第五节 植物的矿质营养 　

典型例题

　　例1 番茄在白天和夜晚对钙离子的吸收量有一定的差别。原因在于白天和晚上的：

　　A、蒸腾作用强度                     B、呼吸作用强度不同

　　C、运输钙离子的载体数量不同         D、在土壤溶液中的含量不同

　　答案：B

　　解析：植物的根细胞吸收矿质元素与两方面条件有关，一为呼吸作用（与离子交换吸附与主动运输均有密切关系），一为根细胞膜上运输这种元素（钙离子）的载体数量（与离子的主动运输进入根细胞有密切关系）。

　　本题中选项B是正确的，因为白天与晚上的温度不同，植物根细胞的呼吸作用强度应有一定的差异；选项C是不正确的，因为对番茄而言，根细胞膜上运输钙离子的载体数量应是一样的；选项A不正确，因为蒸腾作用与根吸水密切相关，而与根吸收矿质元素关系不大；选项D不正确，因为钙离子从根细胞表面进入根细胞是主动运输的过程，与土壤中钙离子的浓度无明显关系。

　　例2下列生理作用中与植物吸收及运输矿物元素离子无关的是：

　　A、植物的蒸腾作用                        B、根的呼吸作用

　　C、根细胞膜上的载体种类和数量            D、土壤中被吸收的离子浓度

　　答案：D

　　解析：依题义：“植物吸收及运输矿质离子”，注意是两个生理过程，一个是吸收矿质元素离子，另一个是运输矿质元素离子。矿质元素离子的吸收与植物根细胞的呼吸作用，尤其是有氧呼吸作用密切相关，同时还与细胞膜上运输这种矿质元素离子的载体数量也密切相关，因为矿质元素离子的吸收包括离子交换吸附和主动运输两个要过程，而离子交换吸附需要呼吸作用产生的二氧化碳；而矿质元素离子从根细胞膜表面进入根细胞内部是主动运输的过程，而主动运输过程则需要植物根细胞呼吸作用产生的ATP，同时根细胞膜上还应有相应离子的载体蛋白，所以植物吸收矿质元素离子的前提是有呼吸作用产生的二氧化碳和ATP，细胞膜上还应有这种矿质元素离子的载体蛋白；而矿质元素离子的运输与植物的蒸腾作用密切相关，因为矿质元素离子的运输是与水的一起通过植物的导管进行的，所以植物体运输矿质元素离子的动力是蒸腾作用。

　　通过以上的分析可知，矿质元素离子的运输与植物的蒸腾作用有关；矿质元素的吸收与根的呼吸作用有关，同时还与根细胞膜上的载体种类和数量有关。这样选项D，即土壤中被吸收的离子浓度大小与矿质元素离子的吸收就无必然联系了。而选项A与矿质元素离子的运输有关；选项B和选项C与矿质元素离子的吸收有关。

　　例3 下面是研究钾离子在植物茎中运输的实验。

　　实验1：把柳树茎的韧皮部同木质部分离开来，在两者之间插入不透水的蜡纸，在柳树根施予以 ；

　　实验2：把柳树茎的韧皮部同木质部分离开来，在两者之间不插入不透水的蜡纸，在柳树根施予以 。

　　 5小时后测定 在柳树茎各部分的分布（见下图和下表）。

根据这个实验回答：

　　根部吸收的放射性钾离子是通过__________（结构）向上运输的；同时，放射性钾还能沿__________方向，朝__________（结构）运输。

　　答案：木质部    水平    韧皮部

　　解析：本题重点考查的是学生分析实验数据表的能力。

　　首先要看懂实验过程。

　　分析实验数据表

　　（1）数据表的左面两栏，即韧皮部同木质部分离，其间插入蜡纸

　　由于是从根施以放射性钾离子，在B处，韧皮部中的 浓度为84mg/L，木质部中的 浓度为58mg/L，但在S1—S6，尤其是S2—S5之间，韧皮部中的 浓度不到1mg/L，远远低于B处的84mg/L，而木质部中的 浓度到达100mg/L，远远高于58mg/L；在A处，韧皮部中的 浓度为53mg/L，木质部中的 浓度为47mg/L，均比B处的 低。再加上从S1—S6这一段茎韧皮部与木质部之间已被分隔开等条件，我们可得出这样的结论，即 主要是在木质部（因为木质部中 浓度极大地超过韧皮部中 的浓度）中自下而上（因为A处不管是木质部还是韧皮部的 浓度均低于B处的 浓度）。

　　细心的同学可能会发现，为什么S1与S6处 的浓度远远高于S2—S5处 的浓度？这是由于S6与S1处均有高浓度的 ，S1处 高的原因是 从 B处向S1处扩散的结果；S6处 高的原因是A处 从A处向S1扩散的结果。

　　（2）数据表的右面两栏，即韧皮部同木质部分离，其间不插入蜡纸

　　由于是从根施以放射性钾离子，在B处，韧皮部中的 浓度为74mg/L，木质部中的 浓度为67mg/L，但在S1—S6，韧皮部中的 浓度为87mg/L，而木质部中的 浓度到达69mg/L；在A处，韧皮部中的 浓度为64mg/L，木质部中的 浓度为58mg/L，均比B处的 低。再加上从S1—S6这一段茎韧皮部与木质部之间没有分隔开等条件，我们可得出这样的结论，即 主要除了可在木质部（因为木质部中 浓度极大地超过韧皮部中 的浓度）中自下而上（因为A处不管是木质部还是韧皮部的 浓度均低于B处的 浓度）外， 还可由木质部向韧皮部做横向的运输，因为韧皮部与木质部分隔开后，木质部中 远远高于韧皮部，而韧皮部与木质部分没有隔开，韧皮部中 则高于木质部；另外凡是木质部与韧皮部未隔开的部分，如A处、B处，韧皮部的 浓度均高于木质部。