視頻標簽：植物細胞吸水與失水

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視頻課題：高中生物人教版必修一第四章第一節(jié)植物細胞吸水與失水的延伸探究_江蘇省 - 鎮(zhèn)江

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高中生物人教版必修一第四章第一節(jié)植物細胞吸水與失水的延伸探究_江蘇省 - 鎮(zhèn)江

植物細胞吸水與失水的延伸探究 
一、設計理念 
     生物學是一門實驗科學，學生在生物實驗教學除了能了解掌握一定的原理、技巧和方法外，還能提高學生對生物的學習興趣，而數(shù)字顯微鏡的使用就很好的加強了生物實驗的這一功能。在數(shù)碼顯微鏡實驗教學中，我們對于典型的美觀的物象進行資源共享，對于實驗中的難點和重點進行實時的指導，對于異常的錯誤的操作步驟進行及時改正。以上的方方面面都可以提高學生的實驗完成度和成功率，從而提高學生的生物學習興趣。 
     “觀察洋蔥表皮細胞的質壁分離和質壁分離復原”是高中生物中的一個經(jīng)典實驗，該實驗的實施可以幫助學生更好的掌握植物細胞失水和吸水的原理；幫助學生從不同的角度思考、分析、解釋觀察到的現(xiàn)象；幫助學生排除觀察中各種無關因素的干擾，幫助學生樹立善于發(fā)現(xiàn)問題并積極參與討論探求新知的態(tài)度。 
本節(jié)課是在教材實驗的基礎上結合學生在自主探究活動中發(fā)現(xiàn)的新問題，進行進一步探究;通過實驗幫助學生形成滲透作用、質壁分離和原生質層相當于一層半透膜等重要概念，同時在實驗中落實培養(yǎng)學生“科學探究和理性思維”的生物學科核心素養(yǎng)的要求。 二、教學目標與教學重難點 教學目標 
1、直接證明細胞壁具有全透性，原生質層具有選擇透過性。 2、熟練掌握臨時裝片的制作和數(shù)碼顯微鏡的使用。  
3、通過實驗現(xiàn)象的觀察、對比和分析，激發(fā)學生思考，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力和生物科學素養(yǎng)。 教學重點和難點 
重點：引導學生實施探究實驗，確定實驗的材料、試劑的種類與濃度，并進行應用創(chuàng)新。 
難點：在探究實驗過程中培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。 三、教學方法 
本節(jié)課以自主探究為主要學習方式，學生通過科學探究，體驗過程、獲得知識和技能，培養(yǎng)能力。故采用：討論學習法、發(fā)現(xiàn)性學習法。 四、教學過程設計 1課前設計 
 
                    
             
                    
                             2 
學生先依據(jù)教材步驟與微視頻演示完成教材案例中的實驗操作并觀察實驗結果。通過親身體驗實驗操作教師指導，獲取操作技巧，為后續(xù)探究提供支持。 
教師請同學分別提出自己想探究的問題，例如：有同學提出選材是否可以用洋蔥鱗片葉的內表皮細胞，甚至鱗片葉的葉肉細胞呢？有同學提出除了洋蔥鱗片葉的紫色外表皮，是否還有其他易得的替代實驗材料也能得出較好的實驗效果？還有同學提出是否所有植物細胞液的濃度都小于0.3g/ml蔗糖溶液的濃度呢？等等。 
學生在明確選材、改進溶液、確定濃度后，對于實驗思路已基本明確了，再由師生共同討論實驗步驟，最后確定實驗步驟。這種做法就十分符合高一學生的認知水平，也能讓更多的學生參與進來。 
    確定實驗步驟后，學生就可以分組進行實驗了，學生在實驗操作的過程中，我對學生的操作進行一定的指導、評價。 2課堂實施 材料用具 
紫色洋蔥鱗片葉，刀片，鑷子，滴管，載玻片，蓋玻片，吸水紙，數(shù)碼顯微鏡,清水，0.3g/ml蔗糖溶液，0.3g/ml蔗糖紅墨水溶液 ，0.5g/ml蔗糖溶液,10%KNO3溶液 
2.實驗流程（分成兩組） 
 
                       仔細觀察實驗中紫色、紅色分布區(qū)域！ 
3.過程分析： 
(1)制作好臨時裝片就在低倍鏡下觀察的目的是什么？ 
(2)有同學發(fā)現(xiàn)植物細胞質壁分離后不能復原，可能的原因是什么？ 
(3)蓋蓋玻片中，將蓋玻片的一側先接觸液滴，然后將另一側輕輕緩慢放下，操作目的是什么？ 
（4）滴加外界溶液時，從蓋玻片的一側滴入，另一側用吸水紙吸引，反復幾次
 
                    
             
                    
                             3 
的目的是什么？ 找出并標出接近A組和B組質壁分離時的現(xiàn)象： 
     
進一步探究： 
1、若用高濃度蔗糖溶液做實驗，會出現(xiàn)質壁分離嗎，加入清水會復原嗎？ 
2、若用尿素、乙二醇、KNO3做實驗會出現(xiàn)自動質壁分離復原現(xiàn)象，為什么？ 請嘗試用老師所提供的材料完善實驗流程并進行實驗（分成兩組） 
      
                 
                               
  
    
學生展示實驗設計并實施過程 課后設計： 
該實驗操作難度較大，而課堂時間有限，所以分析結果得出結論，表達與交流放在課后，以避免課堂上時間有限而導致的淺層次交流，避免形式主義。要求各個小組在課后制作實驗報告，針對問題、過程、結果、結論、操作技巧進行闡述；然后利用課余時間集中展示與交流，小組之間相互質疑，聽取他人的意見，利用證據(jù)與邏輯對自己的結論進行辯護，以及做出積極的反思修改。最后形成材料上交，教師進行評價。 五、創(chuàng)新與反思 1．創(chuàng)新之處 
（1）實驗教學設計上的創(chuàng)新，一是教學程序上課前、課堂、課后整體設計，實驗的探究性更體現(xiàn)在實施前思考的創(chuàng)造性上，避免單純的實驗后的“現(xiàn)象總結式”的低層次學習過程；二是從植物細胞吸水與失水的原因的角度從內在原因、外界原因兩個層面遞進式探究設計，盡量為學生創(chuàng)造更多探究活動機會。 
 ① 紅色 
無色 
 
② 
紅色 無色 
 ③ 紫色 無色 
                    
             
                    
                             4 
（2）實驗材料的創(chuàng)新，在新的實驗中選擇洋蔥鱗片葉內表皮更便于觀察，撕取洋蔥鱗片葉內表皮比撕取洋蔥鱗片葉外表皮易操作，使學生充分認識到在不同實驗要求中正確選材的重要性，而不是拘泥于教材。 
（3）實驗所用溶液創(chuàng)新，本實驗中采用加入紅墨水的蔗糖溶液作外界溶液，顏色對比鮮明；當質壁分離時，原生質層與細胞壁之間是紅色的，可知這些紅色的溶液就是加入紅墨水的蔗糖溶液，而內表皮液泡始終是無色的，也就說明紅墨水能進入細胞壁，而不能進入原生質層，因此直接說明細胞壁具有全透性，原生質層具有選擇透過性，從而使學生充分理解質壁分離的內在條件。 
探究實驗的目的并不在于學生得到完全一致的結果，而重在使學生真正參與探究過程，在實驗中獲得具體的經(jīng)驗體會，培養(yǎng)學生科學的探究方法、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，讓他們的創(chuàng)新意識得到充分發(fā)揮，激發(fā)學生的探究欲望和學習興趣，讓學生受益終身。  2．不足之處及改進方法 
     很多學生顯微鏡操作不熟練，不規(guī)范。改進：實驗課之前應該復習顯微鏡的使用方法并操作；有些學生沒有看見紫色細胞，或滴加蔗糖溶液太多，而且不用吸水紙引流，導致蔗糖溶液從蓋玻片表面流走；有的同學甚至不蓋蓋玻片。  改進：在做實驗之前要先回顧臨時裝片的制作方法，尤其要強調本實驗里“用吸水紙引流”這一步驟。
“植物細胞吸水和失水”的延伸探究
 
                                       班級：            姓名：         
一．探究準備：
1．滲透作用：水分子(或其他溶劑分子)透過半透膜的擴散。
發(fā)生的條件：一是具有         ；二是半透膜兩側的溶液具有          。
2.實驗原理：成熟植物細胞的           相當于半透膜 （標出下圖中的原生質層！）
當外界溶液濃度       細胞液濃度時，細胞失水，發(fā)生               現(xiàn)象
當外界溶液濃度       細胞液濃度時，細胞吸水，發(fā)生               現(xiàn)象

                     
二．探究活動：觀察植物細胞質壁分離與復原
1.材料用具
紫色洋蔥鱗片葉，刀片，鑷子，滴管，載玻片，蓋玻片，吸水紙，數(shù)碼顯微鏡,清水，0.3g/ml蔗糖溶液，0.3g/ml蔗糖紅墨水溶液 ，0.5g/ml蔗糖溶液,10%KNO3溶液
2.實驗流程

                       仔細觀察實驗中紫色、紅色分布區(qū)域！
3.過程分析：
(1)制作好臨時裝片就在低倍鏡下觀察的目的是什么？
 
(2)有同學發(fā)現(xiàn)植物細胞質壁分離后不能復原，可能的原因是什么？
(3)蓋蓋玻片中，將蓋玻片的一側先接觸液滴，然后將另一側輕輕緩慢放下，操作目的是什么？
 
（4）滴加外界溶液時，從蓋玻片的一側滴入，另一側用吸水紙吸引，反復幾次的目的是什么？
 
找出并標出接近A組和B組質壁分離時的現(xiàn)象：
 
 
 
 
 
 

進一步探究：
1、若用高濃度蔗糖溶液做實驗，會出現(xiàn)質壁分離嗎，加入清水會復原嗎？
 
2、若用尿素、乙二醇、KNO₃做實驗會出現(xiàn)自動質壁分離復原現(xiàn)象，為什么？
 
請嘗試用老師所提供的材料完善實驗流程并進行實驗：
    
               
                                  
 
 
 
 
 
 
 
 
三．表達與交流：（辨一辨）
（1）質壁分離的內因是原生質層比細胞壁的伸縮性大。                       （   ）
（2）質壁分離中的“質” 是指細胞質，“壁”是指細胞壁。                  （   ）  
（3）由于細胞壁是全透性，質壁分離時原生質層和細胞壁之間的是外界溶液 。  （   ）
（4）質壁分離后滴加清水沒有復原說明該植物細胞失去活性。                 （   ）
（5）質壁分離后滴加清水過多，植物細胞會因為過多的吸水而漲破。           （   ）
（6）細胞的吸水和失水都是水分子順相對含量梯度跨膜運輸?shù)姆绞剑�即從高濃�?br /> 溶液一側到低濃度溶液一側。                                              （   ）                                               
 

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