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植物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)
教學(xué)目標(biāo)
一、知識(shí)方面
1、使學(xué)生理解礦質(zhì)元素的概念，了解植物必需的礦質(zhì)元素的種類(lèi)和來(lái)源
2、使學(xué)生理解根對(duì)礦質(zhì)元素離子的吸收過(guò)程及其與植物根細(xì)胞呼吸作用之間的密切關(guān)系
3、使學(xué)生理解根吸收礦質(zhì)元素離子與根吸水的聯(lián)系和區(qū)別
4、使學(xué)生了解礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的存在形式、運(yùn)輸方式和利用特點(diǎn)
5、使學(xué)生了解合理施肥、無(wú)土栽培原理和實(shí)用。
二、能力方面
通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生分析根對(duì)礦質(zhì)元素離子的吸收過(guò)程與呼吸作用的關(guān)系以及分析影響根吸收礦質(zhì)離子的環(huán)境因素，訓(xùn)練學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)和實(shí)際問(wèn)題的能力。
三、情感、態(tài)度、價(jià)值觀方面
通過(guò)在教學(xué)中介紹合理施肥、無(wú)土栽培原理和實(shí)用，增加學(xué)生學(xué)以致用的意識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注科學(xué)、技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，對(duì)學(xué)生進(jìn)行生命科學(xué)價(jià)值觀的教育。
教學(xué)建議
教材分析
教材主要講述了植物必需的礦質(zhì)元素、根對(duì)礦質(zhì)元素離子的吸收、礦質(zhì)元素的運(yùn)輸和利用、合理施肥以及無(wú)土栽培的基礎(chǔ)知識(shí)。
1、植物必需的礦質(zhì)元素
教材在第一章中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)組成生物體的化學(xué)元素基礎(chǔ)上講述了：
（1）什么是礦質(zhì)元素
將植物烘干后充分燃燒，植物體中的C、H、O、N元素會(huì)以二氧化碳、水分、分子態(tài)氮和氮的氧化物等氣體形式散失，而礦質(zhì)元素以氧化物的形式存在于灰分中，所以礦質(zhì)元素元素也叫做灰分元素，它們主要是由根系從土壤中吸收，氮元素雖在燃燒過(guò)程中散失，不存在于灰分中，但是氮與其它礦質(zhì)元素一樣，也是植物從土壤中以無(wú)機(jī)鹽的形式吸收來(lái)的，因此，也將氮?dú)w于礦質(zhì)元素一類(lèi)。
（2）什么是植物必需的礦質(zhì)元素
目前，科學(xué)家確定的植物必需的礦質(zhì)元素有13種，其中N、P、S、K、Ca、Mg 等6種屬于大量元素，F(xiàn)e、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl等 7種屬于微量元素。
�。�3）簡(jiǎn)要地講述了確定植物必需的礦質(zhì)元素的方法
在人工配制的培養(yǎng)液中，除去某一種礦質(zhì)元素后，植物的生長(zhǎng)發(fā)育不正常了，而補(bǔ)充這種礦質(zhì)元素后，植物的生長(zhǎng)發(fā)育又恢復(fù)正常的狀態(tài)，就說(shuō)明這種礦質(zhì)元素是植物必需的礦質(zhì)元素。
2、根對(duì)礦質(zhì)元素離子的吸收
教材主要從植物吸收礦質(zhì)元素的器官、植物吸收礦質(zhì)元素的主要部位、礦質(zhì)元素的存在形式、礦質(zhì)元素被植物吸收的形式、根吸收礦質(zhì)元素的過(guò)程幾個(gè)方面介紹了植物對(duì)礦質(zhì)元素離子吸收，其中根吸收礦質(zhì)元素的過(guò)程是重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，這個(gè)過(guò)程教材概括為兩步：首先礦質(zhì)元素離子通過(guò)交換吸附到根細(xì)胞表面；然后吸附在根細(xì)胞表面的離子通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。
教材特別強(qiáng)調(diào)了根對(duì)礦質(zhì)元素離子吸收與根細(xì)胞呼吸作用的密切關(guān)系。
3、礦質(zhì)元素的運(yùn)輸和利用
�。�1）礦質(zhì)元素的運(yùn)輸
教材簡(jiǎn)要講述了礦質(zhì)元素進(jìn)入根毛以后如何最終進(jìn)入導(dǎo)管和礦質(zhì)元素如何被利用的知識(shí)。教材還通過(guò)列舉科學(xué)家所做的實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)了根對(duì)礦質(zhì)元素離子的吸收與根對(duì)水分的吸收是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程，即植物運(yùn)輸水分和運(yùn)輸?shù)V質(zhì)元素是一個(gè)同一過(guò)程；而植物吸收水和植物吸收礦質(zhì)元素離子不是同一過(guò)程，因此蒸騰作用能促進(jìn)水的吸收和運(yùn)輸，也能促進(jìn)礦質(zhì)元素的運(yùn)輸?shù)牡览恚荒艽龠M(jìn)礦質(zhì)元素離子的吸收。
教材還提到了植物體除了根以外、葉片等部位也能吸收礦質(zhì)元素離子，及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中的重要意義。
�。�2）礦質(zhì)元素離子的利用
教材介紹了礦質(zhì)元素離子在植物體內(nèi)的存在形式與其能否被重復(fù)利用之間的關(guān)系。
4、教材注意聯(lián)系生產(chǎn)和生活實(shí)際，概括地講述了合理施肥的基礎(chǔ)知識(shí)，并且簡(jiǎn)要講述了無(wú)土栽培這一新技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)以及優(yōu)點(diǎn)。此外，本節(jié)還在“課外生物科技活動(dòng)”欄目，鼓勵(lì)學(xué)生利用無(wú)土栽培技術(shù)培養(yǎng)植物。
教法建議
1、引言
課前指導(dǎo)生物小組的同學(xué)用完全培養(yǎng)液和缺素培養(yǎng)液培養(yǎng)出一些植物體，以便課上展示給學(xué)生，引發(fā)他們對(duì)礦質(zhì)元素對(duì)植物生活的作用的思考，以此引入本節(jié)內(nèi)容。
也可以從分析植物體內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的元素組成入手引入課題。例如，植物體內(nèi)的物質(zhì)中，蛋白質(zhì)通常含有N，S、葉綠素含有Mg，核酸含有P，但植物體通過(guò)光合作用可從二氧化碳獲得C和O，通過(guò)根的吸水中獲得H和O。以此引導(dǎo)學(xué)生分析出植物體內(nèi)含有的元素種類(lèi)與植物吸收的元素種類(lèi)之間的矛盾，從而很自然地引入植物還可從土壤吸收礦質(zhì)元素這一事實(shí)。
也可以從根的滲透吸水直接引入，因?yàn)閷W(xué)生都知道土壤溶液中還溶解有各種礦質(zhì)元素離子，這時(shí)可引發(fā)學(xué)生思考：溶于水的這些礦質(zhì)元素離子是否是和水一起被吸收的？從而引入礦質(zhì)元素離子的吸收。
2、礦質(zhì)元素的概念
和根對(duì)水分的吸收情況一樣，學(xué)生在初中已學(xué)過(guò)有關(guān)無(wú)機(jī)鹽吸收有關(guān)的初步知識(shí)，因此，教師可提出一些問(wèn)題，以了解學(xué)生對(duì)礦質(zhì)代謝的理解程度，找出學(xué)生對(duì)礦質(zhì)代謝理解上的偏差和不足，從而進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)。
在討論了問(wèn)題的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生分析礦質(zhì)元素的概念、必需元素的概念、植物體內(nèi)哪些元素是大量元素、哪些元素是微量元素。
可把學(xué)生討論的重點(diǎn)放在“如何確定某種元素是植物必需的礦質(zhì)元素的方法？”鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和設(shè)計(jì)方案，以便滲透研究方法，對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，豐富學(xué)生研究問(wèn)題的思路有重要作用。
3、根對(duì)礦質(zhì)元素離子的吸收過(guò)程，是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)
（1）根細(xì)胞對(duì)礦質(zhì)元素的交換吸附
這是根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子的第一步
可先讓學(xué)生做《根對(duì)礦質(zhì)元素離子的離子交換吸附》實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中或?qū)嶒?yàn)結(jié)束后，教師通過(guò)一系列問(wèn)題串引發(fā)學(xué)生對(duì)交換吸附的思考和理解。
學(xué)生在討論問(wèn)題時(shí)，教師可根據(jù)需要適當(dāng)做一些知識(shí)和方法上的提示，最終使學(xué)生明白礦質(zhì)元素離子交換的原理，然后可就上述實(shí)驗(yàn)做進(jìn)一步討論。
�。�2）吸附在根細(xì)胞表面的離子通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)
可讓學(xué)生回憶主動(dòng)運(yùn)輸所需要的條件，即需要ATP和膜上有相應(yīng)的載體蛋白；進(jìn)而討論“為什么礦質(zhì)元素離子具有選擇性？”等問(wèn)題
（3）根對(duì)礦質(zhì)元素離子和水分的吸收是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程，是教學(xué)的難點(diǎn)。
引導(dǎo)學(xué)生討論一些實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的基礎(chǔ)上加深對(duì)上述觀點(diǎn)的理解
3、礦質(zhì)元素的運(yùn)輸和利用
�。�1）礦質(zhì)元素的運(yùn)輸
引導(dǎo)學(xué)生討論出植物運(yùn)輸水分和運(yùn)輸?shù)V質(zhì)元素是一個(gè)同一過(guò)程；而植物吸收水和植物吸收礦質(zhì)元素離子不是同一過(guò)程，因此蒸騰作用能促進(jìn)水的吸收和運(yùn)輸，也能促進(jìn)礦質(zhì)元素的運(yùn)輸?shù)牡览�，但不能促進(jìn)礦質(zhì)元素離子的吸收。
老師可向?qū)W生介紹植物體除了根以外、葉片等部位也能吸收礦質(zhì)元素離子，及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中的重要意義。
�。�2）礦質(zhì)元素離子的利用
教材介紹了礦質(zhì)元素離子在植物體內(nèi)的存在形式與其能否被重復(fù)利用之間的關(guān)系。
4、教材注意聯(lián)系生產(chǎn)和生活實(shí)際，概括地講述了合理施肥的基礎(chǔ)知識(shí)，并且簡(jiǎn)要講述了無(wú)土栽培這一新技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)以及優(yōu)點(diǎn)。此外，本節(jié)還在“課外生物科技活動(dòng)”欄目，鼓勵(lì)學(xué)生利用無(wú)土栽培技術(shù)培養(yǎng)植物。
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
【課題】第五節(jié) 植物的礦質(zhì)代謝
【教學(xué)重點(diǎn)】植物必需的礦質(zhì)元素及其種類(lèi)；根對(duì)礦質(zhì)元素離子的吸收過(guò)程。
【教學(xué)難點(diǎn)】根對(duì)礦質(zhì)元素離子的吸收和對(duì)水分的吸收是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程。
【課時(shí)安排】實(shí)驗(yàn)、授課一共兩課時(shí)。
【教學(xué)手段】掛圖、多媒體課件、實(shí)驗(yàn)
【教學(xué)過(guò)程】
1、引言
課前指導(dǎo)生物小組的同學(xué)用完全培養(yǎng)液和缺素培養(yǎng)液培養(yǎng)出一些植物體，以便課上展示給學(xué)生，引發(fā)他們對(duì)礦質(zhì)元素對(duì)植物生活的作用的思考，以此引入本節(jié)內(nèi)容。
也可以從分析植物體內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的元素組成入手引入課題。例如，植物體內(nèi)的物質(zhì)中，蛋白質(zhì)通常含有N，S、葉綠素含有Mg，核酸含有P，但植物體通過(guò)光合作用可從二氧化碳獲得C和O，通過(guò)根的吸水中獲得H和O。以此引導(dǎo)學(xué)生分析出植物體內(nèi)含有的元素種類(lèi)與植物吸收的元素種類(lèi)之間的矛盾，從而很自然地引入植物還可從土壤吸收礦質(zhì)元素這一事實(shí)。
也可以從根的滲透吸水直接引入，因?yàn)閷W(xué)生都知道土壤溶液中還溶解有各種礦質(zhì)元素離子，這時(shí)可引發(fā)學(xué)生思考：溶于水的這些礦質(zhì)元素離子是否是和水一起被吸收的？從而引入礦質(zhì)元素離子的吸收。
2、礦質(zhì)元素的概念
和根對(duì)水分的吸收情況一樣，學(xué)生在初中已學(xué)過(guò)有關(guān)無(wú)機(jī)鹽吸收有關(guān)的初步知識(shí)，因此，教師可提出一些問(wèn)題，以了解學(xué)生對(duì)礦質(zhì)代謝的理解程度，找出學(xué)生對(duì)礦質(zhì)代謝理解上的偏差和不足，從而進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)。比如，教師可提出以下問(wèn)題：
�、僦参锸盏V質(zhì)元素離子的主要器官是什么?
�、谥参锏V質(zhì)元素離子的主要部位是什么？
�、鄣V質(zhì)元素在植物體主要以什么存在？
�、苤参矬w運(yùn)輸水和礦質(zhì)元素離子的通道是什么？知道這些通道在植物體的哪個(gè)部位嗎？
�、莸V質(zhì)元素離子在植物體內(nèi)都可以參與哪些生理功能？
�、拗参矬w內(nèi)礦質(zhì)元素離子是如何散失的？等等。
在討論了上述問(wèn)題的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生分析礦質(zhì)元素的概念、必需元素的概念、植物體內(nèi)哪些元素是大量元素、哪些元素是微量元素。
可把學(xué)生討論的重點(diǎn)放在“如何確定某種元素是植物必需的礦質(zhì)元素的方法？”鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和設(shè)計(jì)方案，以便滲透研究方法，對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，豐富學(xué)生研究問(wèn)題的思路有重要作用。
3、根對(duì)礦質(zhì)元素離子的吸收過(guò)程，是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)
�。�1）根細(xì)胞對(duì)礦質(zhì)元素的交換吸附
這是根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子的第一步
可先讓學(xué)生做《根對(duì)礦質(zhì)元素離子的離子交換吸附》實(shí)驗(yàn)，在
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