植物根系对水分的吸收和运输

第二节植物对水分的吸收、运输、利用和散失（第一课时）宁海县桃源中学王兆永【教学目标】：1．知识与技能：（1）了解水对植物生命活动的作用。

（2）演示植物吸水、失水实验，认识植物细胞吸水、失水原理。

（3）了解植物对水分的吸收、运输和利用。

2．过程与方法：（1）通过合作形式进行探究实验，激发学生学科学、爱科学的热情。

（2）培养学生发现问题解决问题的能力。

3．态度、情感与价值观：（1）培养学生实事求是的科学态度（2）通过学习使学生保持对自然的好奇心和对科学的求知欲。

【重点】：植物细胞吸水、失水原理，植物对水分的运输和利用【难点】：植物细胞吸水、失水原理【课前准备】：（1）多媒体课件（2）学生进行预习“实验：植物细胞的吸水和失水”，确定实验方案，准备实验用具。

【教学方法】：实验与讲述、观察与讨论相结合【教学过程】：一、新课引入：教师出示一盆已轻度萎蔫植物，同时演示多媒体，并结合植物在夏天傍晚的现象，提出以下问题：师问：植物为什么会出现萎蔫现象?结论：植物的生长离不开水，吸水器官是根。

师问：如何消除萎蔫现象，使植物正常生长?从而引出植物又是如何靠细胞吸水、失水的?板书：植物对水分的吸收、运输、利用二、探究新知：（一）、植物细胞吸水、失水的原理学生实验一用两块2cm见方，0．5cm厚的萝卜块，分别投入盛有清水和20%NaCl水溶液中，液体要浸没萝卜块。

过一会儿取出萝卜，迅速吸干，同时放在天平上称量。

比较两萝卜的质量变化及其大小。

现象：放在清水中的萝卜块质量变大了，放在盐水中的萝卜块质量变小了。

教师用多媒体演示上述实验过程。

教师提问:植物细胞为什么会在不同的情况下失水和吸水?师讲述:为探究这个问题我们先要通过演示实验搞清“溶液”和“浓度”的含义。

教师演示实验二:取甲、乙、丙三只烧杯，放入等量的蒸馏水。

演示步骤(1):向乙烧杯中加入一小勺盐，形成盐水。

引导学生找出蒸馏水和盐水的区别，知道溶液的含义。

演示步骤(2):向丙烧杯中加两小勺盐使其溶解，问丙杯液体是溶液吗?与乙杯有什么不同?引导学生理解浓度的含义。

1 .水分代谢( water metabolism ) :植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程。

2 .水势( water potential ) :每偏摩尔体积水的化学势差,符号为ψw。

3 .渗透势(osmotic potential ) :由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值,用负值表示,符号为ψπ,亦称溶质势( solutepotential,ψs)。

4 .压力势( pressure potential ) :由于细胞壁压力的存在而增大的水势值,一般为正值,符号为ψp。

初始质壁分离时,ψp为0 ;剧烈蒸腾时,ψp会呈负值。

5 .衬质势: ( mat rix poten tial )由于细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值,以负值表示,符号为ψm。

6 .重力势(gravitational potential ) :由于重力的存在而使体系水势增加的数值,符号为ψg。

7 .自由水( free water) :距离胶粒较远而可以自由流动的水分。

8 .束缚水( bound water) :靠近胶粒而被胶粒所束缚、不易自由流动的水分。

9 .渗透作用(osmosis) :水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。

10 .吸胀作用( imbibition) :亲水胶体吸水膨胀的现象。

11 .代谢性吸水( metabolic absorption of water) :利用细胞呼吸释放出的能量,使水分经过质膜进入细胞的过程。

12 .水的偏摩尔体积( par tial molar volume ) :在温度、压强及其他组分不变的条件下,在无限大的体系中加入1mol水时,对体系体积的增量。

其符号为珡Vw。

13 .化学势( chemical poten tial) :一种物质每摩尔的自由能就是该物质的化学势。

14 .水通道蛋白( water channel protein) :存在于生物膜上的一类具有选择性、高效转运水分功能的内在蛋白,亦称水孔蛋白( aquaporins , AQPs)。

植物根系吸水的途径和特点1. 植物根系的重要性嘿，朋友们，今天咱们来聊聊植物根系的那些事儿！大家知道吗，根系可是植物的“水管工”，它们负责吸收水分和养分，简直就是植物的“生活源泉”！想想看，根系在土里默默无闻，却为植物提供了生长的动力，真是辛苦了它们。

不过，根系可不是随便就能吸水的，背后还有不少门道呢！1.1 吸水的途径那么，根系是怎么吸水的呢？我们可以把它想象成一个复杂的“水网络”。

首先，根尖的细胞上有很多细小的“毛”，叫做根毛。

它们就像小触手一样，伸向土壤，帮助植物寻找水源。

水分通过根毛的表皮细胞进入植物，就像喝水一样，咕咚一声就进来了。

这个过程叫做“主动吸收”，可是这里的“主动”可不是随随便便的哦！1.2 渗透和蒸腾接下来，我们还要说说“渗透”。

简单来说，水分总是喜欢从浓度低的地方流向浓度高的地方，所以当土壤里的水分多于根部的水分时，水就自然而然地往里跑。

这时候，根系就像是个“大吸尘器”，把水一口气吸进来。

但光有水还不够，植物需要把这些水分运输到各个地方，才能发挥作用。

同时，还有一个“小帮手”叫做“蒸腾”。

植物的叶子上有许多小孔，叫做气孔，水分会通过这些孔蒸发到空气中。

这时候，根系为了维持水分平衡，会不断吸收水分，形成一个水分循环。

想象一下，就像是一个不断旋转的水车，水从一端进，另一端又流出，真是忙得不可开交！2. 根系的特点说完了吸水的途径，咱们再来聊聊根系的特点。

首先，根系的结构非常复杂，各种细胞层层叠叠，就像是个“洋葱”一样。

外面的根毛负责吸水，里面的管道负责运输。

这样的设计让植物能够高效地吸收水分，真是个聪明的“工程师”！2.1 根系的适应性另外，根系还具备强大的适应能力。

在干旱的环境中，植物的根系会向下扎得更深，寻找地下水源；而在湿润的地方，根系则会发展得比较广，以便更好地吸收水分。

这种灵活性让植物能够在各种环境中生存，简直是“见风使舵”的高手！2.2 根系与土壤的关系说到根系，不能不提土壤。

第四节植物根系对水分的吸收正常生长的植物需水量很大，植物每形成1g干物质大约需要消耗200~1000g的水分。

植物的幼叶和根含水量高达90%左右，成熟组织含水量减少，如茎的含水量为30~40%，成熟的种子含水量只有10%左右，由此可见，凡是生命活动旺盛的部分，水分含量都较高。

一、根系吸水过程水在植物体内的运动可分为三个主要步骤：水由根际环境进入根皮层组织，并向木质部导管传送；水由根向叶输送；在叶片中水以气体分子形态释放到大气中。

根系对水的吸收，主要依靠毛管作用和渗透作用。

根细胞的细胞壁呈多孔结构，这些微孔直径通常小于10nm，从而具有毛细管作用而吸收介质中的水分。

由于毛管水势小于土壤水势，所以土壤水分通过根细胞壁的毛细管作用可直接进入根系组织。

水分由皮层组织进入木质部导管有两条途径，即质外体途径和共质体途径。

靠近根尖部位，由于内皮层细胞尚未形成凯氏带，所以质外体途径畅通；在根成熟区，由于凯氏带形成以及木栓质不断增厚，阻止了水分通过质外体途径进入木质部，共质体途径就成了水分向心运输的主要方式。

根细胞水分共质体运输的第一个步骤是水分进入细胞内，这个步骤的推动力是渗透作用。

细胞膜起着半透膜的功能，由于细胞的代谢活动，细胞内具渗透活性的溶质增加，渗透势降低，细胞水势随之降低，从而推动水分进入细胞内。

这一过程与根系代谢密切相关。

低温缺氧、有毒物质等抑制代谢的因素存在，将会降低根对水分的吸收。

水分由根细胞进入木质部导管的机理，目前仍不完全清楚。

一般认为，主要依赖于渗透作用，即离子由木质部薄壁细胞主动分泌入木质部导管，使导管内水势下降，水分随之流入导管中，这就是根压的成因。

在幼小植物中，根压强烈，足以使水从叶尖泌出，这叫吐水。

如叶尖出现水珠，说明根部水分状态良好。

但只靠根压作用，不能作远距离输水。

二、蒸腾作用和蒸腾系数水分从植物的地上部以水蒸气状态向外界散失的过程称为蒸腾作用。

蒸腾系数，即植物在一定生长时期内的蒸腾失水量与其干物质积累量的比值，通常用每产生1g干物质所需散失的水量g数表示。

植物的根系吸水是通过根毛和根绒两种主要方式进行的。

根毛是根系中微小的毛状细胞，主要分布在根尖的周围。

根绒是由分枝根和侧根上的分生组织形成的吸收性绒毛，主要分布在分枝根和侧根的部位。

1. 根毛吸水过程：在植物的根毛吸水过程中，首先是通过渗透作用使水分从土壤中进入根毛细胞内。

当植物体内的水分浓度低于土壤中水分的浓度时，根毛细胞会吸收土壤中的水分。

这是因为根毛细胞内的细胞液中所含有的溶质浓度较高，导致水分分子会沿着浓度梯度从土壤中流向细胞内。

随着水分的渗入，植物的根毛细胞内的压力会增大，从而驱动渗透过程的进行。

水分会通过细胞间隙和细胞膜进入到根毛细胞内部，并在细胞内通过液泡和细胞间隙传导到整个植物体内。

2. 根绒吸水过程：与根毛不同，根绒的吸水过程是通过活跃运输和渗透作用来实现的。

根绒的吸水主要通过根绒细胞膜上的运输蛋白来进行，这些蛋白能够运输水分子和溶质分子进出细胞膜，并调节细胞内外的渗透压。

当植物体内的水分浓度低于土壤中水分的浓度时，根绒细胞运输蛋白会有选择性地将土壤中的水分子运输到细胞内。

细胞膜上的渗透调节蛋白能够调节细胞内外的渗透压差，促进水分子的渗透进入细胞内。

水分会通过细胞间隙和细胞膜进入到根绒细胞内部，并在细胞内通过液泡和细胞间隙传导到整个植物体内。

总结：通过根毛和根绒的吸水过程，植物可以有效地吸收土壤中的水分，并将其分布到整个植物体内。

这两种吸水方式通过渗透作用和活跃运输，保证了植物的正常生长和发育。

根毛和根绒的特殊结构和功能也为植物提供了充分的水分营养，为植物体内的其他生物化学过程提供了基础条件。

根系吸水过程对于植物的生长发育和生存具有非常重要的意义。

经过了上面对植物根系吸水的基本过程的介绍，接下来我将更详细地展开对根毛和根绒吸水机制的讨论，以及植物根系吸水过程中所涉及的关键概念和影响因素。

3. 根毛吸水的机制根毛是植物根系中起着吸收水分和养分的重要作用的结构。

每根毛细胞表面都长满了微小的绒毛，成千上万的根毛增大了植物根系的表面积，使其能够更充分地吸收土壤中的水分和养分。

初中生物植物对水分的吸收和运输综合题专题练习含答案姓名：__________ 班级：__________考号：__________一、综合题（共15题）1、研究小组在学校的开心农场种甘薯，取优良品种的甘薯枝条进行扦插，如下图。

请回答。

（ 1 ）通常选择阴天进行扦插，是为了降低______ ，减少扦插枝条的水分散失，提高成活率。

（ 2 ）“ 疏松细土” 层利于枝条长出____ 吸收水分；“ 基肥” 层可提供甘薯生长需要量最多的含氮、磷、___ 的无机盐。

（ 3 ）枝叶分布过密相互遮挡，会导致植株生长光照不足。

所以，扦插时应做到_____ 。

（ 4 ）扦插属于____ 生殖方式，能保持亲本的优良性状。

2、某生物兴趣小组为探究绿色植物三大生理作用的影响因素，设计了如图所示的实验装置，据图回答问题。

（提示：氢氧化钠溶液具有吸收二氧化碳的作用）（ 1）为了使实验结果更科学，兴趣小组的同学先对装置甲中的所有叶片进行了暗处理，然后放在阳光下照射几个小时，此时若将叶片摘下，放在酒精中隔水加热，碘液染色，你认为______ （填字母）叶片会全部变蓝。

该装置所示的实验设计能探究 ______ 对光合作用的影响。

（ 2）甲装置中的红墨水会向左移动，是因为叶片进行了 _______ 作用。

（ 3）在乙装置中，塑料袋内壁上出现了大量水珠，这是因为叶片进行了 ______ 作用。

（ 4）丙装置中的吊瓶是为了提高移栽树木的成活率,给植物提供充足的水和无机盐，输液管的针头必须插入树干木质部的 ________ ,因为该结构运输水和无机盐。

3、迪拜沙漠中种出中国杂交水稻，出现“人造绿洲”。

袁隆平团队为世界粮食安全再添“中国贡献”。

分析回答下列问题：（1）水稻通过光合作用制造的_____能为人类提供食物和能量，提升沙漠地区粮食自给能力和粮食安全。

（2）“要素物联网模组”是沙漠种植水稻成功最关键的核心技术，通过该技术将所需水肥送达水稻根系。

植物的吸收作用植物的吸收作用是指植物通过根系吸收土壤中的水分和养分，完成生长、发育和代谢的过程。

植物利用吸收作用，可以吸收到所需的水分和养分，为自身的生长提供必要的物质基础。

以下将详细介绍植物的吸收作用。

首先，植物吸收水分的过程称为毛细吸力作用。

植物根系的毛细根具有丰富的毛细血管，细根的顶端还有一层细小的毛绒状突起物，称为须根毛。

这些细根和须根毛极大地增加了植物根系与土壤直接接触的面积。

水分通过毛细根的细胞间隙、毛绒状须根毛和细根的毛细血管，被植物吸收进根内。

植物吸收水分的过程是一个顺序链条反应。

首先，根细胞内的无机盐使细胞内的渗透浓度增加。

随着浆液浓度的增加，渗透浓度的差异使根毛毛细血管向内外参生压强，使上层毛细根血管中的水分向下层毛细根血管内移动，从而实现了植物根吸水分。

其次，植物根系吸收土壤中的养分。

土壤中包含的养分有机质、无机物和矿物质，它们对植物的生长至关重要。

植物根系通过它的吸收面积和毛绒状须根毛吸收土壤中的养分，经过根细胞透过细胞间隙和细胞壁，通过囊泡膜运输到细胞质中，最终通过液泡或导管系统分布到全株各个部位。

植物根系吸收的养分通常包括氮、磷、钾、镁、锌、铁等微量元素。

其中，氮是构成蛋白质、核酸和其他生物分子的基本元素，磷是构成分子中的能量传递和储存的重要元素，钾则是对植物生长发育和物质代谢有重要影响的元素。

这些养分通过植物的吸收作用，进入植物体内后，能够参与到植物的合成代谢中，为植物提供能量和物质基础。

值得注意的是，植物的吸收作用与其生长环境和外界条件密切相关。

土壤水分和养分的含量、土壤质地及温度等环境因素都会对植物的吸收作用产生影响。

例如，水分过多或过少会导致植物根系功能障碍，从而影响到植物的正常生理活动。

综上所述，植物的吸收作用是植物通过根系吸收土壤中的水分和养分，为自身提供生长发育所需要的物质基础。

植物通过毛细吸力作用吸收水分，并通过根细胞运输系统吸收土壤中的养分。

吸收作用对植物的生长发育和代谢有重要影响，但同时也受到环境因素的制约。

水分在植物体内的运输和蒸腾作用一、植物体内水分的运输植物体内水分，凭借着根压和蒸腾拉力，主要在木质部中的导管、管胞等输导组织中进行运输。

水分的运输途径为：土壤中水分→根毛→根的皮层→根的中柱鞘→根、茎、叶的导管或管胞→叶肉细胞→叶细胞间隙→气室→气孔→空气中水汽。

除了这种向上运输之外，还有侧向运输，如沿着维管射线顺辐射方向运输，或围绕茎部顺导管或管胞的壁孔作切线方向运输。

但后者的运输速度都比前者要慢得多。

水分在植物体内运输的方式可分两种：第一种是渗透运输。

它发生在运输距离较短的两段活细胞之间，如自根毛到根导管，从叶脉导管到叶肉细胞，这种运输方式虽然距离短，但因为水分在活细胞间运输，故阻力大，速度慢，在1个大气压条件下，运输速度仅为10～3厘米/小时，它主要靠细胞间的水势差进行，故称为渗透运输。

第二种是液流运输。

它发生在长距离的死细胞之间，如根部导管或管胞经过茎干和枝条到叶脉的导管或管胞。

这种运输方式阻力小，速度快，运输速度可达3～45米／小时，故称液流运输。

在植物体内，这两种运输方式必须配合进行，才能完成水分运输的全过程。

二、蒸腾作用1．蒸腾作用的概念及其生理意义植物根系吸收的水分，除少量用于代谢外，绝大部分都散失到体外去。

水分从植物体内散失到体外的方式有两种：一种是以液体状态跑到体外的，即吐水现象；另一种是水分以气体状态通过植物表面（主要是叶子）从体内散失到体外，即蒸腾作用。

其中，蒸腾作用是水分散失的主要形式。

它基本上是一个蒸发过程。

但由于它与植物的形态解剖和生理特性有密切关系，所以受植物本身生理活动所调节，是一个复杂的生理过程。

蒸腾作用是植物对陆地生活的一种适应性，对植物有重要的生理意义。

主要表现在三方面：第一，它是植物吸收和运输水分和矿质养分的主要动力。

尤其是高大的乔木，如果没有蒸腾产生的拉力，较高部位的水分就得不到供应，矿质养分也不能随蒸腾液流而分布到植物的各个部分。

第二，蒸腾作用能降低植物体及叶面的温度。