一、土壤及其成分
（2）土壤中非生物成分的测量
土壤中的水分
实验步骤：取少许土壤，放入试管中，在酒精灯上加热，观察试管壁上是否有水。
现象：试管壁上有水。
结论：土壤中有水。
测量土壤中水分体积占土壤体积的体积分数
思路：先选取一规则几何体状（长方体或正方体）的土壤样本，用刻度尺测出其相关数据，算出土壤体积V。然后用天平称出其质量M，再将土壤捣碎，放在坩埚上用酒精灯加热，让其水分充分汽化、充分散失，再称出其质量M1。将水分的质量换算成体积，就可以知道水分占土壤体积的体积分数了。
公式：（M－M1）/ρV
测量土壤中空气的体积分数
要求：选择干燥的土壤——干燥的土壤含较多的空气，实验效果明显。而潮湿的土壤中有许多空间已经被水分占据，空气含量会变少。
实验步骤：
①在烧杯中放入一块土壤（土壤的体积为V），缓慢注入水，直到水面把土壤全部浸没为止。记录在烧杯中所加的水的体积，记作V1。
②用与土壤体积相等的铁块替代土壤，重复上述实验。记录所加的水的体积，记作V2。
③土壤中空气的体积分数约为（V1－V2）/V。在土壤中,空气约占土壤体积的15%-35%。
测量土壤中空气体积分数的其它方法：
第1种方法：用金属容器在土壤中挖取一块土壤，然后用量筒向金属容器中加水，这时的注水量相当于空气的体积大小，然后洗净金属容器，再向容器中注水，测出容器的体积，它相当于土壤的体积，这样便可求得土壤中空气的体积分数。
第2种方法：用金属容器在土壤中挖取一块土壤，放在装有水的量筒中，这时液面上升的量就是土壤中非空气部分的体积，再通过测量金属容器的容积，就可以测量出土壤中空气的体积分数了。
拓展3】土壤中的有机物
实验步骤：用充分干燥（防止水分散失对质量称量的干扰）的土壤（应含较丰富的有机质）50－克，放在细密的铁丝网（以防土壤颗粒漏掉）上加热。
现象：出现有机物的碳化分解和燃烧现象；称量时，发现土壤的质量减少。
结论：土壤中有有机物。
说明：土壤中的有机物主要来自生物的排泄物和死亡的生物体。有机物在土壤生物的作用下，可以分解成无机物，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。
土壤中的无机物
实验步骤：①将燃烧过的土壤用手搓一搓，发现：土壤颗粒很细，没有粘性。颗粒大小基本不一致。
②溶解，过滤，得到土壤浸出液。
③蒸发皿中加热滤液，使水分蒸发。观察蒸发皿上的残留物。可见：蒸发皿上有很细的结晶物。说明土壤中有无机物（能溶于水，但不能燃烧的物质，这些无机盐是植物生长所需的物质）。
构成土壤的物质有固体、液体和气体三类。土壤的固体部分主要由矿物质颗粒和腐殖质组成，其中的矿物质颗粒占固体部分的95％左右。
2、土壤的形成
从岩石到土壤的形成，是一个长时间多种自然因素共同作用的极其复杂的过程。即存在地表岩石从大到小的过程和有机物在岩石颗粒间的积累过程。
从岩石到土壤的形成：
①自然外力：风力、水流外力、水形成冰产生的外力、热胀冷缩：骤热骤冷使岩石爆裂；
②植物和动物的作用：
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。
③土壤的形成目前还在正常进行，土壤的形成速度极其缓慢——注意保护耕地。
3、各种各样的土壤
（1）影响土壤结构的因素：矿物质颗粒（矿物质颗粒占固体部分的95％）、腐殖质、水和空气等；其中最重要的影响因素是矿物质颗粒的多少和排列方式。
（2）土壤矿物质颗粒的分类：砂粒（最粗2.0～0.02mm）、粉砂粒(0.02～0.mm)、黏粒（最细0.mm）。
（3）土壤颗粒性状：砂粒空隙大，通气、透水性能强，但保水性能差；黏粒空隙小，透气透水性能差，保水性能好。
（4）土壤的分类：根据土壤中砂粒、粉砂粒和黏粒所占的比例不同，分为砂土类土壤、黏土类土壤、壤土类土壤。壤土类土壤是适合大部分植物生长的土壤，这种土壤中的固体部分（矿物质颗粒和腐殖质）占土壤总体积的50％，其中有机质占固体部分的1%－5%；水和空气各占25％。这样既通气、透水，又保水，保肥，能为植物的生长提供充足的水分、空气和有机质。
注：土壤的渗水性（即透水性）与保水性成反比关系，渗水性与通气性成正比关系。
土壤的保水、保肥、通气、透水的能力主要与土壤中矿物质颗粒大小有关
4、保护土壤
（1）地球上陆地面积仅占地表总面积的29％。在陆地中，除了湖泊、河流、裸露岩石外，而有土壤覆盖的土地更少。陆地面积中89％的土地目前不宜农业生产。原因：土层太浅，土壤污染，永久冻土和含水量过高或过低。
（2）我国的土壤资源也不丰富。陆地约万平方千米，占国土面积的91.39％；耕地、林地、草地只占陆地总面积的50％左右；耕地面积仅万平方千米；高产耕地仅29.4万平方千米。
（3）目前土壤资源的最大威胁是来自于土壤的污染和过度开发。
土壤的污染：主要表现在土壤结构和土壤生态系统受到破坏，从而失去其原有的土壤功能。废水和固体废物的任意排放，农药、化肥的大量使用，都可能导致土壤的化学污染，从而破坏土壤的结够和性质；某些病菌、寄生虫和病毒对土壤产生生物污染；核反应的辐射性污染、白色污染，可能导致土壤的物理污染。
土壤的过度开发（如：对森林的过度砍伐、对草原的过度放牧或过度垦荒等）
①影响土壤资源的开发和利用的因素：耕地被蚕食、水土流失、土地沙漠化和盐渍化等；
②我国水土流失最严重——黄土高原，沙漠化现象严重——主要在内蒙古、甘肃、宁夏、青海、新疆一带，我国盐渍化耕地约为10万平方千米。（主要集中在西北地区：新疆、甘肃、宁夏、内蒙古）
（4）防止土壤污染和保护土壤可采取的措施：
①加强对工业三废的治理（如：废渣不露天堆放，深埋地下；废水、废气先处理后排放）；
②控制农药化肥使用（提倡以虫治虫、用有机肥代替化肥、佶杆还田等）；
③生活垃圾要分类放置，回收利用，不使用不能被微生物分解的白色污染物；医院污水要消毒处理，生活污水、粪便要无害化处理，废电池要回收。
二、植物的根、茎、叶
1、植物的根
（1）根系：一株植物所有的根合在一起，根系的扩展范围一般都大于地上部分的扩展范围。
直根系：有明显发达的主根和侧根之分的根系（如：大豆、菠菜等双子叶植物的根系)
须根系：没有明显主侧根之分的根系（如：水稻、蒜、葱等单子叶植物的根系）
（2）根尖的结构
注：植物吸收水和无机盐的器官是根，植物吸收水和无机盐的主要部位是根尖的根毛区。
（3）根具有固定和吸收水和无机盐的功能：
①植物的根十分发达，生长范围比枝叶大，把植物牢牢固定在地上；
②土壤中的水分和无机盐是通过根吸收进入植物体的。
（4）影响植物的根在土壤中分布的因素：土壤的结构、肥力、水份和通气状况等（植物的向化性、向水性等）。影响最显著的是：地下水位。
2、根的吸水
（1）细胞吸水和失水的原理：
一般情况下，当植物根毛细胞的细胞液溶质质量分数高于土壤溶液溶质质量分数时，细胞吸水；反之，细胞失水（溶液中的水分由浓溶液流向稀溶液）
植物放入清水中，吸水；放入盐水中，失水，出现萎蔫现象（失水造成的）。因此，施肥过多使土壤中溶液浓度过高，容易造成“烧苗”
（2）水分进入根部的途径：根据细胞液溶质质量分数差异，逐渐进入跟内部（根部内层细胞溶液比外层细胞溶液浓度高）
（3）在农业生产中，移植作物幼苗要带土移植的原因：①以免损伤根尖；②是植株移栽前仍能吸收土壤中的营养物质
3、氮、磷、钾等矿物质元素对植物生长的影响
植物的生长除了要从土壤中吸收水份外，还需要吸收无机盐，特别需要较多的含有氮、磷、钾三种元素的无机盐。
注：镁：合成叶绿体的原料；硫：合成蛋白质的原料；
4、植物和环境的关系：
（1）植物与土壤
土壤为植物生长提供水和无机盐；植物可以帮助土壤积累有机物，使土壤更为肥沃。因此，在农业生产中常提倡“秸杆还田”，可以提高农田的肥力。同时，农业生产也会对土壤产生一些负面影响：过多施用化肥会使土壤板结，改变土壤的结构。过多施用化肥有可能造成水体富营养化污染。使淡水出现“水华”现象，海水出现“赤潮”现象。
（2）“水华”现象
水华（waterblooms）是淡水中的一种自然生态现象，绝大多数是仅由藻类引起的，如蓝藻（严格意义上应称为蓝细菌）、绿藻、硅藻等，也就是水的富营养化。“水华”发生时，水一般呈蓝色或绿色。“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。此外，自来水厂的过滤装置被藻类“水华”填塞，漂浮在水面上的“水华”影响景观，并有难闻的臭味。
（3）茎的结构（由外向内）及各部分功能：输送功能、支持作用
6、年轮
木质部生长，由于气候等条件的不同，尤其是温带地区，在气温、降水、光照等外界气候因素呈现周期性变化影响下，前一年的秋材和后一年的春材，有比较明显的分界线，每年生成一轮，（只在木质部中，不包括树皮、韧皮部、形成层等环状结构），其中较光亮且宽的线条生长于春季，较暗且窄的线条多生长于秋季。
（1）作用：
①根据木质部中年轮书可推算树的年龄；
②推断植物生长的不同时期气候状况；
③识别方向：环境越好，光线越充足，植物生长越快，年轮越疏松，故年龄较稀疏的地方为南方，较狭窄密集的地方为北方
7、导管与筛管
（1）导管：位于木质部，运输水分和无机盐，自下而上地向枝端运输。
水与无机盐的运输
现象：木质部的中央变成了红色。纵切枝条，看到红色越往上颜色越浅。
结论：运输水分和无机盐的是茎木质部的导管，且是自下而上进行运输的。
注：①刀片切成斜面：增大面积，有利于物质运输；
②横切面现象：木质部被染色；
③纵截面现象：越向上，染色越浅（说明水分和无机盐运输是自下而上）（2）筛管：位于韧皮部（树皮），运输有机物，自上而下运输
注：树皮环切后，伤口的上部出现膨大的瘤状物（有机物不能向下运输，在伤口的上方积存，导致上方细胞分裂和生长都加快）
8、植物的叶
（1）叶的形态、结构和功能等特征与植物生长的环境密切相关。
如：潮湿、阴暗环境下，叶片一般较大且叶表面无角质层，增大换气面积；干旱环境中，植物叶片较小且退化成刺或小鳞片状，叶表面覆盖有蜡质和不易透水的角质层
（2）叶的结构
9、蒸腾作用：
水分从活的植物体表面（主要是叶片）以气体状态散失到大气中的过程。事实上，根吸收的99%的水通过蒸腾作用散发出去，极少部分用于光合作用等生理过程。
（1）蒸腾作用的意义：①在高温时降低叶片的温度；②是根吸水的动力；③有利于溶解在水中的无机盐在植物体内的运输。
（2）蒸腾作用的影响因素：大气温度、湿度和气体流速（温度越高，湿度越低，气流越大，蒸腾作用越强）蒸腾作用的水分是由上下表皮中的气孔散发出来的，且下表皮的气孔比上表皮多。
10、气孔
两个半月形的保卫细胞之间的小孔，是水分和气体（氧气、二氧化碳）交换的门户，叶片上表面的气孔少于下表面。
（1）气孔的作用：气孔的开闭可调节蒸腾作用的快慢，使植物体内始终保持着适量的水分。
水份充足→保卫细胞吸水膨胀→气孔张开→蒸腾作用增强
水份缺少→保卫细胞失水收缩→气孔关闭→蒸腾作用减弱
（2）水从植物吸收到蒸腾散失的途径：
土壤→根毛→根中导管→茎中导管→叶柄中导管→气孔→叶外