對(duì)于植物必需的礦質(zhì)元素主要是以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的方式來考查的，這一問題是歷年高考考查的重點(diǎn)，解決此類題目關(guān)鍵是要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維能力和較強(qiáng)的邏輯思維能力，實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)的要合理，只能存在一個(gè)變量，即要研究某一種元素，只能缺乏這一種元素，其他條件都應(yīng)該相同，同時(shí)還應(yīng)該設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，或者還需要進(jìn)行二次對(duì)照，進(jìn)一步突出該元素的重要性。近幾年高考有要求考生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程和蛄論等進(jìn)行評(píng)價(jià)的趨勢(shì)，無論怎樣，這是考慮這類問題出發(fā)點(diǎn)和基本原則。
對(duì)于礦質(zhì)元素的遣輸和利用迷類問題主要是考查考生學(xué)以致用的能力。解決此類問題主要是要求考生了解植物不同的部位對(duì)各種礦質(zhì)元素的需求量不同，以及哪些礦質(zhì)元素可以再利用，哪些礦質(zhì)元素不能重復(fù)利用，這是解決這類問題的關(guān)鍵。
Ⅰ熱門題
【例題】 植物口十片從幼到老的整個(gè)生命活動(dòng)過程中
A．有機(jī)物輸出也輸入，礦質(zhì)元素只輸入
B．有機(jī)物只輸出，礦質(zhì)元素只輸入
C．有機(jī)物只輸出，礦質(zhì)元素輸入也輸出
D．有機(jī)物與礦質(zhì)元素都既輸入，又輸出
高考考目的與解題技巧：本題短小精悍，閱讀量不大，考查的知識(shí)點(diǎn)不多，但內(nèi)容豐富。從題干上可以看出要讓學(xué)生了解植物是怎樣生活生長的；從選項(xiàng)上主要考查在植物體內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸。但是這里面蘊(yùn)含著植物對(duì)礦質(zhì)元素的應(yīng)用，以及有機(jī)物的代謝。
【解析】 需要學(xué)生了解礦質(zhì)元素在植物整個(gè)生命活動(dòng)中的應(yīng)用，像K、N、P、Mg等離子或可重復(fù)利用的離子一旦缺乏或因幼葉生長旺盛，幼葉可以從老葉中獲得，因此，礦質(zhì)元素既可以輸入也可以輸出；對(duì)于有機(jī)物，由于幼葉光合面積小，合成的有機(jī)物少，但是，由于生長旺盛，所需的有機(jī)物多，因此，可以從外界獲得，而老葉光合面積大，光合作用強(qiáng)，合成的有機(jī)物多，但生長緩慢，所需要的有機(jī)物少，因此，多余的有機(jī)物可以輸送給生長旺盛或根等部位，因此，對(duì)于有機(jī)物來說，也可以輸入，也可以輸出。因此，此題的答案應(yīng)該是D。
對(duì)于這類題來說主要是審題，首先題干中的葉片從幼葉到老葉，平時(shí)我們做過很多有關(guān)幼葉和老葉的題目，一看到這個(gè)第一反應(yīng)就應(yīng)該考慮到礦質(zhì)元素的利用問題，然后再看題目所問的問題，是否與此有關(guān)，這樣可以使思路不偏差太大，同時(shí)可以節(jié)約時(shí)間；從四個(gè)選擇項(xiàng)來看，主要是涉及到了有機(jī)物和礦質(zhì)元素的問題，礦質(zhì)元素在植物體的利用課本上講得很明白， K、N、P、Mg等離子或可重復(fù)利用的離子一旦缺乏或因幼葉生長旺盛，幼葉可以從老葉中獲得，因此，礦質(zhì)元素既可以輸入也可以輸出；而一看到有機(jī)物，就應(yīng)該考慮光合作用和呼吸作用，從題目上看，主要是要考慮光合作用能合成有機(jī)物，而植物不同的部位所需的有機(jī)物的量不同，因此，有機(jī)物也可以既輸入也可能輸出。其次，這類題考查了學(xué)生的綜合能力，以及學(xué)以致用，理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
【答案】 D
1為驗(yàn)證“鎂是植物生活的必需元素”，三位同學(xué)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，下列是實(shí)驗(yàn)的基本思路。請(qǐng)分別指出三個(gè)實(shí)驗(yàn)思路能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑸槭裁?再寫出你的設(shè)計(jì)思路。
(1)實(shí)驗(yàn)一：取生長狀況一致的大豆幼苗，用符合實(shí)驗(yàn)要求的容器進(jìn)行培養(yǎng)。對(duì)照組容器內(nèi)只盛有蒸餾水，實(shí)驗(yàn)組盛有用蒸餾水配制的鎂鹽溶液，兩組置于相同的適宜條件下培養(yǎng)，并對(duì)溶液通氣，觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況。
(2)實(shí)驗(yàn)二：取生長狀況一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容哭中(砂性土壤肥力均勻，容器符合實(shí)驗(yàn)要求)，對(duì)照組澆以蒸餾水，實(shí)驗(yàn)組澆以蒸餾水配制的鎂鹽溶液，兩組置于相同的適宜條件下培養(yǎng)，觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況。
(3)實(shí)驗(yàn)三：取生長狀況一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中(砂性土壤肥力均勻，容器符合實(shí)驗(yàn)要求)，對(duì)照組澆以含有植物必需的各種元素的完全營養(yǎng)液，實(shí)驗(yàn)組澆以不含鎂離子的完全營養(yǎng)液，兩組置于相同的適宜條件下培養(yǎng)，觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況。
(4)下面由你進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，請(qǐng)寫出你的設(shè)計(jì)思路。
答案：不能。因?yàn)檎麴s水和鎂鹽溶液均缺乏植物必需的礦質(zhì)元素而使兩組植物生長均不正常。
答案：不能。因?yàn)閮山M容器內(nèi)的砂性土壤中都可能含有鎂離子。
答案：不能。因?yàn)閮山M容器內(nèi)的砂性土壤中都可能含有鎂離子。
答案：取生長狀況一致的大豆幼苗，用符合實(shí)驗(yàn)要求的容器，對(duì)照組盛有含植物必需的各種礦質(zhì)元素的完全營養(yǎng)液，實(shí)驗(yàn)組盛有不含鎂離子的完全營養(yǎng)液，兩組置于相同的適宜條件下培養(yǎng)，并對(duì)溶液通氣。觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況。
指導(dǎo)：判定某元素是否為植物必需的礦質(zhì)元素通常用溶液培養(yǎng)法，即在人工配制的營養(yǎng)液中，除去或加入某種礦質(zhì)元素，然后觀察植物在營養(yǎng)液中生長發(fā)育的狀況：如果除去某種礦質(zhì)元素之后，植物的生長發(fā)育仍然正常，就說明這種礦質(zhì)元素不是植物必需的礦質(zhì)元素；如果除去某一種礦質(zhì)元素之后，植物的生長發(fā)育又恢復(fù)正常的狀態(tài)，就說明這種礦質(zhì)元素是植物必需的礦質(zhì)元素。這是設(shè)計(jì)的理念，設(shè)計(jì)時(shí)要注意對(duì)照性原則和控制單一變量，并注意無土栽培時(shí)要不斷地泵入空氣，以促進(jìn)根的呼吸作用及對(duì)礦質(zhì)元素的吸收作用。
2有些植物在春天開花時(shí)，葉子尚未生長出來，開花時(shí)期植物需要的能量主要來自
A.春天植物從土壤中吸收的礦質(zhì)元素
B．春天植物從土壤中吸收的有機(jī)肥料
C花瓣的光合作用：
D.上一年貯存在植物體中的營養(yǎng)物質(zhì)
答案： D 指導(dǎo)：有些植物在春天開花時(shí)，葉子尚未生長出來，不能進(jìn)行光合作用，那么植物開花所需的營養(yǎng)物質(zhì)(如有機(jī)物)，則主要來自上一年貯存在植物體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)。
3一位農(nóng)民種植的某塊農(nóng)田小麥產(chǎn)量總是比鄰近地塊的低。他懷疑該農(nóng)田可能是缺少某種元素，為此將該塊肥力均勻的農(nóng)田分成面積相等的五小塊，進(jìn)行田間實(shí)驗(yàn)。除施肥不同外、其他田間處理措施相同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表；
從表中可判斷，該農(nóng)田最可能缺少的元素是
A．K B．N C．P D．S
答案： A 指導(dǎo)：本題主要考查對(duì)植物所需礦質(zhì)元素的分析。植物在生長過程中，需要各種礦質(zhì)元素，當(dāng)缺少某種礦質(zhì)元素時(shí)，將影響植物的生長。上述表格中，甲、丙、丁中含N、P、S，施用后無明顯變化。只有當(dāng)施用乙即鉀肥時(shí)才有明顯增加，由此說明該農(nóng)田最可能缺少的是K。
4內(nèi)蒙、海南、西藏、陜西)根據(jù)生物知識(shí)判斷下列敘述，正確的是
A.在植物體內(nèi)積累的元素一定是植物的必需元素
B．人體細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸時(shí)，既能釋放二氧化碳，又能產(chǎn)生大量能量
C．在光合作用過程中，既有水的分解，又有二氧化碳的固定
D．高等植物細(xì)胞壁主要由果膠和蛋白質(zhì)構(gòu)成
答案： C 指導(dǎo)：本題考查必需元素、無氧呼吸、光合作用、植物細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)等知識(shí)點(diǎn)。礦質(zhì)元素是指除了C、H、0以外，主要由根從土壤中吸收的元素，其中植物必需的礦質(zhì)元素有14種，N、P、K、S、Ca、Mg屬于大量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、C1、Ni屬于微量元素，因此在植物體內(nèi)積累的元素不一定是植物的必需元素。人體細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸時(shí)，能產(chǎn)生乳酸和少量能量。高等植物細(xì)胞壁主要由纖維索和果膠構(gòu)成。
5將四組生長發(fā)育狀況相同的豌豆苗，分別放入A、B、C、D四種培養(yǎng)液中，在光照、溫度、pH等均適宜地條件下培養(yǎng)。A為蒸餾水；B為0．025mol／LNaCl溶液；C為含有全部必需元素且總濃渡是0．025mol／L的溶液；D為含有全部必需元素且總濃渡是0．5 mol／L的溶液。一段時(shí)間后，C組生長發(fā)育正常，A、B、D三組幼苗均死亡。
回答下列問題：
(1)請(qǐng)解釋幼苗死亡的原因：
A是因?yàn)開____。B是因?yàn)開______。D是因?yàn)開_______。
(2)提高鹽堿化地區(qū)農(nóng)作物產(chǎn)量的兩大途徑是．__________。
答案：沒有礦質(zhì)營養(yǎng)元素 營養(yǎng)元素不全 溶液濃度過大
答案：改良土壤；種植耐鹽堿的作物(或選用耐鹽堿的作物品種)
指導(dǎo)：考查溶液培養(yǎng)法以及在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。在人工配制的營養(yǎng)液中培育幼苗，必須保證培養(yǎng)液中含植物生活所必需的全部礦質(zhì)元素，且溶液濃度適當(dāng)，不加入任何基質(zhì)。因此A中只有蒸餾水，缺乏礦質(zhì)元素；B中只有NaCl，礦質(zhì)元素不全；D中雖含全部必需元素但濃度過大，三者都不適于植物正常生存，會(huì)導(dǎo)致幼苗死亡。土地的鹽堿化導(dǎo)致土壤溶液濃度過大，農(nóng)作物吸收不到水分，因此可以從兩個(gè)方面加以解決，一是改良土壤，降低土壤溶液濃度；二是培養(yǎng)耐鹽堿作物，即細(xì)胞濃度高的作物。
Ⅱ題點(diǎn)經(jīng)典類型題
【例題】 擬)在三個(gè)部位研究了番茄導(dǎo)管汁液的某離子濃度(結(jié)果見下圖)在葉脈和莖之中該離子濃度的區(qū)別，部分歸因于
A．番茄中水分的蒸發(fā)
B.木質(zhì)部導(dǎo)管的毛細(xì)管的作用力
C．葉細(xì)胞吸收了離子
D．葉細(xì)胞吸收了水分
高考考目的與解題技巧：本題主要考礦質(zhì)離子在植物體內(nèi)的運(yùn)輸和利用，以及識(shí)圖能力。關(guān)鍵是理解植物不同的部分所需的礦質(zhì)元素不同，這與植物運(yùn)輸?shù)V質(zhì)元素的途徑有關(guān)。
【解析】 本題用圖示的方式來表述離子在植物不同的部位的量的不同。主要考查離子在植物體的運(yùn)輸和利用的知識(shí)。礦質(zhì)元素是從根吸收的，由平管運(yùn)輸，在運(yùn)輸過程中，被植物體不斷的吸收利用，因此濃度不斷減小。這類題主要是要考查學(xué)生的識(shí)圖能力，只要能看懂圖，即縱坐標(biāo)表示離子濃度的大小，橫坐標(biāo)表示不同植物的部位，其中的柱線表示植物體不同的部位所舍的離子濃度的不同，再結(jié)合所學(xué)知識(shí)就能夠做出來。
【答案】 C
1擬)將旺盛生長的幼苗先在含32P的適宜 濃度的完全培養(yǎng)液中培養(yǎng)1h，測定放射性，再轉(zhuǎn)移到不含32p的完全培養(yǎng)液中培養(yǎng)1h，測定放射性。預(yù)計(jì)第二次測定32p在植株體內(nèi)分布的變化最可能是
A.32p在下層葉中減少，幼嫩部分增加
B．32p在下層葉中增加，幼嫩部分減少
C．32p在下層葉中減少，幼嫩部分減少
D．32p在下層葉中增加，幼嫩部分不變
答案： A 指導(dǎo)：磷是植物體內(nèi)可再利用元素，可以從老組織轉(zhuǎn)移到幼嫩的部位。
2擬()下列四組元素中，全部屬于植物必需的礦物質(zhì)元素是
A．Mn、S、Cu、C、K B．B、Mo、Ca、N、Fe
C.Zn、O、Mo、S、Ca D．Cu、Pe、P、Ca、H
答案： B 指導(dǎo)：本題考查了礦質(zhì)元素的概念，礦質(zhì)元素是指除C、H、O以外，由根系從土壤中吸收的元素。植物體必需的礦質(zhì)元素有14種，根據(jù)在植物體內(nèi)含量的多少分為大量元素(N、P、S、K、Ca、Mg)和微量元素(Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni。值得注意的是，組成生物體的化學(xué)元素，也分為大量元素(C、H、O、N、P、S、K、Ca、Kg)和微量元素(Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、C1)，而構(gòu)成生物體的主要元素是指C、H、O、N、P、S六種元素，共占原生質(zhì)的97％。
3擬)下圖為小麥不同生長發(fā)育期對(duì)K、P的需要量曲線。若要取得少肥、高效的結(jié)果，需要將有限的磷鉀復(fù)合肥用于
A.越冬前 B.撥節(jié)前 C.開花期 D．乳熟期
答案： C 指導(dǎo)：同一種植物在不同的生長發(fā)育時(shí)期，對(duì)K、P等各種必需的礦質(zhì)元素的需要量是不同的。由圖可見，在開花期，小麥對(duì)K的需要量達(dá)到最大，對(duì)P的需要量仍在增大，因而此時(shí)追加磷鉀復(fù)合肥能達(dá)到少肥高效的結(jié)果，否則早施肥會(huì)因氧化分解和水土流失而造成肥料損失。
Ⅲ新高考探究
1下圖是番茄根細(xì)胞中鉀含量和氧分壓的關(guān)系圖解，據(jù)圖分析并回答下列有關(guān)問題：
(1)對(duì)AB曲線做恰當(dāng)?shù)孛枋�，并做出合理的解釋�?
(2)隨著氧分壓的繼續(xù)升高，你認(rèn)為曲線AB延續(xù)的趨勢(shì)是①還是②?為什么?
(3)氧分壓6前后限制根細(xì)胞吸收鉀離子的主要限制因素分別是______和___________。
答案及指導(dǎo)：植物細(xì)胞對(duì)礦質(zhì)離子的吸收過程是一個(gè)需要載體協(xié)助、消耗ATP的主動(dòng)運(yùn)輸過程。ATP數(shù)量和載體數(shù)量是限制根對(duì)礦質(zhì)離于吸收的主要因素，因而凡是能影響ATP生成的因素均可影響對(duì)礦質(zhì)離子的吸收，如氧分壓、溫度等；凡是能影響載體活動(dòng)性的因素也可影響對(duì)礦質(zhì)離子的吸收。根細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)某種礦質(zhì)離子的載體數(shù)目一般是有限的，當(dāng)氧分壓較低、產(chǎn)生ATP較少時(shí)，ATP是限制吸收礦質(zhì)元素的制約因素，此時(shí)還有一些載體“閑著”沒有參與主動(dòng)運(yùn)輸過程；當(dāng)氧分壓較高、ATP較多時(shí)，膜上某種離子載體完全參與主動(dòng)運(yùn)輸?shù)V質(zhì)離子的過程，因而此時(shí)載體的數(shù)目成為吸收礦質(zhì)離子的限制因素。
此題能力考查主要是學(xué)生的識(shí)圖和處理信息解決問題的能力，以及文字表達(dá)能力，考查的知識(shí)點(diǎn)主要是植物對(duì)礦質(zhì)元素離子吸收的生物過程是主動(dòng)運(yùn)輸，其特點(diǎn)是需要載體協(xié)助、消耗能量(ATP)
答案：不同植物對(duì)各種礦質(zhì)元素離于吸收的多少，主要取決于細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量，體現(xiàn)了“載體”的專一性、有限性和植物對(duì)礦質(zhì)元素離子的“選擇性”。
答案：凡是影響根細(xì)胞呼吸的因素，都影響ATP的產(chǎn)生，進(jìn)而影響根對(duì)礦質(zhì)元素離子的吸收。
農(nóng)民通常進(jìn)行中耕松土，增加根的有氧呼吸；溶液培養(yǎng)法(無土栽培)通常向培養(yǎng)液中不斷通人空氣，增強(qiáng)根的有氧呼吸；久澇植物生長不好，甚至爛根死亡，主要是影響了根的有氧呼吸，分析這些與生產(chǎn)實(shí)際相關(guān)的問題時(shí)，要抓住問題的內(nèi)在本質(zhì)，進(jìn)行具體問題分析。這符合高考的要求，具有一定的代表性。
2下列關(guān)于礦物質(zhì)元素的敘述，不正確的是(多選)
A.礦質(zhì)元素一定是植物根系從土壤吸收的
B．微量元素都是礦質(zhì)元素
C．Mo在植物體內(nèi)只有0．1 ppm，所以不是必需元素
D．C在植物體內(nèi)含量最多，但不是礦質(zhì)元素
答案：AC 指導(dǎo)：礦質(zhì)元素一般是指植物通過根系從土壤中吸收的，但植物的其他器官也可能吸收，如葉面施肥(微量元素的肥料)可以增產(chǎn)，植物從根系以外的其他器官外從外界吸收的元素也屬礦物質(zhì)元素。Mo在植物體內(nèi)雖然只有0．1 ppm，但它是植物生活所必需的，屬于必需元素。植物體內(nèi)含量最多的元素是C，但它不屬于礦質(zhì)元素。
3有人用化學(xué)方法分析了大麥幼苗在0℃和16℃條件下，根吸收水分的量與吸收礦質(zhì)元素的量，其結(jié)果如下圖所示：
(1)試問：根吸收礦質(zhì)元素的量與吸收水分的量之間呈什么關(guān)系?________。
(2)這說明根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收和對(duì)水分的吸收是兩個(gè)_______的過程。這是因?yàn)橐话闱闆r下，根吸收水分主要是由__________引起的；而根吸收礦質(zhì)元素則是以____________為主的過程。
答案：不成正比(或無直接依賴關(guān)系)
答案：相對(duì)獨(dú)立 蒸騰作用散失水分所產(chǎn)生的拉力(或蒸騰拉力) 主動(dòng)運(yùn)輸(或主動(dòng)吸收)
指導(dǎo)：考查學(xué)生通過分析吸收示意圖，判斷根吸收水分和礦質(zhì)元素的關(guān)系。根吸收礦質(zhì)元素和水分是兩條相對(duì)獨(dú)立的途徑，前者的吸水與細(xì)胞膜上的載體有關(guān)，在O℃和16℃的條件下吸收量差別不大，而水分的吸收差別較大，這是因?yàn)檎趄v作用是吸收水分的動(dòng)力，蒸騰作用的強(qiáng)弱不同導(dǎo)致水分的散失和吸收不同。
4某人從花店買一盆米蘭回家，幾周后發(fā)現(xiàn)老葉依然油綠，新生葉子有發(fā)黃現(xiàn)象。你認(rèn)為最可能的原因是
A．缺水 B，缺陽光
C，缺Mg D．缺Pe
答案： D 指導(dǎo)：若缺水植物表現(xiàn)萎現(xiàn)象；若缺陽光會(huì)引起葉綠素分解而使葉片發(fā)黃，但老葉也應(yīng)發(fā)黃；缺Mg葉綠素不能合成，但由于Mg在植物體內(nèi)可以移動(dòng)，應(yīng)表現(xiàn)老葉先發(fā)黃。Fe在植物體內(nèi)不能轉(zhuǎn)移，不能再度利用，因此，缺Fe可使老葉油綠，新葉發(fā)黃。
5下圖的曲線為呼吸強(qiáng)度與根對(duì)礦質(zhì)離子的吸收數(shù)量關(guān)系(橫軸表示呼吸強(qiáng)度，縱軸表示離子吸收量)，其中正確的是
答案： B 指導(dǎo)：礦質(zhì)離子是以主動(dòng)運(yùn)輸方式被吸收的，主動(dòng)運(yùn)輸既需要載體又需要能量，在一定范圍內(nèi)隨細(xì)胞呼吸逐漸增強(qiáng)，釋放的能量逐漸增多，因此礦質(zhì)離子的吸收逐漸增多，但離子的吸收還與載體有關(guān)，載體數(shù)量是一定的，因此達(dá)到一定程度后，吸收離子的數(shù)量便不再增加。
6下圖為胡蘿卜在不同含氧狀況下從溴化鉀溶液中吸收K+和Br-的坐標(biāo)曲線，請(qǐng)根據(jù)下圖回答問題。
(1)K+和Br-進(jìn)入細(xì)胞的方式是_______。
(2)細(xì)胞對(duì)礦質(zhì)元素的吸收除與___________密切相關(guān)外，還與__________的多少有關(guān)。
(3)氧從0升至20．8％，K+、Br-分別增至100，但氧從20．8％增至43．4％時(shí)，K+和Br—只分別增加17或16，由此說明___________。
答案：主動(dòng)運(yùn)輸
答案：有氧呼吸 細(xì)胞膜上的離子載體
答案：K+和Br-的吸收既受到有氧呼吸的影響，也受到細(xì)胞膜上離子載體的影響
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