植物的矿质营养

　　① “为什么矿质元素离子具有选择性？”

　　或“为什么同种植物对同一溶液中的不同离子或同一盐分中的阴阳离子的吸收量不同？”

　　或“为什么不同种植物对同一种矿质离子的吸收量不同？”

　　植物对矿质元素有选择吸收的原因是什么呢？根吸收矿质元素离子是一个主动运输过程，而主动运输是需要蛋白载体的，因此，根细胞膜上如果有某种离子的载体，这个细胞就可以吸收这种离子，而且该离子的载体越多，一定范围内，根细胞对这种离子的吸收也就越多。

　　理解了这点后，学生就可以解释下面的现象，即硝酸钠溶液水解后是中性的，为什么常施用这种氮肥后土壤会呈碱性？学生在化学课已学过，硝酸钠是强酸强碱盐，硝酸钠水溶液水解后呈中性，但为什么土壤长期使用这种氮肥后土壤会碱化，即pH升高呢？同学可从根细胞膜上的载体去分析：我们已学过，根细胞在进行离子交换吸附时，硝酸根阴离子与碳酸氢根离子相交换，钠离子与氢离子相交换。氮元素是植物体生长所必须的，而钠元素在植物体含量甚微，可以想见，植物根细胞膜上运输含氮离子的载体数量要远远超过运输钠离子的载体数量，因此根细胞吸收的硝酸根离子多，而吸收的钠离子数量少，即硝酸根离子与碳酸氢根的交换量大，结果土壤中的碳酸氢根量就大于氢离子，从而使土壤碱化。

　　有了上面的基础，学生还可以分析下面两个例子：

　　（1）硝酸氨溶液水解后是酸性的，为什么常施用这种氮肥后土壤溶液pH不会发生很明显的变化？

　　（2）硫酸氨溶液水解后是酸性的，为什么常施用这种氮肥后土壤会呈酸性？

　　②“当外界溶液中某种矿质元素离子的浓度足够大时，为什么矿质元素离子吸收速率达到一定程度后就不再升高了？”

　　③“为什么矿质元素的吸收与植物细胞的呼吸作用有密切的联系。？”

　　（3）根对矿质元素离子和水分的吸收是两个相对独立的过程，是教学的难点

学生讨论下面的问题：

　　①引导学生对课文中讲述的有关用菜豆做的实验等实例进行分析和讨论。

　　②增加不同植物在同一营养液中吸收矿质元素离子数量的差异的讨论。

　　③增加农业生产实践上中耕松上、除草、保墒外、通气起什么作用的讨论。

　　④离子的吸收为什么有载体饱和效应，例如根细胞中K+或其他矿质元素离子的浓度已高于土壤溶液中的浓度、但是， 植物的很仍然吸收这些必需的矿质元素离子。可以引导学生对这一现象进行讨论，使学生明白植物的吸水量与离子吸收量不呈正相关。

　　⑤呼吸抑制剂为什么能抑制离子吸收，却不抑制水的吸收

　　⑥植物对离子的吸收速率远比吸水慢

　　3、矿质元素的运输和利用

　　（1）矿质元素的运输

引导学生讨论：

　　①矿质元素进入根毛以后如何最终进入导管和矿质元素如何被利用？

　　②为什么说根对矿质元素离子和水分的吸收是两个相对独立的过程？

　　或有的同学认为蒸腾作用是吸收矿质元素的动力，同时也是运输矿质元素的动力？学生认为这个说法对吗？

　　通过分析蒸腾作用的过程，引导学生得到下面的结论：

　　蒸腾作用是植物体的根吸收水分和运输水分的动力。

　　通过分析矿质元素吸收过程，学生应该已经知道，植物的根细胞吸收矿质元素与两方面条件有关，

　　其一，根细胞对矿质元素的吸收与其呼吸作用密切相关，尤其是有氧呼吸，因为呼吸作用为根细胞进行离子交换吸附提供了可供交换的离子，即碳酸氢根离子和氢离子；同时根细胞呼吸作用过程中合成的ATP又为吸附在根细胞表面的矿质离子进入根细胞的主动运输过程提供了能量。所以说，水分的吸收其动力是蒸腾作用，而矿质元素吸收的动力则不是蒸腾作用。

　　其二，由于根吸收矿质元素离子是一个主动运输过程，而主动运输是需要蛋白载体和能量的，因此，根细胞膜上运输矿质元素的载体及其数量就起着重要的作用，这点一会儿还会谈到。

　　通过分析矿质元素运输过程，让学生知道，矿质元素是与水一起由植物体的导管运输的，其动力为植物的蒸腾作用。因此说，水分和矿质元素运输的动力都是植物的蒸腾作用。

　　因此说，植物吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立的过程，虽然二者是一起被运输出，而二者的吸收方式独立。

　　综上可知，认为蒸腾作用是吸收矿质元素的动力，同时也是运输矿质元素的动力，这种说法是不正确的，因为认为蒸腾作用是运输矿质元素的动力，而与矿质元素的吸收无关，即植物运输水分和运输矿质元素是一个同一过程；而植物吸收水和植物吸收矿质元素离子不是同一过程，因此蒸腾作用能促进水的吸收和运输，也能促进矿质元素的运输的道理，但不能促进矿质元素离子的吸收。

　　如果有时间的话的，教师可引导学用表解的形式总结根细胞吸水与根细胞吸收矿质元素离子的异同：

水分吸收

矿质元素的吸收

区别

原理与过程不同

渗透作用

交换吸附和主动运输

吸收的动力不同

细胞内、外溶液的浓度差；蒸腾作用形成的蒸腾拉力

ATP

运载工具

不需

细胞膜上运载离子的载体

联系

1、矿质元素一定要溶解在水中，才能被根部吸收

2、水参与完成交换吸附的离子的生成过程

3、矿质元素在植物体内的运输是随着水分的运输达到植物体的各部分

4、矿质元素被根细胞吸收后，又会影响细胞内外溶液的浓度，从而影响根对水分的渗透吸收

　老师可向学生介绍植物体除了根以外、叶片等部位也能吸收矿质元素离子，及其在农业生产实际中的重要意义。

　　（2）矿质元素离子的利用

　　教材介绍了矿质元素离子在植物体内的存在形式与其能否被重复利用之间的关系。

　　老师可引导学生进行列表比较，如

矿质元素的利用取决于矿质元素在植物体内的存在形式

存在形式

离子

不稳定的化合物

稳定的化合物

移动情况

容易移动

可以转移

不能转移

利用情况

反复

多次

一次

集中部位

大多分布于分生区和幼叶等代谢旺盛的部位

大多分布于分生区和幼叶等代谢旺盛的部位

往往在越老的器官中含量越多

缺乏时受害部位

老

老

幼嫩

举例

K

K、P、Mg

Ca、Fe