植物学通报Chinese Bulletin of Botany 2007, 24 (6): 695?702, https://www.doczj.com/doc/486023583.html,
收稿日期: 2007-05-11; 接受日期: 2007-07-04
基金项目:国家重大基础研究发展规划项目(No.G2005CB120902)、国家自然科学基金重点项目(No.30230220)和美国McKnight 基金会国际作物合作研究基金(No.05-780)
* 通讯作者。E-mail: xlyan@https://www.doczj.com/doc/486023583.html,
.综述.
植物根构型的定量分析
梁泉, 廖红, 严小龙*
华南农业大学根系生物学研究中心, 广州 510642
摘要 植物根系具有锚定植株、吸收和运输土壤中的水分及养分、合成和贮藏营养物质等重要功能。根构型是根系在土壤中的空间造型和分布。对植物根构型进行定量分析, 有助于人们了解根系结构和根系功能在生态系统中的重要作用。本文对植物根构型的概念及其定量分析研究进展进行了概述, 并介绍了植物根构型的主要研究方法和定量分析技术。
关键词 定量分析, 植物根构型
梁泉, 廖红, 严小龙 (2007). 植物根构型的定量分析. 植物学通报 24, 695?702.
根系是土壤和植物的动态界面。植物依靠根系来
固定和支撑植物体, 依赖根系吸收土壤中的矿质营养和
水分, 并输送到地上部分供其利用。早在18世纪初, 德
国的海尔斯(Halls)就开始了对植物根系的研究(程建峰
等, 1999)。但由于根系生长环境的复杂性及根系研究
方法和定量分析手段的局限性, 使根系的研究相对滞
后。此外, 长期以来, 研究者对根系的兴趣和重视程度
不够, 也影响了其深入研究。随着人们对根系作用认识
的提高和技术手段的进步, 植物根系的研究日益受到重
视, 发展了一系列的根系研究方法和定量分析技术, 为研
究植物的根构型提供了很大的便利。1 植物根构型的基本概念植物根系分为直根系(tap root system)和须根系(fibrous root system)两大类(高信曾, 1982)。近年来, 关于植物根构型(root architecture)的研究不断增加。Lynch (1995)将根构型定义为同一根系中不同类型的根(直根系)或不定根(须根系)在生长介质中的空间造型和分布。根构型是在高级形态学层面上描述作物根系三维立体几何构型的一个综合概念, 包括立体几何构型和平面几何构型(严小龙等, 2000)。立体几何构型是指不同类型的
根(直根系)或不定根(须根系)在介质中的三维分布。平面几何构型则是指同一根系的各种根沿根轴二维平面上的分布, 一般用根的数量、长度、表面积以及根毛的数量和长度等参数来描述。目前, 尚无用于定量描述植物根系三维立体几何构型的综合指标, 通常用根分枝状况、侧根分布及根系向地性等参数来间接描述作物的根构型特征。2 植物根构型定量分析的研究进展一直以来, 人们试图通过直接或间接的方法定量描述植
物根构型, 但是进展缓慢。究其原因, 有以下几点: (1)
缺乏较好的研究方式和测定技术。对植物地上部分可
以相当精确地观测, 但对于地下根系的测定无论在技术
上还是在操作上都十分困难。由于植物根系形态构型
十分复杂, 且埋藏在不透明介质中, 难以进行实时定位观
察和测定, 因而根形态构型的定量研究一直是世界上根
系生物学研究的难点之一。(2)缺乏适宜的综合指标。
过去对根系的研究多停留在二维平面的描述上。由于
植物根系形态的易变性和空间造型的复杂性, 难以确立
一个能客观、全面且准确地描述植物根系三维立体几
何构型的综合指标。(3)缺乏便捷的根系处理方法。根
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系研究通常分成取样和测量两步进行。根的取样和清洗耗时费力, 由于操作不当等原因容易造成损伤, 很难保证根系的完整性; 其次, 根系形态和结构各异, 分枝繁多,相互遮挡且交叉, 柔软易动, 对根系进行原位测定的难度较大, 很难保证实验结论的可靠性。(4)缺乏地上-地下的系统性研究。植物-土壤生态系统本身十分复杂, 这种复杂性使得清楚地描述地上部分都难以企及, 更谈不上地下部分了。(5)缺乏认知上的秉承性。长期以来人们通常假定根系对生态系统的贡献要小于地上部分, 因此, 往往忽略根的作用, 由此获得的根系信息相对匮乏。
大约在10多年前, 国外日趋重视对植物根系的专门研究, 从而兴起了一门新的前沿学科——根系生物学(Flores et al., 1998)。随着现代测量和计算机技术的发展及研究方法的突破, 根形态构型的定量研究已成为可能。从根系形态构型的原位观察测定和定量分析,到根构型形成的发育生物学和分子生物学基础, 均开展了系统深入的研究, 并已取得了一定的突破(严小龙等, 2007)。
3植物根构型的研究方法
3.1 大田土壤种植
3.1.1 自然种植
在大田自然土壤下最能反映作物根系构型的真实性, 早期的根系研究多数是在田间条件下进行的。挖掘法是根系研究的经典方法, 它能提供植物在自然状态下整个根系的清晰情报, 可用于研究根系的根长、大小、色泽和分布等各种特征, 既适用于研究草本和一年生作物(Zhao et al., 2004), 也适于研究乔木和灌木(Vercambre et al., 2003)。但由于操作繁琐, 工作量大, 难以获得完整的根系样品, 对根系大量的、连续的调查与测定也难以完成。
3.1.2根袋法
在试验地随机设置多个样点, 在样点挖出直径符合要求的孔洞, 然后将套有尼龙袋的铁筒插入孔洞, 将铁筒填满泥土, 然后小心将筒取出。这样在每个样点上就安置了一个尼龙袋。每个袋里按实验要求播种或移栽。取样时, 将尼龙袋连同植株取出, 洗净泥土, 获取完整的根系(蔡昆争等, 2005)。
3.1.3框栽法
具体做法是在未植稻前预先在田间挖一方形栽培框(如宽50 cm/深150 cm), 然后将多层铁丝网框架埋设在根系可能伸展到的土体内, 之后按原状回填土壤或填入所需实验用土壤和生产介质, 让根系在框架内生长, 待测定时再逐次剔除土壤, 而预先埋设的铁丝网框架则起固定支撑根系的作用, 以此获得田间根系实体的分布状况(郎漫等, 2006)。
3.2水体漂浮种植
我国著名的遗传育种学家徐冠仁先生曾提出水上种稻的设想, 中国水稻研究所宋祥甫等(1991)在20世纪80年代开展专项研究并获得成功。吴伟明等(2000)利用自然水体研究水稻的根系性状, 采用规格为150 cm×100 cm×5 cm的聚苯乙烯发泡板作种植浮床, 以海绵为固定基质, 行株距20 cm×15 cm、种植孔径4.5 cm, 采用含N、P、K及微量元素, 能缓慢释放的固体混合肥为水上水稻肥料。实验结果表明, 水稻的根系数量、分枝特性和根粗等形态指标以及根系活跃吸收面积百分比等生理指标与水田水稻根系表现出较好的一致性, 而且在整个生育期内的动态变化也表现出较一致的趋势。实验证明利用水上种植方法有望成为今后水稻根系研究的一条简便且有效的新途径。
3.3温室种植
由于作物田间种植方式耗费人工较多, 操作上也十分繁琐, 所以人们在温室里创造出了许多人工模拟田间条件的种植方式。主要栽培方法有以下几种。
3.3.1 盆栽法
用容器盛土栽培作物以代替田间观测, 即让根系在比田间小得多的容器内生长。采用此法的优点是盆钵易于挪移, 适于同时采用多种基质和设置不同处理, 在互不
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干扰的条件下对根系生长进行研究, 而最大的缺点是根系生长易受容器的限制。
3.3.1.1 不分隔式
根据实验目的的不同, 基质可分为土壤、砂(或砾)培和水培3种形式。当使用土壤盆栽方法时, 由于容器内根的走向主要与水分的移动方向保持一致, 因而在带孔的盆钵中, 根会被浓缩在盆钵边缘和底孔土体处, 而在无孔密实的盆钵中, 根主要浓缩在盆钵边缘的土体中。因此, 使用该方法不仅根量多, 且难于进行土、根分离。
3.3.1.2 分室隔网式
分室隔网式实际上就是在盆栽基础上朝水平根面设计实验, 探求不同土壤或养分条件对根系生长的影响, 可分隔为2室或多室。依实验目的的要求, 可以使用土壤、砂或砾3种不同的基质。苏友波等(2003)在研究AM菌根菌侵染三叶草对土壤有机磷的影响时, 实验用盆采用有机玻璃制成的3室盆栽装置, 包括1个中室和2个边室,中室和边室之间用孔径30 μm的尼龙网隔开, 以将根系生长限制在中室, 而菌根菌可以穿过尼龙网到边室土壤中吸收养分, 达到将根系吸收区与菌根吸收区相区分的目的。
3.3.1.3 分层隔网式
分层隔网式实际上就是在盆栽基础上朝垂直根面设计实验, 探求不同层次土壤的根系分布或分层营养元素对根系生长的影响。依实验目的和要求, 可以使用土壤、砂或砾3种不同的基质。廖红和严小龙(2000)与廖红等(2001)曾采用分层式磷控释砂培系统研究菜豆根构型对低磷胁迫的适应性变化。具体方法是, 将钒土(Al2O3,过28－48目)以1.5%的比例与石英砂混匀后放入25 L 的塑料盆中, 从钒土与石英砂的混合物表面开始, 每隔5 cm放入一层孔径为2 mm的玻璃纤维筛网(主根和基根均能顺利穿透), 共分4层, 最后一层为15 cm。利用钒土能有效吸附磷并能缓慢和均匀释放有效磷的特性, 控制介质对有效磷的供应。根系收获时可以分层计算。3.3.2 土柱法
将工程塑料硬管立于深土坑或地下室中, 管口与地面齐平, 内装按实验需要所配制的配合土壤(由蛭石、细沙和细土组成)。此法实际是揉合了容器法优点的挖掘法,在作物根系研究上应用较多。
3.3.3 根室法
根室(rhizotron)为研究植物根系提供了便捷的设施条件。华南农业大学根系生物学中心自行设计建造的根室-温室复合体是国内外首创的根系原位观测和定量分析系统。该系统主要由作物地上生长部分、作物根系生长部分和研究、观察等部分组成, 并设置了两类种植槽: 矩形种植槽和圆形透明种植柱。矩形种植槽深为2.3 m, 土壤部分深为1.6 m, 种植槽宽为1.5 m, 长为9 m, 采用钢筋混凝土结构, 在矩形种植槽长向的两个竖直面上设置6组孔以安装玻璃观测管, 每组孔由排列于不同高度而且呈一定倾斜角度的3个孔组成, 使用透明观察管、摄像机和高清晰数字图像等组成的微根管技术设备, 可以借助这些孔道对植物根系生长进行全程观测。圆形透明种植柱外围材料采用有机玻璃制造, 在地下室顶板上设置圆形孔洞, 种植槽穿过地下室顶板固定在地面上, 种植槽的直径为40 cm, 高150 cm, 下部为圆锥形, 在圆锥的端部设置开关, 控制种植槽中水的含量, 透明管种植柱的主要作用是可以在作物生长过程中对根的生长情况进行全方位观察和记录(闫健和谢小妍, 2006)。
3.3.4 雾培法
雾培法(aeroponic technique)最早由Cater(1942)提出, 20世纪80年代经国际水稻所发展而成(白书农和肖翎华, 1986)。这个培养系统由1个直径约90 cm的桶和一套自控的输液与喷雾系统组成。桶顶盖有夹板, 植株用苯乙烯泡沫块固定, 生长在夹板的孔中。孔径5 cm,孔距7 cm, 以免板下悬长在桶中的根缠在一起。每个泡沫块直径5 cm, 有1个2.1 cm的中心孔, 底部包一块塑料布。稻根悬在桶顶, 容器中的营养液经装在桶底的喷嘴形成雾状不断被喷到稻根上。多余的营养液又
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滴回到桶底容器中而得到回收。此法与水培法的不同之处是氧气供应充足, 根部能滋生大量的根毛, 而水培法因容器中氧的供应受限, 根部通常不着生根毛。
3.3.5 营养液纸袋培养
营养袋纸培系统由华南农业大学根系生物学中心首创(廖红和严小龙, 2000)。该系统由24 cm×30 cm 蓝色无磷吸水纸(美国Anchor Paper公司)、具有0.5 mm孔径均匀小孔的聚乙烯塑料袋、支撑架、营养液以及室内控温、控光系统组成。催芽后的种子先放入竖立的发芽纸筒上培养2－3天, 然后转移到营养袋纸培系统。该系统能使根系正常生长, 同时将根构型原位固定在二维平面上, 对根系生长和二维构型的观测十分方便和直观。
4植物根构型的定量分析技术
早期人们对根系的研究主要是通过直接或间接的测量方法获得根形态的二维平面参数。20 世纪90年代以后,人们试图应用拓扑学理论将三维根构型分解成二维根构型, 进而通过测定有关的拓扑学参数对根构型给予定量描述(Fitter and Strickland, 1991; 严小龙等, 2000), 或者通过分形几何(fractal geometry)方法估计植物根系的三维立体构型(Nielsen et al., 1997)。廖红和严小龙(2000)在研究菜豆根系形态构型与磷效率的关系时, 发现根系的二维平面几何构型特性在一定程度上能够反映根系的三维立体几何构型, 经分解后的形态参数可以进行直接测定, 这就为根系构型的定量化提供了方便。随着科学技术的不断发展和日益进步, 在植物根系构型的定量分析方面也发展了许多新颖的测量技术, 观测手段也更加可靠。对根系形态构型参数的测定方法可以归纳为人工直接测量法、物理化学间接法、计算机扫描和图像分析法、根系原位观测法和计算机数学模型模拟法5个类别。
4.1二维根构型参数测量方法
4.1.1直接测量
这是最早用于根系研究的定量分析方法。当根的形状规则且数量较少时, 直接测量法比较有效。而当根较细、形状不规则且数量很大时则效率较低, 人为误差大。
4.1.2 网格法
这是早期用于测量各级分枝根的总长度的方法。将待测根放置于透明托盘上, 装浅水均匀扩展各级分枝根, 盘底贴有相应大小方格的纸, 在放大镜下计数根系与方格纵线及横线的交叉点数(记为N),乘上不同大小方格的系数K, 即得根系总长(R): R=N×K。网格法只能用于测定根长, 在具有直接测量法不足的同时, 其测量精度还受到网格中单位选择的限制。
4.1.3 物理、化学或物理化学计量法
利用便携式电容仪或根长测定仪进行测量, 虽然测量的速度较快, 但其测量结果具有较大的波动性。采用黏性硝酸钙吸附法测定根表面积相对值和用排水法测定根体积, 都具有效率低、误差大和测定指标单一的缺陷。
4.1.4 同位素示踪法
同位素示踪法又称核素示踪法, 简称示踪法, 是指用同位素示踪剂研究被追踪物质的运动和转化规律的方法。该技术具有灵敏度高、样品制备简单、测定方便、可靠易行和费用低等优点。通常用于根系研究的示踪法有4种: 根部标记法、植株地上部标记法、放射自显影法和中子照相法。
4.1.5 计算机扫描及图像分析
在根系采样并清洗干净后, 将根放置于透明有机玻璃平盘中, 用扫描仪对载有待测根的玻璃平盘进行扫描, 图像和数据存储在关系数据库中, 然后, 应用相关的图像分析软件如DT-SCAN(澳大利亚ICT公司)、CI-400/600(美国CID公司)和WinRHIZO(加拿大, Regent Instruments 公司)对扫描图像进行分析, 获取相应的根系形态参数值。如用WinRHIZO图像分析软件, 可以得到根总长、根总体积、根总表面积、根平均直径及各级根系(0.00 mm＜根直径=0.50 mm、0.50 mm＜根直径=1.00
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mm、1.00 mm＜根直径=1.50 mm、1.50 mm＜根直径=2.00 mm、根直径＞2.00 mm)的根总长、根总体积和根总表面积等一些二维根形态参数(Zhao et al., 2004)。
虽然根系取样工作费时费力, 但该方法与其它技术方法相比, 具备以下几个优点: (1)可以对多种作物根系进行测量, 不受根形状等因素的限制; (2)全过程均为计算机自动处理, 人为因素干扰少, 精度高; (3)测量速度快,特别适用于大量根的批量处理。因此, 在田间条件下,根系图像分析系统仍然不失为植物根系构型定量研究的有力工具。
4.1.6微根管技术
Bohm(1974)是第一位用微根管(minirhizotron)这个名词描述根系观测方法的科学家, 也是第一个将微根管技术和在田间使用的其它观测技术进行比较的科学家。微根管技术主要由透明观察管、观测设备和记录设备组成, 观测设备曾先后使用了普通镜子、观察镜和照相机(或摄像机), 记录设备也相应地经历了手工绘制、传统黑白、彩色相片(或录像带)以及高清晰数字图像, 还开发了多种图像自动分析系统, 使该项技术日臻完善(周本智等, 2007)。微根管技术可以非破坏方式, 定期对同一根系的出现、生长、衰老、死亡和消失进行连续观察,对根系伸长、根系密度、扎根深度、侧根伸展、分枝特性、菌根特性以及细根动态、根系生命周期和分解等进行观测研究, 还可获得诸如根系颜色、细根衰亡、分解、寄生和共生微生物等定性信息(M a j d i, 1996; Johnson et al., 2001)。此外, 还可以开展根系对不同处理响应的研究。但微根管技术的作业地点固定, 仅适合单个根系的定点观测。
4.2三维根构型参数测量方法
4.2.1 三维坐标容器法
该方法是利用特殊的三维坐标容器装置和计算机图像处理技术, 对根系的不同垂直分布层进行定位和分析, 利用计算机AutoCAD绘制完整的三维根系图, 根据三维根系图可以求得根长、根重和根密度等根系参数(程建峰等,1999)。这种方法与大田根系研究相一致, 具有能完整保持根系自然状态的特点。
4.2.2 地下雷达监测系统
地下雷达(underground radar, UGR)利用高频电磁波在介电特性不均匀的介质中产生反射, 获得剖面图像, 通过解译可确定地下物体的性质和结构。该系统可在不破坏土体和根细胞结构条件下对植物根系整个生长期进行观测(Hruska et al., 1999)。近年来应用地下雷达系统对树木根系分布进行观测较为常见(Cermak et al., 2000), 但该方法在农作物上的应用并不多。
4.2.3 射线断层扫描
射线计算机体层成像(X-ray computed tomography, XCT)是以射线为信息载体, X射线穿过物体后, 不同的衰减系数反映了物体内部不同位置组成成分和密度的差异,进而利用计算机重建物体内部影像的一种现代医学成像技术。射线断层扫描技术应用于农作物和树木根系的研究已早有报道(Heeraman et al., 1997; Pierret et al., 1999)。罗锡文等(2004)选用德国西门子(Sensation 4)多层面螺旋CT作为大豆、番茄和榕树苗根系样品的扫描设备, 采集到分辨率为512×512的根系断层图像, 利用西门子医用影像处理系统(syngo 2002A_R1.0)进行图像处理, 可明确地分辨出主根在介质中的位置与形态, 能够清晰地观测到直径为1 mm左右的微细根系, 可观测的最小根系为0.4－0.6 mm。结果表明, XCT技术能够准确、快速且无损伤地实现植物根系原位形态的定性观察和定量测量。
4.2.4 核磁共振系统
核磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)是以射频电磁波为信息载体, 通过检测磁场中物体不同位置核磁共振信号的不同, 反映物体组成成分和生化性质的差异, 进而利用计算机重建物体内部影像的一种现代医学成像技术。在植物研究中, 核磁共振仪的应用十分广泛, 包括环境胁迫影响、生长发育、碳代谢、细胞形态和结构以及根系发育和分布等方面的观测(Lauterbur,
700植物学通报 24(6) 2007
1973; Ishida et al., 2000)。利用核磁共振仪对植物根系进行原位观测, 可直接观测到植物根系的整体结构、生长状况和各个部分的生理功能, 也可用于观测根系对水分和养分的吸收、运输以及研究根部周围的微域环境。
4.2.5 图像重建系统
朱同林等(2006)利用一套自行设计的根系栽培系统和旋转数码摄像平台, 通过数码摄像机旋转拍摄大豆根系实体, 获得多视角二维图像, 然后根据大豆根系的基本结构特征, 创建了适合根系等线状物体三维图像的快速重建算法, 从而有效地实现了大豆根系图像的重建。该系统由2台同步CCD数码摄像机(VCC-5972P, SANYO)、1台配有两块图像采集卡的PC机、1个白色背景板和1个用于定标的棋盘组成。获得根系三维构型的数字化模型和骨架后, 通过进一步分析得到直径大于0.3 mm的大豆根系的主根长、根总长、平均基根角度、根宽/根深比及不同层次根长分布率以及根系在生长介质中不同三维区域的分布率等三维根构型参数。此系统已成功地应用到大豆根构型与磷吸收效率的研究中, 为深入研究植物根系生长及其营养功能提供了一种新的手段。
4.3三维构型计算机数学模型模拟方法
早在20世纪70年代, 人们就开发了模拟单条根二维生长的计算机模型 (Lungley, 1973)。20世纪80年代后期, Diggle(1988)建立了第一个模拟根系结构的三维模型RootMap, 该模型可模拟根系的年龄、位置和根段取向。 Fitter和Strickland(1991)在综合考虑根的拓扑结构、根节长度、半径和分枝角度等的基础上, 在三维空间建立了根系构型的模型。Lynch等(1997)开发的SimRoot模型可以确定一定生长时间内的根系基本几何参数(如根长、根体积和根表面积等)以及一些生理参数(如单位根系碳耗、比根长等), 因而SimRoot模型在根系数据构建、构型参数生长计算以及三维图形显示方面具有独特的优势。通过改进和扩展SimRoot模型的运算功能, 可以模拟不同土壤养分状态和不同植物密度等条件下的根构型及其与养分吸收效率的关系(Ge et al., 2000; 廖红等, 2001)。在此基础上, 钟南等(2005)应用L系统建立了根构型定量分析计算机模型L_Root, 可对植物根系三维生长进行可视化模拟。上述研究实现了根构型性状的定量描述, 为阐明植物根构型与养分吸收(特别是磷吸收)的关系提供了先进的研究手段, 同时为在实验室里进行大批品种的根系性状快速筛选提供了技术基础。
致谢感谢华南农业大学根系生物学研究中心全体老师和研究生对本研究的支持。
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702植物学通报 24(6) 2007
Quantitative Analysis of Plant Root Architecture
Quan Liang, Hong Liao, Xiaolong Yan *
Root Biology Center, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China
Abstract The root system plays a very important role in plant anchorage, water and nutrient uptake, as well as synthesis and storage of metabolites. Quantitative analysis of root architecture, or the spatial configuration and distribution of the root system in the soil, will facilitate our understanding of root structure, function and their interactions in the ecosystem. Here, we introduce the concepts of root architecture and summarize recent progress in quantitative analysis of root architecture, with some examples of major research methods and techniques currently being used in this area.
Key words quantitative analysis, root architecture
Liang Q, Liao H, Yan XL (2007). Quantitative analysis of plant root architecture. Chin Bull Bot24, 695?702.
* Author for correspondence. E-mail: xlyan@https://www.doczj.com/doc/486023583.html,
(责任编辑: 孙冬花)
科学出版社新书推介I
《生命科学新视野》(1－9册)
本系列丛书精选Elsevier出版集团出版的Trends、Current Opinion和Drug Discovery Today等系列中近两年的部分综述文章(2005－2006年),由国内专家(杜冠华、高福、李葆明、林志彬、刘斌、刘春明、瞿礼嘉、王克夷和席真等)、Elsevier资深编辑及科学出版社科爱传播中心编辑合力筛选, 以原文稍加中文注解的形式, 按专题编辑成册。版式新颖, 借鉴期刊风格, 每册书含部分彩印。本系列丛书将主要面向大学高年级学生、教师、研究生以及科研工作者, 供其参考和收藏。
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《第二节植物根的生长》教案 一、背景与意义分析 本节课是在学生们了解了种子萌发成完整的植物体的过程，对植物体产生了一定的兴趣之后，指导他们进一步了解植物体的结构，比如这节课所要学习的结构——植物的根。 本节课按照学生的认知规律，用放大镜和显微镜从宏观到微观依次将根尖的结构展示给学生，使学生能识别根尖的基本结构，进而能说出各部分的主要功能。 二、学习与导学目标 1、知识积累与疏导：教师按照学生的认知规律，引导学生观察根尖的结构，识别根尖的基本结构，说出各部分的功能。 2、技能掌握与指导：能熟练地使用显微镜观察生物体的结构，描述生物体的结构特点，提高观察能力和表达能力。 3、智能提高与训导：培养学生积极参与讨论并与他人合作的精神。 4、情意修炼与开导：用显微镜真实展现根尖的微观机构，激发学生学习生物的兴趣，培养学生务实的科学态度。 5、观念确认与引导：通过观察和讨论确定“生物体的结构与功能相适应”这一生物学基本观点。 三、障碍与生成关注 根据根尖各部分的结构特点，讨论分析各部分的功能。 四、学程与导程活动 课前准备 学生准备： 1、收集植物根的图片以及与根的作用有关的资料。 2、萌发的小麦种子 教师准备：放大镜、显微镜、根尖的纵切玻片标本 教学过程 师：通过前面的学习我们知道，种子的胚在吸收营养物质后，胚芽、胚根迅速生长发育，其中胚根发育成植物体的根。那么植物体的根长什么样呢？ 生：展示并介绍自己收集的植物的根的图片。（略）
师：植物体的根形态各异，但它们有共同的结构。请同学们仔细观察课本上萝卜的根的图片以及自己准备的萌发的小麦种子。 生：植物体的根上毛茸茸的。 师：这叫根毛。我们把从根的尖端到生有根毛的一段，叫做根尖。这是植物体的根中很重要的一段。请同学们用放大镜仔细观察小麦的根尖的外形，小组交流并派一代表描述。 生：根尖的最下部呈淡黄色，往上呈白色，再往上密布白色的绒毛。 师：呈淡黄色的部分是根冠和分生区，呈白色的部分是伸长区，密布绒毛的部分是成熟区。各种植物根尖的结构基本相同，从尖端向上依次是根冠、分生区、伸长区、成熟区。那么人们又是如何来划分根尖的四个部分的呢？请同学们用显微镜观察根尖的纵切玻片标本，了解根尖各部分细胞的大小、形态等特点，小组讨论并派一代表描述。 生：根冠的细胞体积较大，形状不规则，排列不整齐。分生区的细胞体积较小，近似正方形，排列紧密。伸长区的细胞体积较大，呈长方形。成熟区的细胞体积也较大，其表皮细胞向外突起，形成根毛。 师生共同小结，将根尖各部分细胞的大小、形态等特点填入课本的表格中。（略）师：根尖各部分的细胞大小、形态各异，它们的功能也各不相同。请同学们根据各部分细胞的特点，分小组讨论各部分可能有什么功能，并派一代表小组间交流。 生：（略） 教师小结： 根冠：冠—帽子也，起保护作用。 分生区：分生区的细胞能够分裂，与根的生长有关。 伸长区：伸长区的细胞能不断地伸长，也与根的生长有关。 成熟区：成熟区的表皮细胞向外突起，形成根毛，增加了根尖与外界接触的面积，有利于根对营养物质的吸收。 师：这节课我们主要认识了根尖的基本结构，了解了根尖各部分的主要功能。那么植物体的根有什么作用，又有怎样的经济价值，请同学们看课外阅读并展示自己收集的有关根的作用和价值的资料。 师生共同小结： 植物体的根具有固着、支持、吸收、输导、贮藏等功能。 植物体的根具有很高的经济价值，如可供食用、药用，可做工业原料、工艺品，豆科植物的根能形成根瘤固氮。
第一单元植物身体的奥秘 第一课根里的“抽水机” 教学目的： 1. 了解根的形态。 2. 知道直根系和须根系。 3. 了解根的作用。 重点难点:了解根的形态和作用 教学时间：3课时 教学安排： 第一课时 教学过程 一、导入 出示课本图片。 同学们，你们见过叔叔阿姨种小树苗吗？为什么那些小树苗的根部都包着一些泥巴呢？根有这么重要吗？ 今天，我们来学习第一课《根里的“抽水机”》（板书课题）。 二、新课 （一）观察植物的根 根是植物体的一个重要器官。一般来说，大多数植物都具有这一器官。不同植物的根，其长短、粗细、形态各不相同，请仔细观察根和用适当的词语描述根的特征。 植物的根可分为直根系和须根系。 板书：根系分为： 1）直根系 2）须根系 直根系的特点是有明显的主根和侧根；而须根系没有明显的主根和侧根，都是不定根，根的粗细、长短相近，看上去就像一把胡子。 还有哪些常见植物的根属于直根系或须根系？ 下列植物的根分别属于哪种根系？把答案填写在课本上。 课文四种植物的根系分别是：稻——须根系；蒲公英——直根系；洋水仙——须根系；芝麻——直根系。 第二课时 一、导入 出示课本图片。 同学们，你们见过叔叔阿姨种小树苗吗？为什么那些小树苗的根部都包着一些泥巴呢？根有这么重要吗？ 今天，我们来学习第一课《根里的“抽水机”》（板书课题）。 二．新课： （二）观察根系的分布 植物生长所需要的水，主要是依靠根系从土壤里吸收的。根系分布得越深、越广，其吸收水分的能力就越强。 大多数植物的根系分布得很深、很广。 （三）扎根土壤的秘密 出示大风吹，树枝摇的图片。
植物能牢牢地“站稳”在地面上，确实是根的功劳吗？ (板书)根的作用：1)根有固定植物的作用。 第三课时 一、导入 出示课本图片。 同学们，你们见过叔叔阿姨种小树苗吗？为什么那些小树苗的根部都包着一些泥巴呢？根有这么重要吗？ 今天，我们来学习第一课《根里的“抽水机”》（板书课题）。 二.新课： （四）毛茸茸的根尖 出示根尖的放大图，介绍哪个部分是根尖，根毛长在什么地方。 这些毛绒绒的根尖有什么作用呢？ 根毛可以增加植物与土壤接触的面积，吸收更多的水分和矿物质，向茎和叶子输送，供给植物生长所需。 （板书根的作用）：2）根有吸收水分和矿物质的作用。 （五）不同环境里植物的根 出示课本图中草原、沙漠里的植物根系示意图。 这是一幅典型的草原植物的根系分布图。图中植物通过根状茎连成一片，根系的分布浅而密，构成了密密的网状。 这是沙漠植物的两种典型的分布图。图中左侧的是骆驼刺，根系深深扎入地下；右侧的是仙人柱，根系虽然很浅，但扩展得很宽。 草原、沙漠里的植物根系有什么特点？ 归纳总结： 植物的根系生长特点与其生长环境有关。 草原上的植物的根密密麻麻联成一个网状，既可以固定泥土，也可以使自己牢牢地固定在地面上；而在沙漠中，由于沙子松散又缺少水分，所以植物的根系都十分发达，有的尽可能往地下伸长，有的尽可能向周围扩大，既可以较好地固定自己，又利于自己充分吸收水分。 三、教学后记： 根长得越深，分布得越广，植物就越不容易被大风刮倒。同时，植物生长需要的水分和各种矿物质，因此根系的分布范围越广越深，才能保证从土壤中获得植物生长所需要的物质。由此说来，植物的根系越发达，对于植物的生长越有利。我们常说“根深叶茂”，正是这个道理。 教学反思： 第二课茎里的“运输网” 教学内容：茎里的“运输网” 教学目的：1.了解茎的形态。 2.了解茎的一般结构。 3.探究茎的作用。 重点难点:茎的作用
实验（4）观察根毛根尖的结构 (2009-05-05 22:58:22) 转载▼ 标签： 生物实验 生物课堂 生物教育 公益活动 实验四：观察根毛根尖的结构 从根的尖端向上长约3 cm左右的部分，形态学上称之为根尖。根尖包括根冠、分生区（生长点）、伸长区和根毛区（成熟区）。各区的细胞和组织各有其特点和功能。本实验的目的在于为教师提供根毛与根尖结构的简易观察方法和应注意的问题，以及教学方面的一些建议。 一、实验准备 (一）材料: 小麦，玉米，豆类等的种子萌发后产生了幼根的材料。 材料的培养： 取测定过种子萌发率的上述种子，放置在垫有潮湿滤纸（卫生纸、纱布亦可）的培养皿中，继续培养。为使幼根上长出发达的根毛，宜将培养皿放在一个大的玻璃缸内，缸底加水（注意水切勿漫过培养皿）并加盖，用以保持小环境的湿润，为根毛的生长创造有利条件。一般开始萌发的种子，在25℃左右的温度下，经过3～4 d即可长出3 cm以上的幼根，并且幼根上长有发达的根毛。 （二）用品: 放大镜，显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，盛有清水的滴瓶，碘液，棉花，滤纸（或纱布）。 二、方法步骤 根尖外形的观察 取小麦（或其他种子）的幼根，放置在载玻片上，用放大镜观察它的外形和分区。根的尖端略为透明的部分是根冠，呈帽状。由于与土壤接触，根冠细胞经常遭到破坏，所以根冠外层细胞黏液化，很润滑，这有利于根尖在土壤中生长。分生区的大部分被根冠所包被，其上部与伸长区相接，在外观上与伸长区无明显的界限。根尖的最上部是根毛区。在放大镜下可以清楚地看到，根毛是根毛区表皮细胞向外侧生长的突起，上部根毛逐渐伸长以及根毛区根毛密布的情况。在根毛区和分生区之间的一小段是伸长区。由于伸长区细胞在外形上无明显的形态特征，所以只能待制片后在显微镜下观察它们的形态结构。以上观察的内容，也可以让学生将根尖放在载玻片上，不加盖片，在低倍的显微镜下进行观察，其效果更好。尤其是根毛区的表皮细胞产生的根毛和根毛逐渐伸长的情况，都清晰可见。根尖结构的观察
根尖的结构和功能 应小中 一、根尖的结构和功能 植物根尖纵切面 的显微结构图。 根尖结构细胞结构特点主要作用根冠细胞壁薄，排列疏松保护作用 分生区（生长点）细胞排列紧密，细胞壁薄，细胞质浓，没 有液泡，细胞具分裂能力，细胞呈小正 方体。 分生作用，补充根冠细 胞和伸长区细胞 伸长区停止分裂，体积增大变长，能较快生长， 细胞近似小正方形。使根伸长，伸象土壤深处。 根毛区（成熟区）细胞停止分裂生长至成熟，分化为各种组 织，有许多根毛根尖吸水的主要部位，具吸收、输导作用。 注意：1、根的长度能够不断地增加，就是因为分生区的细胞能够分裂和伸长区细胞能够伸长的缘故。 2、根尖吸水的主要部位在根毛区 例1、小丽想要移栽月季花，她应该怎样做（） A、小心地连根拔起后移栽 B、小心地连根拔起后，将根洗净后移栽 C、小心连根带土的挖起后移栽，尽量不损伤根系 D、以上方法均可以 解析：农业生产中，移植作物幼苗时要带土移植，这样使得根尖损伤比较少，使植物在适应新环境前可从被夹带的土壤中获取水分和营养物质，成活率高。故答案为（C）二、植物细胞吸水和失水的条件：一般情况下，当植物根毛细胞的细胞液中营养物质的质量分数高于土壤溶液的质量分数，细胞吸水；反之，当植物根毛细胞的细胞液中营养物质的质量分数低于土壤溶液的质量分数，细胞失水。
例2、实验观察：植物细胞的吸水和失水 在两个大小相似的萝卜中各挖一个大小相等的洞，向甲、乙萝卜的洞中分别注入等量的清水和浓盐水，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（如图）。放置一段时间，分析 会出现的变化： ⑴甲玻璃管内液面高度将（），乙玻璃管内液面高度 将（） A、上升 B、下降 C、不变 ⑵用手捏萝卜的感觉甲＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿， 乙＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ⑶通过该实验，你能得出什么结论？＿＿＿＿＿＿＿＿ （4）请设计一个实验，粗略地测定萝卜细胞的细胞液浓度。 解析：通过该实验可以得到植物细胞可以吸水，也可以失水， 而植物细胞吸水或失水，主要取决于细胞周围水溶液的浓度和细胞液的浓度的大小：当周围水溶液的浓度小于细胞液的浓度时，细胞就吸水；当周围水溶液的浓度大于细胞液的浓度时，细胞就失水。故甲中的液面高度将下降（B），而乙中的液面将上升(A)。(当萝卜不失水时，比较硬，失水后就比较软。 对于第（4）小题，可以这样设计：配制不同浓度的盐水，装置如上图所示（准备多个并标号），然后将不同浓度的盐水依次注入到标不同号码的萝卜上洞内，然后观察玻璃管内液面变化，变化不大者为该溶液的浓度，即约为萝卜细胞细胞质的浓度，原因为细胞周围水溶液的浓度和细胞液的浓度相等，所以萝卜细胞既不吸水也不失水。
【课题】《植物的根》教案 【课型】观察课 【教材分析】本课是在学生对植物的身体各部分有了感性认识的基础上，对植物根的生理作用进行较深入、细致的观察探究活动，目的是进一步培养学生的观察和实验能力。 【教学目标】 1、能认真观察植物的根，并能利用简单的表格进行记录；在研究植物根的作用时，能自行设计并做控制变量的探究性实验。 2、愿意与同学交流探究植物根的作用的方法，体验到合作交流可以更好地完善实验设计；尊重实验中观察到的事实证据。 3、通过实物识别和多媒体展示，知道植物的根根据形状主要分成两大类：直根和须根。 4、知道根有固定植物和吸收水分、养分的作用。 【教学重点和难点】 教学重点：识别两种植物的根和探究“根吸收水分”的实验设计。 教学难点：探究“根吸收水分”的实验设计。 【教具、学具】 教师准备： 1、多媒体课件。 2、实验材料：烧杯、量筒、植物油、放大镜、尺子、镊子等。 学生准备： 1、课下实践活动：拔草、晃一晃树（体验根的作用），要求不要晃动刚栽的小树，以免影响其生长。 2、材料准备：葱、菠菜、香菜、油菜、狗尾巴草、萝卜、甘薯等常见植物并初步观察它们的根。 【教学过程】 第一课时 一、创设情境，提出问题 视频：植物的根深入泥土，（观看并提出疑问）引入新课，板书课题。
二、探究植物的根的分类 1、认识直根和须根。 （1）师出示菠菜和葱两种植物，让学生说出它们的名称并提出问题：菠菜的根和葱的根有什么不同？ （2）学生以小组为单位，边观察边讨论，并填写观察记录表。 我的观察记录 第小组年月日 （3）学生小组汇报。 学生在实物投影仪上展示“我的观察记录”，按照记录内容汇报观察结果。 （4）教师小结： ①直根：菠菜的根中间比较粗壮，周围比较细，这样的根叫做直根。同时板书：1、根的分类：直根。 ②课件出示直根的特点：直根的主要特点是主根明显比侧根粗而长，从主根上生出侧根，主次分明。 指名读一读。 ③须根：像葱这样各条根的粗细都差不多，像一把胡须，我们称它为须根（板书：须根） ④课件出示须根的特点：须根的特点是根像人的胡须一样，没有主根和侧根之分。 指名读一读。 2、依据根的特点给植物分类。 （1）提出活动要求：以小组为单位，观察同学们收集到的各种植物的根。按直根、须根给植物分类。 （2）小组观察、讨论、分类。 （3）组织小组汇报。其他小组可以随时发表不同看法，教师适时引导。 预设1：由于季节的原因，同学们搜集到的根可能不是很多。
8、植物的身体 课型:新授课时:1 教学目标： 1．使学生知道植物体（限于种子植物中的被子植物）是由根、茎、叶、花、果实、种子六个部分组成的。 2．培养学生的分析、综合能力。 教学重难点： 1、通过观察、交流活动，让学生知道植物是由根、茎、叶、花、果实、种子六个部分组成的。 2、学生正确的分析、总结植物的组成部分。 教学准备： 课件、凤仙花的挂图、凤仙花的分解图片（自制）、可供学生阅读有关植物的图书（如：《十万个为什么》） 前置作业： 课前搜集课本中相关植物的文字资料和自己常见植物的资料。 教学过程： 一、教学导入 1.谈话：今天我想请各位同学当个画家，请给你在课前观察的植物画个像。（学生画画） 2.展示学生作品： 问：你画的是什么植物？你都画出了这棵植物的哪些部分？ 你认为一棵完整的植物要由几部分组成呢？今天我们就带着这个问题进行下面的研究活动。师板书：8、植物的身体 二、学习新课 1.研究植物的组成 ⑴讲述：今天，老师也给大家带来了一棵植物图片。（出示挂图）这是一棵完整的植物，它由几部分组成呢？你有什么办法可以知道？ （学生讨论研究的方法：看图、查阅资料、上网、问别人等等） 指出：你们可以自由结成研究小组，在讲台上我给大家准备了一些有关植物的书籍，你们可以查看，找出答案。 ⑵学生分组，用不同的方法进行研究，寻找答案。 （注：引导学生用不同的研究方法找到答案。一定要给与学生充分讨论、观察、交流、思考的时间，让同组的每一个学生达到共识。同时让各组同学思考：用什么方式向其他同学介绍植物的组成部分。比如用表演的形式、用画画的形式等等。） ⑶学生用不同的方式汇报研究结果： （在汇报之前，要提醒学生注意倾听别人的发言。如果有什么不懂的或没有听明白的问题，可以向发言同学进行提问，让他帮你解答。） 问：我这有一些凤仙花各部分的图片，你能拼成完整的植物吗？ （学生拼图，进一步认识植物的组成） ⑷谈话：刚才我们观察了凤仙花，现在我请大家再来看几幅图。（用实物投影机出示课本插图） 问：你知道这是什么植物？请你们小组继续研究这些植物的身体是由几部分组成的，有什么共同的地方？ 师引导学生继续研究，通过分析其他植物的组成，进而得出植物都有根、茎、叶、花、果实、
植物的根教案 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
【课题】《植物的根》教案 【课型】观察课 【教材分析】本课是在学生对植物的身体各部分有了感性认识的基础上，对植物根的生理作用进行较深入、细致的观察探究活动，目的是进一步培养学生的观察和实验能力。【教学目标】 1、能认真观察植物的根，并能利用简单的表格进行记录；在研究植物根的作用时，能自行设计并做控制变量的探究性实验。 2、愿意与同学交流探究植物根的作用的方法，体验到合作交流可以更好地完善实验设计；尊重实验中观察到的事实证据。 3、通过实物识别和多媒体展示，知道植物的根根据形状主要分成两大类：直根和须根。 4、知道根有固定植物和吸收水分、养分的作用。 【教学重点和难点】 教学重点：识别两种植物的根和探究“根吸收水分”的实验设计。 教学难点：探究“根吸收水分”的实验设计。 【教具、学具】 教师准备： 1、多媒体课件。 2、实验材料：烧杯、量筒、植物油、放大镜、尺子、镊子等。 学生准备： 1、课下实践活动：拔草、晃一晃树（体验根的作用），要求不要晃动刚栽的小树，以免影响其生长。 2、材料准备：葱、菠菜、香菜、油菜、狗尾巴草、萝卜、甘薯等常见植物并初步观察它们的根。 【教学过程】 第一课时 一、创设情境，提出问题 视频：植物的根深入泥土，（观看并提出疑问）引入新课，板书课题。 二、探究植物的根的分类 1、认识直根和须根。
（1）师出示菠菜和葱两种植物，让学生说出它们的名称并提出问题：菠菜的根和葱的根有什么不同？ （2）学生以小组为单位，边观察边讨论，并填写观察记录表。 我的观察记录 第小组年月日 （3）学生小组汇报。 学生在实物投影仪上展示“我的观察记录”，按照记录内容汇报观察结果。 （4）教师小结： ①直根：菠菜的根中间比较粗壮，周围比较细，这样的根叫做直根。同时板书：1、根的分类：直根。 ②课件出示直根的特点：直根的主要特点是主根明显比侧根粗而长，从主根上生出侧根，主次分明。 指名读一读。 ③须根：像葱这样各条根的粗细都差不多，像一把胡须，我们称它为须根（板书：须根） ④课件出示须根的特点：须根的特点是根像人的胡须一样，没有主根和侧根之分。 指名读一读。 2、依据根的特点给植物分类。 （1）提出活动要求：以小组为单位，观察同学们收集到的各种植物的根。按直根、须根给植物分类。 （2）小组观察、讨论、分类。 （3）组织小组汇报。其他小组可以随时发表不同看法，教师适时引导。 预设1：由于季节的原因，同学们搜集到的根可能不是很多。 （4）教师补充：老师给大家搜集了部分植物的根的图片，请大家给它们分分类。 ①课件出示图片：玉米、小麦、胡萝卜、凤仙花、萝卜、油菜、蒜。指名说出根的分类。
第一册植物根的生长 相信大家都被屏幕上的这幅图片吸引了，这是一株长在路边的苹果树，但是这些红红的果实可不是我们要看的重点，大家可以数一数，看看苹果树的枝条有所少呢？是不是最多也就十多根啊！但是如果把苹果树地下部分的根挖出来看，你会发现，根的分支多达50000多条，为树枝的5000多倍！ 接下来看到的这幅图片看上去很普通是吧，它叫骆驼刺，是一种生长在荒漠里的植物，可以看到，地面以上的部分还不足一米，现在这是什么你们知道吗？这是骆驼刺的根系，又粗又长，可以伸到地面以下15米之多！ 这就是骆驼刺完整植株的示意图，上下对比非常的强烈吧！如果大家还觉得这些都不算什么的话，老师再介绍一种植物，黑麦，一株小小的黑麦有大约1400万条根，占地225平方米，相当于两间这样的多媒体教室！ 听完了老师的介绍，看过了这么多图片，相信大家都充满了好奇。你们有些什么想法或者问题吗？都可以大胆的提出来。 老师也总结出了一些问题，我们一起来看看。1、根有些什么结构？2、植物的根具有什么样的功能呢？ 3、根为什么会生长得这样旺盛？特别是骆驼刺和黑麦，他们的根简直可以用惊人来形容？ 带着这些问题我们就一同来进入一个新内容的学习，第二节植物根的生长。 首先我们来看一段影片，这是快速播放中的根的生长。可以看到，土壤中的根不断地长长，长到一定的程度便伸出分支，形成庞大的根系。所有的植物那些深埋于土壤中的根都是这样生长的，这节课我们就一起来学习这样一个内容。 首先我们来看看学习这一节要达到的目标，1、识别植物根尖的基本结构，说出各个部分的主要功能。2、描述植物根生长的原因。 在这个目标中出现了一个新的名词，根尖，上个礼拜老师布置探究实验的时候就简单的介绍了，根尖，顾名思义就是根的尖端。相信大家都很好地完成实验了！实验结果也都记录下来了吧！ 我们再简单地来介绍一下这个实验过程，取一些培养出根的种子，一部分种子去掉根尖，也就是实验内容的第一项，另一部分保留有根尖，但是其他条件保持一直，然后培养这些根，过一段时间再来看结果，看根是怎样变化的。我要请几位同学来说说看你们的实验结果。。。。。。（询问种的什么种子，两种不同处理的结果分别是什么），大家使用不同的种子做实验，都得出了相同的结果，去除根尖的种子，它的根不再伸长，而保留有根尖的种子它的根继续伸长。所以，我们可以得出一个什么结论呢？根尖对植物根的生长有着直接的影响。为什么去掉根尖以后就不再生长了？是不是根尖上有些什么特殊的结构呢？接下来我们就一起来看看根尖的形态结构。 现在大家看到的是一颗已经萌发出根的谷类种子的图片，在这里老师要考考大家，还记不记得种子萌发需要什么条件？包括必要条件和外界条件，必要条件（书上55页）是具有完整的，有生命力的胚，而外界条件（书57页）是足够的水，充足的空气以及适宜的温度。大家一定要记住了！现在这颗种子具备了所有的条件，开始萌发，首先冲破种皮生长出来的就是根，而图中从根的尖端一直到长有绒毛的这一段我们把它称之为根尖。大家现在仔细地观察这幅图片，你能看到根尖的一些什么结构呢？（注意观察的顺序） 首先，最尖端的地方，有一个透明的、像帽子一样的结构，套在前面，我们把这一段叫作根冠，冠，顾名思义就是帽子。而上端还有一段非常明显的，大家都能看到，长出了许许多多的绒毛，这些绒毛由于生长在根上，所以我们给它取个名字，叫做根毛，当根毛形成，就表示这些细胞成熟了，因此我们把这一段称之为成熟区。而在成熟区与根冠之间还有一部分，
《1 植物的身体》习题 一、填空题 1、到野外观察植物，我用到的工具有。 2、地球上的植物种类繁多，形态各异，生活环境多样，现在已经知道的就有种。请你写出几种、、等。 3、像向日葵、凤仙花、辣椒、苹果树这样的绿色开花植物一般都由六部分组成，他们都有、、、、、六部分。像肾蕨等裸子植物没有花和果实，只有根、茎、叶，也有的植物没有根、茎，或者不开花，不结果，如等。 4、我认为根的种类有和。 5、植物的根有和的作用。 6、根主要靠伸进土壤中吸收的水分。根在吸收水分的同时，把溶解在水中 的也吸收了。 7、狂风吹来，大树却没有被吹倒；说明植物的根有的作用。 8、用力拔植物，植物的根牢牢扎在泥土中，不易拔出。说明植物的根有的作用。 9、“根深蒂固”说明了植物的根具有的作用。 10、“根深叶茂”说明了植物的根有的作用，根扎的越深，吸收的越多，就因“根深”而“叶茂”了。 二、选择题 1、绿色开花植物有（）等器官。（多选） A、根 B、茎 C、叶 D、花 E、果实 F、种子 2、植物的（）能够吸收水分和矿物质，还能将植物固定在土壤中。 A、绿叶 B、花 C、根 D、果实 E、茎 3、1771年，英国科学家普利斯特利发现（）可以更新空气。后来，实验证明这是植物光合作用释放氧气的结果。 A、草本植物 B、木本植物 C、绿色植物 D、开花植物 4、香菜属于（），大葱属于（），萝卜属于（）。 A、储藏根 B、直根系 C、须根系 D、变态根 三、判断题
1、我们观察植物时，可以随意采摘植物。（） 2、每一种植物都有根、茎、叶、花、果实和种子。（） 3、植物都生长在土壤里。（） 四、简答题 1、植物与人类的关系？ 答：。 2、什么是直根系？ 答：。 3、什么是须根系？ 答：。 4、什么是储藏根？ 答：。
“观察动植物细胞的基本结构”教学案例 ——整合“观察人和动物细胞的基本结构”和“观察植物细胞的基本结构” 龙门县永强学校陈桂添 一、课程标准要求 （一）重要概念 细胞是生物体结构和功能的基本单位。 动物细胞、植物细胞都有细胞膜、细胞质、细胞核和线粒体等结构，以进行生命活动。 （二）内容标准 《课标（2011年版）》在“课程内容”部分“生物体的结构层次”主题中提出以下要求。 细胞是生命活动的基本单位 二、教学目标 （一）知识目标 1.识别动物细胞和植物细胞的基本结构。 2.区别动物细胞、植物细胞结构的主要不同点。 （二）能力目标 1.正确使用显微镜观察动物细胞和植物细胞的基本结构。
2.熟练制作动、植物细胞临时装片标本。 3.初步学会画细胞结构。 （三）情感态度价值观目标 培养严谨科学和实事求是的实验态度。 三、教学重点与难点 （一）教学重点 1.动植物细胞的结构和功能。 2.认识和练习使用显微镜。 3.临时装片的制作。 （二）教学难点 1.有关细胞的结构的基本概念。 2.认识和练习使用显微镜。 3.临时装片的制作。 四、教学思路 （一）教材分析 北师大版《生物学》七年级上册第3章细胞第1节细胞的基本结构和功能这一节的实验内容由三大块组成：“练习使用光学显微镜”、“观察人和动物细胞的基本结构”、“观察植物细胞的基本结构”。下面比较安排的6个实验活动的主要任务如下：
从上表看出7个实验活动的任务可以分成4个方面的任务分别是：学会规范操作显微镜、制作临时装片、用显微镜观察细胞结构和绘制细胞结构简图。 （二）重要概念及事实性知识梳理 1.重要概念 动植物细胞都有细胞膜、细胞质、细胞核和线粒体等结构，以进行生命活动。 2.支撑的次级概念及事实性知识 （1）细胞膜将细胞内部与外部环境隔开，对细胞具有保护作用。 （2）细胞核控制着细胞的生命活动。 （3）细胞的许多生命活动都是在细胞质内完成的。 （4）植物细胞最外层有细胞壁，对细胞具有保护盒支持作用。 （5）植物体绿色部分的细胞中含有叶绿体。 （三）设计思路 从有利于学生连贯第学习系统知识体系出发，将上述7个实验活动整合成3个实验活动分别是：认识和学会规范操作显微镜、练习制作临时装片、观察动植物细胞结构，用3课时完成教学任务。其中设计“练习制作临时装片”的实验活动重在通过安排学生通过反复练习制作人口腔上皮细胞、洋葱表皮细胞、番茄果肉细胞临时装片而达到达到熟练制作动植物细胞的临时装片的目的，同时也有利于提高实验器材的使用率和降低准备实验的工作量；而设计“观察动植物细胞结构”的实验活动则通过安排观察具有代表性的制作精良的动植物细胞永久装片和绘制不同动植物细胞结构简图能更好地达到比较和认识动植物细胞结构的目的。 五、教学准备 （一）教师准备
活动目标 1．能识别植物“身体”的各个部分，知道一般的植物是由根、茎、叶、花、果实、种子等部分组成的。 2．通过“拣菜”的实践活动，培养幼儿的劳动意识及动手操作能力。 3．体验植物与人类的密切关系，感受植物世界的多姿多彩。 活动准备 1．集体活动前让幼儿出去观察多种植物，并对植物的“身体”有初步的感知。 2．课件：一株黄豆的生长过程。 3．部分植物、盛菜的篮子。 4．植物“身体”各部分的分解图、白纸、胶水等。 活动过程
一、激趣导入，引发思考。 师：这几天，你们去找植物了吗？一定看到了许多植物吧!谁来讲给大家听听。(幼儿描述自己看到的植物。) 师：你们讲得很精彩!自然界的植物可真是千奇百怪。 师：(出示课件：《一株黄豆苗》)植物的身体也像人的身体一样，是由几部分组成的。你们知道这株黄豆苗的身体是由哪几部分组成的吗？(点击黄豆苗的各部分，逐一呈现根、茎、叶、花、果实、种子。) [将科学活动置于大自然的背景之中，扩展了幼儿对周围世界的体验，丰富了他们的学习经历，促进了幼儿课前的观察和思考。由人的身体自然导入植物的“身体”，激发了幼儿思考的兴趣。多媒体的恰当使用，让幼儿对植物的“身体”一目了然。
二、主动探究，自主建构。 1．发现种子(幼儿自由观察、交谈，老师参与讨论。) 师：这里有几种植物的根、茎、叶、花、果实、种子。请小朋友们想一想，它们分别是什么植物身体上的哪一部分? (提供实物：大蒜头、树叶、黄瓜、苹果、萝卜、花生、茄子、青椒等。) 师：花生是植物的什么呢？(果实、种子)有些植物的果实就是种子。 师：苹果是植物的什么呢？(果实)我们把它切开后会发现什么? (与幼儿一起切苹果)苹果里的籽就是种子。还有哪些植物果实里也有种子呢?我们一起来看一看，看看哪些果实里有种子(老师将黄瓜、茄子、青椒等果实切开)。 师：种子有什么用呢?这里有一颗黄豆
科学《植物的身体》教学设计 教学目标 1．使学生知道植物体（限于种子植物中的被子植物）是由根、茎、叶、花、果实、种子六个部分组成的。 2．培养学生的分析、综合能力。 教学重点 通过观察、交流活动，让学生知道植物是由根、茎、叶、花、果实、种子六个部分组成的。 教学难点 学生正确的分析、总结植物的组成部分。 教学方法 观察图片，小组合作探究 课前准备 课件、各种植物的图片、观察记录表等。 课时安排 1课时 教学过程 一、导入新课 1.谈话：同学们，你们了解自己的身体吗？你们知道人体是由那几部分构成的吗? 2.学生发言，教师小结。 3.我们周围生长着很多的植物，植物的身体和人的身体结构一样吗？植物的身体是由哪些部分构成的呢？导入课题：8.植物的身体 二、新课学习 1、请学生说说自己所知道的身边的植物名称。 （学生积极发言，老师总结。） 2、课件出示图片，学生认读并欣赏植物
3、教师总结 4、我们刚才看到的只是植物世界的很少一部分。在我们的地球上，植物种类繁多，形态各异，生活环境多种多样，现在已经知道的就有30多万种。 5、研究植物的组成 ⑴讲述：今天，老师也给大家带来了五组植物图片。（出示课件）这是五株完整的植物，你认为这些植物的身体可以分为哪几个部分呢？ 同桌之间相互讨论一下，并请认真填写好我的观察记录，然后汇报观察结果。 ⑵学生分组，用不同的方法进行研究，寻找答案。 ⑶学生用不同的方式汇报研究结果：展台投影学生的观察记录表。 师引导学生通过分析五株植物的组成，进而得出植物都有根、茎、叶、花、果实、种子六个部分组成。 （4）小结：通过我们的研究发现：根、茎、叶、花、果实、种子六个部分构成了植物的“身体”。这就是我们今天学习的主要内容。 师板书：根、茎、叶、花、果实、种子六个部分构成了植物的“身体”。 6、植物体各部分的功能 根：固着、支持、贮藏、生殖等功能，最主要的是吸收水和无机盐。 茎：支持、贮藏、营养、生殖、输导水和无机盐还有有机物。 叶：接受阳光进行光合作用制造有机物。 花：进行传粉和受精，发育成果实。 果实：保护种子，并贮藏营养物质。 种子：是植物传宗接代的工具，发育成新植物体的幼体。 7、问：是不是所有的植物都是由这六部分组成的？你你能举出例子说明吗？ 学生汇报。 讲述：由此可见，在植物世界中，并不是所有的植物都由根、茎、叶、花、果实、种子六部分组成的。有的植物没有根、茎，或者不开花、不结果(如藻类植物海带、紫菜、海白菜、裙带菜等)，所以在实际生活中要学会注意观察周围的一切事物。 8、植物与人类的关系 （1）、植物可以给人类提供食物 （2）、植物可以提供生活材料 （3）、植物可以美化环境
《根尖的结构》教学设计 一、教学目标 1、知识目标： （1）通过观察小麦幼根，说出根尖的部位，描述“根毛”的特点。 （2）通过观察根尖的纵切片，识别根尖各部分，描述各部分的结构特点；通过教师的提问引导，说出各部分的功能。明确相邻各部分之间的联系。 2、能力目标： （1）熟练使用显微镜观察永久装片； （2）观察比较根尖各部分细胞，分析各部分的功能。 3、情感态度价值观： （1）认同结构与功能相适应的生物学观点。 （2）养成仔细认真观察的习惯。 二、教学重难点 教学重点：根尖各部分结构和功能。 教学难点：在显微镜下准确识别根尖各部分，观察描述各部分结构特点，尤其是成熟区的结构特点。 三、学生分析 （1）知识方面： 已有水平：学生已经具备细胞分裂、分化形成组织，根具有吸收功能，根能不断生长等有关知识。 存在问题：学生对根能够吸收和生长的结构基础缺少了解，涉及的新名词很多。 （2）能力方面： 已有水平：学生能独立进行显微镜操作，识别出细胞。 存在问题：学生观察区分细胞的特点，由细胞特点分析功能这方面的能力有待培养。 四、教学内容分析 1、明确《课标》要求：学生能够描述根的生长过程。 2、了解教材内容：观察根尖外形及根毛；观察根尖结构。 3、分析教材内容： （1）“根尖各部分结构和功能”是本节的重点知识。植物体的根是由根尖发育而成的。根尖为什么能够发育成根，这与其结构紧密相关。而根尖的结构特点又决定了根尖的功能。根尖的功能又决定着整株植物的生与死。所以，只有掌握了根尖的各部分结构和功能，才能更好地了解根和根的功能，为后续知识的掌握打下良好的基础。 （2）“识别根尖各部分细胞结构特点及其相应的功能”是本节的难点知识。教材中的插图是根的结构模式图。而显微镜下观察的根尖细胞结构，大多是不规则的，这就要求教师在引导学生观察根尖细胞结构时，把书本知识与实践结合起来，认清显微镜下根尖各部分的结构特点。避免学生对细胞结构的认识趋于模式化。这样更有利于训练学生掌握知识的灵活性。 （3）在根尖的各部分结构的教学过程中，还要特别注意一个问题，就是学生容易把根尖的四个部分看成是界限分明的，而不是互相连续的。这就应该在最后研究根尖的发展变化的时候，指出根尖的四部分是互相连续的，各部分之间并没有明显的界限，各部分是依次向前发展变化的。最后，教师要让学生明白，根尖的四个组成部分是由分生区的细胞经过细胞分裂、细胞生长和细胞分化而形成的，使学生既复习了已经学过的知识，又形成了根尖是发展变化的动态观点。 五、教学媒体与资源的选择与应用
根的结构和功能 教学目标 知识目标 1、能够表述根尖外形及根毛特点。 2、准确描述根尖各部分结构及其功能 , 明确相邻各部分之间的联系。 能力目标 通过组织学生用放大镜和显微镜观察根尖的结构 , 培养学生的观察能力并使学生使用放大镜和显微镜观察植物组织的动作技能达到熟练水平。 情感目标 通过学习根尖各部分结构的联系以及各部分与其功能相适应的特点 , 使学生接受辩证唯物主义观点与科学方法论的教育 , 体会到生物体是统一整体并处于发展变化之中。 教学建议 一、知识体系图解 二、教材分析 1、 " 根尖各部分结构和功能 " 是本节的重点知识。众所周知 , 植物体的根是由根尖发育而成的。根尖为什么能够发育成根 , 这与其结构紧密相关。而根尖的结构特点又决定了根尖的功能。根尖的功能又决定着整株植物的生与死。所以 , 只有把握了根尖的各部分结构和功能 , 才能更好地了解根和根的功能 , 为后续知识的把握打下良好的基础。
2、 " 识别根尖各部分细胞结构特点及其相应的功能 " 是本节的难点知识。教材中的插图或挂图都是根的结构模式图 , 而显微镜下观察的根尖细胞结构 , 大多是不规则的 , 这就要求 教师在引导学生观察根尖细胞结构时 , 把书本知识与实践结合起来 , 认清显微镜下根尖各部分的结构特点。避免学生对细胞结构的熟悉趋于模式化。这样更有利于练习学生把握知识的灵活性。 3、在根尖的各部分结构的教学过程中 , 还要非凡注重一个问题 , 就是学生轻易把根尖的四个部分看成是界限分明的 , 而不是互相连续的。这就应该在最后研究根尖的发展变化的时候 , 指出根尖的四部分是互相连续的 , 各部分之间并没有明显的界限 , 各部分是依次向前发展变化的。最后 , 教师要让学生明白 , 根尖的四个组成部分是由分生区的细胞经过细胞分裂、细胞生长和细胞分化而形成的 , 使学生既复习了已经学过的知识 , 又形成了根尖是发展变化 的动态观点。 三、教法建议 本节课可以通过实验观察、分析 , 按照由整体到局部 , 由宏观到微观的顺序让学生了解根尖的结构及功能。 课前利用小麦或其他植物 , 使其萌发并长出数条幼根。在课上先指导学生用肉眼观察根尖 , 教师要指出从根的尖端到长有绒毛的一段根就是根尖 , 同时要求学生观察一下根尖以上的部位 , 弄清根尖在一条幼根上所占比例的大小。帮助学生从根尖的外形上区分各部分的形态、色泽等特点 , 如 :根尖尖端处稍带黄色的帽状结构是根冠 ; 根冠内部一团稍稍发暗的部位是分生区 ; 分生区以上白色、表面光滑的部位是伸长区 ; 伸长区以上长有根毛的部位是成熟区。在成熟区的上端 , 还可以看到已经枯萎的根毛。 用显微镜观察根尖结构时 , 教师要要求学生按照一定的顺序依次进行观察 , 并配合使用挂图或投影 , 帮助学生把握根尖各部分细胞的结构特点 , 同时引导学生
第二节《植物根的生长》教案（苏教版初一上） (4) 教学目标： 1、知识方面：〔1〕识不植物根尖的差不多结构，讲出各部分的要紧功能。 〔2〕描述植物根生长的缘故。 2、能力方面：〔1〕学会观看幼苗的根毛和根尖的纵切面，培养学生观看能力和熟 练使用显微镜的能力。 〔2〕初步学会运用测量的方法探究根生长最快的部位。 〔3〕通过学生亲手培养根尖和制作根尖的临时装片，培养学生的动 手能力。 3、情感方面：〔1〕通过学习根尖的差不多结构和各部分的要紧功能，向学生渗透 生物体结构与功能相适应的辩证观点。 〔2〕通过根尖的生长向学生渗透事物进展变化的动态观点。 重点和难点： 1、根尖的结构和功能是本课题的重点。因为：植物体的根是由胚根发育成的，根尖的结构特点决定了根尖的功能。只有明白得了根尖各部分的结构和功能，才能关心学生建立结构与功能相适应的辩证观点，才能更好地明白得根的吸取功能，为根如何吸取水和无机盐的学习打嫣良好的基础。 2、识不根尖各部分细胞结构特点是本课题的难点，因为：根尖的永久切片的材料比较薄，观看根尖的分区比较困难。 3、根尖生长与根的生长关系是本课题的又一个难点，因为：根尖的生长过程是一个动态的变化过程。在这动态的进展中，植物的根也就形成了。而学生在明白得根尖的四部分是互相联系的，各部分之间并没有明显的界限，各部分是依次向前进展变化的时候有一定的困难。
教具预备： 课前一周让学生自己设计方案观看根尖的哪一部分在伸长，课上展现实验结果，汇报交流。 课前预备: 学生：课前一周以小组为单位参照课本自己设计方案观看根尖伸长最快的部位，做好观看记录以备交流；课外小组的同学完成根靠根尖向前生长的演示实验，每天观看，做好记录。 教师：1、根靠根尖向前生长的实验录像； 2、用Flash制作展现根尖生长过程的各部分细胞动态变化的CAI课件。教学过程: 引言：你播下的种子都萌发成幼苗了吗？一株小小的幼苗是如何样长成一棵参天大树的呢？以此激发学生的求知欲，创设了咨询题的情形，导入了新课。 第一部分：根靠根尖向前生长的实验 第一由生物课外小组的同学描述此实验设计的方案、实验的过程，并把探究的过程通过录像展现：取一只试管，把吸水纸围在试管的内壁上，取几粒菜豆种子，放在吸水纸与试管壁之间，管内注入清水，使吸水纸的一部分及种于的一部分浸在水中，放在温顺的地点，等幼苗长到一定长度时，选择其中的三株幼根长的比较直的幼苗，〔A株切去根尖，B株不做任何处理，C株幼苗，用毛笔分不在根上画上4条等距离的横线〕A株切去根尖，几天后发觉，被切去根尖的幼根不向前生长，B 株不做任何处理，幼根却伸得专门长。C株幼苗，用毛笔分不在根上画上4条等距离的横线，几天后，会观看到横线的距离不相等了，而且越靠近根尖的地点，横线的距离越大。〔各小组将探究结果通过实物投影展现〕现在生物课外小组的其他成员可进行补充，教师引导全班的其他同学对其中一些不清晰的或感爱好的咨询题进行提咨询，在此基础上师生共同展开讨论，并得出结论：根是靠根尖向前生长的。在此过程中教师对学生探究的结果进行及时的鼓舞和评判，对有特色的创意，给予
幼儿园大班科学活动：植物的“身体”（优质 课） 活动目标 1．能识别植物“身体”的各个部分，知道一般的植物是由根、茎、叶、花、果实、种子等部分组成的。 2．通过“拣菜”的实践活动，培养幼儿的劳动意识及动手操作能力。 3．体验植物与人类的密切关系，感受植物世界的多姿多彩。 活动准备 1．集体活动前让幼儿出去观察多种植物，并对植物的“身体”有初步的感知。 2．课件：一株黄豆的生长过程。 3．部分植物、盛菜的篮子。 4．植物“身体”各部分的分解图、白纸、胶水等。 活动过程 一、激趣导入，引发思考。 师：这几天，你们去找植物了吗？一定看到了许多植物吧!谁来讲给大家听听。 (幼儿描述自己看到的植物。) 师：你们讲得很精彩!自然界的植物可真是千奇百怪。
师：(出示课件：《一株黄豆苗》)植物的身体也像人的身体一样，是由几部分组成的。你们知道这株黄豆苗的身体是由哪几部分组成的吗？ (点击黄豆苗的各部分，逐一呈现根、茎、叶、花、果实、种子。) [将科学活动置于大自然的背景之中，扩展了幼儿对周围世界的体验，丰富了他们的学习经历，促进了幼儿课前的观察和思考。由人的身体自然导入植物的“身体”，激发了幼儿思考的兴趣。多媒体的恰当使用，让幼儿对植物的“身体”一目了然。] 二、主动探究，自主建构。 1．发现种子(幼儿自由观察、交谈，老师参与讨论。) 师：这里有几种植物的根、茎、叶、花、果实、种子。请小朋友们想一想，它们分别是什么植物身体上的哪一部分? (提供实物：大蒜头、树叶、黄瓜、苹果、萝卜、花生、茄子、青椒等。) 师：花生是植物的什么呢？(果实、种子)有些植物的果实就是种子。师：苹果是植物的什么呢？(果实)我们把它切开后会发现什么? (与幼儿一起切苹果)苹果里的籽就是种子。还有哪些植物果实里也有种子呢?我们一起来看一看，看看哪些果实里有种子(老师将黄瓜、茄子、青椒等果实切开)。 师：种子有什么用呢?这里有一颗黄豆种子，我们把它放在泥土里，看它有什么变化(课件演示黄豆发芽、生长的过程)。 2．了解植物身体的各部分 (1)拼植物 师：种子的本领真大。其实植物身体上的每一个部分都很重要。这里是几种植物身体组成部分的图片，它们能拼成一株什么样的植物呢?
植物的根的结构及其功能的观察 (2010-07-28 16:35:52) 一、实验目的 1．了解根尖的部构造 2．了解根的初生结构、初次生结构。 3．掌握被子植物根尖的吸收分泌功能。 二、实验原理 从根的顶端到着生根毛的部位，叫做根尖，主根、侧根和不定根都具有根尖。根尖是根中生命活动最活跃的部分，根的生长和根组织的形是在根尖进行的。根尖一般分为根冠、分生区、伸长区和成熟区四个部分。经过根尖顶端分生组织的分裂、生长和分化，植物体发育出成熟的根结构，这种由顶端分生组织及其衍生细胞的
增生和成熟所引起的生长过程，称为初生生长。初生生长形成的各种成熟组织都属于初生组织，它们共同组成的器官结构称为初生结构。从根的成熟区作一横切或纵切，就能清楚地看到根的初生结构由外至分别为表皮、皮层和维管柱(图5-1)。
←图5-1 根横切面的一部分，示初生结构 A．近外方的组织； B．维管柱 l．表皮；2.皮层；3.皮层；4.中柱鞘；5.原生木质部；6.后生木质部； 7.初生韧皮部 大多数双子叶植物和裸子植物的根在初生结构成熟后，要继续进行次生生长，形成次生结构，包括次生维管组织和周皮，但有些草本双子叶植物和多数单子叶植物的根通常不再进行次生生长。根的次生维管组织是维管形成层活动的结果。维管形成层最早源于初生木质部与初生韧皮部之间原形成层细胞的分裂，后来与原生木质部相对的中柱鞘细胞也进行分裂，并向两侧扩展，其侧的子细胞参与维管形成层的组成，于是形成了环绕在初生木质部外侧的连续的维管形成层。由维管形成层分裂产生的新细胞，一部分向分化，形成次生木质部，另一部分向外形成次生韧皮部，从而使根加粗。在有些植物的根中，由中柱鞘细胞衍生的形成层细胞往往分裂以后形成宽的射线，而其他部位形成的维管射线较窄。由于次生生长，每年在根的部增加许多新的次生维管组织，使根不断加粗。因此，维管柱外围的表皮和皮层在根加粗过程中常被拉、挤，最后被撑破。通常在皮层组织未破坏之前，根的中柱鞘细胞恢复分裂活动，形成木栓形成层。木栓形成层进行切向分裂，向外产生木栓层，向产生栓层。木栓层、木栓形成层和栓层共同构成周皮，代替表皮起保护作用。周皮发生后，包括皮层在的皮层