植物的水分代谢与矿质营养

植物的水分代谢与矿质营养【本章知识框架】

【疑难精讲】

1．理解吸胀吸水和渗透吸水

吸胀吸水是指细胞在形成液泡之前的主要吸水方式，其原理是吸胀作用。当大分子的淀粉粒和蛋白质等处于凝胶状态时，这些大分子之间有大大小小的缝隙。水分子会迅速地以扩散作用或毛细管作用等形式进入凝胶内部，具有极性的水分子与亲水凝胶结合起来，使其膨胀，这种现象叫吸胀作用。原生质凝胶吸胀作用的大小与该物质的亲水性大小有关，蛋白质、淀粉、纤维素的亲水性依次递减。因此大豆种子（含蛋白质多）比玉米种子（含蛋白质相对少）的吸胀作用要大。干燥的种子吸胀作用的力量相当大，人们用大豆等种子填入岩石裂缝中，灌水以后，大豆的吸胀力可使岩石崩裂；将大豆从枕骨大孔装入颅腔内，加水后利用大豆的吸胀作用可将头骨分开。

植物细胞形成液泡以后主要靠渗透作用吸水，这是因为成熟的植物细胞是一个渗透系统：①细胞膜和液泡膜（原生质层）是选择透过性膜；②细胞液和外界的土壤溶液有浓度差，细胞液就通过细胞膜和液泡膜与土壤溶液构成渗透系统，因而成熟的植物细胞主要靠渗透吸水。这二种吸水方式及其变化是考点之一，如小麦根尖四部分结构：根冠（具液泡）、分生区（液泡尚未形成），伸长区（液泡由小变大，由多变少），成熟区（具液泡，具根毛吸收面积大），其主要吸水方式依次为：渗透吸水、吸胀吸水、以吸胀为主—以渗透为主、渗透吸水。

2．正确理解扩散与渗透的区别

物质从高浓度到低浓度的运动叫扩散。如气体从浓度高的地方向浓度低的地方扩散，溶质分子在溶剂中的运动（如蔗糖放入清水后的运动）等。例如：下图甲、乙两个容器内都盛有清水，若把蔗糖（溶质分子）从甲图的A侧放入，过一段时间后，整个溶液成为一定浓度的蔗糖水溶液，这就是蔗糖在水中的扩散作用。乙装置中，在C处加一半透膜，再从A处放入蔗糖，则由于半透膜不允许蔗糖分子通过，使A、C侧溶液的浓度高，C、B侧溶液的浓度低，产生渗透压，由于水分子可以自由通过半透膜，水分子从C、B侧向A、C 侧扩散得多，故一段时间后，A、C侧的液面上升（丙图），C、B侧的液面下降。水及其他溶剂分子通过半透膜的扩散叫渗透。由此我们可以看出，渗透与扩散的不同在于渗透必须有半透膜。据此，动物细胞的细胞膜亦是选择透过性膜，也可以发生渗透作用。

3．矿质元素与代谢过程

矿质元素也称为灰分元素，把植物体烘干充分燃烧，植物体中的碳、氢、氧、氮等元素以CO2、H2O、分子态氮和氮的氧化物等形式跑掉了，剩下的就是矿质元素。矿质元素以氧化物形式存于灰分中，因氮元素也是

植物从土壤中以无机盐形式吸收来的，所以矿质元素是指除C、H、O以外的，由根吸收来的元素。矿质元素是否是植物的必需元素，需要做缺某种元素的栽培实验来证明。

矿质元素的吸收和利用也是重要考点，矿质元素吸收原理是主动运输，因此该过程与根细胞的呼吸作用密切相关：根呼吸作用为矿质元素的吸收提供了ATP，因此，土壤板结等缺氧环境造成植物吸收矿质元素的能力下降，影响植物生长发育。

进入植物体内的矿质元素离子，因在细胞内的存在形式不同（离子状态、不稳定化合物状态、稳定化合物状态），记住N、P、K、Mg四种可重复利用的元素，重复利用的矿质元素离子在植物生长过程中可以由衰老组织向幼嫩组织转移，不重复利用的矿质元素不能转移。因此要分清植物缺乏什么元素时，衰老和幼嫩两种组织谁先受到伤害的问题。

4．根吸收矿质元素离子与吸收水分的关系

这是两个显著不同又密切联系的生理过程。首先，二者存在明显的差别，一是吸收方式不同：根细胞以渗透和扩散方式吸收水分，而吸收矿质元素离子则通过主动运输的方式；二是吸收动力不同：吸收水分的动力是蒸腾拉力和根细胞与环境之间的溶液浓度差构成的渗透压，吸收矿质元素离子的动力主要是根细胞呼吸作用产生的ATP、载体消耗能量做功。三是吸收数量与外界浓度的关系不同：能否从外界吸水是由细胞液与外界溶液的相对浓度决定的，当细胞液浓度高于外界溶液的浓度时细胞就吸水，反之则失水；而吸收矿质元素离子的多少，是由细胞膜上载体的种类和数量决定的，某种载体多，吸收它所运载的矿质元素离子就多，否则就少。其次，两个吸收过程紧密联系，不可分割。一是吸收器官是相同的，即吸收的主要器官都是根，而且最活跃的部位均是成熟区的细胞（表皮细胞）。二是矿质元素离子一般先溶于水呈离子状态，以离子状态被吸收；而且矿质元素离子进入植物体后也是随着水分被运输到植物体的各个器官、组织。三是矿质元素离子被细胞吸收后，又会影响到细胞内外溶液的浓度，从而影响根细胞的吸水量。因此，根吸收矿质元素离子与吸收水分是两个相对独立的生理过程。

5．关于有机物和无机物的运输

植物体从土壤中吸收的水分和矿质元素是通过导管向上运输到植物的各个部分，其中运输的主要动力是植物的蒸腾作用。植物体光合作用制造的有机物主要通过筛管向下运输到植物的相对部位。

【学法指导】

本部分可安排2～3课时完成。

本部分知识主要分析植物吸水与失水的原理和矿质元素的吸收过程，教师可以通过提纲，联系化学知识和学生一起讨论、分析并弄清楚渗透与扩散的区别，分析成熟植物细胞的结构特点，明确植物细胞是一个渗透系统，根细胞吸收矿质元素离子的过程、矿质元素离子的吸收与呼吸作用的关系等有关问题，大约需要一课时的时间。

第2课时可安排学生实验，以教材中的实验为基础，进行实验设计，如设计一个实验验证某种植物细胞液的浓度（为了缩短实验时间，可将标本分别放入不同浓度的溶液中，一段时间后进行镜检），或实验分析。实验分析和实验设计题目可由教师自己编写或事先向学生征集，提高学生参与教学过程的积极性，从学生中选取具有一定代表性的实验设计，同学生一起进行实验分析。

第3课时可处理有关习题，进行反馈矫正。

单纯的考查水分代谢和矿质代谢的试题较少，往往是和植物的其他生理活动结合来考查，如：和光合作用联系，和呼吸作用联系，和生产中的现实问题联系（如无土栽培中对水分、矿质元素的需要及与呼吸和光合作用的联系分析）。因此，在复习该知识时要注意和相关知识的联系。

【典型例题精讲】

［例1］（2003年上海春季高考题）家庭养花，一次施肥过浓，引起花卉萎蔫，可采取的措施是

①加强光照②改善空气流通③适当浇灌清水④更换盆中泥土

A．①③B．②④C．①②D．③④

【解析】一次施肥过多，使根细胞周围的土壤溶液浓度高于植物细胞液的浓度，使细胞失水造成萎蔫，此时应设法降低土壤溶液的浓度，使细胞液浓度小于外界溶液的浓度，植物才能吸水，在题目给出的措施中，只有D组合可以达到此目的。【答案】D

［例2］（2000年广东高考题）将成熟的植物细胞放在溶液中能构成一个渗透系统，主要原因是

A．液泡膜内外溶液的浓度差B．细胞内原生质层可看作一层选择透过性膜

C．细胞壁是全透性的D．水分可以自由出入细胞

【解析】要构成一个渗透系统。必需具备两个条件：一是具有半透膜，二是半透膜的两侧要有溶液的浓度差。一个成熟的植物细胞的原生质层可以看作是一层半透膜，细胞液和外界溶液可以看作是原生质层（半透膜）两侧的溶液浓度，二者存在浓度差时，就会发生渗透作用。题中的C、D两项显然是不符合题意。根据结构决定功能的特点，构成一个渗透系统的主要原因应是B项。A项的说法本身也不合理，准确的说法应是“原生质层内外溶液有浓度差”。【答案】B

［例3］（2001年上海高考题）人红细胞的渗透压与x浓度的食盐水相当。而浸在y浓度食盐水中的红细胞破裂；浸在z浓度食盐水中的红细胞收缩。则这三种食盐水的浓度大小依次为

A．x＞y＞z B．y＞x＞z C．z＞y＞x D．z＞x＞y

【解析】此题主要考查细胞吸水和失水的条件。溶液的渗透压越大，其溶液的浓度越大。红细胞在y浓度的食盐水中破裂，证明红细胞吸水，说明红细胞内液的浓度大于y食盐水的浓度，因此x食盐水的浓度大于y 食盐水的浓度；相反，红细胞在z食盐水中皱缩，证明红细胞失水，说明红细胞内液的浓度小于z食盐水的浓度，因此x食盐水的浓度小于z食盐水的浓度。【答案】D

［例4］夏季，高大的乔木从土壤中吸收水分并运输到整个植物体的主要动力来自

A．细胞内大分子亲水物质B．呼吸作用生成的A TP

C．细胞液的渗透压D．植物的蒸腾作用

【解析】此题考查植物蒸腾作用的重要意义。植物体内的水分，主要以水蒸气的形式通过叶片的气孔散失到大气中，这就是蒸腾作用。根吸收的水分有95%~99%左右都由于蒸腾作用而散失掉了，只有1%~5%左右保留在植物体内，参与光合作用和其他的代谢过程。植物通过蒸腾作用散失大量的水分并不是一种浪费，而对

于植物体正常生命活动的维持有着多方面的重要意义，其中最突出的一个方面是：植物通过蒸腾作用散失水分，是植物吸收水分和促使水分在体内运输的主要动力。高大的树木，如果没有蒸腾作用通过散失水分所产生的拉力，水分就不能达到树冠。【答案】D

［例5］为确定某种元素是否为植物所必需，用缺少该元素的“完全营养液”进行培养，应该

A．以土壤为基质盆栽，加上述营养液B．大田种植，浇上述营养液

C．以沙土为基质，加上述营养液D．只用上述营养液，不用基质

【解析】本题考查学生在掌握矿质营养基本知识的基础上的分析问题的能力。教材中没有直接提到确定某种元素是否为植物所必需的方法，但教材中指出，植物体内一旦缺乏某一种必需的矿质元素，植物体就会表现出相应的病症。所以，要确定某种元素是否为植物所必需，就应当在培养液中去掉该种元素，观察植物是否有病症的出现。为了实验的精确性，必须保证实验中使用的培养液、容器和基质中都不会有该元素存在。A 选项以土壤为基质，而土壤中含有各种元素，因此不能采用；B选项实际上与A选项是一样的，大田种植就是以土壤为基质；C选项以沙土为基质，沙土是一种含沙较多的土壤，也是不能采用的。正确的应当是D 选项，只用上述营养液培养，不用任何基质，以确保实验的精确性。【答案】D

［例6］有些地区用燃烧的方法处理农田中的大量秸秆。请填空回答：

（1）秸秆在燃烧时放出的热能最终来源于_________。秸秆中的能量是作物通过_________过程贮存起来的。（2）秸秆燃烧后只留下少量的灰分。这些灰分是作物在生长过程中从_________中吸收的_________。（3）除了灰分以外，构成秸秆的其他物质，在燃烧过程中以_________________等气体形式散失到_________中。

【解析】考查学生对绿色植物光合作用和矿质代谢等基础知识的理解和应用。绿色植物体内含有的有机物主要是植物体通过光合作用合成的糖类，还有由糖类进一步转化而来的脂类和蛋白质。作物秸秆燃烧时放出的热能就是糖类等有机物贮存的能量，这些能量是植物通过光合作用过程，将光能转变成化学能后贮存其中的，所以说，秸秆燃烧时放出的热能最终来源于太阳光能，是作物通过光合作用过程贮存起来的。

作物秸秆燃烧时，秸秆内主要由C、H、O、N等元素构成的各种有机物经过燃烧，产生出大量的二氧化碳、水蒸气、分子态氮和氮的氧化物等气体，这些气体散失到大气中。余下的一些不能挥发的残渣，叫做灰分。灰分的主要成分是各种矿质元素的氧化物，所以矿质元素也叫做灰分元素。这些灰分元素是作物在生长过程中主要由根系从土壤中吸收而来的。此题还涉及到一定的化学知识。

【答案】（1）太阳能光合作用（2）土壤矿质元素（3）二氧化碳、水蒸气、氮氧化物、分子态氮大气［例7］（2002年全国春季高考题）取新鲜的马铃薯块茎，去皮后切取两个相同大小的立方块，一块放在浓盐水中，另一块放在清水中（如下图所示）。请判断一段时间后它们的变化，并解释其原因。

（1）图（a）中马铃薯块_________（收缩，不变，膨胀）。

解释原因：____________________________。

（2）图（b）中马铃薯块_________（收缩，不变，膨胀）。

解释原因：____________________________。

【解析】此题考查植物细胞吸水和失水的原因。新鲜的马铃薯块茎细胞内具有液泡，将它放到清水或浓盐水中时，就会发生渗透作用。a中的马铃薯块处在浓盐水中，由于细胞液的浓度小于浓盐水的浓度，细胞失水而皱缩；相反，b中的马铃薯块处在清水中，由于细胞液具有一定的浓度，细胞吸水而膨胀。

【答案】（1）收缩盐水的浓度大于马铃薯细胞液的浓度，由于渗透作用使细胞内水分外渗

（2）膨胀马铃薯细胞液有一定浓度，由于渗透作用水分进入细胞

【达标训练】

一、选择题

1．（2002年粤豫桂高考题）植物吸收矿质元素受内外因素的影响，下列叙述错误的是

A．呼吸抑制剂可降低植物对矿质元素的吸收

B．在一定范围内，植物对矿质元素的吸收随温度的增加而增加

C．根吸收水分和吸收矿质元素是没有关联的

D．光合作用受阻一定时期后，有机物缺乏，影响根吸收矿质元素

【解析】此题考查影响植物吸收矿质元素的因素以及与水分吸收的关系。矿质元素的吸收是一个主动运输的过程，需要细胞呼吸作用提供能量。凡是影响到植物的呼吸作用的因素，都会影响到植物对矿质元素的吸收。呼吸抑制剂抑制了植物的呼吸作用，必然会降低植物对矿质元素的吸收；一定范围内的温度提高，加强了植物的呼吸作用，有利于植物对矿质元素的吸收；光合作用受阻一定时期后，有机物缺乏，降低了植物的呼吸作用过程；根主要吸收溶于土壤溶液中的矿质元素，尽管二者吸收的原理不同，矿质元素的运输是靠水分的运输而运输的，二者的吸收有一定的联系。【答案】C

2．为了提高移栽幼苗的成活率常常采用根部带土和去掉部分叶片的措施，目的是

A．保护根毛，减少蒸腾作用B．防止根部营养损失，增强呼吸

C．促进根的发育，降低光合作用D．保护幼根，提高植物体温度

【解析】植物体的蒸腾作用散失掉95%~99%的水分。在农业生产上，移栽幼苗时，常采取的措施就是带土（保护根毛，有利于水分的吸收）、剪去几片叶子或移栽后遮荫处理（降低蒸腾作用）。【答案】A 3．（2003年新课程理综高考题）植物叶片从幼到老的整个生命活动过程中

A．有机物输出也输入，矿质元素只输入B．有机物只输出，矿质元素只输入

C．有机物只输出，矿质元素输入也输出D．有机物与矿质元素都既输入，又输出

【解析】通过阅读题干分析本题问的是植物体“叶片”从幼到老的整个生命活动过程中有机物与矿质元素的变化情况，而不是问整个“植物体”。植物的叶是由叶芽发育而来，首先叶芽需要经过细胞分裂、分化逐渐发育成熟。在这个过程中叶芽细胞首先要得到有机物才能保证细胞分裂、分化所需要的能源；等到叶芽逐渐发育成熟，叶肉细胞形成后，叶肉细胞通过光合作用制造有机物，不仅满足叶片细胞的需要，而且还可以将制造的有机物储存到根、茎或花、果中。矿质元素在叶片的发育过程中首先要输入，在衰老的过程中，K、P等元素要移动到幼嫩的器官；而Ca、Fe等元素往往不移动。【答案】D

4．下列细胞中依靠渗透吸水的是

A．根生长点细胞B．茎形成层细胞C．失水的叶肉细胞D．干燥种子的细胞

【解析】成熟的植物细胞靠渗透吸水，干种子、形成层、分生区细胞没有液泡，只靠吸胀吸水。

【答案】C

5．将洋葱鳞片叶放在0.45mol蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离；放在0.35mol的蔗糖溶液中，细胞有胀大趋势；放在0.4mol蔗糖溶液中，细胞似乎不发生什么变化，这表明

A．洋葱表皮细胞已经死亡B．细胞膜不允许水分子自由通过

C．蔗糖分子进入细胞导致渗透平衡D．细胞液浓度为0.4 mol左右

【解析】成熟植物细胞的细胞液通过原生质层与外界溶液构成了渗透系统。当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，整个细胞有胀大的趋势；反之，细胞失水，出现质壁分离现象；当细胞液浓度等于外界溶液浓度时，细胞既不吸水也不失水（事实上，此时细胞吸水和失水达到了平衡）从外表看不出什么变化。

【答案】D

6．在“观察植物细胞的质壁分离和质壁分离复原”实验中，之所以用已经成熟的洋葱表皮细胞做实验材料，是因为这样的细胞具有

A．伸缩性很小的细胞壁B．功能完善的细胞膜

C．能够流动的细胞质D．大而醒目的液泡

【解析】植物细胞质壁分离和复原的条件有：①植物细胞必须是活细胞；②细胞液浓度与外界溶液的浓度必须有浓度差；③植物细胞必须有大的液泡（成熟的植物细胞一般都有一个比较大的液泡，有的液泡可占整个细胞体积的90%以上），最好细胞液中带有色素，这样便于观察，紫色的洋葱表皮细胞就能很好地满足这些条件。【答案】D

7．把蚕豆叶表皮浸在7%的尿素溶液中，其细胞便发生质壁分离，不久这些细胞又发生了质壁分离复原，其原因是A．细胞液溶质透出细胞B．尿素分子进入细胞

C．细胞壁被破坏D．尿素溶液浓度低于细胞液的浓度

【解析】7%的尿素溶液引起质壁分离现象，显然其浓度大于细胞液的浓度。但不久又逐渐发生质壁分离复原，说明尿素溶液与细胞液的浓度发生了变化，其原因是尿素进入了液泡，使细胞液的浓度升高，是细胞失水的结果。如果是原生质层受到损伤，细胞就不会出现复原现象。细胞壁是全透性的，不影响尿素分子通过，与细胞内外溶液的变化无关。【答案】B

8．最能证明植物细胞通过渗透作用原理的实验是

A．将萎蔫的青菜放入清水中会变得硬挺B．将根尖细胞放入清水中会吸水

C．将土豆放入盐水中会变软D．观察洋葱表皮细胞的质壁分离复原

【解析】A、B两项只反映了植物细胞的吸水，C项反映了失水，而D项则反映了植物细胞吸水和失水的两个过程，所以最能证明渗透作用的原理。【答案】D

9．下列属于渗透作用的是

A．水分子通过细胞壁B．葡萄糖分子通过细胞膜

C．K+通过原生质层D．水分子通过原生质层

【解析】渗透作用是指溶剂分子通过半透膜的扩散作用，细胞壁是全透性的，K+和葡萄糖通过细胞膜和原生质层的原理是主动运输。【答案】D

10．根毛细胞从土壤溶液中吸收水分的原因是

A．细胞壁由亲水性的物质组成B．细胞液浓度低于土壤溶液浓度

C．细胞液浓度高于土壤溶液浓度D．细胞液浓度等于土壤溶液浓度

【解析】成熟的植物细胞与外界溶液构成一个渗透系统，水分进出细胞主要取决于细胞液和外界溶液的浓度差。正常情况下，细胞液浓度总是大于外界溶液浓度，细胞表现出吸水；干种子、分生区的细胞由于没有液泡，它们的吸水是靠吸胀作用，这是因为纤维素、淀粉等都是亲水性的物质，题目给出的细胞是成熟区的细胞，成熟区的细胞具有大的液泡，靠渗透作用吸水。【答案】C

11．从马铃薯中用打孔器打出两圆柱体块P和Q，P在蒸馏水中放1小时，Q在与马铃薯细胞液等渗的盐溶液中放1小时，测定处理的圆柱体是否与原来的孔刚好合适

A．P不合适，但Q刚好合适B．P不合适，Q也不合适

C．P精确的合适，Q也精确的合适D．P精确的合适，但Q精确的不合适

【解析】马铃薯细胞液浓度高于蒸馏水，细胞渗透吸水，圆柱体P坚挺膨胀，比原来的孔大；而圆柱体Q 放在与细胞液等渗的盐溶液中，细胞既不吸水也不失水，因此其与原来的孔刚好合适。【答案】A 12．与干种子吸水方式相同的细胞是

A．根尖分生区细胞B．根毛细胞C．根尖伸长区细胞D．叶肉细胞

【解析】干种子的吸水方式是吸胀吸水。在题目给出的选项中，根尖分生区的细胞因无液泡，所以靠吸胀吸水。【答案】A

13．（2003年上海高考题）北方冬季常绿植物体内矿质养料的运输减弱或近于停止，主要原因是

A．吸收作用减弱B．蒸腾作用减弱C．光合作用减弱D．呼吸作用减弱

【解析】蒸腾作用能加速水分及矿质元素的运输。冬季气温下降，蒸腾作用减弱，致使植物体内的水分流动减弱，从而使矿质元素的运输也减弱或近于停止。【答案】B

14．橡胶树的根吸收水分的主要方式和主要用途是

A．渗透作用、形成胶乳B．渗透作用、蒸腾作用

C．吸胀作用、光合作用D．吸胀作用、呼吸作用

【解析】根吸收水分的方式有吸胀吸水和渗透吸水，其中植物根吸收水的主要方式是渗透作用，植物吸收的水分，主要用于蒸腾作用。【答案】B

15．对绿色植物来说，制约其吸收矿质元素离子的因素有

①根细胞呼吸作用的强弱②根细胞内细胞液的浓度③植物的蒸腾作用④物种自身的遗传性

A．①②B．②③C．①③D．①④

【解析】根细胞的呼吸作用与矿质元素离子的吸收有关，这是因为呼吸作用能为矿质元素离子的吸收提供能量，矿质元素离子是通过细胞膜上载体的主动运输吸收，载体是一种蛋白质，细胞膜上载体的种类和数量又与物种的遗传性有关。【答案】D

16．绿色植物吸收水分最活跃的区域是

A．植物的根系B．根尖的伸长区C．成熟区的表皮细胞D．根冠细胞

【解析】成熟区的表皮细胞有根毛，具有大的液泡，在正常情况下，其细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度，是植物吸收水分最活跃的区域。【答案】C

17．（2003年新课程理综高考题）取适量干重相等的4份种子进行不同处理：（甲）风干，（乙）消毒后浸水萌发，（丙）浸水后萌发，（丁）浸水萌发后煮熟冷却、消毒。然后分别放入4个保温瓶中。一段时间后，种子堆内温度最高的是

A．甲B．乙C．丙D．丁

【解析】根据题意种子在萌发的过程中要进行呼吸作用，呼吸作用越旺盛，产生的热能越多，种子堆内温度就越高，所以分析种子堆内温度的高低关键分析各份种子呼吸作用的强度。（甲）风干，自由水不丰富，呼吸作用弱；（丙）浸水后萌发与（乙）消毒后浸水萌发相比，不仅种子在进行呼吸作用，而且种子中的微生物也在进行呼吸作用；（丁）浸水萌发后煮熟冷却、消毒，酶在高温下失去了活性，也不能进行呼吸作用，所以通过以上各组对比分析，（丙）浸水后萌发这份种子在保温瓶中温度最高。本题也是一道实验分析题，要注意各个对照实验组的变量，分析这些变量对呼吸作用的影响。【答案】C

18．用人工配制的营养液培养黄瓜，过一段时间后，营养液中缺少镁，则黄瓜幼苗颜色首先由绿转黄的是A．茎尖B．新生叶C．植株中部叶片D．植株下部叶片

【解析】当植物缺乏生活所需要的元素时，由于植物自身的调节作用，老叶中的某些物质分解，重复利用的元素从老叶中出来，优先供给嫩叶，不重复利用的元素不能从老叶中出来。镁是可以重复利用的元素，当营养液中缺乏时，可以从老叶中出来移动到嫩叶中，因此，首先是老叶受到伤害，表现为由绿转黄。

【答案】D

19．对植物细胞质壁分离与复原实验进行分析，得不到证实的是

A．原生质层具有选择透过性B．细胞处于生活状态或已死亡

C．细胞液和周围溶液的关系D．溶质分子进出细胞的方式

【解析】质壁分离的发生与原生质层的选择透过性及细胞液和周围溶液浓度有关，只有活细胞的原生质层具有选择透过性，当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时，活细胞失水而导致植物细胞质壁分离。溶质分子进出细胞是通过主动运输等方式完成的，不能通过质壁分离复原实验得以证实。【答案】D

20．在细胞出现质壁分离的过程中，水分子通过细胞结构的顺序是

①细胞壁②细胞膜③细胞质④液泡膜⑤液泡

A．①②③④⑤B．①②④⑤③C．⑤④②③①D．⑤④③②①

【解析】质壁分离的过程是水分由液泡内向外渗透的过程，水分子从液泡开始，依次通过液泡膜、细胞质、细胞膜和细胞壁。【答案】D

二、非选择题

21．（2002年天津高考题）“水往低处流”但是植物体内的水却往高处流，动力从何而来？某同学为此做了两个实验。如下图所示。

实验一：将一枝条插入充满水的玻璃管中，玻璃管的另一端插入盛有水银的容器中。不久水银柱上升，如图一所示。

实验二：将同一植物在靠近茎的基部切断，套上一个弯曲的玻璃管，管内装有水和水银。不久，玻璃管内水分增加，水银柱上升，如图二所示，请回答：

实验一说明____________________________。

实验二说明____________________________。

根据这两个实验，你对水分在植物体内运输动力有何新的认识？

__________________________________________________________________________。

【解析】此题考查植物的蒸腾作用以及根的吸水问题。图一中植物枝条的蒸腾作用使水分散失的过程中，产生了蒸腾拉力，促使水分向上运输。这也是高大的植物能把根吸收的水分运输到植物体全身各处的原因；对于第二个实验，分析起来有一定的难度，也是一个开放式问题。事实上水银柱上升了，说明玻璃管内的水分增加了，只能是根从土壤中吸收的水分进入到玻璃管中，是什么力量导致的呢？由于没有叶，不是蒸腾作用的原因，联系物理上的毛细现象，可以推测：根部的生理活动或根部的渗透吸水也会产生促使水分向上运输的压力，但这不是植物吸水的主要动力。分析实验二的关键是根据事实大胆的分析推测，只有根的活动导致的。

【答案】枝条叶片通过蒸腾作用散失水分所产生的拉力，是促使水分在植物体内向上运输的动力

根部生理活动（答“根部渗透吸水”或只答根部也给分）能产生推动水分向上运动的压力

根据这两个实验说明：水分在植物体内上升的动力不但有蒸腾拉力，还有根部产生的向上压力。

22．用2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分别浸浴某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积的变化情况如下图所示。请据图回答：

（1）原生质体体积在A→B段的变化说明：在该段时间内水分从原生质体_________。细胞液浓度_________。（2）在1分钟后，处于2mol/L蔗糖溶液中的细胞，其细胞液浓度将_________，此时，在细胞壁与原生质层之间充满了_________。要使该细胞复原，应将其置于_________。

（3）在１分钟后，处于2mol/L乙二醇溶液中的细胞，其原生质体体积的变化是由于_________逐渐进入细胞，引起细胞液浓度_________。

（4）并不是该植物的所有生物细胞均可发生质壁分离，能发生质壁分离的细胞还必须具有_________。

【解析】考查植物细胞的质壁分离和复原的过程以及在此过程中细胞液浓度的变化。解题的关键是植物细胞发生质壁分离及其复原所必备的环境条件。一定浓度的蔗糖溶液和一定浓度的乙二醇溶液都可以使植物细胞发生质壁分离。当细胞液的水分向外渗出后，细胞液的浓度将增大。由于植物细胞在乙二醇溶液中不断地吸收乙二醇，使植物细胞液的浓度不断增大，细胞逐渐由失水状态转换成吸水状态，使植物细胞出现质壁分离复原。只有处于生活状态的成熟的植物细胞才可能发生质壁分离，而成熟的植物细胞的标志就是要有大型液泡。

【答案】（1）渗出增大（2）不变蔗糖溶液清水（3）乙二醇升高（4）大型液泡

23．一同学做植物的水培实验，如右图所示。培养液完全按标准配制，在培养过程中，又及时添加补充该培养液。第一周长势正常，第二周起出现缺素症状且越来越严重，第三周全株萎蔫，继而死亡。实验失败，请分析回答：

（1）既然配制的是全素标准培养液，为什么还会出现缺素症状？因为矿质元素的吸收需要消耗_________，而此装置中根系一直浸在水里，导致_________，对此可采取_________措施补救。

（2）培养液中并不缺水，为什么植物到第三周竟然萎蔫？因为_________是两个相对独立的过程。由于蒸腾量很大，导致培养液的浓度_________，使根系吸水_________，为了解决这个问题，可以采取的措施是_________。

【解析】此题考查水分和矿质元素的吸收过程。矿质元素的吸收需要呼吸作用提供的能量ATP，由于无土栽培过程中，植物的根一直浸泡在水中，导致根细胞的呼吸作用受到抑制，影响了根细胞吸收矿质元素，可以向培养液中通入空气，加强根细胞的呼吸作用。因为根吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立的过程，随着蒸腾作用的进行，导致培养液中水分大量减少而使培养液的浓度增大，使根系吸水困难，可以不断地向培养液中补充水分。

【答案】（1）ATP 无氧呼吸供能不足向培养液中充气

（2）植物吸收水分和吸收矿质元素变大困难向培养液中补充适量的清水

24．玉米对磷的吸收，白天比晚上只稍多一点，但它白天吸水却比晚上多8倍，把用溶液培养的黄瓜放到遮荫处，水分的消耗明显下降，而同一时间内钾离子的吸收却有少量增加。请回答：

（1）实验结果说明_________。

（2）黄瓜吸收的水分主要用于_________，部分作为_________的原料。

（3）钾离子进入黄瓜幼苗体内呈_________状态，进入幼苗体内形成不稳定化合物的元素有_________、_________、_________等；_________、_________等元素则形成难溶解的稳定化合物，不再移动。

【解析】题干中玉米白天吸水多时，吸收磷也稍多，但二者不成比例，而黄瓜吸收水少时，吸收钾却增多，这说明植物吸收水分和吸收矿质没有必然的联系，是两个相对独立的过程。植物吸收的水分有95%~99%的用于蒸腾作用，只有1%~5%的参与了光合作用和其他代谢过程。植物吸收矿质元素时是以离子状态吸收的。矿质元素在植物体内的存在形成有三种：①以离子状态存在如K+等。②形成不稳定化合物，如N、P、Mg 等。③形成难溶解的稳定化合物，如Ca、Fe等。

【答案】（1）植物对水分的吸收和对矿质元素的吸收是两个相对独立的过程

（2）蒸腾作用光合作用等代谢

（3）离子N P Mg Ca Fe

25．下图中图A和图B以曲线图解的方式，说明温度及氧浓度对大麦吸收钾、铵离子的影响，请据图回答下列问题：

（1）图A表明：超过35℃后，随着温度的增高，根吸收钾、铵离子的量_________。

（2）图B表明：随着氧分压的增加，根吸收钾、铵离子的量_________，与此同时，细胞中糖的浓度_________。（3）吸收钾、铵离子与温度、氧气浓度有关，这说明矿质元素离子的吸收与_________之间的关系很密切。（4）在两图中均可看到，当温度和氧分压条件相同时，根细胞对钾、铵离子吸收的量有所不同，这种吸收差异与_________有密切关系。

【解析】根对矿质元素离子的吸收原理是主动运输。这与根的呼吸作用有密切关系，有氧呼吸为主动运输提供能量。A图表明35℃以后，温度越高吸收钾、铵离子越少，因为温度过高，影响了酶的活性，降低了呼吸作用，ATP减少，造成了吸收钾、铵离子的数量减少；B图表明随氧分压的增加，根吸收钾、铵离子的量增加，糖的浓度降低，是因为有氧呼吸加强，为根吸收钾、铵离子提供了较多的能量。糖的浓度降低是因为呼吸作用消耗。根对钾、铵离子的吸收量不同是因为根细胞膜上运载钾、铵离子的载体的数量不同所致。【答案】（1）减少（2）增加降低（3）有氧呼吸（4）细胞膜上的载体