“根对水分的吸收”一节课的教案

本节教材内容包括:植物生活需要水分,细胞吸水原理,根从土壤中吸收水分,外界条件对根吸收水分的影响和对植物进行合理灌溉的道理。根是绿色开花植物的营养器官之一,其结构与功能是统一的。根的主要功能是将植物体固定在土壤中,以及从土壤中吸收水分和无机盐。本节课要讲的是植物的根对水分的吸收。要想让学生理解根吸收水分的原理和过程,必须先让学生理解细胞吸水的原理。由于学生对细胞吸水的     

加强实验教学 充分发挥学生的主体作用——“细胞吸水原理”的教学尝试

初中植物学教材中“细胞吸水原理”是活细胞重要的生理过程,对初一学生来说是难度较大的内容。为使学生较好地掌握教材内容,我们加强了实验教学,引导学生独立地去探究知识,注意能力的培养。作法如下: 1.提出问题,揭露矛盾问题和矛盾是调动学生学习积极性的重要方面,为激发学生的求知欲望,在讲课开始前先让学生观察一个演示实验。用两棵生长状态相近的幼苗,将一棵的根放在清水中,另一棵的根放在盐溶液里。经过一段时间,让学生观察两棵幼苗发生了什么变化?通过对两棵幼苗变化的对比找出原因,为进一步揭示矛盾提出探究的目标。生长正常的幼苗为什么能吸收水分?发焉的幼苗为什么不能吸收水分?根毛细胞吸水有什么规律? 引导学生寻求细胞吸水的原理。     

为什么根毛区的细胞吸水量活跃?

答:根毛区的细胞之所以吸水最活跃,主要有以下原因:第一,根毛区有根毛,大大增加吸收水分的面积,有利于水分的大量吸收。第二,根毛区的输导组织发生后生木质部的分化,有利于纵向运输水分。第三,根毛区细胞壁的外部由果胶质组成,粘性强,亲水力大,对于水分的吸收有很大的帮助。由此可以看出,根毛区的细胞具有与其吸水功能相适应的结构,所以该处的细胞吸水最活跃。     

稳定碳同位素测定水分利用效率——以决明子为例

通过称重法和稳定碳同位素方法对盆栽决明子生长不同时期不同部位(根、茎、叶)的碳同位素组成(δ13C)、碳同位素分辨率(Δ)和水分利用效率(WUE)进行了研究,并分析了它们之间的相关关系,结果表明:决明子不同部位δ13C值表现为根茎叶,Δ为根茎叶,不同时期方差分析显示只有根部差异显著,茎叶的δ13C值、碳同位素分辨率分别与水分利用效率呈显著的正相关和负相关关系。称重法得出的WUE和不同部位(根、茎、叶)碳同位素测定的水分利用效率(WUER、WUES、WUEL)有显著正线性相关,其中与WUEL相关系数最大为0.86,与WUES、WUER的相关系数分别为0.80和0.82。说明利用稳定碳同位素方法测定决明子水分利用效率具有可行性,尤其是利用叶片测定的水分利用效率得到更为可靠的结果。     

摘叶造成的碳限制对刺槐碳素分配和水力学特性的影响

以3年生刺槐（Robinia pseudoacacia Linn.）为研究对象,通过对其进行连续3次摘叶造成严重碳限制,检测摘叶后刺槐的生物量分配、叶片形态和不同部位的非结构性碳（NSC）浓度,同时检测其根压和根系导水率、枝条水势和导水率损失值（PLC）及茎的抗栓塞能力,研究摘叶造成的碳限制对刺槐碳素分配和水力学特性的影响。结果显示,摘叶显著降低了刺槐不同部位的生物量,其中细根生物量降低程度最大;摘叶还造成了刺槐不同部位NSC浓度显著降低,茎韧皮部、茎木质部、根韧皮部和根木质部的NSC浓度分别为对照的29.6%、20.2%、10.2%和8.7%,且根部NSC的降低程度显著高于茎;碳限制显著降低了刺槐苗木的根压和根系导水率,增加了枝条凌晨和正午的PLC,降低了其抗栓塞能力。研究结果表明摘叶造成的碳限制改变了刺槐的碳素分配模式,限制了碳素向根的分配,抑制细根的发生,进而限制根的水分吸收能力,加重枝条栓塞程度,同时还会导致枝条抗栓塞能力下降,从而降低植物水分输导的安全性。     

根压与根系的主动吸水

植物根系吸收水分有两种类型:被动吸水和主动吸水,被动吸水的动力是蒸腾拉力,主动吸水的动力是根压。我认为根压不是植物根系吸水的动力,而应当是植物根系吸水的结果。理由有三点: 第一,根压的定义没有“根压是根系主动吸水的动力”的含义。“根系的生理活功使液流上升的压力称为根压”。“根压是由于根系代谢活动的结果,使木质部导管分子内产生     

非均匀水势下作物根系吸水模型分析

根据土壤-根系统中水分守恒和水势对水分运输作用的原理, 建立了土壤中非均匀水势作物根系吸水模型。在该模型中, 分别对一次函数和指数函数两种不同的非均匀土壤水势的表达形式建立模型, 并对非均匀水势和均匀水势下模型的解析解之间的关系进行了探讨; 利用该模型讨论根系的吸收阻力和木质部传导阻力的比率对根吸水的影响; 运用阻力比率的合理生理范围确定根生长的优化长度。结果表明: 在特定情况下, 非均匀水势下的根系吸水模型可以用于均匀水势, 对Poiseuille公式进行修正后得到的根的优化长度接近实际值。     

玉米/大豆间作条件下的作物根系生长及水分吸收

通过田间试验研究了玉米/大豆条带间作群体的根系分布及土壤水分吸收规律.结果表明：水分充足条件下,土壤剖面内玉米和大豆根系的分布模式近似于三角形;玉米根系水平分布范围较大,侧向伸展长度约为58 cm,16～22 cm土层的玉米根系侧向伸展最远,玉米根系不仅分布于间作条带行间,而且生长到大豆条带的行间;大豆根系水平分布于相对有限的区域内,侧向伸展长度约为26 cm.作物根质量密度随着距作物行（玉米或大豆）距离的增加而减少,玉米行和边行大豆根质量密度的90%分布于0～30 cm土层.距玉米行10 cm处玉米的根质量密度高于大豆,距玉米行20 cm处大豆的根质量密度大于玉米,两种作物根质量密度的85%都分布于0～30 cm土层内.间作条带内水分变化主要集中在0～30 cm土层,水分变化量依次为：玉米区域>大豆区域>条带行间.表明在水分充足条件下,间作作物优先在自己的区域吸水,根系混合区吸水滞后发生.     

基于稳定同位素和热比率技术的侧柏水分逆向运移特征与过程

植物在一定环境条件下可通过叶片吸水发生水分逆向运移来维持自身生长,尤其是在季节性干旱地区。但这一过程通常被忽视,使得在量化理解干旱胁迫下的森林植被水分利用过程与机制方面仍存在一定的空白。本研究以北京山区为研究区,以其典型造林树种侧柏为研究对象,利用稳定同位素和热比率技术,通过野外布设对比试验和室内控制盆栽试验,分析树木体内水分逆向运移的发生条件和规律,量化逆向运移量及补给率,研究不同部位水分逆向运移变化特征及过程。结果表明: 在野外对比试验中,控制样方在雨后的树木胸径和根系处监测到逆向液流,且根系逆向液流的发生比胸径处会有所延迟,而对比样方则无逆向液流;在室内控制试验中,不同处理组在雨后2 h树木各部位逆向运移补给率达到最高值,除重度和中度干旱处理外,雨后8 h基本恢复初始状态,水分逆向运移对植物的影响一般不超过24 h;叶片吸水量与其产生的对枝条和根际土壤的逆向补给率和土壤前期含水量呈负相关关系,对叶片、枝条和根际土壤的最大补给率分别为(9.5±0.1)%、(5.9±0.3)%和(5.7%±0.6)%;在水分逆向运移过程中,侧柏不同部位水分运移对时间的响应不同。在复杂多变的水分供给条件下,研究植物水分逆向运移的过程与机制,对准确理解其生存和竞争力具有重要意义。     

植物水分生理教学中的两个问题

根压与根系吸水根压是植物根系的生理活动使液流从根部上升的压力。一些教科书中将根压视为根系吸水的动力之一,认为根压把根部的水分压到地上部,土壤中的水分便不断补充到根部,这就形成了根系吸水过程。这是不正确的。根系利用代谢能,主动地将土壤中的溶质吸收到内皮层内部,又主动(或被动)地将吸收的溶质转移到导管中,使导管溶液的浓度高于外部溶液的浓度,通     

乌兰布和沙区紫花苜蓿根系生长及吸水规律的研究

研究了不同水分处理下,乌兰布和沙区紫花苜蓿系生长发育规律及根系吸水速度,结果表明：不同水分处理的根系生长规律最基本一致的,在生长季风均呈增加的趋势;但适度干旱可促进根系的伸长生长。在当地土壤类型条件下,根系主要分布在０－３０cm土层;根重密度在土壤剖面上的分布遵循对数规律,并随深度的增加呈降低趋势。运用一维土壤水分运动方程,计算得到了不同水分处理根系吸水速度在土壤剖面上的分布状况;根系吸水速率与土壤含水量和根密度密切相关。     

单瘤酸模根—茎转换区初生维管组织的解剖学研究

作者在对单瘤酸模（Ｒｕｍｅｘ ｃｒｉｓｐｕｓ ｖａｒ．ｕｎｉｃａｌｌｏｓｕｓ）幼苗维管组织做连续切片的解剖观察时看到,该植物维管组织从根到茎的变化过程中出现４个不同的中柱类型即（１）根－下胚轴的三元型星状中柱;（２）子叶节区下部的单体型原生中柱;（３）子叶节区上部的管状中柱和（４）上胚轴－苗端的真中柱。作者对此进行了讨论,认为子叶节区既然具有原始的单一管状类型的中柱,说明这一部位应为与古老 性顺官     

黄土地区防护林生态系统水量平衡研究

根据黄土地区的防护林生态系统水分循环的特征,提出了防护林生态系统水量平衡方程,通过对１９８８￣１９９２年刺槐、油松、沙棘、虎榛子林地、草地和裸地６种生态系统水量平衡的分析,结果表明降雨是防护林生态系统主要的水分输入量,刺槐和油松林根际层以下土壤水分的上升补给,也是重要的水分输入项,特别是春季的４￣６月份,更是防护林生态系统极为重要的水分来源,刺槐林和油松林平均根际区下层土壤水分上升补给量占降雨量的     

计算机辅助教学在“水分代谢”一节课中的运用

随着教育和科学技术的迅速发展,计算机已逐步进入中学生物课堂中,其辅助教学的作用越来越被广大生物教师所认识。本文以“水分代谢”第一课时为例,探讨如何发挥计算机在生物教学中的辅助作用。1教材分析“水分代谢”第一课时是研究植物对水分的吸收。这堂课的教学目标是;（1）植物吸水的主要器官及部位;（2）吸水的方式;（）植物细胞渗透吸水的原理。其教学重点为植物细胞的渗透吸水,教学难点为渗透吸水的原理。通过教学,要使学生理解植物细胞发生渗透吸水的条件,以及质壁分离及复原的原因。2教学方法设计根据教学目标和教学重点难…     

水分胁迫对杨树幼苗非结构性碳水化合物分配的影响

以1年生杨树幼苗为对象,采用盆栽控水法,设置适宜水分、轻度、中度和重度干旱胁迫处理,研究杨树幼苗叶、茎和根在处理15、30、45和60 d时非结构性碳水化合物(NSC)的变化。结果表明:与适宜水分处理相比,随着水分处理时间延长,水分胁迫导致杨树幼苗叶和茎的可溶性糖及NSC含量先增加后减少;根可溶性糖及NSC含量在轻度和中度胁迫处理呈下降趋势,在重度胁迫处理先增加后减少;叶淀粉含量在轻度胁迫处理先增加后降低,在中度和重度胁迫处理先减少后升高。水分处理45 d后,水分胁迫导致茎和根的淀粉及NSC含量显著下降。水分处理60 d时,NSC含量在各器官的下降率表现为根茎叶,淀粉含量下降率大于NSC含量。可溶性糖含量主要在叶中下降,在枝和根中保持稳定。水分胁迫导致杨树幼苗NSC储量降低,易遭受环境胁迫而导致死亡。     

甘肃省蚜虫类物种多样性研究

在已有标本采集记录和资料的基础上,从分类阶元、寄主植物、寄生部位、动物地理区系的角度探讨了甘肃省蚜虫类的物种多样性。结果表明甘肃省蚜虫种类丰富,已知9科90属220种;分布在华北区、蒙新区、青藏区、华中区和西南区,其中华北区、蒙新区和青藏区的种类最为丰富,因此甘肃省蚜虫区系以古北界成分为主;寄主植物种类繁多,已知有46科111属;寄生部位多样化,以叶片和茎为主要为害部位。另外就甘肃省所处地理位置的特殊性,初步讨论了在不同地理区划交界处物种生物多样性所受的影响。     

典型黑土区春玉米茎流特征及其环境影响因素

明确典型黑土区春玉米茎流变化规律，探究影响春玉米茎流速率的主控因素，对深入了解该区域春玉米蒸腾耗水特性以及调控田间水分管理具有重要参考价值。本研究采用包裹式茎流计和TDR探针对典型黑土区春玉米灌浆期至成熟期茎流速率及耕层土壤水热状况进行连续监测，并结合试验区自动气象站同步采集数据，分析不同时间尺度下茎流速率与环境因子的相关关系。结果表明：典型黑土区春玉米茎流速率具有明显的昼高夜低变化特征，白天瞬时茎流速率峰值最高可达139.9 g·h^-1,夜间仍有微弱茎流。与晴天相比，阴天、雨天条件下春玉米茎流启动、结束时间以及峰值均受到显著抑制。小时尺度下，太阳辐射、饱和水汽压差、相对湿度、空气温度和风速均与茎流速率呈极显著相关；日尺度下，仅太阳辐射、饱和水汽压差和相对湿度与茎流速率呈极显著相关，相关系数绝对值在0.7以上。由于观测期内土壤含水量较高，本研究中耕层水热状况与茎流速率相关性不高(绝对值均小于0.1)。无水分胁迫条件下，无论小时尺度还是日尺度，太阳辐射、饱和水汽压差以及相对湿度始终是该区域影响春玉米茎流速率的3个主要因素。     

干热河谷草本植物生物量分配及其对环境因子的响应

以干热河谷6种草本植物为对象,研究了水分、养分、刈割对生物量在根、茎、叶的分配及异速生长关系的影响.结果表明:刈割处理叶生物量质量分数从25.1%显著增加到31.2%,茎生物量质量分数从43.7%显著降低到34.2%;养分添加处理根生物量质量分数从34.0%显著降低到30.8%;水分处理对生物量分配没有显著影响.物种对根、茎、叶生物量分配有显著影响,适应贫瘠土壤的物种将更多生物量分配给叶和根,对茎生物量的分配相对较低.物种与环境因子存在显著的互作效应,表明环境因子对不同物种的生物量分配影响不同.适应贫瘠土壤的物种叶-茎标度指数和异速生长常数大于其他物种,而茎-根标度指数和异速生长常数小于其他物种.养分显著增加了叶-茎和叶-根的异速生长常数,刈割显著降低了茎-根的标度指数,水分处理则没有显著效应.环境因素对器官间异速生长关系的影响存在种间差异.生物量分配的种间差异及其对环境因素的响应特征可能对植物适应环境变化产生重要影响.     

宽窄行栽植模式下三倍体毛白杨根系分布特征及其与根系吸水的关系

采用剖面法对宽窄行栽植模式下三倍体毛白杨(triploid Populus tomentosa)的根系分布特征进行了研究;采用管式TDR系统对土壤剖面含水率变化动态进行了连续观测,并据此计算林木根系吸水速率,以探讨土壤含水率、根系分布和根系吸水分布之间的相关关系。研究结果表明:毛白杨的总平均根长密度在林带两侧和不同径向距离处非常接近(P>0.05);但在不同土层间变化很大(P<0.01),其中0-20和60-150 cm土层为根系主要分布区域,其根系所占比例共达86%;不同径阶间的根长密度差异显著(P<0.01),且其比例关系会随空间位置的改变而发生变化。不同栽植方位下,林带东侧毛白杨根系分布的浅层化程度高于西侧,且在径向240-280 cm内其0-0.5 mm的极细根显著多于西侧(P<0.05)。因此,宽窄行栽植模式下,深度和径阶是毛白杨根系分布的主要影响因子,而栽植方位会对其形态构型产生影响。毛白杨根系吸水模式受细根分布的影响,但会随土壤剖面水分有效性分布的变化而变化:当表土层水分有效性增加时,根系吸水主要集中在表土层;当表土层水分有效性降低时,深层土壤根系的吸水贡献率会逐渐增加;当土壤剖面水分条件异质性较高时,根系吸水主要集中在根系密度与水分有效性均较高的区域;当土壤剖面水分分布均匀且不存在水分胁迫时,根系吸水分布与细根分布最为一致。     

甘蔗茎尖原生分生组织区域化

甘蔗茎尖原生分生组织是甘蔗地上部分一切形态组织的发源中心,通过对6个不同茎径甘蔗品种4个不同营养发育时期的茎尖原生分生组织显微和超微结构观察研究发现:甘蔗茎尖原生分生组织呈半卵型结构,明显分为原套原始细胞区、原体原始细胞区、周缘分生细胞区、髓分生区,其区域化符合原套-原体学说。原套原始细胞区为最外一层细胞,原套细胞之间胞间连丝丰富,而原套与原体细胞之间胞间连丝极少,细胞以垂周分裂为主,扩大原生分生组织表面积;原体位于原套下的分生组织的中央区域,细胞可以进行各个方向的分裂,不断增加体积,原体原始细胞区呈一个球体;周缘分生区位于原套、原体下方两侧,细胞活跃产生叶原基和原形成层细胞;髓分生区细胞位于原体下方周缘分生区内侧,细胞横向分裂纵向排列,使甘蔗茎伸长。