引言
上课前，咱们先来看几幅图片。（课件展示植物生长图片）这几幅植物生长图片给我们的第一感觉是：美，花开得非常鲜艳，叶也长得非常水灵。同学们设想一下，如果没有水，植物还能不能焕发出蓬勃生机？答案是不言而喻的。俗话说“春雨贵如油”、“好雨抵万金”，也正说明水分对植物生长的重要作用。植物的一切生命活动都离不开水，但，是不是有了水植物就一定能够生存？一株新鲜的青菜放到盐水里面，它能够吸水吗？会发生萎蔫。这说明植物吸水是依据一定的原理，需要一定的条件的。
一般来说，植物体总是能从土壤溶液中吸收到充足的水分，是什么原因呢？吸收进来的水是怎样被运输到植物体其他部位的？水在植物体内的主要生理作用是什么？水又是怎样从植物体内散失的？ 水分的吸收、运输、利用、散失这四个环节就是植物水分代谢的重要内涵，也是咱们这节课要探讨的主要内容。（课件展示这四部分内容的简介图片，引出本节课课题：《植物对水分的吸收和利用》）
一、植物对水分的吸收
（课件展示植物吸水的主要器官——根的根尖细胞平面图）根成熟区表皮细胞是已经成熟的细胞，其标志是细胞内有大的液泡，而分生区都是未成熟的细胞，细胞内无液泡，两个部位的细胞结构有区别，吸水的方式是不是相同？
（一）植物吸水的两种方式
首先，咱们先介绍植物吸水的两种方式。（出示同样数目的干黄豆及浸泡一夜后的黄豆、干小麦及浸泡一夜后的小麦）请同学们观察、思考：豆类种子和谷类种子是依靠什么吸水的？比较：豆类种子和谷类种子哪一个相对吸水多一些？课件显示并讲解：吸胀吸水。
1、细胞在形成液泡前的吸水
吸胀吸水：未成熟的细胞，细胞内无液泡，主要靠细胞内的蛋白质、淀粉、纤维素等亲水性物质吸收水分。象干的种子、分生组织等，都是靠这种方式吸收水分。
显然，富含蛋白质的豆类种子吸胀时，体积增大明显超过以淀粉为主要成分的谷类种子。说明：蛋白质的亲水性大于淀粉。种子吸胀时，会胀破种皮，又说明蛋白质、淀粉的亲水性大于纤维素。
2、细胞在形成液泡后的吸水
渗透吸水：成熟的细胞，主要靠渗透作用吸收水分。
植物体内大部分细胞是成熟的植物细胞，所以渗透吸水是植物吸水的主要方式。接下来咱们就共同探讨植物是如何利用渗透作用吸收水分的？渗透作用的原理是怎样的？（课件显示“渗透作用与水分的移动”演示实验）
（二）渗透作用的原理
（认识实验装置需要的器材，特别指出玻璃纸（半透膜）。介绍半透膜的性质。课件显示“半透膜示意图”）
半透膜是指一些物质分子可以透过，另一些物质分子不能透过的多孔性薄膜，例如水分子可以透过，蔗糖分子不能透过。鱼鳔、动物的膀胱膜、肠衣、卵壳膜、花生种皮都可以当作半透膜。
（课件演示实验过程）
问：你预测一下会出现什么结果？（课件显示液面上升情况）
问：漏斗内液面为什么会上升？ （层层设问，引导学生分析）
问：烧杯中的水会进入长颈漏斗，长颈漏斗中的水会不会进入烧杯中？
问：单位体积清水中的水分子和单位体积蔗糖溶液中的水分子相比哪个多？
问：由清水进入蔗糖溶液中的水分子和由蔗糖溶液进入清水中的水分子哪个多？
问：根据以上分析，你能不能用较为科学的语言系统地阐述漏斗内液面上升的原因？（学生总结）
单位体积清水中的水分子数目，比单位体积的蔗糖溶液中的水分子多，所以在单位时间内，水分子由烧杯透过半透膜扩散入漏斗内的数量，多于由漏斗扩散入烧杯内的数量。因此漏斗内的液面上升了。
问：长颈漏斗中的液面是否会无限制的上升？（学生讨论）
漏斗中的液柱向下的压力，可加速漏斗内的水分子向烧杯中渗透，同时随着水分不断进入漏斗，漏斗中蔗糖溶液浓度逐渐变小，两个系统间通过半透膜进行的水分移动速度相等，达到动态平衡，液面停止上升。
把水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散称为渗透作用。
问：水分子透过细胞壁的扩散能不能称为渗透作用？
不能。细胞壁是全透性的。
问：氧气分子透过半透膜的扩散能不能称为渗透作用？
不能。专指的是水分子或其他溶剂分子。气体分子或溶质分子透过半透膜的扩散不能称为渗透作用。
（课件演示水分子在半透膜两侧的扩散）
问：水分子在半透膜两侧是如何扩散的?扩散的趋势是怎样的？
水分子扩散的趋势是：由溶液浓度低的一侧向溶液浓度高的一侧渗透。
然后通过改变单一变量，设计甲、乙、丙三个装置（如图），让学生观察多媒体的动画模拟实验过程。
问：乙装置中将半透膜换成滤纸（纱布），丙装置中将清水换成与漏斗内浓度相同的蔗糖溶液，会发生渗透作用吗？漏斗内的液柱会不会上升？
不发生渗透作用，漏斗内的液柱不会上升。
问：根据以上实验，发生渗透作用必须具备什么条件？
a．半透膜的存在。
b．膜两侧的溶液具有浓度差。
二、植物细胞的吸水和失水
成熟的植物细胞是否依靠渗透作用吸水和失水？就要看成熟的植物细胞是否是一个渗透系统？
（课件演示成熟植物细胞结构图）
a．具有原生质层（包括细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质），相当于一层半透膜的。（细胞膜、液泡膜具选择透过性）
b．细胞液与外界溶液通常具有浓度差。（细胞液内溶解有大量的物质）
结论：一个成熟的植物细胞就是一个完整的渗透系统，把它放在外界溶液中时，就会通过渗透作用吸水或失水。
事实会不会就像我们刚才分析的这样，我们可以把细胞放在外界溶液中，亲自观察一下，看看结果如何。
（课件演示“植物细胞的质壁分离与复原”实验，让学生观察洋葱表皮细胞放入蔗糖溶液后会出现什么现象，出现这种现象的原因是什么？再放入清水中会出现什么现象，出现这种现象的原因是什么？通过以上实验，可以得出什么结论？）
结论：当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用失水，表现为质壁分离的现象；当外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用吸水，表现为质壁分离后的逐渐复原。
问：质壁分离中的“质”和“壁”分别代表什么含义？
“质”代表原生质层，“壁”代表细胞壁。
实际生活状态下，主要吸水的器官是根，具体区域是哪儿的细胞呢？
根尖成熟区表皮细胞（根毛细胞）。
一般情况下，细胞液浓度总是高于土壤溶液浓度的，所以细胞渗透___________。（吸水）
（课件显示课堂训练：多数植物在盐碱地上无法生存，但也有特例。如在我国辽宁盘锦的辽河入海口处的淤泥海岸（盐碱地）上，就生长着一片高达数万亩的“红海滩”，这种神奇的植物就叫碱蓬。展示耐盐植物碱蓬的近观与远观图）
试分析碱蓬在盐碱地存活的原因。
盐碱地土壤溶液浓度比多数植物细胞的细胞液浓度高，植物吸收不到水，无法生存。但碱蓬的细胞液浓度比土壤溶液浓度还要高，能吸收到充足的水分，所以长势良好。
（展示其他耐盐植物芦苇、大米草生长图片）
根毛区的细胞吸收水分以后，要运输到植物体的各个部位，供植物利用。
三、水分的运输、利用和散失
（课件显示植物根吸水、利用、扩散的全过程图）结合教材，解决下面三个问题。
1、土壤溶液中的水分进入根部导管有几种途径？水分分别是怎样进入根部导管的？
2、水分在植物体内的代谢途径是怎样的？
3、初中阶段我们曾学习过蒸腾作用，你还记得什么是蒸腾作用吗？对于植物体来讲，蒸腾作用有何意义？
（一）水分的运输
1、根毛区细胞→层层细胞→根导管
根毛区细胞→层层细胞间隙→根导管
2、运输：水分→根吸收→根导管→茎导管→叶→植物体各部位→散失到大气
（二）水分的利用：
根吸收的水分只有1~5%留在植物体内，供植物利用。
（三）水分的散失：
我们知道水往低处流，而植物体内的水分为什么能从低处流向高处？
主要靠蒸腾作用的拉力。其次，还有根的压力，及导管中水分相聚的力量。
蒸腾作用：水分主要以水蒸汽的形式，通过叶的气孔散失到大气中，这就是蒸腾作用。
只有1-5％的水用于光合作用和其他代谢。
思考回答：那么99％的根吸收水分以蒸腾作用方式散失了，这有什么意义？这在初中同学们也学过，请大家思考讨论。
同学回答后教师归纳：
蒸腾作用的意义：
1．吸收水分和运输水分的主要动力。（这是水从低处流向高处的主要动力——向上的拉力。）
2．促进溶解在水中的矿质养料的运输。
3．降低叶片温度，避免叶片被灼伤。
补充讲解：降低叶片温度是因为蒸腾作用使植物体内的水变成气体从气孔跑掉。
物理学原理：气化要带走热量——例如夏天院坝洒水凉快，就是因为水的气化带走了热量。
四、合理灌溉
植物在一生中都需要不断地吸收水分，70℅的淡水用于农业灌溉。但是不同的植物一生需水量不同，一株向日葵一生耗水约30千克左右；一株玉米从出苗到收获需消耗200~250千克的水；一亩稻田，在整个生长期间耗水大约30万千克左右。同一种植物在不同的生长发育时期需水量也不相同（如小麦一生的需水量曲线图）。这些水分绝大部分都通过蒸腾作用散失掉了。我国是一个水资源非常贫乏的国家，因此如何用最少的水去获取最高的产量，是农业生产中的一个大问题。也就是说，根据不同的植物，根据不同的生长时期对水的需求量不同，进行合理灌溉，既不影响产量，又能达到节水的目的。
通过图片简介先进的喷灌、微灌、滴灌、渗灌技术。
喷灌可节水50℅，微灌、滴灌、渗灌可节水70℅。
课堂反馈
1.置于一定浓度的蔗糖溶液中，可能会发生质壁分离的细胞是 （ ）
A.人的口腔上皮细胞和肝细胞。
B.玉米根尖分生区的细胞。
C.形成层细胞和干种子细胞。
D.洋葱表皮细胞和根毛细胞。
2.田间一次施肥过多，作物会变得枯萎发黄，俗称“烧苗”，其原因是 ( )
A.根细胞从土壤中吸收水分过多。
B.根细胞不能从土壤吸收水分。
C.根细胞不能将水分向上运输。
D.根系加速了呼吸运动，释放的能量过多。
布置作业 |
