第3节 植物与土壤
教学目标
1、区分植根系和须根系。
2、理解根尖的基本结构特点及其相关功能。
3、知道根吸水的主要部位和吸水、失水的条件。
4、了解植物缺乏氮、磷、钾的病症。
5、知道水体富营养化的基本症状。
6、初步学习数据处理能力－－干扰数据的辨别和删除。
7、初步学习“实验方案”的优劣性比较。
重点难点分析 重点：根尖的结构和功能（对水和无机盐的吸收）
教 学 预 设
【引入】请同学用恰当的比喻说说土壤与植物的关系。－－没有土壤，植物就无法生长。
一、植物的根系：
1、植物是通过根来吸收土壤中的各种营养物质－－水分贺无机盐的。
【实验】根的观察－－了解根是如何吸收土壤中的营养物质的。
植物
比较项目 大豆 小麦
根的数目
是否有明显发达的根
还有哪些植物具有这样的根
2、根系：一株植物所有的根合在一起，叫做根系。
有明显发达的主根和侧根之分的根系，叫做直根系。
没有明显的主侧根之分的根系，叫做须根系。
【举例】常见的作物中，哪些是直根系，哪些是须根系？
【问题】根的功能，你知道吗？－－固定和吸收。
3、植物的根在土壤中的分布，与土壤的结构、肥力、通气状况和水分状况等因素有关。
【探究】植物根系（同种植物的根系）的分布与地下水位的高低的关系
提出问题：根系的分布和地下水位高低的关系如何？
建立假设：（1）地下水位高，植物根系分布浅。
（2）地下水位低，植物根系分布浅。
（3）地下水位的高低与植物根系分布无关。
实验方案：1、野外调查
2、野外栽培
3、实验室栽培
实验方案优劣评价：
⑴组织野外观察较难，还要强调安全问题。虽然观察条件不是任何学校所在地都能满足，但是一旦观察到，则实验成功率就较大；
⑵野外栽培，可控性增强，但实验条件也不是任何学校都能满足的；
⑶实验室栽培，虽然可控性较强，但模拟地下水位的高低不大容易做到。
数据处理：一株植物根系的长度是根系所有根的平均长度－－所有植物根的长度之和除以根的总数（多次测量取平均值）。数据处理时，应该去掉无效数据。
实验结论：地下水位越高，根系的平均长度会越短，根系分布浅。
二、植物细胞的吸水和失水
【实验】研究根的吸水部位
实验现象：被剪去根的前端的小麦先出现萎焉现象。
结论：说明根吸水的部位在根尖。
【讨论】在农业生产中，移栽作物幼苗是时为什么要带土移栽？－－免于损伤幼嫩的根尖，使根尖在适应“新环境”以前，仍旧在一段时间内可以从被夹带的土壤中获取水分和营养物质。
【问题】为什么根尖能从土壤中吸收水分呢？
【观察】了解根尖的结构：显微镜观察根尖
根尖的结构：
根冠：细胞排列不整齐。保护后面的组织，使根在向前生长时，不被土壤颗粒檫伤。
分生区：细胞质的密度较大，没有液泡。能不断分裂，使根生长。
伸长区：细胞的液泡较小（通过吸收水分而形成），细胞壁较薄。细胞能迅速生长，把根尖推向土层。
根毛区：细胞有较大的液泡（由小液泡融合而成），细胞壁较厚，内有输导组织（导管）。植物的根毛很多，保证了植物能吸收足够的营养。根毛区是根尖吸水的主要部位。
有人统计：正在抽穗的一株黑麦的根系具有1381万条根和140多根亿条根毛。
【问题】植物的根是否在如何情况下，都能从土壤中吸收水分呢？
实例：当作物施了过多的肥料时，作物反而发生萎焉现象。这表明作物体内的水分减少了。为什么？
【实验】植物细胞失水的实验
实验现象：在清水中的青菜没有出现萎焉现象，在浓盐水中的植物出现了萎焉现象。
结论：植物细胞细胞液的浓度只有在高于土壤溶液的浓度时，植物的根才能吸水。
【思考】有无其它方法证明根毛确实必须在土壤浓度小于细胞液浓度时才能吸水？
腌制青菜时，青菜失水；海水漫入农田，作物萎焉等。
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。若施肥过多，土壤溶液的质量分数会超过根毛细胞液内的质量分数，细胞就会失水过多而发生“烧苗”现象。
当土壤溶液的浓度高于细胞液的浓度时，植物细胞失水；当土壤溶液的浓度低于细胞液的浓度时，植物细胞吸水。
三、植物生长需要无机盐
1、植物的生长除了从土壤中吸收水分外，还需要无机盐。
【实验】配制四种营养液，观察植物在营养液中的生长。
实验现象：在分别缺乏氮、磷和钾元素的培养液中，植物的生长状况不同，分别出现生长异常。当分别按标准添加含氮、磷和钾的化合物后，植物的生长慢慢恢复正常。
实验结论：植物的生长需要无机盐，不同的无机盐对植物生长起不同的作用。
2、植物和环境是相互影响的。
植物可以帮助土壤积累有机物，农林业生产也会对土壤产生一些负面影响。
（1）过多施肥会使土壤板结，改变土壤的结构。
（2）“水华”现象介绍
水华 （water blooms）是淡水中的一种自然生态现象，只是仅由藻类引起的，如蓝藻（严格意义上应称为蓝细菌）、绿藻、硅藻等，也就是水的富营养化。“水华”发生时，水一股呈蓝色或绿色。这种在自然界就有的“水华”现象，在我国古代历史上就有记载。在自然界中它们很快消失，并没有给水产动物和人类带来危害。
淡水中富营养化后，“水华”频繁出现，面积逐年扩散，持续时间逐年延长。太湖、滇池、巢湖、洪泽湖都有“水华”，就连流动的河流，如长江最大支流----汉江下游汉口江段中也出现“水华”。淡水中“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。此外，自来水厂的过滤装置被藻类“水华”填塞，漂浮在水面上的“水华”影响景观，并有难闻的臭昧。
【阅读】植物营养的吸收