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視頻標簽：植物細胞吸水與失水
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(shè)計理念
生物學(xué)是一門實驗科學(xué)，學(xué)生在生物實驗教學(xué)除了能了解掌握一定的原理、技巧和方法外，還能提高學(xué)生對生物的學(xué)習(xí)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(xué)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(dǎo)，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(xué)生的實驗完成度和成功率，從而提高學(xué)生的生物學(xué)習(xí)興趣。
“觀察洋蔥表皮細胞的質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)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(xué)生更好的掌握植物細胞失水和吸水的原理；幫助學(xué)生從不同的角度思考、分析、解釋觀察到的現(xiàn)象；幫助學(xué)生排除觀察中各種無關(guān)因素的干擾，幫助學(xué)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(chǔ)上結(jié)合學(xué)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(xué)生形成滲透作用、質(zhì)壁分離和原生質(zhì)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(xué)生“科學(xué)探究和理性思維”的生物學(xué)科核心素養(yǎng)的要求。 二、教學(xué)目標與教學(xué)重難點 教學(xué)目標
1、直接證明細胞壁具有全透性，原生質(zhì)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(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和生物科學(xué)素養(yǎng)。 教學(xué)重點和難點
重點：引導(dǎo)學(xué)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(yīng)用創(chuàng)新。
難點：在探究實驗過程中培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。 三、教學(xué)方法
本節(jié)課以自主探究為主要學(xué)習(xí)方式，學(xué)生通過科學(xué)探究，體驗過程、獲得知識和技能，培養(yǎng)能力。故采用：討論學(xué)習(xí)法、發(fā)現(xiàn)性學(xué)習(xí)法。 四、教學(xué)過程設(shè)計 1課前設(shè)計
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學(xué)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(jié)果。通過親身體驗實驗操作教師指導(dǎo)，獲取操作技巧，為后續(xù)探究提供支持。
教師請同學(xué)分別提出自己想探究的問題，例如：有同學(xué)提出選材是否可以用洋蔥鱗片葉的內(nèi)表皮細胞，甚至鱗片葉的葉肉細胞呢？有同學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生的認知水平，也能讓更多的學(xué)生參與進來。
確定實驗步驟后，學(xué)生就可以分組進行實驗了，學(xué)生在實驗操作的過程中，我對學(xué)生的操作進行一定的指導(dǎo)、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(xué)發(fā)現(xiàn)植物細胞質(zhì)壁分離后不能復(fù)原，可能的原因是什么？
(3)蓋蓋玻片中，將蓋玻片的一側(cè)先接觸液滴，然后將另一側(cè)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(cè)滴入，另一側(cè)用吸水紙吸引，反復(fù)幾次
3
的目的是什么？ 找出并標出接近A組和B組質(zhì)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(zhì)壁分離嗎，加入清水會復(fù)原嗎？
2、若用尿素、乙二醇、KNO3做實驗會出現(xiàn)自動質(zhì)壁分離復(fù)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(xué)生展示實驗設(shè)計并實施過程 課后設(shè)計：
該實驗操作難度較大，而課堂時間有限，所以分析結(jié)果得出結(jié)論，表達與交流放在課后，以避免課堂上時間有限而導(dǎo)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(jié)果、結(jié)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(zhì)疑，聽取他人的意見，利用證據(jù)與邏輯對自己的結(jié)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(xué)設(shè)計上的創(chuàng)新，一是教學(xué)程序上課前、課堂、課后整體設(shè)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(jié)式”的低層次學(xué)習(xí)過程；二是從植物細胞吸水與失水的原因的角度從內(nèi)在原因、外界原因兩個層面遞進式探究設(shè)計，盡量為學(xué)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(nèi)表皮更便于觀察，撕取洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮比撕取洋蔥鱗片葉外表皮易操作，使學(xué)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(zhì)壁分離時，原生質(zhì)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(nèi)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(zhì)層，因此直接說明細胞壁具有全透性，原生質(zhì)層具有選擇透過性，從而使學(xué)生充分理解質(zhì)壁分離的內(nèi)在條件。
探究實驗的目的并不在于學(xué)生得到完全一致的結(jié)果，而重在使學(xué)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(xué)生科學(xué)的探究方法、嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，讓他們的創(chuàng)新意識得到充分發(fā)揮，激發(fā)學(xué)生的探究欲望和學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生受益終身。 2．不足之處及改進方法
很多學(xué)生顯微鏡操作不熟練，不規(guī)范。改進：實驗課之前應(yīng)該復(fù)習(xí)顯微鏡的使用方法并操作；有些學(xué)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(dǎo)致蔗糖溶液從蓋玻片表面流走；有的同學(xué)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(diào)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(cè)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(zhì)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(zhì)壁分離與復(fù)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(xué)發(fā)現(xiàn)植物細胞質(zhì)壁分離后不能復(fù)原，可能的原因是什么？
(3)蓋蓋玻片中，將蓋玻片的一側(cè)先接觸液滴，然后將另一側(cè)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(cè)滴入，另一側(cè)用吸水紙吸引，反復(fù)幾次的目的是什么？
找出并標出接近A組和B組質(zhì)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(zhì)壁分離嗎，加入清水會復(fù)原嗎？
2、若用尿素、乙二醇、KNO3做實驗會出現(xiàn)自動質(zhì)壁分離復(fù)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(zhì)壁分離的內(nèi)因是原生質(zhì)層比細胞壁的伸縮性大。 （ ）
（2）質(zhì)壁分離中的“質(zhì)” 是指細胞質(zhì)，“壁”是指細胞壁。 （ ）
（3）由于細胞壁是全透性，質(zhì)壁分離時原生質(zhì)層和細胞壁之間的是外界溶液 。 （ ）
（4）質(zhì)壁分離后滴加清水沒有復(fù)原說明該植物細胞失去活性。 （ ）
（5）質(zhì)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�，即從高濃�?br />
溶液一側(cè)到低濃度溶液一側(cè)。 （ ）
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