高一生物 3.5   植物的礦質營養教學設計

      3.5   植物的礦質營養教學目的　　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。 板 書教學過程　 　 　 　 　 第五節 植物的礦質營養 　 　 　 　一、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、s.ca、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 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　　  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。