視頻標簽：植物細胞的吸水和失水

所屬欄目：高中生物優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：高中生物人教版必修一第四章實驗課《探究植物細胞的吸水和失水》天津市優(yōu)質(zhì)課一等獎

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高中生物人教版必修一第四章實驗課《探究植物細胞的吸水和失水》天津市優(yōu)質(zhì)課一等獎

《探究植物細胞的吸水和失水》教學設(shè)計 


一．教學指導思想 
《普通高中生物課程標準》倡導以探究為核心的多樣化的教學方式，倡導學生在動手和動腦的學習活動中全面達成課程目標，對生物實驗教學提出了更高的要求。生物學實驗突出科學研究的過程、學習科學研究的方法，通過實驗能培養(yǎng)學生以實踐能力為基礎(chǔ)的實驗觀察能力、實驗操作能力、收集和處理信息的能力、思維能力、初步研究能力和創(chuàng)造能力。在實驗活動中，努力創(chuàng)設(shè)適宜的探究情境，以探究式教學方法為主線，利用多種教學資源引導學生合作學習、積極參與討論交流，不斷地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，讓學生在體驗的過程中構(gòu)建新認知，逐步形成實事求是、探索創(chuàng)新的科學態(tài)度，提高學生的科學素養(yǎng)。 
二．教學內(nèi)容分析 
《探究植物細胞的吸水和失水》是高中生物新課程的第一個探究實驗，旨在倡導探究性學習、熟悉探究過程、發(fā)展探究思維，從而為完成后面各章節(jié)的探究活動打下基礎(chǔ)。在常規(guī)實驗中，我們利用紫色洋蔥、0.3g/ml蔗糖溶液和清水探究植物細胞的吸水與失水。我們對于這個實驗的創(chuàng)新之處在于在常規(guī)實驗的基礎(chǔ)上，對實驗材料和實驗試劑進行了一定程度的改進和創(chuàng)新，指導學生對植物細胞的吸水與失水做了進一步的探究。實驗材料我們選用紫色洋蔥是因為細胞有紫色大液泡，但是發(fā)生質(zhì)壁分離時觀察不到細胞壁和細胞膜之間充滿了外界溶液，因此我們還采用了白色洋蔥和添加紅墨水的0.3g/ml蔗糖溶液，在細胞發(fā)生質(zhì)壁分離時可以清楚看到細胞壁和細胞膜之間充滿了外界溶液。苔蘚植物莫斯葉片很薄，只由一層細胞組成，細胞質(zhì)因存在葉綠體而呈現(xiàn)綠色，所以我們可以根據(jù)原生質(zhì)層位置的變化觀察細胞的質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復原現(xiàn)象。實驗試劑除了0.3g/ml蔗糖溶液，還提供了0.1g/ml蔗糖溶液和0.5g/ml蔗糖溶液，使學生體驗在不同濃度的溶液中細胞吸水與失水的狀態(tài)，進一步理解教材中選用0.3g/ml蔗糖溶液的原因。利用0.06g/mlKNO3溶液和2.5%NaCl溶液我們可以觀察到細胞發(fā)生先質(zhì)壁分離后自動復原的現(xiàn)象，而在0.2g/ml葡萄糖溶液中細胞不能自動復原，通過這種對比引導學生構(gòu)建原生質(zhì)層的選擇透過性的認知。 
三．學情分析 
我們學校是天津市重點中學，學習者是理科實驗班的學生，他們思維活躍，有較強的動手操作能力，對生物課尤其是實驗課有濃厚的興趣。我們還成立了生物興趣小組，小組成員幫我準備實驗材料，在準備實驗的過程中提前做一遍實驗。在實驗課中他們作為實驗小組的組長，指導小組成員順利完成實驗，解決了實驗課時間緊的問題。經(jīng)過幾次實驗課的鍛煉，學生實驗操作能力大大提高。 
四．教學目標 
1.知識目標 ： 
觀察植物細胞吸水和失水現(xiàn)象，闡明其原理。 2.能力目標： 
培養(yǎng)學生實驗探究的能力以及觀察、總結(jié)和分析問題的能力。 3.情感態(tài)度與價值觀： 
培養(yǎng)學生的科學探究思維和批判性思維； 
 
                    
             
                    
                            學會合作分工，與他人分享實驗成果。 
五．教學重難點 
教學重點：理解植物細胞吸水和失水原理，通過探究實驗構(gòu)建植物細胞膜具有選擇透過性的認知。 教學難點：掌握科學探究的一般過程以及科學探究思維。 
六．教學策略與手段 
實驗探究式教學 
七．教學準備 
教師：1.查找資料，制作smart白板課件 
      2.將觀察植物細胞質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復原常規(guī)實驗視頻推送到微信公眾平臺       3．進行預實驗，摸索實驗條件 
學生：1.通過微信公眾平臺預習植物細胞質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復原常規(guī)實驗 
2.課前生物興趣小組的成員幫我準備實驗材料（紫色洋蔥、白色洋蔥和莫斯）和試劑（蒸餾水、0.1g/ml蔗糖溶液、0.3g/ml蔗糖溶液、0.5g/ml蔗糖溶液、添加紅墨水的0.3g/ml蔗糖溶液、0.06g/mlKNO3溶液、0.2g/ml葡萄糖溶液和2.5%NaCl溶液），并且將探究植物細胞吸水與失水的常規(guī)實驗提前做了一遍。      
圖1 實驗材料                                   圖2實驗試劑
 
                    
             
                    
                            八．教學過程 
教學 內(nèi)容 
教師的組織和引導 
學生活動 
教學意圖 
創(chuàng)設(shè)情境，導
入新課  
聯(lián)系身邊的生活現(xiàn)象，如賣菜的阿姨經(jīng)常向青菜
上灑水，讓青菜變得硬挺；糖拌西紅柿、醋腌黃瓜等例子，提出問題。 
思考后發(fā)表自己的見解:植物細胞能夠吸水和失水。 從身邊的生活現(xiàn)象出發(fā)，符合學生認知的一般規(guī)律，也便于激發(fā)學生的探究興趣。 
常規(guī) 實驗  
引導學生利用紫色洋蔥、0.3g/ml蔗糖溶液、清水探究植
物細胞的吸水和失水。    
生物興趣小組的成員指導本組同學利用紫色洋蔥、0.3g/ml蔗糖溶液、清水探究植物細胞的吸水和失水。    正常細胞                    質(zhì)壁分離                  質(zhì)壁分離復原 圖3  0.3g/ml蔗糖溶液對紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞的影響 
觀察植物細
胞吸水與失水現(xiàn)象，熟悉實驗操作，為進一步探究打下基礎(chǔ)。 
進一步探究 
鼓勵學生對上述實驗大膽質(zhì)疑，提出問題。 
思考后提出問題，主要集中在三個方面： 
（1）為什么要用紫色洋蔥鱗片葉呢？能否用其他材料代替呢？ （2）為什么要用蔗糖溶液呢？能否用其他溶液代替呢？ 
培養(yǎng)學生的批判性思維能力。 
 
                    
             
                    
                              
將全班分為9組，每3個小組探究一個的問題。提供更多的實驗材料和試劑，引導學生根據(jù)提出的問題，選擇合適的實驗材料和試劑進行實驗。               
（3）蔗糖溶液的濃度為什么是0.3g/ml 呢？能否用其他濃度的蔗糖溶液代替呢？  
以小組為單位提出要探究的問題，并做出合理假設(shè)，選擇合適的實驗材料及試劑進行實驗。 
                                  圖4 學生分組進行實驗   
Ⅰ 探究不同濃度的蔗糖溶液對紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞的影響 
            正常細胞                    質(zhì)壁分離                 質(zhì)壁分離復原 
圖5  0.1g/ml蔗糖溶液對紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞的影響 
    
  
在合作與交流過程中，體驗科學探究的過程，掌握探究實驗的方法。 
體現(xiàn)科學探究實驗的重復性原則。   
體驗在不同濃度的蔗糖溶液中細胞吸水與失水的狀態(tài)，進一
步理解教材中
選
用
0.3g/ml蔗糖溶液的原因。   
 
                    
             
                    
                                     
關(guān)注各小組的活動，對實驗中出現(xiàn)
的問題提出建議。             
  
   
 
           正常細胞                   質(zhì)壁分離                 質(zhì)壁分離復原 
圖6  0.3g/ml蔗糖溶液對紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞的影響 
   
   
正常細胞                    質(zhì)壁分離                   不能復原 
            圖7  0.5g/ml蔗糖溶液對紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞的影響 Ⅱ 探究不同試劑對紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞的影響      
             正常細胞                 質(zhì)壁分離                  自動復原 
圖8 0.06g/mlKNO3溶液對紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞的影響 
              
   
親自觀察細胞質(zhì)壁分離后自動復原的現(xiàn)象。    
 
                    
             
                    
                                                    
     
            正常細胞                質(zhì)壁分離                   自動復原 
圖9  2.5%NaCl溶液對紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞的影響  
     
正常細胞                 質(zhì)壁分離                  質(zhì)壁分離復原 圖10   0.2g/ml葡萄糖溶液對紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞的影響 
Ⅲ 探究0.3g/ml蔗糖溶液對不同植物細胞的影響 
      
             正常細胞                 質(zhì)壁分離                   質(zhì)壁分離復原   
圖11  添加紅墨水的0.3g/ml蔗糖溶液對白色洋蔥鱗片葉表皮細胞的影響 
                 
細胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，觀察外界溶液的存在位置。    
 
                    
             
                    
                               
   
正常細胞                 質(zhì)壁分離                   質(zhì)壁分離復原 圖12   0.3g/ml蔗糖溶液對莫斯細胞的影響 
通過原生質(zhì)層的位置變化觀察細胞失水與吸水水現(xiàn)象。   
匯報 交流 
引導學生總結(jié)本組的實驗結(jié)果，并進行匯報交流。   
在小組交流過程中，引導小組間相
互評價，總結(jié)成功與不足之處，在今后的實驗中進一步改進。  
每個問題的實驗結(jié)果由一個小組以圖片或視頻的形式進行講解，其余兩個探究同一問題的小組進行補充，并對其他小組提出的問題進行答辯。 
培養(yǎng)學生分析問題、歸納總結(jié)以及表達交流的能力。 使學生學會分工合作，與他人分享實驗成果，每個小組的收獲不止于本組的研究，使知識得到了升華。 
 
                    
             
                    
                             課堂 反饋 提供試題，引發(fā) 學生思考 
思考后回答 
檢測知識目
標達成的情況，及時反饋 課堂 小結(jié) 
引導學生概括總結(jié)本節(jié)課收獲 總結(jié)本節(jié)課的收獲 
總結(jié)收獲，構(gòu)
建完整知識體系。 
作業(yè) 
提供條件并指導學生進行進一步探究，指導學生完成實驗報告。 
完成實驗報告。有些同學有了新的想法，課下進行進一步探究，把自己認為有價值的圖片拍攝下來，在課下繼續(xù)分析和討論。  
拓展知識，使交流不再局限于課堂上。 
九．板書設(shè)計                                探究植物細胞的吸水與失水 
一． 常規(guī)實驗 
 
二． 拓展延伸  實驗材料 
                      實驗試劑 
十．教學反思 
1.由于這節(jié)課給學生提供了充分的實驗材料和充足的時間去探究，學生實驗的積極性特別高，充分利用課上探究的時間，每個小組都有自己的收獲，增強了學生探究實驗的信心。課下學生還把探究進一步延伸到“探究植物細胞細胞液的濃度”、“探究不同濃度的KNO3溶液對洋蔥鱗片葉表皮細胞的影響”等問題。在課后的練習和測驗中我也看到了學生在這節(jié)實驗課上的收獲。 
2.教師在組織學生開展自主探究的時候，把握好“度”。既不能包辦代替，也不能“放羊式”。要扮演好指導者的角色，引導學生自己解決問題。不同的小組解決不同的問題，通過組間匯報交流，分享彼此的探究結(jié)果，學生的收獲不止于本組的探究，增大了課容量，對教學內(nèi)容進行了適當?shù)耐卣梗�使知識得到了升華。 
3.通過探究活動，使學生對科研有了初步的了解，好的設(shè)備和自身良好的素質(zhì)缺一不可，對學生今后專業(yè)的選擇有一定參考。 附學生實驗報告
一．選擇題
1.將已發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞再置于較低濃度的蔗糖溶液中，觀察到質(zhì)壁分離復原，直到細胞體積穩(wěn)定下來，這時對恢復原狀的細胞來說，可以肯定的情況是（ ）
A.細胞液和外界溶液濃度相同 B.細胞液濃度高于外界溶液濃度
C.水分子不再出入細胞 D.水分子出入細胞處于動態(tài)平衡
2.觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復原，常用紫色洋蔥做材料，這是因為（ ）
A.紫色洋蔥容易發(fā)生質(zhì)壁分離 B.細胞液呈紫色便于觀察
C.液泡較大便于觀察 D.細胞膜呈紫色便于觀察
3.下列哪種細胞被放入高滲溶液中將會出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象（ ）
A.剛撕下的蠶豆葉表皮細胞  B.尚未萌發(fā)的菜豆胚芽細胞
C.用95%乙醇浸泡過的洋蔥鱗片葉上表皮細胞
D.剛切下的小麥根尖生長點細胞
4.下列說法中，哪些是植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離的原因（ ）
①外界溶液濃度小于細胞液濃度②細胞液濃度小于外界溶液濃度③細胞壁的伸縮性大于原生質(zhì)層的伸縮性④原生質(zhì)層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性
A.①④　　B.②④  C.②③   D.③④
5.在缺少醫(yī)藥的戰(zhàn)爭年代，常常利用高濃度的鹽水對傷員的傷口做消毒殺菌處理，原因是（ ）
A.鹽水中的氯有殺菌作用 B.鈉具有殺菌作用
C.高濃度的鹽水中水分少，不利于細菌生長
D.細菌會由于滲透作用而脫水死亡
6.通過質(zhì)壁分離實驗可以鑒定（ ）
①細胞的死活　②原生質(zhì)層與細胞壁伸縮性大小的差異　③原生質(zhì)層相當于半透膜　④水分子進出細胞的方式　⑤細胞壁由纖維素構(gòu)成　⑥細胞膜是單層膜
A.①②③ B.②④⑥ C.②③⑤ D.①②⑥
7.夏天，很多人都愛吃拌黃瓜，細心的同學會發(fā)現(xiàn)雖然拌黃瓜時加了鹽和醋及其他一些調(diào)味品，黃瓜的外表面是有味的，但黃瓜果肉內(nèi)卻是淡的。這是因為（ ）
A.拌的時間短  B.細胞壁阻止鹽進入細胞內(nèi)
C.細胞膜有選擇透過性 D.鹽溶在醋中，無法進入細胞內(nèi)
8.將紫色洋蔥表皮細胞置于30%的蔗糖溶液中，光鏡下所觀察到的現(xiàn)象是（ ）
　①液泡逐漸變小，顏色由淺變深　②液泡逐漸變小，顏色由深變淺　③原生質(zhì)層與細胞壁逐漸分離形成球形小團　④細胞膜、液泡膜結(jié)構(gòu)明顯　⑤原生質(zhì)層與細胞壁之間是蔗糖溶液。
A.①③ B.①③④ C.②③ D.①③⑤
9.以下哪種情況會發(fā)生滲透作用（ ）
①干種子萌發(fā)時的吸水　②萎蔫的青菜放進清水中變得硬挺　③根毛細胞吸水　④水由氣孔進入外界環(huán)境　⑤插在花瓶中的玫瑰花枝由瓶中吸水　⑥洋蔥表皮細胞放在鹽水中發(fā)生質(zhì)壁分離　⑦兔的血液紅細胞放在鹽水中發(fā)生皺縮
A.①②③⑤⑦ B.②③⑤⑥⑦　C.②③④⑥⑦ D.②③⑥⑦
10.把一個已發(fā)生質(zhì)壁分離的植物細胞投入清水中，細胞的吸水能力將（ ）
A.逐漸增強 B.逐漸降低C.保持不變 D.先升高后降低
二．填空題
下圖是某同學畫的幾個植物細胞的示意圖，請回答：

(1)注明圖中各標號所指結(jié)構(gòu)的名稱：1_________；2_________；3_________。
(2)表示質(zhì)壁分離的正確圖解是_________。
(3)發(fā)生質(zhì)壁分離的原因是____________________________。
(4)發(fā)生質(zhì)壁分離的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是________________________________。
(5)將發(fā)生了質(zhì)壁分離的細胞置于清水中，如果不能復原，則說明_________________。
(6)質(zhì)壁分離和復原的實驗說明：成熟的植物細胞的____________可以通過_________(由_________、_________和_________________構(gòu)成)與外界環(huán)境的溶液發(fā)生滲透作用從而進行__________________。
 

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