,還為將來學生設計實驗做好鋪墊,為此,我用創設情景的方法,讓學生面對相關現象,進行分析和設計,觀察想象并得出結論,培養學生的學科思維習慣。
根據新課標要求以及本教材的結構和內容分析,結合著高二年級學生的認知結構及其心理特征,我制定了以下的教學目標:
1知識目標
(1)、使學生理解礦質元素的概念,了解植物必需的礦質元素的種類和來源。
(2)、使學生理解根對礦質元素離子的吸收過程及其與植物根細胞呼吸作用之間的密切關系。
(3)、使學生理解根吸收礦質元素離子與根吸水的聯系和區別。
(4)、使學生了解礦質元素在植物體內的存在形式、運輸方式和利用特點。
2能力目標
(1)、通過對水培法培養植物的學習,培養學生理論聯系實際的學習方法,養成科學探究的習慣,培養學生的創新精神。
(2)、通過引導學生分析根對礦質元素離子的吸收過程與呼吸作用的關系以及分析影響根吸收礦質離子的環境因素,訓練學生分析實驗和實際問題的能力。
(3)、通過對水分和礦質元素吸收過程的比較,學習用對比分析的方法去研究事物的本質,不斷提高綜合分析能力。
3情感態度和價值觀
(1)、在介紹植物必需元素的種類、分析影響礦質離子吸收的環境因素的教學中,聯系合理施肥、無土栽培技術、中耕松土等生產實際,培養學生理論聯系實際的意識,培養學生關注科學、技術在現代農業生產中的應用,對學生進行生命科學價值觀的教育。
(2)、培養學生的探究精神和合作意識。
根據高二新課程標準,在理解教材基礎上,我確定了以下的教學重點和難點:
明確什么是植物必需的礦質元素及其種類是本節的教學重點之一。根對礦質元素的吸收和對水分的吸收是兩個相對獨立的過程既是本節課的重點又是難點。學生雖然已經學習了有關元素的知識,但只是在認知水平上,不能進行系統的分類,并且潛意識里總有水和鹽相伴而行的觀點,認為是水把鹽帶進去的,這就為理解“相對獨立”的觀點設起障礙,所以我把“對水的吸收和礦質元素的吸收是兩個相對獨立的過程”作為本節課重點和難點。
為了講清教材的重、難點,使學生能夠達到本節內容設定的教學目標,我再從教法和學法上談談:
我們都知道生物是一門培養人的實踐能力的重要學科。因此,在教學過程中,不僅要使學生“知其然”,還要使學生“知其所以然”。我們在以師生既為主體,又為客體的原則下,展現獲取理論知識、解決實際問題方法的思維過程。
考慮到我校高二年級學生的現狀,我主要采取學生活動的教學方法,讓學生真正的參與活動,而且在活動中得到認識和體驗,產生踐行的愿望。培養學生將課堂教學和自己的行動結合起來,充分引導學生全面的看待發生在身邊的現象,發展思辯能力,注重學生的心理狀況。
當然教師自身也是非常重要的教學資源。教師本人應該通過課堂教學感染和激勵學生,充分調動起學生參與活動的積極性,激發學生對解決實際問題的渴望,并且要培養學生以理論聯系實際的能力,從而達到最佳的教學效果。同時也體現了課改的精神。
基于本節課內容的特點,我主要采用了以下的教學方法:
1、直觀演示法:
利用多媒體課件進行直觀演示,激發學生的學習興趣,活躍課堂氣氛,促進學生對知識的掌握。
2、活動探究法
引導學生通過創設情景等活動形式獲取知識,以學生為主體,使學生的獨立探索性得到了充分的發揮,培養學生的自學能力、思維能力、活動組織能力。
3、集體討論法
針對學生提出的問題,組織學生進行集體和分組討論,促使學生在學習中解決問題,培養學生的團結協作的精神。
由于本節內容與社會現實生活的關系比較密切,學生已經具有了直觀的感受,可以讓學生自己閱讀課本并思考,并例舉生產實踐上存在的一些有關的現象,在老師的指導下進行討論,然后進行歸納總結,得出正確的結論。這樣有利于調動學生的積極性,發揮學生的主體作用,讓學生對本節知識的認知更清晰、更深刻。
我們常說:“現代的文盲不是不懂字的人,而是沒有掌握學習方法的人”,因而,我在教學過程中特別重視學法的指導。讓學生從機械的“學答”向“學問”轉變,從“學會”向“會學”轉變,成為真正的學習的主人。這節課在指導學生的學習方法和培養學生的學習能力方面主要采取以下方法:思考評價法、分析歸納法、自主探究法、總結反思法。
下面我具體來談談這一堂課的教學過程:
在這節課的教學過程中,我注重突出重點,條理清晰,緊湊合理。各項活動的安排也注重互動、交流,最大限度的調動學生參與課堂的積極性、主動性。
1、導入新課:(3—5分鐘)
根據本節課的內容、重點、難點引入新課時宜采用實驗方法導入新課,通過實驗現象巧設懸念,突出重點。教學中首先從一個實驗觀察引入,請學生觀察用土壤浸出液和蒸餾水培養的植物,問:“它們在長勢上有什么區別”,“為什么土壤浸出液中的植物長得好?”引出植物要生長得好需要吸收土壤中的礦質元素,從而提出課題。這樣導入能造成學生急切期待解釋現象的心理,從而對學生產生極大的誘惑力,創造學習新知的良好氛圍和激發探求知識的渴望,從而把學生的注意力遷移到教學目標的實施上來,使學生的思維和注意力很快調節到最佳狀態,為學習新知識打下堅實基礎。可以說,精心設計好導言就等于成功了一半。
2、講授新課:(30分鐘)
2.1介紹灰分元素,由此引入礦質元素,使學生了解科學家的科學研究方法,激發學生的興趣,培養學生進行科學研究的能力。
2.2科學家們通過溶液培養法研究得到植物必需的礦質元素種類。這段內容的處理,我采用請學生設計實驗找出植物生活所必需的礦質元素的方法。通過啟發引導,設計實驗方案,并通過學生互相評價,教師評價,逐漸形成較為成熟合理的實驗設計,教師借機引導出對照實驗應注意的問題(對照的思想和實驗條件的控制等)。告訴學生科學家就是通過這種方法,即溶液培養法找到植物必需礦質元素的。
2.3根吸收礦質元素過程
植物根細胞吸收礦質元素是主動運輸的過程,這一概念的建立在科學史上走過一段彎路。人類最初對這個問題的認識是錯誤的,后來經過分析大量的實驗事實才認識到:“根細胞吸收礦質元素的過程是主動運輸的過程”。處理這段教材時,我先請學生提出猜想,“礦質元素是如何進到根細胞內部的?你能提出你的猜想嗎?”學生往往會提出一個錯誤的猜想,即認為:“礦質元素離子是隨著水進入根細胞內部的(假設一)。”同時,有的學生會根據前面章節所學過的細胞膜的選擇透過性,認為:“礦質元素離子是通過主動運輸的方式進入根細胞內部的(假設二)”。
教師提供資料(二組實驗事實),引導學生分析,共同否定了假設一,這段討論設計的目的在于,潛移默化地告訴學生人們認識問題的本質不是一個簡單的過程,會有一些錯誤的認識,但是科學本身具有自我更正的特性。
請學生分小組討論如何證明假設二,即科學的結論不能僅從理論到理論,一個假說要成為理論,一定要有充足的實驗證據。在這里請學生提出證明假設二的研究思路,希望能最大限度地發揮學生的想象力和創造力。激發學生的探究意識,讓學生初步了解探究實驗的一般步驟,并在教師提示下,能夠提出問題和假設。
最后通過cai課件的演示,把微觀粒子的運動形象化,直觀化,增強了礦質元素離子吸收的動感。使學生理解主動運輸是根尖細胞吸收礦質離子的主要形式。而主動運輸需要消耗能量,能量來自呼吸作用,影響呼吸作用的因素有溫度和根系通氣狀況等,最后得出結論:凡是影響呼吸作用的因素都會影響根細胞吸收礦質離子。這與生產實踐很貼近,應充分挖掘學生的生活實踐經驗。
2.4植物對離子的選擇吸收
把蕃茄和水稻實驗前和實驗后ca和si濃度繪制成圖像,用投影片展示給學生,引導學生對比分析,得出蕃茄吸收ca多,吸收si少;水稻吸收si多,吸收ca少。提問:為什么植物對離子的吸收具有選擇性?學生通過吸收過程的學習知道吸收的第二步是主動運輸,主動運輸需要載體。因此,吸收什么樣的礦質元素離子與根細胞膜上載體的種類有關。吸收離子的數量與載體的多少有關。
2.5礦質元素的運輸和利用
請學生自己看書,總結出離子在植物體內的三種存在形式及能否被再度利用。通過學生間的討論,補充、修正學生對當前問題的理解,完成對所學知識的意義建構。
2.6介紹無土栽培,引導學生分析無土栽培的好處及在我國發展的前景。通過聯系生活實際,滲透科學、技術、社會相關聯的思想,激發并培養學生熱愛生物科學的情感興趣。
3、課堂小結,強化認識。(3—5分鐘)
課堂小結,可以把課堂傳授的知識盡快地轉化為學生的素質;簡單扼要的課堂小結,可使學生更深刻地理解理論在實際生活中的應用,并且逐漸地培養學生具有良好的個性。
4、板書設計
我比較注重直觀、系統的板書設計,還及時地體現教材中的知識點,以便于學生能夠理解掌握。
板書:
5、布置作業。
針對高二年級學生素質的差異,我進行了分層訓練,這樣做既可以使學生掌握基礎知識,又可以使學有余力的學生有所提高,從而達到拔尖和“減負”的目的。
最后來談談這節課的教學評價
評價是教學過程中不可缺少的環節,是教師了解教學過程、調控教學行為的重要手段。評價的目的不僅在于評定學生的學習成績,更重要的是在于了解學生的學習狀況,發現教學中的缺陷,為改進教學提供依據。這節課采用的評價方式有以下幾種:
1、 在教學過程中,通過學生對創設問題的討論、回答,對學生進行直觀性評價。
2、 在學生完成比較表格的過程中,對學生進行動態評價,鼓勵學生轉變學習方式,養成良好的學習習慣。
3、 通過練習考查學生對知識的掌握情況,進行課堂終端量化。根據習題正確率,進行目標達成度的評價,反饋這節課的目標達成情況,從而調整下一節課的內容(如課前復習的側重點)及課后作業的布置(加強目標達成較弱環節的習題練習)。
4、 通過研究性活動,對知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三維目標綜合評價,促進學生全面發展。
各位領導、老師們,本節課我根據高二年級學生的心理特征及其認知規律,采用直觀教學和活動探究的教學方法,以“教師為主導,學生為主體”,教師的“導”立足于學生的“學”,以學法為重心,放手讓學生自主探索的學習,主動地參與到知識形成的整個思維過程,力求使學生在積極、愉快的課堂氛圍中提高自己的認識水平,從而達到預期的教學效果。
我的說課完畢,謝謝大家。
植物的礦質營養論文篇四
教學目標?
一、知識方面
1、使學生理解礦質元素的概念,了解植物必需的礦質元素的種類和來源
2、使學生理解根對礦質元素離子的吸收過程及其與植物根細胞呼吸作用之間的密切關系
3、使學生理解根吸收礦質元素離子與根吸水的聯系和區別
4、使學生了解礦質元素在植物體內的存在形式、運輸方式和利用特點
5、使學生了解合理施肥、無土栽培原理和實用。
二、能力方面
通過引導學生分析根對礦質元素離子的吸收過程與呼吸作用的關系以及分析影響根吸收礦質離子的環境因素,訓練學生分析實驗和實際問題的能力。
三、情感、態度、價值觀方面
通過在教學中介紹合理施肥、無土栽培原理和實用,增加學生學以致用的意識;培養學生關注科學、技術在現代農業生產中的應用,對學生進行生命科學價值觀的教育。
教學建議
教材分析
教材主要講述了植物必需的礦質元素、根對礦質元素離子的吸收、礦質元素的運輸和利用、合理施肥以及無土栽培的基礎知識。
1、植物必需的礦質元素
教材在第一章中已經學習過組成生物體的化學元素基礎上講述了:
(1)什么是礦質元素
將植物烘干后充分燃燒,植物體中的c、h、o、n元素會以二氧化碳、水分、分子態氮和氮的氧化物等氣體形式散失,而礦質元素以氧化物的形式存在于灰分中,所以礦質元素元素也叫做灰分元素,它們主要是由根系從土壤中吸收,氮元素雖在燃燒過程中散失,不存在于灰分中,但是氮與其它礦質元素一樣,也是植物從土壤中以無機鹽的形式吸收來的,因此,也將氮歸于礦質元素一類。
(2)什么是植物必需的礦質元素
目前,科學家確定的植物必需的礦質元素有13種,其中n、p、s、k、ca、mg 等6種屬于大量元素,fe、mn、b、zn、cu、mo、cl等 7種屬于微量元素。
(3)簡要地講述了確定植物必需的礦質元素的方法
在人工配制的培養液中,除去某一種礦質元素后,植物的生長發育不正常了,而補充這種礦質元素后,植物的生長發育又恢復正常的狀態,就說明這種礦質元素是植物必需的礦質元素。
2、根對礦質元素離子的吸收
教材主要從植物吸收礦質元素的器官、植物吸收礦質元素的主要部位、礦質元素的存在形式、礦質元素被植物吸收的形式、根吸收礦質元素的過程幾個方面介紹了植物對礦質元素離子吸收,其中根吸收礦質元素的過程是重點,也是難點,這個過程教材概括為兩步:首先礦質元素離子通過交換吸附到根細胞表面;然后吸附在根細胞表面的離子通過主動運輸進入細胞內。
教材特別強調了根對礦質元素離子吸收與根細胞呼吸作用的密切關系。
3、礦質元素的運輸和利用
(1)礦質元素的運輸
教材簡要講述了礦質元素進入根毛以后如何最終進入導管和礦質元素如何被利用的知識。教材還通過列舉科學家所做的實驗強調了根對礦質元素離子的吸收與根對水分的吸收是兩個相對獨立的過程,即植物運輸水分和運輸礦質元素是一個同一過程;而植物吸收水和植物吸收礦質元素離子不是同一過程,因此蒸騰作用能促進水的吸收和運輸,也能促進礦質元素的運輸的道理,但不能促進礦質元素離子的吸收。
教材還提到了植物體除了根以外、葉片等部位也能吸收礦質元素離子,及其在農業生產實際中的重要意義。
(2)礦質元素離子的利用
教材介紹了礦質元素離子在植物體內的存在形式與其能否被重復利用之間的關系。
4、教材注意聯系生產和生活實際,概括地講述了合理施肥的基礎知識,并且簡要講述了無土栽培這一新技術的基本原理、特點以及優點。此外,本節還在“課外生物科技活動”欄目,鼓勵學生利用無土栽培技術培養植物。
教法建議
1、引言
課前指導生物小組的同學用完全培養液和缺素培養液培養出一些植物體,以便課上展示給學生,引發他們對礦質元素對植物生活的作用的思考,以此引入本節內容。
也可以從分析植物體內化學物質的元素組成入手引入課題。例如,植物體內的物質中,蛋白質通常含有n,s、葉綠素含有mg,核酸含有p,但植物體通過光合作用可從二氧化碳獲得c和o,通過根的吸水中獲得h和o。以此引導學生分析出植物體內含有的元素種類與植物吸收的元素種類之間的矛盾,從而很自然地引入植物還可從土壤吸收礦質元素這一事實。
也可以從根的滲透吸水直接引入,因為學生都知道土壤溶液中還溶解有各種礦質元素離子,這時可引發學生思考:溶于水的這些礦質元素離子是否是和水一起被吸收的?從而引入礦質元素離子的吸收。
2、礦質元素的概念
和根對水分的吸收情況一樣,學生在初中已學過有關無機鹽吸收有關的初步知識,因此,教師可提出一些問題,以了解學生對礦質代謝的理解程度,找出學生對礦質代謝理解上的偏差和不足,從而進行有針對性的教學。
在討論了問題的基礎上,引導學生分析礦質元素的概念、必需元素的概念、植物體內哪些元素是大量元素、哪些元素是微量元素。
可把學生討論的重點放在“如何確定某種元素是植物必需的礦質元素的方法?”鼓勵學生提出自己的觀點和設計方案,以便滲透研究方法,對于激發學生學習興趣,豐富學生研究問題的思路有重要作用。
3、根對礦質元素離子的吸收過程,是本節教學的重點,也是難點
(1)根細胞對礦質元素的交換吸附
這是根細胞吸收礦質元素離子的第一步
可先讓學生做《根對礦質元素離子的離子交換吸附》實驗,在實驗過程中或實驗結束后,教師通過一系列問題串引發學生對交換吸附的思考和理解。
學生在討論問題時,教師可根據需要適當做一些知識和方法上的提示,最終使學生明白礦質元素離子交換的原理,然后可就上述實驗做進一步討論。
(2)吸附在根細胞表面的離子通過主動運輸進入細胞內
可讓學生回憶主動運輸所需要的條件,即需要atp和膜上有相應的載體蛋白;進而討論“為什么礦質元素離子具有選擇性?”等問題
(3)根對礦質元素離子和水分的吸收是兩個相對獨立的過程,是教學的難點。
引導學生討論一些實驗問題的基礎上加深對上述觀點的理解
3、礦質元素的運輸和利用
(1)礦質元素的運輸
引導學生討論出植物運輸水分和運輸礦質元素是一個同一過程;而植物吸收水和植物吸收礦質元素離子不是同一過程,因此蒸騰作用能促進水的吸收和運輸,也能促進礦質元素的運輸的道理,但不能促進礦質元素離子的吸收。
老師可向學生介紹植物體除了根以外、葉片等部位也能吸收礦質元素離子,及其在農業生產實際中的重要意義。
(2)礦質元素離子的利用
教材介紹了礦質元素離子在植物體內的存在形式與其能否被重復利用之間的關系。
4、教材注意聯系生產和生活實際,概括地講述了合理施肥的基礎知識,并且簡要講述了無土栽培這一新技術的基本原理、特點以及優點。此外,本節還在“課外生物科技活動”欄目,鼓勵學生利用無土栽培技術培養植物。
教學設計方案
【課題】第五節 植物的礦質代謝
【教學重點】植物必需的礦質元素及其種類;根對礦質元素離子的吸收過程。
【教學難點?】根對礦質元素離子的吸收和對水分的吸收是兩個相對獨立的過程。
【課時安排】實驗、授課一共兩課時。
【教學手段】掛圖、多媒體課件、實驗
【教學過程?】
1、引言
課前指導生物小組的同學用完全培養液和缺素培養液培養出一些植物體,以便課上展示給學生,引發他們對礦質元素對植物生活的作用的思考,以此引入本節內容。
也可以從分析植物體內化學物質的元素組成入手引入課題。例如,植物體內的物質中,蛋白質通常含有n,s、葉綠素含有mg,核酸含有p,但植物體通過光合作用可從二氧化碳獲得c和o,通過根的吸水中獲得h和o。以此引導學生分析出植物體內含有的元素種類與植物吸收的元素種類之間的矛盾,從而很自然地引入植物還可從土壤吸收礦質元素這一事實。
也可以從根的滲透吸水直接引入,因為學生都知道土壤溶液中還溶解有各種礦質元素離子,這時可引發學生思考:溶于水的這些礦質元素離子是否是和水一起被吸收的?從而引入礦質元素離子的吸收。
2、礦質元素的概念
和根對水分的吸收情況一樣,學生在初中已學過有關無機鹽吸收有關的初步知識,因此,教師可提出一些問題,以了解學生對礦質代謝的理解程度,找出學生對礦質代謝理解上的偏差和不足,從而進行有針對性的教學。比如,教師可提出以下問題:
①植物收礦質元素離子的主要器官是什么?
②植物礦質元素離子的主要部位是什么?
③礦質元素在植物體主要以什么存在?
④植物體運輸水和礦質元素離子的通道是什么?知道這些通道在植物體的哪個部位嗎?
⑤礦質元素離子在植物體內都可以參與哪些生理功能?
⑥植物體內礦質元素離子是如何散失的?等等。
在討論了上述問題的基礎上,引導學生分析礦質元素的概念、必需元素的概念、植物體內哪些元素是大量元素、哪些元素是微量元素。
可把學生討論的重點放在“如何確定某種元素是植物必需的礦質元素的方法?”鼓勵學生提出自己的觀點和設計方案,以便滲透研究方法,對于激發學生學習興趣,豐富學生研究問題的思路有重要作用。
3、根對礦質元素離子的吸收過程,是本節教學的重點,也是難點
(1)根細胞對礦質元素的交換吸附
這是根細胞吸收礦質元素離子的第一步
可先讓學生做《根對礦質元素離子的離子交換吸附》實驗,在實驗過程中或實驗結束后,教師通過下面的問題串引發學生對交換吸附的思考和理解:
①通過《觀察根對礦質元素離子的交換吸附現象》的實驗,如何理解設置對照實驗的重要性。
《觀察根對礦質元素離子的交換吸附現象》實驗是一個簡單的單因子對照實驗。在單因子對照實驗中,有一個非常重要的要求,即,除了要研究的那個因素設置為可變外,其它所有條件都盡量保證一致。
在該實驗中,可變的因子只一個,即染色后的根放入的溶液不同,一個是氯化鈣溶液(為實驗組),另一個蒸餾水(為對照組),除了這個因素不一樣外,該實驗要求其它因素都盡量要保證一樣,如根發育的時期、剪取的根的條數,剪取的根的長度,染色的時間,兩種溶液的體積,等待的時間等等,這個實驗雖然很簡單,但學生對它包含的對照思想一定要重視并理解。
②為什么亞甲基藍可使根細胞染成藍色?
③為什么實驗后蒸餾水與其中的根都沒有發生顏色上的變化?
④為什么實驗后氯化鈣溶液變成淺藍色,而根的藍色褪去了一些?
⑤為什么在實驗中要選擇生長旺盛的根來做實驗?
⑥為什么要選擇亞甲基藍這種活體染色劑,如果換成別的能殺死細胞的染色劑的話,這個實驗的結果是否不受影響?
學生在討論這些問題時,教師可根據需要適當做一些知識和方法上的提示,最終使學生明白礦質元素離子交換的原理,然后可就上述實驗做進一步討論:
①在這個實驗一共進行了幾次礦質元素離子的交換吸附?
本實驗過程中實際涉及兩次交換吸附,第一次是在染色過程中,亞甲基藍陽離子與根細胞表面的氫離子交換;第二次是根細胞表面的亞甲基藍陽離子與氯化鈣溶液的鈣離子交換;
②本實驗的對照組是哪一組?
本實驗中用蒸餾水作對照的原因是蒸餾水中基本不含可供交換的離子。
③在這個實驗中,與亞甲基藍陽離子發生過交換的離子有哪些?等等。
(2)吸附在根細胞表面的離子通過主動運輸進入細胞內
可讓學生回憶主動運輸所需要的條件,即需要atp和膜上有相應的載體蛋白;進而討論:
① “為什么礦質元素離子具有選擇性?”
或“為什么同種植物對同一溶液中的不同離子或同一鹽分中的陰陽離子的吸收量不同?”
或“為什么不同種植物對同一種礦質離子的吸收量不同?”
植物對礦質元素有選擇吸收的原因是什么呢?根吸收礦質元素離子是一個主動運輸過程,而主動運輸是需要蛋白載體的,因此,根細胞膜上如果有某種離子的載體,這個細胞就可以吸收這種離子,而且該離子的載體越多,一定范圍內,根細胞對這種離子的吸收也就越多。
理解了這點后,學生就可以解釋下面的現象,即硝酸鈉溶液水解后是中性的,為什么常施用這種氮肥后土壤會呈堿性?學生在化學課已學過,硝酸鈉是強酸強堿鹽,硝酸鈉水溶液水解后呈中性,但為什么土壤長期使用這種氮肥后土壤會堿化,即ph升高呢?同學可從根細胞膜上的載體去分析:我們已學過,根細胞在進行離子交換吸附時,硝酸根陰離子與碳酸氫根離子相交換,鈉離子與氫離子相交換。氮元素是植物體生長所必須的,而鈉元素在植物體含量甚微,可以想見,植物根細胞膜上運輸含氮離子的載體數量要遠遠超過運輸鈉離子的載體數量,因此根細胞吸收的硝酸根離子多,而吸收的鈉離子數量少,即硝酸根離子與碳酸氫根的交換量大,結果土壤中的碳酸氫根量就大于氫離子,從而使土壤堿化。
有了上面的基礎,學生還可以分析下面兩個例子:
(1)硝酸氨溶液水解后是酸性的,為什么常施用這種氮肥后土壤溶液ph不會發生很明顯的變化?
(2)硫酸氨溶液水解后是酸性的,為什么常施用這種氮肥后土壤會呈酸性?
②“當外界溶液中某種礦質元素離子的濃度足夠大時,為什么礦質元素離子吸收速率達到一定程度后就不再升高了?”
③“為什么礦質元素的吸收與植物細胞的呼吸作用有密切的聯系。?”
(3)根對礦質元素離子和水分的吸收是兩個相對獨立的過程,是教學的難點
學生討論下面的問題:
①引導學生對課文中講述的有關用菜豆做的實驗等實例進行分析和討論。
②增加不同植物在同一營養液中吸收礦質元素離子數量的差異的討論。
③增加農業生產實踐上中耕松上、除草、保墑外、通氣起什么作用的討論。
④離子的吸收為什么有載體飽和效應,例如根細胞中k+或其他礦質元素離子的濃度已高于土壤溶液中的濃度、但是, 植物的很仍然吸收這些必需的礦質元素離子。可以引導學生對這一現象進行討論,使學生明白植物的吸水量與離子吸收量不呈正相關。
⑤呼吸抑制劑為什么能抑制離子吸收,卻不抑制水的吸收
⑥植物對離子的吸收速率遠比吸水慢
3、礦質元素的運輸和利用
(1)礦質元素的運輸
引導學生討論:
①礦質元素進入根毛以后如何最終進入導管和礦質元素如何被利用?
②為什么說根對礦質元素離子和水分的吸收是兩個相對獨立的過程?
或有的同學認為蒸騰作用是吸收礦質元素的動力,同時也是運輸礦質元素的動力?學生認為這個說法對嗎?
通過分析蒸騰作用的過程,引導學生得到下面的結論:
蒸騰作用是植物體的根吸收水分和運輸水分的動力。
通過分析礦質元素吸收過程,學生應該已經知道,植物的根細胞吸收礦質元素與兩方面條件有關,
其一,根細胞對礦質元素的吸收與其呼吸作用密切相關,尤其是有氧呼吸,因為呼吸作用為根細胞進行離子交換吸附提供了可供交換的離子,即碳酸氫根離子和氫離子;同時根細胞呼吸作用過程中合成的atp又為吸附在根細胞表面的礦質離子進入根細胞的主動運輸過程提供了能量。所以說,水分的吸收其動力是蒸騰作用,而礦質元素吸收的動力則不是蒸騰作用。
其二,由于根吸收礦質元素離子是一個主動運輸過程,而主動運輸是需要蛋白載體和能量的,因此,根細胞膜上運輸礦質元素的載體及其數量就起著重要的作用,這點一會兒還會談到。
通過分析礦質元素運輸過程,讓學生知道,礦質元素是與水一起由植物體的導管運輸的,其動力為植物的蒸騰作用。因此說,水分和礦質元素運輸的動力都是植物的蒸騰作用。
因此說,植物吸收水分和吸收礦質元素是兩個相對獨立的過程,雖然二者是一起被運輸出,而二者的吸收方式獨立。
綜上可知,認為蒸騰作用是吸收礦質元素的動力,同時也是運輸礦質元素的動力,這種說法是不正確的,因為認為蒸騰作用是運輸礦質元素的動力,而與礦質元素的吸收無關,即植物運輸水分和運輸礦質元素是一個同一過程;而植物吸收水和植物吸收礦質元素離子不是同一過程,因此蒸騰作用能促進水的吸收和運輸,也能促進礦質元素的運輸的道理,但不能促進礦質元素離子的吸收。
如果有時間的話的,教師可引導學用表解的形式總結根細胞吸水與根細胞吸收礦質元素離子的異同:
原理與過程不同
滲透作用
交換吸附和主動運輸
吸收的動力不同
細胞內、外溶液的濃度差;蒸騰作用形成的蒸騰拉力
atp
運載工具
不需
細胞膜上運載離子的載體
1、礦質元素一定要溶解在水中,才能被根部吸收
2、水參與完成交換吸附的離子的生成過程
3、礦質元素在植物體內的運輸是隨著水分的運輸達到植物體的各部分
4、礦質元素被根細胞吸收后,又會影響細胞內外溶液的濃度,從而影響根對水分的滲透吸收
老師可向學生介紹植物體除了根以外、葉片等部位也能吸收礦質元素離子,及其在農業生產實際中的重要意義。
(2)礦質元素離子的利用
教材介紹了礦質元素離子在植物體內的存在形式與其能否被重復利用之間的關系。
老師可引導學生進行列表比較,如
礦質元素的利用取決于礦質元素在植物體內的存在形式
存在形式
移動情況
容易移動
可以轉移
不能轉移
利用情況
反復
多次
一次
集中部位
大多分布于分生區和幼葉等代謝旺盛的部位
往往在越老的器官中含量越多
缺乏時受害部位
老
老
幼嫩
舉例
k
k、p、mg
ca、fe
植物的礦質營養論文篇五
第五節 植物的礦質營養一、教學目標1、知識目標? 識記:植物礦質元素吸收和利用的特點。? 知道:1)植物必須的礦質元素及其種類;?? 2)合理施肥的基礎知識。2、能力目標1)初步學會溶液培養的科學方法,培養學生分析、判斷植物必須礦質元素的能力;2)培養學生對根吸收與水分吸收、呼吸作用之間的關系的分析、理解能力。3、情感目標通過學習,逐步滲透,培養學生的辨證觀。二、重點 落實方案? 重點:1、植物必須的礦質元素及其種類;??????? 2、根對礦質元素的吸收過程。? 落實方案:1、學生提前閱讀,初步了解;????? 2、以第一章中的組成生物體的化學元素為基礎進行學習;3、結合第四節植物對水分的吸收和利用對比學習。三、難點 突破策略難點:根對礦質元素的吸收和對水分的吸收是兩個相對獨立的過程。突破策略:1、引導學生對課文中講述的有關用菜豆做的實驗進行分析和討論;2、增加不同植物在同一營養液中吸收礦質元素數量的差異的討論;3、通常情況下,根細胞中k+或其他礦質元素的濃度高于土壤溶液中的濃度。但植物根仍然吸收這些必需的礦質元素,引導學生對這一現象進行討論。四、教具準備多媒體課件,把本課用到的各種文字材料、圖片、動畫等素材制成課件以配合課堂教學。五、學法指導指導學生,與植物對水分的吸收和利用進行對比學習。從汲收的原理、過程、運輸和利用等方面進行,深入理解其內在的本質。六、課時安排1課時七、教學過程[情景導入](教師將植物體正常發育下缺少n、p、k時的幼苗發育比較圖投影到大屏幕上)引導學生分析缺少n、p、k時幼苗表現的癥狀,從而規納出n、p、k在植物體內的作用。進下步說明,植物體的生長發育不僅需要水,而且也需要n、p、k等元素。也就是說,植物必需不斷地從土壤中吸收、利用礦質營養進行礦質代謝。這節課我們就一起來探討植物的礦質營養。[師生互動,探究新知]一、? 植物必需的礦質元素學生活動:在教師的指導下閱讀p62~63內容,討論以下問題(大屏幕顯示):1、什么是礦質元素?2、在土壤中的礦質元素有很多種,是否都是植物生活所必需的?3、如何來鑒別哪些礦質元素是植物所必需的礦質元素?4、植物所必需的礦質元素有哪些?教師活動:指導學生分析討論。師生歸納:1、? 質元素是指除了c、h、o以外,主要是由根系從地壤中吸收的元素。2、? 土壤中的礦質元素并不都是植物生活所必需的礦質元素。3、? 科學家用溶液培養法來鑒別是否是植物所必需的礦質元素。(利用課件演示科學家進行溶液培養法的研究過程,讓學生了解科學家進行科學實驗的方法,引導學生思考,跟隨科學家思路,最終得出實驗結論)全營養液→植物發育正常除去甲礦質元素→發育正常→(甲為非必需礦質元素)除去乙礦質元素→發育不正常→加入乙礦質元素→發育正常→(乙為必需礦質元素)(通過以上分析,學生不難知道何為溶液培養法:用含有全部或部分礦質元素的營養液培養植物有方法。)4、植物所必需的礦質元素有:大量元素:n、p、k、s、ca、mg;微量元素:fe、b、zn、cu、mo、cl、ni。(提醒學生聯系前面我們學過組成生物體的化學元素)提出問題:植物體是怎樣從地壤中吸收這些礦質元素的呢?二、礦質元素的吸收學生活動:在教師的指導下探究如下問題(大屏幕顯示)問題一、礦質元素通過什么部位進入植物體的?是以什么形式被吸收的?問題二、礦質元素吸收與水分的吸收是否是同一過程?(學生討論、規納、回答)教師活動:引導學生分析1、? 礦質元素以離子狀態被根尖吸收的。礦質元素一般存在于土壤中的無機鹽里。無機鹽只有溶解在水中形成離子才能被根尖吸收。如kno3溶解在水中,形成k+和no3-,k和n分別以k+和no3-的形式被根尖吸收。2、? 礦元素的吸收與水分的吸收不是同一過程。(引導學生分析:1若為同一過程,則根吸水量和吸收無機鹽量應成正比。舉出相應的例子。2還有的實驗表明,植物吸水量減少時,某些礦質元素離子的吸收量反而增多。)問題三、根如何吸收礦質元素的呢?(課件展示根對礦質元素吸收的過程)教師活動:引導學生比較根對礦質元素的吸收和水分的吸收。根對水分的吸收是滲透作用,而對礦質元素的吸收是一個比較復雜的過程,其至少有兩個步驟:(1)?????? 需要細胞膜上的載體蛋白質的協助;(2)?????? 需要消耗細胞呼吸作用釋放的能量。因而是一個主動運輸的過程。又有實驗表明:用化學藥品抑制根的呼吸作用,主動運輸隨著受到抑制,根對礦質元素的吸收被中斷。師生小結:可見,要對礦質元素的吸收是主動運輸的過程,而根吸收水分是滲透作用。根只能吸收離子狀態的礦質元素,說明無機鹽只有溶解在土壤中形成土壤溶液(或被子土壤顆粒吸附)才能被根尖吸收。由此,有充分的理由說明,成熟區表皮細胞吸收礦質元素和吸收水分是兩個相對獨立的過程。提出問題:礦質元素在植物體內是如何進行運輸和利用的?三、礦質元素的運輸和利用學生活動:在教師的指導下,探究礦質元素是如何運輸和利用的。教師活動:引導學生分析。1、礦質元素進入根尖成熟區表皮細胞以后,隨著水分進入根部導管,進一步運輸到植物體各組織器官中。說明礦質元素的運輸是同水分的運輸是同一過程。2、質元素進入植物體內是如何被利用的呢?(大屏幕展示下表,引導學生分析填寫)
存在形式
離子
不穩定化合物
穩定化合物
移動情況
容易轉移
可以轉移
不能轉移
利用情況
反復
多次
一次
缺乏時受
癥部位
老組織
老組織
幼嫩的組織
元素舉例
k
n、p、mg
ca、fe分析:(1)有些礦質元素進入植物體內仍然以離子形式存在,易于轉移,能被植物體再度利用。若缺乏該類礦質元素時,就會從衰老的組織轉移到幼嫩的組織。如k元素。(2)有些礦質元素進入植物體內以后,形成不穩定的化合物,這些化合物分解以后釋放出來的礦質元素又可以轉移支其他部位,被植物體再度利用。如,n、p、mg等元素。(3)還有一些礦質元素進入植物體內以后,形成穩定的化合物,不能被再度利。如,ca、fe等元素。四、合理施肥資料介紹:在農業生產中,由于土壤中的養分不斷被作物吸收,而作物的大部分產品被人們所利用,田地里的養分就逐漸不足。因此,施肥就成為提高作物產量的一個重要手段。要增產不僅要有足夠的肥料,而且不要合理施肥。學生活動:在教師的引導下,結合課本中圖3-12和圖3-13思考以下問題:1、? 如何理解適時、適量地施肥?2、? 在施肥時是否越多越好?3、? 施肥過多有什么影響?師生歸納:1、適時、適量地施肥應根據不同作物在不同生長時期和需求給予適量地施肥。2、施肥過多會造成土壤溶液的濃度升高,若高于根細胞液濃度時,根細胞不能吸水,甚至失水。不但不能促進作物的生長,反而使農作物發生萎蔫現象,甚至死亡。3、礦質元素只有溶解在水里才能被根細胞吸收,所以在施肥的同時要合理灌溉。4、? 施肥過多,特別是化學肥料,會造成土壤板結,破壞生態環境。綜上分析,合理施肥就是根據植物的需肥規律,適時地、適量地施肥,以便使植物體茁壯成長,并且獲得少肥高效的效果。五、無土栽培學生活動:在教師的指導下,歸納總結無土栽培所利用的原理及其優點。原理:指利用溶液培養法。優點:(1)全年都可以栽培,并且產量高。(2)節約水肥,產品清潔衛生,有利于農作物栽培的工廠化和自動化。(3)沙灘地、鹽堿地、海島地以及樓頂、陽臺等不適宜栽種農作物的地方,都可以進行無土栽培,擴大了農作物栽培的范圍和面積。[知識鞏固]1、某菜農移栽大白菜,由于缺乏某些礦質元素而出現了枯心現象,大白菜最有可能缺少的礦質元素是(???? )?a、n、p????? ?????????b、ca、fe???? ??????c、n、k??? ?????????d、p、mg2、植物體內可以被重復利用的礦質元素是(???? )?a、c、h、o??? ????????????????????????????b、n、p、k ???c、n、mg、fe? ????????????????????????????d、n、k、o3、為了促進根吸收礦質元素,農田常采取的措施是(??? )?a、常疏松土壤? ????????????????????????????b、多噴灑農藥?? c、高濃度施肥? ????????????????????????????d、大量的灌溉[結課]??? 礦質代謝和水分代謝是植物體生命活動中的兩大代謝,二者的起始都是通過根從土壤吸收而來的,他們的吸收部位相似,運輸途徑相同,但是它們的吸收是兩個相對獨立的過程。礦質元素的吸收是一個主動運輸的過程,需要載體和能量,而水分的吸收是滲透作用,需要半透膜兩側溶液有濃度差。八、板書設計
第五節?????????? 植物的礦質營養概念:指植物對礦質元素的吸收、運輸和利用。一、必需礦質元素必需:1、不可缺少????? 2、不可替代????? 3、效果直接二、根對礦質元素的吸收? 1、以離子形式被吸收? 2、主動運輸? 3、與滲透吸水是兩個相對獨立的過程三、礦質元素的運輸和利用? 離子??????????????? 再度利用不穩定化合物穩定化合物??????? ????不可再度利用
植物的礦質營養論文篇六
教學目的
1.植物必需的礦質元素及其種類(b:識記)。
2.植物對礦質元素吸收和利用的特點(b:識記)。
3.合理施肥的基礎知識(b:識記)。
教學重點
1.植物必需的礦質元素及其種類。
2.根對礦質元素的吸收過程。
教學難點
根對礦質元素的吸收和對水分的吸收是兩個相對獨立的過程。
教學用具
小麥等植物體內主要元素含量表的投影片、小麥在不同生長發育時期對k、對p需要量的投影片、試管、玉米幼苗、營養液、實物投影儀等。
教學方法
教師講述、啟發與學生觀察、討論相結合。
課時安排1課時。
教學過程
引言:同學們,現在讓我們來觀察一下小麥等植物體內的主要元素的含量。
(教師活動:用投影儀把小麥等植物體內主要元素含量表投到大屏幕上。)
提問:在植物體內哪些元素含量最多?
(回答:c、h、o三種元素。)
提問:這三種元素是怎么進入植物體內的呢?
(回答:綠色植物通過光合作用從大氣中的二氧化碳獲得c和o,從根的吸水中獲得h和o。)
講述:植物體內的其它元素是怎么進入植物體內的呢?它們主要是由植物的根系從土壤中吸收的。那么,除了c、h、o以外,主要由根系從土壤中吸收的元素,我們就叫它為礦質元素。植物是怎樣吸收、運輸和利用這些礦質元素的呢?這就是我們今天要學習的第五節內容:植物的礦質營養。
講述:我們先來學習第一個問題,植物必需的礦質元素。土壤中礦質元素有許多種,這些元素是否都是植物生活所必需的呢?我們來看課外小組的同學做的一組實驗。
[同學活動:課外小組同學展示并講解他們用溶液培養法培養玉米幼苗的過程和結果。一號試管是用含有全部礦質元素的營養液培養的玉米幼苗(該幼苗生長正常);二號試管是用缺少氮元素的營養液培養的玉米幼苗(該幼苗矮小瘦弱,葉片發黃,葉脈呈淡棕色);三號試管是用缺少氮元素的營養液培養的玉米幼苗,在幼苗出現不正常生長后,又補充了氮元素后培養的玉米幼苗(該幼苗又恢復了正常生長);四號試管是用缺少鋁元素的營養液培養的玉米幼苗(該幼苗正常生長)。]
(教師活動:用實物投影儀把同學們實驗的結果依次投到大屏幕上。)
講述:從同學們的實驗中我們可以看出,氮元素是植物必需的礦質元素,因為缺少了氮,植物就不能正常生長發育,而補充了氮。植物的生長發育就能恢復正常狀態。鋁元素則不是植物必需的礦質元策,因為缺少了鋁,植物仍能正常生長發育。我們把課外小組同學采用的實驗方法叫溶液培養法,即用含有全部或部分礦質元素的營養液培養植物的方法。目前,科學家們已確定必需的礦質元素有13種.其中n、p、k、s、ca、mg屬于大量大素;fe、 mn、b、 zn 、cu 、mo 、 cl屬于微量
元素。
講述:植物是怎樣吸收這些礦質元素的呢?下面我們來學習第二個問題:根對礦質元素的吸收。
提問:礦質元素都存在于哪里?
(回答:土壤里。)
講述:對,礦質元素是以無機鹽的形式存在于土壤里,無機鹽只有溶解在水中形成離子,才能被植物的根尖吸收。
你知道硝酸鉀中的n和k是怎么被根吸收的嗎?
(回答:硝酸鉀溶解在水中,形成k+和no3-,k+和no3-分別以k+和no3-的形式被報尖吸收。)
植物只能吸收溶解在水中的無機鹽,那么植物的根對水分的吸收和對礦質元素離子的吸收會不會就是同一個過程呢?如果是同一個過程,大家想一想,吸水量和吸收礦質元素離子的量應該是什么關系?
(回答:成正比的關系。)可是科學實驗證明:植物根的吸水量和吸收礦質元素離子量并不都是成正比的關系,例如:科學家用菜豆做實驗,發現菜豆的吸水量增加約一倍時,k+、ca2+、no3-和po33-等礦質元素離子的吸收量同原來各自的吸收量相比,只增加0.1~0.7倍;又如,有不少實驗甚至得出這樣的結果:植物的吸水量少時,某些礦質元素離子的吸收量反而增多。可見,植物對水分的吸收和對礦質元素離子的吸收不是同一個過程。科學家們通過研究發現,土壤溶液中的礦質元素透過根尖成熟區表皮細胞的細胞進入內部的過程,不僅需要細胞膜上載體蛋白質的協助,而且需要消耗細胞呼吸作用釋放出的能量,那么,這種運輸方式屬于哪一種呢?
(回答:主動運輸。)如果用化學藥品抑制根的呼吸作用,根細胞內atp的形成就會受阻,直接影響主動運輸過程。根對礦質元素的吸收就會中斷。由此可見,根尖成熟區表皮細胞吸收了礦質元素和滲透吸水是兩個相對獨立的過程。
講述:礦質元素進入根尖成熟區表皮細胞以后是怎樣運輸和利用的呢?這就是我們要學習的第三個問題,礦質元素的運輸和利用。
礦質元素進入根尖成熟區表皮細胞以后,隨著水分最終進入根尖內的導管,并且進一步運輸到植物體的各個器官中。有些元素(如k)進入植物體以后,仍然呈離子狀態,因此容易轉移,可以隨時被運送到新生的或急需的部位去,能夠被植物體再度利用,所似k在老葉中的含量會大大減少。有些礦質元素(如外n、 p、mg)進入植物體以后,形成不夠穩定的化合物,這些化合物分解以后,釋放出來的礦質元素又可以轉移到其它部位,被植物體再度利用,所以n、p、mg在老葉中的含量也會大大減少。例如,mg是合成葉綠素所必需的一種礦質元素,當葉綠素被破壞分解掉以后,mg就可以轉移到葉內新的部位,被再度利用合成葉綠素。有些礦質元素(如:ca、fe)進入植物體以后,形成難溶解的穩定化合物如草酸鈣),不能被植物體再度利用,也就是說fe和ca只能利用一次,所以在衰老的組織器官中fe和ca的含量會大大增加。
講述:不論是花、草、樹木還是農作物,它們在一生中都需要不斷地從外界吸收必需的礦質元素,那么,不同植物對各種必需的礦質元素的需要量是相同的嗎?
(回答:不同。)
提問:同一種植物在不同的生長發育時期對n、p等各種必需的礦質元素的需要量是相同的嗎?.
(回答:不同。)
提問:同一種植物在不同的生長發育時期對n、p等各種必需的礦質元素的需要量是相同的嗎?
(回答:不同。)
講述:好,讓我們來觀察小麥在不同生長發育時期對k,對p的需要量。
(教師活動:用投影儀把小麥在不同生長發育時期對k的需要量和對p的需要量投到大屏幕上。)
講述:大家看,小麥在不同的生長發育時期對k的需要量,對p的需要量各不相同。那么,我們如何利用植物對礦質元素吸收的這一特點來促進植物的生長呢?請同學們討論。
(同學討論。在老師的啟發下,同學得出結論:1.要根據植物的需肥規律,適時地、適量地施肥,以便使植物體茁壯生長,并且獲得少肥高效的結果。2.疏松土壤,促進有氧呼吸的能量釋放,以促進根系對必需的礦質元素的吸收。)
講述:通過前面的學習,大家想一想“土”是不是植物生長發育所必需的?沒有“土”植物能生長嗎?
回答:土不是植物生長所必需的,沒有土,可以用溶液培養法培養植物。)
這就是近幾十年發展起來的無土栽培技術。無土栽培有什么優點呢?請同學們閱讀課文中有關的小字內容后進行討論。
(同學討論結果:1.能用人工的方法直接調節和控制根系的生活環境,從而使植物體能夠良好地生長發育,達到高產。2.節約水肥,產品清潔衛生,有利于實現農作物栽培的工廠化和自動化。3.不受耕地的限制,可以在沙灘地、鹽堿地、海島以及樓頂、陽臺等不適宜栽種農作物的地方栽培,極大地擴大了農作物的栽培范圍和面積。)。
講述:大面積開展無土栽培是非常有前途的。它可以使我們擺脫耕地少的困境,但是無土栽培需要具備一定的設備條件和較高的技術。目前,我國的無土栽培主要用于溫室大棚中蔬菜和花卉的栽種,其它栽培還有待于開發。
板書設計
第五節 植物的礦質營養
_、植物必需的礦質元素
(一)必需的礦質元素
1.大量元素:n 、p、k、、mg。
2.微量元素:fe、mn、 b、zn、 cu、mo、ci。
(二)非必需的礦質元素
(三)溶液培養法
二、根對礦質元素的吸收
(一)吸收的形式—離子
(二)吸收的部位—根尖
(三)吸收的過程—主動運輸
三、礦質元素的運輸和利用
(一)能再度利用
1.呈離子狀態,如 k。
2.形成不穩定的化合物。如n、p mg
(二)不能再度利用,形成難溶解的穩定的化合物,如ca、 fe。
四、合理施肥
適時地施肥;適量地施肥
植物的礦質營養論文篇七
教學目標?
一、知識方面
1、使學生理解礦質元素的概念,了解植物必需的礦質元素的種類和來源
2、使學生理解根對礦質元素離子的吸收過程及其與植物根細胞呼吸作用之間的密切關系
3、使學生理解根吸收礦質元素離子與根吸水的聯系和區別
4、使學生了解礦質元素在植物體內的存在形式、運輸方式和利用特點
5、使學生了解合理施肥、無土栽培原理和實用。
二、能力方面
通過引導學生分析根對礦質元素離子的吸收過程與呼吸作用的關系以及分析影響根吸收礦質離子的環境因素,訓練學生分析實驗和實際問題的能力。
三、情感、態度、價值觀方面
通過在教學中介紹合理施肥、無土栽培原理和實用,增加學生學以致用的意識;培養學生關注科學、技術在現代農業生產中的應用,對學生進行生命科學價值觀的教育。
教學建議
教材分析
教材主要講述了植物必需的礦質元素、根對礦質元素離子的吸收、礦質元素的運輸和利用、合理施肥以及無土栽培的基礎知識。
1、植物必需的礦質元素
教材在第一章中已經學習過組成生物體的化學元素基礎上講述了:
(1)什么是礦質元素
將植物烘干后充分燃燒,植物體中的c、h、o、n元素會以二氧化碳、水分、分子態氮和氮的氧化物等氣體形式散失,而礦質元素以氧化物的形式存在于灰分中,所以礦質元素元素也叫做灰分元素,它們主要是由根系從土壤中吸收,氮元素雖在燃燒過程中散失,不存在于灰分中,但是氮與其它礦質元素一樣,也是植物從土壤中以無機鹽的形式吸收來的,因此,也將氮歸于礦質元素一類。
(2)什么是植物必需的礦質元素
目前,科學家確定的植物必需的礦質元素有13種,其中n、p、s、k、ca、mg 等6種屬于大量元素,fe、mn、b、zn、cu、mo、cl等 7種屬于微量元素。
(3)簡要地講述了確定植物必需的礦質元素的方法
在人工配制的培養液中,除去某一種礦質元素后,植物的生長發育不正常了,而補充這種礦質元素后,植物的生長發育又恢復正常的狀態,就說明這種礦質元素是植物必需的礦質元素。
2、根對礦質元素離子的吸收
教材主要從植物吸收礦質元素的器官、植物吸收礦質元素的主要部位、礦質元素的存在形式、礦質元素被植物吸收的形式、根吸收礦質元素的過程幾個方面介紹了植物對礦質元素離子吸收,其中根吸收礦質元素的過程是重點,也是難點,這個過程教材概括為兩步:首先礦質元素離子通過交換吸附到根細胞表面;然后吸附在根細胞表面的離子通過主動運輸進入細胞內。
教材特別強調了根對礦質元素離子吸收與根細胞呼吸作用的密切關系。
3、礦質元素的運輸和利用
(1)礦質元素的運輸
教材簡要講述了礦質元素進入根毛以后如何最終進入導管和礦質元素如何被利用的知識。教材還通過列舉科學家所做的實驗強調了根對礦質元素離子的吸收與根對水分的吸收是兩個相對獨立的過程,即植物運輸水分和運輸礦質元素是一個同一過程;而植物吸收水和植物吸收礦質元素離子不是同一過程,因此蒸騰作用能促進水的吸收和運輸,也能促進礦質元素的運輸的道理,但不能促進礦質元素離子的吸收。
教材還提到了植物體除了根以外、葉片等部位也能吸收礦質元素離子,及其在農業生產實際中的重要意義。
(2)礦質元素離子的利用
教材介紹了礦質元素離子在植物體內的存在形式與其能否被重復利用之間的關系。
4、教材注意聯系生產和生活實際,概括地講述了合理施肥的基礎知識,并且簡要講述了無土栽培這一新技術的基本原理、特點以及優點。此外,本節還在“課外生物科技活動”欄目,鼓勵學生利用無土栽培技術培養植物。
教法建議
1、引言
課前指導生物小組的同學用完全培養液和缺素培養液培養出一些植物體,以便課上展示給學生,引發他們對礦質元素對植物生活的作用的思考,以此引入本節內容。
也可以從分析植物體內化學物質的元素組成入手引入課題。例如,植物體內的物質中,蛋白質通常含有n,s、葉綠素含有mg,核酸含有p,但植物體通過光合作用可從二氧化碳獲得c和o,通過根的吸水中獲得h和o。以此引導學生分析出植物體內含有的元素種類與植物吸收的元素種類之間的矛盾,從而很自然地引入植物還可從土壤吸收礦質元素這一事實。
也可以從根的滲透吸水直接引入,因為學生都知道土壤溶液中還溶解有各種礦質元素離子,這時可引發學生思考:溶于水的這些礦質元素離子是否是和水一起被吸收的?從而引入礦質元素離子的吸收。
2、礦質元素的概念
和根對水分的吸收情況一樣,學生在初中已學過有關無機鹽吸收有關的初步知識,因此,教師可提出一些問題,以了解學生對礦質代謝的理解程度,找出學生對礦質代謝理解上的偏差和不足,從而進行有針對性的教學。
在討論了問題的基礎上,引導學生分析礦質元素的概念、必需元素的概念、植物體內哪些元素是大量元素、哪些元素是微量元素。
可把學生討論的重點放在“如何確定某種元素是植物必需的礦質元素的方法?”鼓勵學生提出自己的觀點和設計方案,以便滲透研究方法,對于激發學生學習興趣,豐富學生研究問題的思路有重要作用。
3、根對礦質元素離子的吸收過程,是本節教學的重點,也是難點
(1)根細胞對礦質元素的交換吸附
這是根細胞吸收礦質元素離子的第一步
可先讓學生做《根對礦質元素離子的離子交換吸附》實驗,在實驗過程中或實驗結束后,教師通過一系列問題串引發學生對交換吸附的思考和理解。
學生在討論問題時,教師可根據需要適當做一些知識和方法上的提示,最終使學生明白礦質元素離子交換的原理,然后可就上述實驗做進一步討論。
(2)吸附在根細胞表面的離子通過主動運輸進入細胞內
可讓學生回憶主動運輸所需要的條件,即需要atp和膜上有相應的載體蛋白;進而討論“為什么礦質元素離子具有選擇性?”等問題
(3)根對礦質元素離子和水分的吸收是兩個相對獨立的過程,是教學的難點。
引導學生討論一些實驗問題的基礎上加深對上述觀點的理解
3、礦質元素的運輸和利用
(1)礦質元素的運輸
引導學生討論出植物運輸水分和運輸礦質元素是一個同一過程;而植物吸收水和植物吸收礦質元素離子不是同一過程,因此蒸騰作用能促進水的吸收和運輸,也能促進礦質元素的運輸的道理,但不能促進礦質元素離子的吸收。
老師可向學生介紹植物體除了根以外、葉片等部位也能吸收礦質元素離子,及其在農業生產實際中的重要意義。
(2)礦質元素離子的利用
教材介紹了礦質元素離子在植物體內的存在形式與其能否被重復利用之間的關系。
4、教材注意聯系生產和生活實際,概括地講述了合理施肥的基礎知識,并且簡要講述了無土栽培這一新技術的基本原理、特點以及優點。此外,本節還在“課外生物科技活動”欄目,鼓勵學生利用無土栽培技術培養植物。
教學設計方案
【課題】第五節 植物的礦質代謝
【教學重點】植物必需的礦質元素及其種類;根對礦質元素離子的吸收過程。
【教學難點?】根對礦質元素離子的吸收和對水分的吸收是兩個相對獨立的過程。
【課時安排】實驗、授課一共兩課時。
【教學手段】掛圖、多媒體課件、實驗
【教學過程?】
1、引言
課前指導生物小組的同學用完全培養液和缺素培養液培養出一些植物體,以便課上展示給學生,引發他們對礦質元素對植物生活的作用的思考,以此引入本節內容。
也可以從分析植物體內化學物質的元素組成入手引入課題。例如,植物體內的物質中,蛋白質通常含有n,s、葉綠素含有mg,核酸含有p,但植物體通過光合作用可從二氧化碳獲得c和o,通過根的吸水中獲得h和o。以此引導學生分析出植物體內含有的元素種類與植物吸收的元素種類之間的矛盾,從而很自然地引入植物還可從土壤吸收礦質元素這一事實。
也可以從根的滲透吸水直接引入,因為學生都知道土壤溶液中還溶解有各種礦質元素離子,這時可引發學生思考:溶于水的這些礦質元素離子是否是和水一起被吸收的?從而引入礦質元素離子的吸收。
2、礦質元素的概念
和根對水分的吸收情況一樣,學生在初中已學過有關無機鹽吸收有關的初步知識,因此,教師可提出一些問題,以了解學生對礦質代謝的理解程度,找出學生對礦質代謝理解上的偏差和不足,從而進行有針對性的教學。比如,教師可提出以下問題:
①植物收礦質元素離子的主要器官是什么?
②植物礦質元素離子的主要部位是什么?
③礦質元素在植物體主要以什么存在?
④植物體運輸水和礦質元素離子的通道是什么?知道這些通道在植物體的哪個部位嗎?
⑤礦質元素離子在植物體內都可以參與哪些生理功能?
⑥植物體內礦質元素離子是如何散失的?等等。
在討論了上述問題的基礎上,引導學生分析礦質元素的概念、必需元素的概念、植物體內哪些元素是大量元素、哪些元素是微量元素。
可把學生討論的重點放在“如何確定某種元素是植物必需的礦質元素的方法?”鼓勵學生提出自己的觀點和設計方案,以便滲透研究方法,對于激發學生學習興趣,豐富學生研究問題的思路有重要作用。
3、根對礦質元素離子的吸收過程,是本節教學的重點,也是難點
(1)根細胞對礦質元素的交換吸附
這是根細胞吸收礦質元素離子的第一步
可先讓學生做《根對礦質元素離子的離子交換吸附》實驗,在實驗過程中或實驗結束后,教師通過下面的問題串引發學生對交換吸附的思考和理解:
①通過《觀察根對礦質元素離子的交換吸附現象》的實驗,如何理解設置對照實驗的重要性。
《觀察根對礦質元素離子的交換吸附現象》實驗是一個簡單的單因子對照實驗。在單因子對照實驗中,有一個非常重要的要求,即,除了要研究的那個因素設置為可變外,其它所有條件都盡量保證一致。
在該實驗中,可變的因子只一個,即染色后的根放入的溶液不同,一個是氯化鈣溶液(為實驗組),另一個蒸餾水(為對照組),除了這個因素不一樣外,該實驗要求其它因素都盡量要保證一樣,如根發育的時期、剪取的根的條數,剪取的根的長度,染色的時間,兩種溶液的體積,等待的時間等等,這個實驗雖然很簡單,但學生對它包含的對照思想一定要重視并理解。
②為什么亞甲基藍可使根細胞染成藍色?
③為什么實驗后蒸餾水與其中的根都沒有發生顏色上的變化?
④為什么實驗后氯化鈣溶液變成淺藍色,而根的藍色褪去了一些?
⑤為什么在實驗中要選擇生長旺盛的根來做實驗?
⑥為什么要選擇亞甲基藍這種活體染色劑,如果換成別的能殺死細胞的染色劑的話,這個實驗的結果是否不受影響?
學生在討論這些問題時,教師可根據需要適當做一些知識和方法上的提示,最終使學生明白礦質元素離子交換的原理,然后可就上述實驗做進一步討論:
①在這個實驗一共進行了幾次礦質元素離子的交換吸附?
本實驗過程中實際涉及兩次交換吸附,第一次是在染色過程中,亞甲基藍陽離子與根細胞表面的氫離子交換;第二次是根細胞表面的亞甲基藍陽離子與氯化鈣溶液的鈣離子交換;
②本實驗的對照組是哪一組?
本實驗中用蒸餾水作對照的原因是蒸餾水中基本不含可供交換的離子。
③在這個實驗中,與亞甲基藍陽離子發生過交換的離子有哪些?等等。
(2)吸附在根細胞表面的離子通過主動運輸進入細胞內
可讓學生回憶主動運輸所需要的條件,即需要atp和膜上有相應的載體蛋白;進而討論:
① “為什么礦質元素離子具有選擇性?”
或“為什么同種植物對同一溶液中的不同離子或同一鹽分中的陰陽離子的吸收量不同?”
或“為什么不同種植物對同一種礦質離子的吸收量不同?”
植物對礦質元素有選擇吸收的原因是什么呢?根吸收礦質元素離子是一個主動運輸過程,而主動運輸是需要蛋白載體的,因此,根細胞膜上如果有某種離子的載體,這個細胞就可以吸收這種離子,而且該離子的載體越多,一定范圍內,根細胞對這種離子的吸收也就越多。
理解了這點后,學生就可以解釋下面的現象,即硝酸鈉溶液水解后是中性的,為什么常施用這種氮肥后土壤會呈堿性?學生在化學課已學過,硝酸鈉是強酸強堿鹽,硝酸鈉水溶液水解后呈中性,但為什么土壤長期使用這種氮肥后土壤會堿化,即ph升高呢?同學可從根細胞膜上的載體去分析:我們已學過,根細胞在進行離子交換吸附時,硝酸根陰離子與碳酸氫根離子相交換,鈉離子與氫離子相交換。氮元素是植物體生長所必須的,而鈉元素在植物體含量甚微,可以想見,植物根細胞膜上運輸含氮離子的載體數量要遠遠超過運輸鈉離子的載體數量,因此根細胞吸收的硝酸根離子多,而吸收的鈉離子數量少,即硝酸根離子與碳酸氫根的交換量大,結果土壤中的碳酸氫根量就大于氫離子,從而使土壤堿化。
有了上面的基礎,學生還可以分析下面兩個例子:
(1)硝酸氨溶液水解后是酸性的,為什么常施用這種氮肥后土壤溶液ph不會發生很明顯的變化?
(2)硫酸氨溶液水解后是酸性的,為什么常施用這種氮肥后土壤會呈酸性?
②“當外界溶液中某種礦質元素離子的濃度足夠大時,為什么礦質元素離子吸收速率達到一定程度后就不再升高了?”
③“為什么礦質元素的吸收與植物細胞的呼吸作用有密切的聯系。?”
(3)根對礦質元素離子和水分的吸收是兩個相對獨立的過程,是教學的難點
學生討論下面的問題:
①引導學生對課文中講述的有關用菜豆做的實驗等實例進行分析和討論。
②增加不同植物在同一營養液中吸收礦質元素離子數量的差異的討論。
③增加農業生產實踐上中耕松上、除草、保墑外、通氣起什么作用的討論。
④離子的吸收為什么有載體飽和效應,例如根細胞中k+或其他礦質元素離子的濃度已高于土壤溶液中的濃度、但是, 植物的很仍然吸收這些必需的礦質元素離子。可以引導學生對這一現象進行討論,使學生明白植物的吸水量與離子吸收量不呈正相關。
⑤呼吸抑制劑為什么能抑制離子吸收,卻不抑制水的吸收
⑥植物對離子的吸收速率遠比吸水慢
3、礦質元素的運輸和利用
(1)礦質元素的運輸
引導學生討論:
①礦質元素進入根毛以后如何最終進入導管和礦質元素如何被利用?
②為什么說根對礦質元素離子和水分的吸收是兩個相對獨立的過程?
或有的同學認為蒸騰作用是吸收礦質元素的動力,同時也是運輸礦質元素的動力?學生認為這個說法對嗎?
通過分析蒸騰作用的過程,引導學生得到下面的結論:
蒸騰作用是植物體的根吸收水分和運輸水分的動力。
通過分析礦質元素吸收過程,學生應該已經知道,植物的根細胞吸收礦質元素與兩方面條件有關,
其一,根細胞對礦質元素的吸收與其呼吸作用密切相關,尤其是有氧呼吸,因為呼吸作用為根細胞進行離子交換吸附提供了可供交換的離子,即碳酸氫根離子和氫離子;同時根細胞呼吸作用過程中合成的atp又為吸附在根細胞表面的礦質離子進入根細胞的主動運輸過程提供了能量。所以說,水分的吸收其動力是蒸騰作用,而礦質元素吸收的動力則不是蒸騰作用。
其二,由于根吸收礦質元素離子是一個主動運輸過程,而主動運輸是需要蛋白載體和能量的,因此,根細胞膜上運輸礦質元素的載體及其數量就起著重要的作用,這點一會兒還會談到。
通過分析礦質元素運輸過程,讓學生知道,礦質元素是與水一起由植物體的導管運輸的,其動力為植物的蒸騰作用。因此說,水分和礦質元素運輸的動力都是植物的蒸騰作用。
因此說,植物吸收水分和吸收礦質元素是兩個相對獨立的過程,雖然二者是一起被運輸出,而二者的吸收方式獨立。
綜上可知,認為蒸騰作用是吸收礦質元素的動力,同時也是運輸礦質元素的動力,這種說法是不正確的,因為認為蒸騰作用是運輸礦質元素的動力,而與礦質元素的吸收無關,即植物運輸水分和運輸礦質元素是一個同一過程;而植物吸收水和植物吸收礦質元素離子不是同一過程,因此蒸騰作用能促進水的吸收和運輸,也能促進礦質元素的運輸的道理,但不能促進礦質元素離子的吸收。
如果有時間的話的,教師可引導學用表解的形式總結根細胞吸水與根細胞吸收礦質元素離子的異同:
原理與過程不同
滲透作用
交換吸附和主動運輸
吸收的動力不同
細胞內、外溶液的濃度差;蒸騰作用形成的蒸騰拉力
atp
運載工具
不需
細胞膜上運載離子的載體
1、礦質元素一定要溶解在水中,才能被根部吸收
2、水參與完成交換吸附的離子的生成過程
3、礦質元素在植物體內的運輸是隨著水分的運輸達到植物體的各部分
4、礦質元素被根細胞吸收后,又會影響細胞內外溶液的濃度,從而影響根對水分的滲透吸收
老師可向學生介紹植物體除了根以外、葉片等部位也能吸收礦質元素離子,及其在農業生產實際中的重要意義。
(2)礦質元素離子的利用
教材介紹了礦質元素離子在植物體內的存在形式與其能否被重復利用之間的關系。
老師可引導學生進行列表比較,如
礦質元素的利用取決于礦質元素在植物體內的存在形式
存在形式
移動情況
容易移動
可以轉移
不能轉移
利用情況
反復
多次
一次
集中部位
大多分布于分生區和幼葉等代謝旺盛的部位
往往在越老的器官中含量越多
缺乏時受害部位
老
老
幼嫩
舉例
k
k、p、mg
ca、fe