第三章绿色植物与生物圈的水循环

1、第三章 绿色植物与生物圈的水循环一、 植物对水分的吸收和运输（一）水对绿色植物的作用1、绿色植物生活需要水。2、水是植物体的重要组成成分。3、无机盐只有溶解在水才能被运输和利用。4、水能维持植物固有的姿态。5、光合作用等生命活动需要水。6、水影响植物的分布（二）植物主要通过根吸收水分。根适于吸水的特点：1、根吸收水分的主要部位是根尖成熟区。成熟区有大量的根毛。这使得根尖具有巨大的吸收面积，因而具有强大的吸水能力。2、成熟区中的导管即时将水运走。 （三）植物通过导管运输水分1、水分在茎内的运输结构是导管，它属于输导组织。导管：上下细胞壁消失形成的中空的管道。每一根导管都是由许多长形、管状的细胞所

2、组成的。导管细胞是死细胞，这些细胞没有细胞质和细胞核，上下间的细胞壁已经消失，形成了一道空的管道。在木质部，导管由下向上输送水和无机盐。掐断植物的茎流出的液体是从植物茎中的导管中流出的。2、除了茎外，根和叶脉内也有导管。这些导管相互连接在一起，形成了水分的运输管网。根吸收的水分，就通过这个管网被送到植物的各个部分。同时，溶解在水中的无机盐也通过这个管网被运输到植物体的各个部分。（四）水进入植物体内的途径土壤中的水 根毛细胞的根毛 成熟区内层细胞 成熟区内的导管；通过导管输送的植物体的其它部位。（一） 植物吸收的水的用途植物吸收的水分，通过根、茎、叶中的导管运送到叶肉细胞，其中一部分被叶肉细胞用

3、于光合作用等生命活动。其余的绝大部分通过蒸腾作用散失到环境中。二、蒸腾作用（一）定义：水分从活的植物体表面以水蒸气状态散失到大气中的过程，叫做蒸腾作用。（二）蒸腾作用的主要器官和式1、蒸腾作用主要是通过叶片进行的。叶的主要功能是进行光合作用和蒸腾作用。叶片的蒸腾作用有两种方式：一是通过角质层的蒸腾，叫做角质层蒸腾；二是通过气孔的蒸腾，叫做气孔蒸腾。气孔蒸腾是植物蒸腾作用的最主要方式。 2、叶片的结构：叶片由表皮、叶肉和叶脉三部分组成。1）表皮：叶片的上下表面都有一层排列紧密的细胞，分别称为上表皮和下表皮。上下表皮一般是由一层细胞组成的，在表皮上分布有气孔。表皮属于保护组织，功能是保护内部结构。

4、2）叶肉：属营养组织。叶肉部分是由多层细胞组成的。叶肉大体上分两层：接近上表皮为栅栏组织：细胞为长圆柱形；排列紧密，像栅栏；细胞内的叶绿体较多。接近下表皮为海绵组织：细胞形状不规则；排列疏松，细胞间有较大的间隙，像海绵；细胞内含叶绿体较少。所以，叶片正面颜色比背面颜色深。3）叶脉：分布在叶肉中，是叶片的骨架。由木质部（内有导管）和韧皮部（内有筛管）组成。叶脉中有两种管道：导管和筛管导管：上下细胞壁消失形成的中空的管道。导管细胞是死细胞。在木质部，导管由下向上输送水和无机盐。掐断植物的茎流出的液体是从植物茎中的导管中流出的筛管：上下细胞壁之间形成的筛孔状的管道。筛管细胞是活细胞。韧皮部中，筛管由

5、上向下输送有机物。割断树皮，切口上方形成的节瘤是由筛管运输的有机物堆积形成的。形成层：在木质部和韧皮部之间有一层具有分裂能力的细胞，它是形成层；形成层属于分生组织。向内分生的细胞形成新的木质部；向外分生的细胞形成新的韧皮部。有形成层的茎可以不断加粗。没有形成层的茎则不能加粗。3、蒸腾作用的门户：气孔1）气孔是植物蒸腾作用的“门户”，也是气体交换的“窗口”。2）气孔是由一对半月形的细胞-保卫细胞围成的空腔。保卫细胞靠气孔的外壁厚，不易伸展；背气孔的内壁薄，易于伸展。3）保卫细胞内有叶绿体，可以进行光合作用。4）气孔可以张开和闭合。保卫细胞控制气孔的开关。当保卫细胞吸水膨胀时，内壁伸展拉长，牵动外

6、壁向内凹陷，使气孔张开；当保卫细胞失水收缩时，内外壁都拉直，使气孔闭合。保卫细胞的形状和大小是能够调节的，植物可通过控制保卫细胞的形状和大小来控制气体和水分的进出。通常情况下，当太阳升起时，温度升高，气孔就慢慢张开，A.空气也就进入气孔，为叶片进行光合作用制造有机物提供二氧化碳；B.当然，植物的蒸腾作用也加强，水分也就会通过气孔而散失，降低了叶片表面的温度，避免叶片被阳光灼伤。C.同进，随着水分的散失，使水向上的动力增大，促进植物的根吸收水，使植物能够进行旺盛的生命活动。当夜幕降临时，气温下降，光合作用逐渐停止，大多数气孔缩小或闭合，蒸腾作用随之而减弱。5）气孔的分布是植物长期适应生存环境的结

7、果。A大部分植物叶的上、下表皮都有气孔，但不同类型植物叶的上、下表皮的气孔数量不同。a.一般禾谷类植物，如一米等，上、下表皮的气孔数量较为接近；b.双子叶植物，如向日葵、番茄等，叶下表皮的气孔较多。B.有些植物，只有上表皮或下表皮有气孔a.木本植物，如苹果等，通常只是下表皮有气孔；b.水生植物，气孔只分布在上表皮。3、蒸腾作用的意义：1）对植物自身的意义：是拉动水和无机盐的在植物体内的运输的主要动力，保证各组织器官对水和无机盐的需要；可以降低叶片表面的温度，避免植物因气温过高而被灼伤；（因为在蒸腾过程中，水变成水蒸气时需要吸收热能）蒸腾作用产生的拉力促进植物对水的吸收。（特别是高大的植物，如果

8、没有蒸腾作用，由蒸腾拉力引起的吸水过程便不能产生，植物较高部分也无法获得水分）2）对自然界的意义：使水大量散失到空气中，加速水的流动；提高大气湿度，增加降水，调节气候。（树木的蒸腾作用使天空中的云量增多从而增加降水量）三、绿色植物参与了生物圈的水循环（一）生物圈中的水循环在生物圈中，水在陆地、海洋、湖泊、河流、动植物和土壤之间进行着周而复始的运动，这叫水循环。水循环的动力主要是光能，它可以使水通过蒸发进入大气中；蒸发到大气中的水遇冷形成雨、雪降落到海洋、淡水及陆地的土壤中。（二）绿色植物通过蒸腾作用参与并促进了水循环绿色植物从土壤中吸收的水分，大部分通过蒸腾作用1）散失到空气中，加速水的流动；

9、2）提高大气湿度，增加降水。而大气中的水又以雨、雪的形式再次回到海洋、河流及陆地上。（三）绿色植物具有良好的水土保持能力，稳定了水循环1、植物的茎、叶承接着雨水，能够大大减缓雨水对地面的冲刷。2、树林中的枯枝落叶就像一层厚厚的海绵，能够吸纳大量的雨水，也使得雨水更多地渗入地下，补充地下水，避免了水土流失。【思考题1】有人计算出一株玉米从幼苗出土到结实的一生中，大约需要消耗200千克以上的水。这些水中只有大约2.2千克（1%左右）是作为玉米植株的组成成分以及参与各种生理过程的，其余99%左右的水都跑到哪里去了？这些水对植物体本身及自然界有什么意义？答：植物吸收的水分一部分成为植物体的组成成分以及

10、参与光合作用等生理过程，其余的则通过蒸腾作用散失。植物通过蒸腾作用，一方面可以抖动水分与无机盐在体内的运输，保证各组织器官对水和无机盐的需要；另一方面在炎热的夏天，通过蒸腾作用能降低叶片表面温度，避免植物因温度过高而被灼伤。【思考题2】取一段带叶的茎，把它放在水里剪断然后将靠顶端的那一段迅速放进滴有几滴红墨水的水里，并在阳光下照射3-4小时你会发现，叶脉红了，整个叶片都有些红了，而茎表面并不见红。为什么？答：植物茎内有相互连接的导管，水分在茎内是通过导管运输到叶片中去；同时叶脉内也有导管。这样，水分通过茎、叶中的导管运输到叶肉细胞，使叶片变红了。【思考题3】将一片刚摘下的叶片浸在盛有70左右热

11、水的烧杯中，叶片表面是否有气泡产生，两面产生的数量是否一样？解释这种现象。答：叶片表面会有气泡产生。气泡的产生是受热后叶片中的气体从气孔中释放出来的缘故。气泡的多少与气孔的多少相关，因此观察到的结果与所选择的材料相关。大部分植物叶的上、下表皮都有气孔，但不同类型植物叶的上、下表皮的气孔数量不同。一般禾谷类植物，如一米等，上、下表皮的气孔数量较为接近；双子叶植物，如向日葵、番茄等，叶下表皮的气孔较多。有些植物，特别是木本植物，如苹果等，通常只是下表皮有气孔；有些植物，如水生植物，气孔只分布在上表皮。气孔的分布是植物长期适应生存环境的结果。【思考题4】有人说，植物吸收的水分，通过蒸腾作用大师地散失

12、掉了，这对植物来说是一种损害和浪费。谈谈你的看法。答：不同意这种说法。植物蒸腾作用对植物自身具有重要的意义：拉动水和无机盐的在植物体内的运输，保证各组织器官对水和无机盐的需要；可以降低叶片表面的温度，避免植物因气温过高而被灼伤；蒸腾作用产生的拉力促进植物对水的吸收。此外，蒸腾作用对自然界的意义重大：使水大量散失到空气中，加速水的流动；提高大气湿度，增加降水，调节气候。【思考题5】栽树时通常要剪去大量枝叶，为什么 ？答：因为蒸腾作用主要是通过叶片进行的，叶片会通过蒸腾作用散失大量的水分，导致树苗因缺乏水分而死亡。剪掉枝叶，目的是降低蒸腾作用，减少水分蒸发，避免树苗缺水而死亡。 【思考题6】取同一

13、植株相同大小的两个枝条，分别标记为A、B。枝条A保留叶片，枝条B摘除叶片，然后将它们分别插入两个大小相同盛有等量清水的量筒中。在量筒中滴加油滴，让油滴铺满水面。将这两个装置放在相同的环境条件下24小时后，观察量筒中液面的变化。1、该实验探究的问题是：叶片是否是蒸腾作用的主要器官。2、该实验探究的变量是：叶片。3、为什么要在量筒中滴加油？答：植物油比水轻，漂在水的上面形成一层油膜，能避免量筒中水分的蒸发，以保证减少的水分是被植物吸收的。4、24小时后，你将看到的实验现象是什么？产生这些现象的原因是什么？答：插有枝条A的量筒中的兴衰成败比插有枝条B的量筒液面低。原因是：叶片是否是蒸腾作用的主要器官

14、，蒸腾作用促进植物水分的吸收和运输，散失掉的水分来自量筒中的水。枝条A带有叶，蒸腾作用较强，会从量筒中吸收更多的水分；枝条B没有叶，蒸腾作用较弱，从量筒中吸收的水分少。【思考题7】君不见黄河之水天上来，奔流到海不复回”，这是唐朝大诗人李白的著名诗句试从生物圈的水循环的角度，对这句诗进行分析。答：水蒸气在天空中凝结成云，然后以雨、雪的形式落到地面上，一部分被生物利用和被土壤等吸收，其余部分汇成江河。可见，“黄河之水天上来”是有一定的科学道理的。“奔流到海”是指江河中的水汇入海洋。“不复回”是指地表水只能向海洋中流，而海水不会倒流入江河并返回陆地。但海洋中的水，会以水蒸气的形式到达陆地上空，最终又会以雨、雪等形式成为“天上来”的水。因此，从水循环的角度看，汇入海洋的水也是可以再返回陆地的。【思考题8】 解读实验数据发育期天数需蓄水量（立方米/公顷）返青期29635拔节期23876抽穗期20956灌浆期311192讨论：1、小麦的需水量与发育时期的关系是怎样的？ 答：1）小麦各个发育期的需水总量按发育期顺序呈逐渐递增趋势。2）日均须水量前三个发育期呈递增趋势；