资源简介

《探究植物细胞的吸水和失水》实验教学设计
一、学习目标
1.通过探究“植物细胞的吸水和失水”，说明水分子进出细胞的原理，阐释原生质层的选择透过性与质壁分离及其复原的关系。（生命观念）
2.基于探究水进出植物细胞的原理这一实验，体验科学探究的一般过程，提高动手操作能力和设计实验的能力，并能运用到其他类似的科学探究活动中。（科学思维、科学探究）
3.能够运用物质跨膜运输的知识，解释生活中常见的生物学现象，分析和解决诸如蔬菜腌制、合理施肥等实践问题。（社会责任）
二、教学重难点
教学重点：
观察和探究细胞质壁分离和复原现象，进一步理解渗透作用的原理和应用。
教学难点：
实验方案的设计及实验结果的分析。
实验原理
当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞就会失水，由于成熟的植物细胞原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，会发生质壁分离现象。当外界溶液小于细胞液的浓度时，细胞会吸水，出现质壁分离的复原。
四、实验材料和试剂用具
实验材料：新鲜的紫色洋葱，白萝卜
实验器具：打孔器，烧杯若干，量筒，滴管刀片，尖头镊子，滴管，载玻片，盖玻片，显微镜，吸水纸、电子称。
实验试剂：质量分数为5%的Nacl溶液，蒸馏水，质量浓度为0．3 g/mL的蔗糖溶液，0.5g/mL的蔗糖溶液，一系列浓度梯度的尿素溶液（质量浓度为0．05 g/mL，质量浓度为0．1 g/mL，质量浓度为0．2 g/mL，质量浓度为0．3 g/mL，质量浓度为0．4 g/mL）。
五、实验教学过程
课堂设计流程：本节课以农民伯伯给黄瓜施肥后出现的烧苗现象为情境，贯穿整节课，共设置四个环节。
问题导入
农业生产的实际问题：一位农民伯伯在给黄瓜施肥后出现了”烧苗”现象。引导学生分析原因？引出本节课的任务清单，完成3个任务。
宏观认知——趣味小实验
1.学生动手操作：验证白萝卜的吸水和失水，学生使用打孔器在同一块萝卜上打出相同大小的萝卜条，分别放在清水和高浓度的蔗糖溶液中，检测一段时间后能否塞回原孔。
2.学生观察现象并分析原因：
清水中的萝卜条吸水体积增大，不能塞回原孔；蔗糖溶液中的萝卜条会失水体积变小，能轻松穿过孔洞。
合作学习——巩固知识
在等待实验结果的同时，请同学们阅读课本63-64页，并思考讨论以下问题：
1.左图植物细胞的各部分的结构？
2.植物细胞壁的作用和特性？
3.原生质层包含？
4.如何看到细胞？需要什么材料？
5.临时装片的制作过程？
6.如何使细胞外溶液的浓度提高或降低
学生交流得出答案，教师通过课堂活动，完成检测。
微观观察——显微镜下细胞的吸水和失水
教师为充分调动学生的学习积极性同时也为了节省实验的时间，采取分工合作的方式。
学生制作洋葱鳞片叶外表皮细胞的临时装片后，奇数组的同学将细胞浸润在清水中，偶数组的同学将细胞浸润在0.3g/ml的蔗糖溶液中，分别观察细胞的变化并将现象记录在《实验记录单》上。教师通过手机传屏的方式共享和对比实验结果。
微观现象 起始状态 后续状态
中央液泡的大小
原生质层的位置
细胞的大小
学生通过两个表格中实验现象的对比，交流得出结论。
教师提问和引导得出：
当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞会出现质壁分离现象。
原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。
植物细胞通过渗透作用吸水和失水，原生质层相当于一层半透膜。
实验验证
明确了植物细胞通过渗透作用吸水和失水，请同学们以洋葱为材料来验证外界溶液的浓度过高真的会导致细胞死亡吗？
请小组同学交流讨论实验方案并完成实验。
教师巡查学生的实验情况，并找小组代表分享实验方案。
小组同学分享方案一：
将细胞用高浓度溶液处理后，用台盼蓝染液检测细胞的染色情况，如果被染成蓝色说明细胞死亡，如果没有则说明细胞存活。
小组同学分享方案二：
先用高浓度溶液处理细胞，再用清水处理。观察是否会发生质壁分离的复原现象，如果有复原现象则是活细胞，若不再发生质壁分离后的复原则是死细胞。
教师通过传屏，向全班分享不同小组的现象，并引导学生分析原因和大胆质疑。
实验探究
既然施肥过多会导致细胞死亡，哪应该如何施肥呢？请同学们以洋葱为实验材料探究合理的施肥浓度。
教师引导学生分析实验关键：找出与洋葱细胞液浓度相当的尿素浓度。
学生思考交流得出：
方法一：设置一系列的浓度梯度的尿素溶液，找出不发生质壁分离和刚刚发生质壁分离之间的浓度即可
方法二：植物材料放在一系列浓度梯度的尿素溶液中，找出重量基本没有变化的浓度。
全班同学分头行动，开始实验：
1-5组作为微观观察组，每组分别做一个尿素浓度，观察有无质壁分离现象。
1组 2组 3组 4组 5组
0.05g/ml尿素 0.1g/ml尿素 0.2g/ml尿素 0.3g/ml尿素 0.4g/ml尿素
质壁分离情况
6-8组作为宏观称重组，用电子称称取放入不同溶液前后的重量，求差值。
1组 2组 3组 4组 5组
0.05g/ml尿素 0.1g/ml尿素 0.2g/ml尿素 0.3g/ml尿素 0.4g/ml尿素
起始重量
最终重量
变化值
教师提问，小组组长汇报实验想象，并找同学分析实验结果，大胆质疑。
总结提升
通过问题梳理，观看微课，对本节知识进行总结提升。
实践应用
请同学们观察一组盐碱地图片，并利用本节课所学知识思考：
1. 分析盐碱地不利于植物生长的原因
2. 提出改良盐碱地的方法和措施
让学生能够学以致用，并落实学生的社会责任。
六、教学反思
本节课以农民伯伯给黄瓜施肥后出现的烧苗现象为情境，贯穿整节课。主要分为三个环节，一是从宏观和微观两个角度让学生明确植物细胞的吸水和失水现象；二帮助农民伯伯验证外界溶度过高真的会导致细胞死亡；三是通过实验探究，帮助农民伯伯找到合理的施肥浓度。这样的课堂情境大大激发了学生的学习兴趣，同时也将质壁分离以及质壁分离后的复原现象等重点知识串联起来，有助于学生的深度学习。本节课教师大胆放手，提出问题后让学生通过小组成员的交流合作，亲历实验设计、实验操作等过程，通过观察、动手、动脑等活动，提升了学生应用知识的能力，锻炼了学生的批判性思维，同时也培养了学生的创新精神。为了对学生进行客观及时的评价，在实验记录单的最后设计了组员评价表，通过教师和组长的双评，帮助学生认识自我、建立自信，促进生物学科素养的形成。
由于时间的限制，在实验的表达和交流环节处理的有些仓促，某些教学环节有待进一步改进。
《探究植物细胞的吸水和失水》实验记录单
班级 小组 组长
宏观认知——趣味小实验
现象 结论
清水组
食盐组
二、微观观察——显微镜下植物细胞的吸水和失水
微观现象 起始状态 后续状态
中央液泡的大小
原生质层的位置
细胞的大小
清水组
0.3g/ml蔗糖组
微观现象 起始状态 后续状态
中央液泡的大小
原生质层的位置
细胞的大小
实验结论
①
②
③
三、实验验证
实验验证：外界溶液的浓度过高真的会导致细胞死亡吗？
1. 实验方案：
2.实验结论：
3.表达和交流：
四、实验探究：探究农作物合理的施肥浓度
思路：
微观实验组
1组 2组 3组 4组 5组
0.05g/ml 0.1g/ml 0.2g/ml 0.3g/ml 0.4g/ml
质壁分离情况
实验结论：
宏观称量组
1组 2组 3组 4组 5组
0.05g/ml 0.1g/ml 0.2g/ml 0.3g/ml 0.4g/ml
起始重量
最终重量
实验结论：
小组成员综合评价表
组员姓名 动手能力 合作能力 观察能力 交流能力 责任意识
1.
2.
3.
4.
以上能力分为A、B、C、D四个等级，请小组组长对成员进行客观评价。

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