高三生物二轮复习学案植物代谢之无土栽培.docx
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高三生物二轮复习学案植物代谢之无土栽培
无土栽培专题复习
【目标】
1、了解无土栽培的相关原理及在农业中的应用
2、进一步促进学生对课本知识的理解和掌握，培养学生分析、综合、归纳以及解决实际问题的能力。
【过程】
无土栽培概念：
是指不用天然土壤、而用营养液来栽培作物的方法。
现时无土栽培可分无基质栽培和基质栽培两类。
优点：
（1）不占用耕地。
扩大了栽培面积和范围
（2）节水节肥产品清洁卫生，有利于实行工厂化和自动化（3）全年都可栽培，产量高（4）省工省力。
与土壤栽培比较，节省人工和劳力，一般可省工50％左右。
（4）病虫害少。
能避免土壤传播的病虫危害及连作障碍，相对病虫害减少，有利于减少农药用量，减少污染。
无土栽培是目前改善生态环境增加农民收入的有效途径，也是生产无公害瓜菜的最佳栽培模式之一。
一、水培法种植植物的情况分析：
【例题】下表是用于无土栽培的一种培养液配方，请回答下列问题：
………………………………1.0g
…………………………………0.25g
………………………………0.25g
……………………………………0.12g
……………………………………0.005g
……………………………………1000mL
⑴ 该配方中属于植物所需的大量矿质元素是__________，微量元素是__________。
⑵ 用无土栽培营养液培养花卉等植物时，往往要给营养液通入空气，这一措施的目的主要是促进根的作用，以利于根对矿质元素的吸收．这一生理过程主要发生在植物根细胞的（填一种细胞器）中．
⑶ 植物在吸收培养液中的矿质离子时，主要是通过___________方式进行的。
经过一段时间后，检测到培养液中留存的Ca2+较多，而NO3—较少，这一现象与细胞膜__________的有关。
⑷如果植物在培养过程中出现了萎蔫现象，其原因很可能是营养液浓度（填“大于”、“小于”或“等于”）细胞液浓度．
⑸要使该植物生长良好，根据光合作用所必需的条件，除了适宜的温度外，还需要
_________和___________。
⑹若除去该培养液中的MgSO4，植物将出现什么现象？
为什么？
这种现象首先出现在什么部位？
为什么？
答案：
（1）N、P、K、Ca、Mg、SFe、Cl
（2）根的有氧呼吸细胞器（3）主动运输选择透过性（5）光照二氧化碳（6）叶片发黄Mg是合成叶绿素的必需元素老叶Mg在植物体内形成不稳定化合物，易分解转移，缺乏时从老叶向新叶转移
【小结】
【变式训练】图6-12表示水培法栽培植物的简图，请分析回答：
成分
Ca（NO
）
MgSO
KH
PO
KCl
FeCl
H
O
含量（g）
1.0
0.25
0.25
0.12
0.005
1000
⑴如果向培养液中加入过量的NaNO
，植物将
__________，其原因是______________。
（2）如果用
O标记的CO
来进行大气施肥，则
O首先出现在______________（物质）中；如果培养液中的水为
O标记的水，不久发现周围空气出现放射性元素，其存在于______________（物质）中；
（3）如果A、B分别为等质量的番茄幼苗和水稻幼苗，培养一段时间检测A与B培养液发现，A比B中含Ca
量少，可以断定番茄根细胞表面运载Ca
的载体_________，该实验还可以说明_________________；
（4）除了通气外，其他条件不变，较长时间培养后，比较B装置中三个叶片的Mg、Ca含量，含Mg量最大的是__________，含Ca量最大的是___________；
（5）列举表格所示培养液中KH
PO
对植物光合作用的影响：
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（6）若用上表所示的培养液培养硝化细菌，成分应如何调整？
如果培养圆褐固氮菌，成分应如何调整？
______________________________________________________________________。
答：
（1）萎蔫死亡培养液浓度过大，会导致植物失水死亡上升
（2）C6H12O6H2O、O2（3）多植物对矿质离子的吸收具有选择性（4）②③（5）磷是NADPH、ATP等物质的重要组成成分，磷在维持叶绿体膜的结构和功能上起着重要的作用；绿色植物通过光合作用合成糖类，以及将糖类运输到块根、块茎和种子器官中，都需要钾（4分）
（6）如果培养硝化细菌则需要加入NH
，若培养圆褐固氮菌则应加入有机物，可除去氮素
二、无土栽培中的异常情况分析：
【例题】一同学做植物的水培实验，如图。
培养液完全按照标准配制的，在培养过程中又及时添加补充该培养液。
第一周植物长势正常，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：
⑴既然配制的是全素标准培养液，为什么还会出现缺素症状？
补救可采用
什么措施？
⑵实验植株出现的元素缺乏症状，你认为应该是植物幼嫩组织、成熟或老的组织，还是各种组织都表现缺素症？
为什么？
⑶培养液中并不缺水，为什么到第三周竟然萎蔫？
为解决这个问题，可以采取什么措施？
⑷据此在农业生产上应采取的相应栽培措施有：
①
②
【变式训练】选取A、B、C、D四个瓶，A、C瓶装土壤浸出液，B、D装蒸馏水，装置如下图。
请回答：
（1）在A、B两瓶内各培养一株同样大小健壮的水稻苗，过一段时间，A瓶里幼苗仍然健壮生长，而B瓶内的幼苗瘦弱发黄，这个实验说明__________________.
（2）在C、D两瓶内各培养一株同样大小健壮的棉苗，过些日子，这两个瓶内的棉苗都枯萎死亡，分析棉苗死亡的原因________________________.
（3）A瓶水稻与C瓶棉苗的环境相同，为什么水稻能正常生长，而棉苗死亡?
________________.
（4）为使B瓶水稻苗也正常生长，有人向B瓶中加入些硝酸铵、硝酸钾、硫酸镁和适量的磷酸二氢钙等物质，并且向瓶内水中通入空气，不久发现该水稻苗萎蔫，最后死亡，你分析原因何在_____________________________________.
（5）根据以上实验结合所学知识，你认为给植物配制营养液时，培养液的成分中应含有___________________，而且应注意_______________。
答：
（1）缺少矿质元素，植物就不能正常成长（2分）
（2）水中缺O2，根细胞长期进行无氧呼吸产生酒精，导致烂根死亡。
（2分）
（3）水稻的根和茎中有气腔，根通过气腔从地上部分获得O2，适应水中缺氧生活：
而棉苗不能。
（2分）
（4）加入的矿质元素量较多，使培养液浓度大于细胞液浓度，而使植物蔫萎死亡。
（2分）
（5）14种必需矿质元素（1分）各成分的比例适当，溶液的PH值适中（1分）
【小结】
三、可控温室栽培情况分析
【例题】在控制温度和大气成分的温室中，可以用人工配制的营养液进行无土栽培蔬菜。
下面是无土栽培的番茄体内代谢示意图和营养液成分表：
成分
含量
Ca（NO3）2
1g
KH2PO4
0.25g
KCl
0.12g
MgSO4
Fe（NO3）2
0.25g
0.25g
Mo
极少
蒸馏水
1000ml
O2CO2温室气体
C6H12O6ECO2+H2O+能量
②
①
H2O
蛋白质代谢
矿
营质
养离
液子
多糖
脂肪代谢
番茄体内
请回答下列问题：
⑴天气晴朗，光照充足，营养液中矿质离子完全满足需要，为使番茄增产，应当采取的措施是_________________________。
⑵图中①和②依次为反应和反应，其正常进行的生态因素除图中所示外还有、等。
过程①的产物____________是过程②的进行所必须的。
⑶要使植物正常生活，培养液中至少还应加入_____种必需元素。
营养液中，____________离子进入番茄体内后，将成为不可再利用元素；Mg2＋进入叶绿体内，可用于____________的合成；而H2PO4－进入番茄体内后，可用于____________________的合成。
⑷物质E是，是非常重要的中间产物，它产生于细胞质基质，在有氧情况下迅速转到内彻底氧化分解，此外，E还可以通过作用转化为丙氨酸。
⑸若要证明铁元素是番茄生长发育必需的矿质元素，其具体研究方法是
⑹ 温室栽培叶类蔬菜时，营养液中应适当增加。
⑺当阴雨连绵、光照不足时，温室蔬菜大棚的温度应。
【小结】
四、无土栽培相关实验设计分析
【例题】下面是生物科技小组设计的一种植物（玉米）在全素与缺素时的水培实验方案。
请仔细观察分析方案中的图表资料后，回答下列问题：
植物生长需要的各种主要元素无机盐实验用培养液配制一览表
元素
作用
缺素时症状
氮
1制造蛋白质的原料
2叶绿素的重要组成成分
1叶转黄色2植株矮小
3不能正常开花结果，代谢失调，生长不良
磷
1为核酸的成分
2为酶的成分及代谢作用所必需的元素
3构成细胞膜的成分
1叶深绿面灰暗，叶背红紫色
2代谢失调，生长不良
钾
1激发酶的活动，维持正常的代谢活动
2为多种酶的成分
1叶转黄绿
2生长缓慢、茎较纤细
3成熟期不齐，产量很低
（1）该实验方案的目的是________________________________________________。
（2）参照下图，回答问题：
A组实验在实践过程中起____________作用。
培养一段时间后观察发现B、C、D组将会出现一定的缺乏症，其中B组植株的症状是___________________________。
（3）如果要使实验更严密，还可以再设计二次对照，请用简明的文字说明设计二次对照的方法。
（4）如用B组的培养液培养微生物，则适宜培养，同时还需要向培养液中加入。
【变式训练】甲、乙、丙三组学生在配制无土栽培培养液时，粗心的甲、乙两组同学分别少加了一种含镁、含铁的化合物，只有丙组按配方配齐了全部元素。
三组学生分别用配制好的营养液培养三株长势相似的玉米，移至阳光下培养一段时间后，只有丙组长势良好，甲、乙组玉米都出现了黄化症。
请思考并回答：
⑴如何通过直接观察的方法判断出甲、乙两组处理分别缺哪一种元素？
______________________________________________________________。
⑵请你设计一个简单实验进一步证明甲、乙两组处理分别缺哪一种元素？
_____________________________________________________________。
⑶ 微量元素硼（B）可以促进花粉管的萌发与伸长，缺B时，花药和花丛萎缩，花粉发育不良。
现手头上只有基因型分别为BB和bb两品系的种子，请用溶液栽培法，设计一个实验，培育出大量高纯度该植物的Bb玉米种子（杂种优势）。
答：
（1）①老叶变黄者缺镁，嫩叶变黄者缺铁。
（2）向甲、乙组的营养液分别补充镁元素和铁元素，如果症状消失，则甲组缺镁，乙组缺铁；若缺乏症状仍存在，则甲组缺铁，乙组缺镁。
（3）①生产车间配制缺硼的全素营养液，在培养液中种植BB的植物
②同一车间中配制的全素营养液，在培养液中种植bb的植物
③开花后，采集bb植株的花粉，对BB植株进行人工授粉
④最后从基因型BB的植物收获种子，作为第二年的生产用种子。
（说明：
若用缺硼营养液培养bb植物，用全素营养液培养BB植物，用BB的花粉为bb授粉，最后从bb植物上收获种子也可以。
）
专题强化训练：
1．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D
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
2．在含有K、P、Ca、Mg、B、Cu、Mn等营养元素的培养液中培养小麦，在麦苗第五片叶展开时，在第一片叶上出现了缺绿症状，问该缺乏症是由于上述元素中哪种元素含量不足引起的（）
A．KB．BC．MgD．Mn
3．在温室中培育绿色植物时，通过增施农家肥料可以提高（）
A．吸收必需的矿质元素B．温室中的CO2的浓度
C．绿色植物的呼吸作用D．土壤溶液的浓度
4．在寒冷的冬天，利用温室进行蔬菜种植，为了提高经济效益，应当采取的措施及方法是（）
建造温室大棚时使用蓝紫色的塑料薄膜，以提高光合作用强度
适当增加光照，以补充冬季阳光的不足
尽量增加空气湿度，以降低植物的蒸腾作用
向温室内定期适量施放二氧化碳气体，以增加光合作用强度
向温室内定期释放氧气，以降低呼吸作用强度
温室内尽量保持适宜的昼夜温差，以利于有机物的积累
A．②④⑥B．①②④C．②⑤⑥D．③④⑥
5．在严寒的冬季，利用温室大棚种植蔬菜、花卉、水果，既可以调剂市场，又具有很高的经济效益。
下面列举了一些与此有关的生产措施，你认为合理的是（）
①温室的设计应尽量提高采光效率，尽量减少热量的散失。
②若使用简易的塑料大棚，最好能在入冬前给土壤施足有机肥，因为有机肥不但可以源源不断地为植物提供矿质营养，还可以补充大棚内的CO2。
③温室蔬菜采用无土栽培技术，不但可以按植物的需求配给营养，还可以免除土壤中有毒有害物质的污染。
④温室往往无风少虫，使得风媒花和虫媒花传粉困难，“花而不实”。
奈乙酸可以帮助人们解决这一难题。
A．只有①②③合理B．只有①②④合理C．只有②④合理D．全部合理
6．右表是为培养某类微生物而配制的培养基的成分组成，有关叙述正确的是（B）
编号
成分
含量
①
NH4HCO3
0.4g
②
KH2PO4
4.0g
③
FeSO4
0.5g
④
CaCl2
0.5g
⑤
H2O
100mL
⑥
维生素
少量
A．该培养基从物理性质来看，属于固体培养基
B．运用上述培养基可以培养自养型微生物
C．运用此培养基可以成功地进行植物无土栽培
D．该培养基中NH4HCO3只提供氮源
7．如果在光亮处用同一种培养液分别培养单细胞绿藻和单细胞酵
母菌，其结果如图所示，造成这种现象的原因是（C）
A．培养液中缺少无机盐
B．培养液中氧气含量太高
C．培养液中缺少有机物，而乙不能进行光合作用（甲为单细胞
绿藻，乙为单细胞酵母菌）
D．培养液中不含CO2
8．利用温室进行无土栽培是现代农业的特征之一，其基本设备如下图。
下列有关叙述中，正确的是D
A．启动风扇和通风装置主要是为了保持室内
空气新鲜，特别是较高含氧量
B．营养液只是为了提供必需矿质营养
C．中耕松土可以提高肥效
D．启动风扇、通风装置和CO2发生器，都可
以提高光合作用强度
9．（多选）下列对植物组织培养培养液和无土栽培
的营养液比较的叙述中，正确的有ACD
A．都必须含植物必需的矿质元素B．都必须含有少量有机物
C．不都需要含有植物激素D．浓度都必须小于细胞液浓度
10．（多选）无锡无公害蔬菜培育基地是在温室中利用无土栽培的方法生产蔬菜，下列描述符合生物学原理的是CD
A．温室无土栽培蔬菜不需要施肥，有利于环境保护
B．晚上应保持白天的温度使植物代谢旺盛，有利于物质转化，提高蔬菜营养价值
C．在水培养液中应当配制好植物必需的大量和微量矿质元素含量，有利于植物生长
D．在温室中要控制好温度、光照及CO2浓度，有利于产量的提高
二、简答题：
1．利用温室栽培是现代农业的特征之一，其基本设备如图。
在植物的不同生长阶段，要调整营养液中矿质元素成分。
植物吸收矿质元素的主要方式为，该方式与作用有关。
为促进植物对矿质元素的吸收，需对营养液采取________措施。
答案：
（１）主动运输呼吸增氧（或“通入空气”）
2．用含有各种必需元素的溶液培养大麦。
试验分两组，一组在光下，一组在黑暗中，48小时后测定几种离子的浓度。
表中各离子下的数据为试验结束时，溶液中离子的浓度占试验开始时浓度的百分比。
实验条件
水分消耗（ml）
Ca2+K+Mg2+（%）
光下
1090
135 27 179
黑暗
435
105 35 113
回答下列问题：
（1）、从吸收离子和吸收水的比例看，大麦在光下吸收哪种上离子比吸收水分快？
（2）、从上述实验所获得的数据，可以得出哪些结论？
答案：
（１）Ca2+、Mg2（２）①光下蒸腾作用比黑暗中强，消耗水分多。
②吸收矿质元素受光照影响。
③吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立的过程。
④植物对矿质离子的吸收具有选择性。
3．将四组生长发育状况相同的豌豆幼苗，分别放入A、B、C、D四种培养液中，在光照、温度、PH等均适宜的条件下培养。
A为蒸馏水；B为0.025mol/LNaCl溶液；C为含有全部必需元素且总浓度是0.025mol/L的溶液；D为含有全部必需元素且总浓度是0.5mol/L的溶液。
一段时间后，C组生长发育正常，A、B、D三组幼苗均死亡。
回答下列问题：
（1）请解释幼苗死亡原因：
A是因为______________
B是因为______________
D是因为
（2）提高盐碱化地区农作物产量的两大途径是______________________________
答案：
（1）没有矿质营养元素营养元素不全溶液浓度过大
（2）改良土壤；种植耐盐碱的作物（或选用盐碱的作物的作物品种）
4．取生长状态相同的两组番茄幼苗，置于表中所列A、B两种培养液中，在相同的适宜条件下培养，甲组用A培养液，乙组用B培养液。
培养液成分
A
B
Ca（NO3）2
+
+
KH2PO4
+
+
KCl
+
+
MgSO4
+
-
FeSO4
+
+
其它微量元素
+
+
蒸馏水
+
-
①若干天后发现，两组番茄苗下部叶片颜色不同，甲组呈，乙组呈。
②为了证明发生此现象的原因，分别取两组不同颜色的等量叶片提取、分离叶绿体色素。
层析结果表明，两组叶片的类胡萝卜素颜色相同，但是乙组叶绿素的颜色比甲组的，其原因是
。
③该实验采用的方法可用来研究。
答：
（1）①绿色，黄色；②浅，缺Mg导制下部叶片叶绿素分解，Mg被运至上部叶片中，造成下部叶片叶绿素含量减少；③某种元素是否为植物必需的矿质元素；
5．下图是水培法成分鉴定实验装置。
若用此装置观察镁对植物的作用，一段时间后，发现A瓶中植株正常生长且叶呈绿色，而B瓶中植株的部分叶变黄。
试分析：
（1）A、B两瓶中的培养液应如何配置？
（2）B植株部分变黄的是老叶还是嫩叶？
。
为什么？
。
（3）图中C管的设置对于维持植物的正常生命活动有何意义？
。
（4）若使周围空气中的二氧化碳为CO2**，瓶中的水均为H2O，则A瓶植株是否有可能产生O2*？
。
请根据有关化学方程式加以说明：
。
答：
（1）A瓶中为全营养液，B瓶中为缺镁培养液
（2）老叶镁在植物体内形成不稳定化合物，可再度分解利用（3）保证根的有氧呼吸，为其生命活动提供能量（4）有可能产生O2*；因为6CO2＋12H2O
C6H12O6＋6H2O
6．右图为植物无土载培装置，请回答下
列问题：
（1）在研究矿质元素X是否为该种植物所必需
的实验中发现，培养在无X矿质元素的“完全营养液”
中的该植物营养生长正常，只是其花粉管不能正常发
育。
对照组一切正常。
实验结论是：
。
（2）人们发现，在通气状态下，植株单位时间内吸收的
矿质营养量远远高于不通气状态，请简要解释其原因。
。
（3）如图所示，将叶片3置于放射性同位素标记的14CO2中数小时，然后将叶片1、2、3和组织4、5分别切下来检测，可以预期会在何种组织中测出放射性标记的有机物？
。
（4）若镁营养不足，顶部新生叶片表现的颜色很可能是：
。
（5）若想促使叶片2部位的侧芽迅速发育成侧枝，可以采用的措施是：
。
（6）若想在一段时间内使该植物尽快增加干物质的积累，可采取的3个措施是：
①。
②。
③。
7。
7．马铃薯的薯块是变态的茎。
自然条件下，它只着生在植物的地下部分而不着生在植物
的地上部分。
为了探索“马铃薯块茎着生部位是否受光照的影响”，某兴趣小组进行了以下实验：
实验器材：
透明玻璃缸（15～20L）一只、支架、装有沃土的花盆几只、经过休眠期和光下催芽的马铃薯块茎几只、黑布、无土栽培的完全营养液等。
实验步骤：
①将马铃薯块茎按芽的位置切成均等的四块栽于花盆中，放在阳光充足处培养，出苗后适当浇水。
②当苗长到15～20cm时，从花盆中取出苗，用清水冲洗干净，用黑布进行遮光处理（如图甲所示），并进行无土培养。
③经4～5周的适宜培养，撤去黑布，实验结果如图乙。
（1）本实验能得到的结论是。
（2）无土培养时必须控制培养液中的、、等条件。
（3）同一株马铃薯的地上部分，遮光可长出变态茎；不遮光只能长出常态茎。
这一现象说明生物的性状表现受的影响。
（4）进一步实验表明：
马铃薯的地上部分无论是主干还是侧枝，只要有尖端分生组织，在遮光的条件下均可发育成变态茎；而对已形成的常态茎遮光，则不能转变为变态茎。
这一现象说明细胞分化具有的特点。
答：
（1）马铃薯块茎着生部位受光照的影响
（2）温度；溶氧量；pH；培养液的浓度（任意答出其中的三项）
（3）环境（4）不可逆转
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