学前幼教艺术学前通用版小班小班下-第15讲-土壤和根-公开课.docx
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1、第15讲 土壤和根一、 学习目标1. 知道土壤中有大量的生物,土壤由水分、空气、矿物质和腐殖质构成。2. 了解从岩石到土壤的形成过程。3. 区别土壤的三种矿物质颗粒,区别三类土壤的主要性状,知道不同土壤对植物生长有不同的影响。4. 区别直根系和须根系,理解根尖的基本结构特点及其功能。5. 知道根吸水的主要部位和吸水原理。6. 了解氮磷钾等无机盐对植物生命活动的作用。二、 知识梳理(一)土壤中的生命土壤生物1生活在土壤中的动物、植物、微生物(细菌、真菌)等称为土壤生物。2土壤生物的分布受环境特点的影响。3土壤环境特点主要是指:土壤的温度,疏松程度、温度、光照和植物生长状况。(二)土壤中的非生命物
2、质土壤中有水分、空气、有机物、无机盐等物质。1土壤中含有空气在校园中选择一块干燥的土地,取长、宽、厚分别是 5厘米的一块土壤,另取一块相同规格的铁块,分别放入 2只相同的大烧杯中。分别沿烧杯壁缓慢地向 2只烧杯内注水,开始时用量筒量取一定体积的水注入,当快要浸没土壤或铁块时,再换用滴管向烧杯内注水,直到水把土壤和铁块刚好浸没为止。记录向两个烧杯注入的水量:盛有土壤的烧杯 注入的水有 _ 毫升;盛有铁块的烧杯注入的水有 _ 毫升。当向盛有土壤的烧杯内加水时,会看到土壤块表面产生了许多气泡,这是因为 土壤里含有空气。同样体积的铁块和土壤,浸没时加入的水量不同的原因是铁块内部没有空气以上测量土壤中水
3、分的体积分数是采用什么方法?替换法2土壤中含有水分取少许土壤,放入试管中。用试管夹夹住试管,在酒精灯上加热,如图 4-4所示。观察试管壁上有没有水珠?有水珠。实验说明土壤里有植物生长所必需的水。3思考与讨论给你 1只坩埚、1把刻度尺、1只酒精灯和 1台精确度足够的天平,你有办法测量土壤中水分所占的体积分数吗?几何体状土壤样本测出体积及质量捣碎放在坩埚内加热水分充分散失测质量水分质量换算成体积计算出水分的体积分数这样的实验数据是否准确?如果加热时间不够长,水分散失不充分会怎样?如果长时间加热,部分有机物被分解,又会怎样?任何测量的准确度,因为受到各种因素的制约,总是具有局限性的,但并不妨害测量的
4、科学价值。4土壤中含有有机物取经充分干燥的土壤 50 100克,先用天 平称得其质量为 _ 克,然后把它们放在 细密的铁丝网上,用酒精灯加热。你观察到的现象是:有机物碳化分解等燃烧现象。充分干燥:可采用长时间日晒或恒温箱烘烤细密铁丝网:孔径要小,以免土壤颗粒漏掉待土壤冷却后,再用天平称得其质量为 _ 克。你认为土壤质量发生变化的原因是有机物燃烧生成CO2。5思考与讨论用天平称取刚挖出来的土壤50克,并放在细密的铁丝网上,用酒精灯加热,一段时间停止加热,待冷却称其质量为45.2克。你认为能否得出“土壤中含有的有机物质量为4.8克”的结论?(土壤没有通过铁丝网流失)。如果不能,那么应如何改进上述实
5、验?不能得出这样的结论。因为刚挖出的土壤未经干燥处理,含有较多的水分,所以土壤减小的质量中含有部分水的质量。应该让土壤充分干燥:可采用长时间日晒或恒温箱烘烤的方法进行。土壤中的有机物主要来源于生物的排泄物和死亡的生物体。腐殖质:这些有机物在土壤生物的作用下,可以形成腐殖质,储存在土壤中。腐殖质可以为土壤动物提供食物,也可以为绿色植物提供养分。6土壤中还有无机盐。取新鲜的土壤样品50100克,放入大烧杯中向大烧杯中倒入足量的蒸馏水。先用玻璃棒充分搅拌一会儿,再静置一段时间让土壤固体颗粒沉淀下来。得到的上部溶液就是土壤浸出液。取出土壤浸出液约10毫升,过滤,收集滤液,如图4-6甲所示。然后将滤液放
6、入蒸发皿中,用酒精灯加热,使水分蒸发,如图 4-6乙所示。当水分蒸发完后,蒸发皿上有无出现残留物?有残留物出现(三)、从岩石到土壤最初,地球外层的地壳是由岩石组成的。(一)岩石从大到小的过程:岩石石块石砾砂粒1、岩石风化作用风化作用是指岩石不断碎裂的过程。风化的结果就是大块岩石不断地变成细小的矿物质颗粒。2、风化作用的因素A、物理因素 风力 流水 温度剧变 B、化学因素化学物质的溶蚀作用C、生物因素植物的根、地衣植物对岩石作用,使岩石碎裂。(二)有机物在岩石颗粒的积累过程植物和动物的尸体和排泄物积累在岩石颗粒间,是土壤腐殖质和有机物的重要来源。(三)土壤的形成岩石就是在长期的风吹雨打、冷热交替
7、和生物的作用下,逐渐风化变成了石砾和砂粒等矿物质颗粒(岩石从大变小),最后经各种生物和气候的长期作用(有机物积累)才形成了土壤。 从岩石到土壤的形成,是一个长时间并经多种因素(物理、化学、生物等)共同作用的复杂过程。这个过程今天仍在不断地继续着。(四)土壤中的结构和类型土壤主要是由矿物质、腐殖质、水和空气等物质以及多种生物组成的。1、土壤颗粒的分类土壤主要是由矿物质颗粒构成的(占固体95%),按颗粒大小分为砂粒,粉砂粒,黏粒2、土壤的结构土壤各成分之间相互影响,使土壤形成了一定的结构。土壤中成分比例变化、土壤中矿物质颗粒大小会导致土壤的结构发生变化。 3、土壤的类型土壤中一般都含有砂粒、粉砂粒
8、和黏粒。根据它们在土壤中所占的比例不同,可将土壤分为三种。土壤名称土壤质地砂土类土壤砂粒多,黏粒少。土壤颗粒较粗。黏土类土壤黏粒、粉砂多。土壤颗粒较细。壤土类土壤砂粒、黏粒、粉砂大致等量。土壤质地较均匀。4、三类土壤的性状土壤名称性 状砂土类土壤通气、透水性能强,易干旱。保水保肥性差黏土类土壤保水、保肥能力强,通气、透水性能差。壤土类土壤通气、透水,能保水、保肥。 宜于耕种。5、适合植物生长的土壤(1)壤土类土壤适于大部分植物生长(2)为什么壤土类土壤有适合植物生长的性状呢?壤土类土壤的矿物质颗粒、空气、水和有机物等组成比例合理。黏性适度。砂土类土壤组成 黏土类土壤组成 (五)根的形态类型1、
9、植物的根有主根、侧根、不定根三类。主根:有胚根发育而来的根。侧根:在主根上依次长出的根。不定根:是植物的茎或叶上长出的根。2、根系:一株植物所有的根合在一起,叫做根系。3、根系类型:根系类型直根系须根系根的组成主根、侧根不定根根的形态常见植物大豆,花生等大多数双子叶植物葱,小麦等大多数单子叶植物4、根的功能(1)固定:植物的根十分发达,生长范围比枝叶大,对植物起到固定作用。(2)吸收:土壤中的水分和无机盐等营养物质,是通过根吸收而进入植物体体内的。5、根的吸水和失水(1)根吸水失水的部位-根尖(2)根尖的结构A.根尖位置:指根的顶端至着生根毛的一小段(长约5mm),是根生长、分化、吸收养料最活
10、跃的部位。B.根尖结构:(1)根冠(2)分生区(3)伸长区(4)根毛区C.根尖结构的细胞特点及主要作用根尖结构细胞结构特点主要作用根 冠细胞壁薄,外层细胞排列疏松,内部细胞小,排列紧密。保护作用分生区细胞壁薄,细胞核较大,细胞质浓,没有液泡,细胞排列紧密,细胞具分裂能力。分生作用,大部分成为伸长区细胞。伸长区停止分裂,体积增大变长,能较快生长。使根伸长,伸向土壤深处。根毛区细胞停止分裂生长至成熟,分化为各种组织,表皮细胞向外突起,形成不同长度的根毛。根尖吸水、无机盐的主要部位,具吸收作用。(3)根毛细胞吸水失水根毛细胞的细胞壁极薄,液泡较大,内含丰富细胞液。当根毛穿过土颗粒的空隙时,与土壤颗粒
11、紧密地黏附在一起,以利于吸收土壤中的水分和无机盐。(4)根毛细胞吸水失水的条件A. 吸水:细胞液的浓度土壤溶液的浓度一般情况下,根毛细胞的细胞液溶质的质量分数总是大于土壤溶液溶质的质量分数,于是,根毛细胞吸收土壤里的水分。B. 失水:细胞液的浓度土壤溶液的浓度若土壤溶液的溶质的质量分数大于根毛细胞液溶质的质量分数时,根毛细胞就会失水。活动:在甲乙萝卜的洞中分别注入等量的清水和盐水,各用一个装有玻璃管的橡皮塞塞住洞口,记下玻璃管内液面的高度。一段时间后观察:甲玻璃管液面的高度将下降乙玻管内液面的高度将上升用手捏萝卜甲是硬的,而乙是软的(5) 水分进入根部的途径根据细胞液溶质质量分数的差异:水分根
12、毛细胞皮层细胞导管(六)根吸收植物生长所需的无机盐1. 植物的生长需要无机盐 正常 缺氮 缺磷 缺钾 叶片绿色 叶片发黄 叶片暗绿带红 叶片焦枯有褐斑2. 不同的无机盐对植物生长会起不同的作用。不同植物对各类无机盐的需要量不同。像青菜,大白菜等吃叶的蔬菜类植物多浇氮肥,像西红柿,花生等等吃果实和种子类植物多浇磷肥,像马铃薯,番薯等吃根和茎类的植物多浇钾肥。3. 植株缺少某种无机盐,出现相应的营养缺乏症营养元素NPK作 用促进植物生长,枝叶茂盛,促进根系生长,影响开花结籽茎杆粗壮,不易倒伏缺乏时的症状植株矮小,叶片发黄。生长缓慢, 植株暗绿带红植株矮小,叶片上许多褐斑(七)植物和土壤的相互关系1
13、、土壤为植物生长提供水和无机盐2、植物可以帮助土壤积累有机物3、植物与环境的关系是相互影响的。三、 经典例题【例1】土壤生物土壤中有蚯蚓和其他小动物在生活,能使土壤中的无机物成分增加,原因是( )A. 蚯蚓通过呼吸作用排放无机物 B. 蚯蚓的排泄物进入土壤C. 蚯蚓通过松土把地面的无机物带到土壤中 D. 蚯蚓能把土壤中的有机物分解为无机物【答案】D【解析】这道题要求同学们理解蚯蚓是以土壤中的有机物为食,这些有机物经过蚯蚓消化吸收后,会产生无机物排出体外,从而使土壤中的无机物成分增加。【例2】土壤非生物在研究土壤成分的过程中,兴趣小组同学做了一系列的实验,其中能说明土壤中含有有机物的是()A B
14、C.D【答案】C【解析】有机物能燃烧,若要验证土壤中含有有机物,可把土壤放在石棉网上加热,看是否能够燃烧。可见C正确。【例3】土壤空气体积分数小杰为研究土壤中的非生命物质,做了一个小实验,请你与他一同完成实验。长、宽、高分别是10厘米、10厘米、5厘米的铁块和土壤,放入大烧杯中注水至浸没为止,往铁块烧杯中加3个满量筒和图甲中的水,往土壤中加3个满量筒和图乙中的水。请回答:(1)往装铁块的烧杯中加入水的量为 ,往装土壤的烧杯中加入水的量为 。(2)同样体积的铁块和土壤,为什么加入的水量不同? 。(3)土壤中空气体积分数大约为 。(4)在适宜植物生长的土壤中,空气占土壤的体积分数大约在15%35%
15、之间。土壤空气对于植物的作用是 。【答案】(1)650毫升;750毫升;(2)土壤中有空气;(3)20%;(4)给根提供足够的空气(氧气)进行呼吸。【解析】(1)已知题干中量筒的量程为200毫升,往铁块烧杯中加3个满量筒和图甲中的水,即往装铁块的烧杯中加入水的量为:200毫升3+50毫升650毫升;往土壤中加3个满量筒和图乙中的水,即往装土壤的烧杯中加入水的量为:200毫升3+150毫升750毫升。(2)由于铁块是实心的,而土壤中有空气,即存在空隙,加入的一部分水会进人土壤空隙,故要想浸没同样体积的铁块和土壤,加入的水量是不同的。(3)土壤的长、宽、高分别是10厘米、10厘米、5厘米,故土壤的
16、体积为:10105500(厘米3)500毫升。 而放入土壤的大烧杯中比放入同样体积铁块的大烧杯中多加入的水为:750650100(毫升),即土壤中空气的体积为100毫升,则土壤中空气体积分数大约为:100毫升500毫升20%。(4)土壤的缝隙中存在空气,给根提供足够的空气,有利于根的呼吸,促进根的生长,从而利于植物的生长。【例4】土壤的形成生命的起源初期,地球上并没有土壤,以下哪种生物的出现使这成为可能 ( ) A. 低等植物 B. 高等植物 C. 动物 D. 真菌【答案】A【解析】这道题结合性比较强,生命的起源初期,地球上并没有土壤,这就意味着一开始地球上并没有大量的有机物,动物和真菌因不能
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