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視頻標簽：植物細胞吸水與失水
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：高中生物人教版必修一第四章第一節植物細胞吸水與失水的延伸探究_江蘇省 - 鎮江
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高中生物人教版必修一第四章第一節植物細胞吸水與失水的延伸探究_江蘇省 - 鎮江
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現問題并積極參與討論探求新知的態度。
本節課是在教材實驗的基礎上結合學生在自主探究活動中發現的新問題，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學生“科學探究和理性思維”的生物學科核心素養的要求。 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碼顯微鏡的使用。
3、通過實驗現象的觀察、對比和分析，激發學生思考，培養學生的創造性思維能力和生物科學素養。 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，并進行應用創新。
難點：在探究實驗過程中培養學生的實踐能力和創新能力。 三、教學方法
本節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，培養能力。故采用：討論學習法、發現性學習法。 四、教學過程設計 1課前設計
2
學生先依據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)有同學發現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組質壁分離時的現象：
進一步探究：
1、若用高濃度蔗糖溶液做實驗，會出現質壁分離嗎，加入清水會復原嗎？
2、若用尿素、乙二醇、KNO3做實驗會出現自動質壁分離復原現象，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、創新與反思 1．創新之處
（1）實驗教學設計上的創新，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在實施前思考的創造性上，避免單純的實驗后的“現象總結式”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驗體會，培養學生科學的探究方法、嚴謹的科學態度，讓他們的創新意識得到充分發揮，激發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，發生 現象
當外界溶液濃度 細胞液濃度時，細胞吸水，發生 現象
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)有同學發現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組質壁分離時的現象：
進一步探究：
1、若用高濃度蔗糖溶液做實驗，會出現質壁分離嗎，加入清水會復原嗎？
2、若用尿素、乙二醇、KNO3做實驗會出現自動質壁分離復原現象，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的方式，即從高濃度
溶液一側到低濃度溶液一側。 （ ）
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