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視頻標簽：植物細胞的吸水和失水
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實驗課《探究植物細胞的吸水和失水》天津市優質課一等獎
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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》天津市優質課一等獎
《探究植物細胞的吸水和失水》教學設計
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，通過實驗能培養學生以實踐能力為基礎的實驗觀察能力、實驗操作能力、收集和處理信息的能力、思維能力、初步研究能力和創造能力。在實驗活動中，努力創設適宜的探究情境，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，不斷地發現問題和解決問題，讓學生在體驗的過程中構建新認知，逐步形成實事求是、探索創新的科學態度，提高學生的科學素養。
二．教學內容分析
《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、發展探究思維，從而為完成后面各章節的探究活動打下基礎。在常規實驗中，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新之處在于在常規實驗的基礎上，對實驗材料和實驗試劑進行了一定程度的改進和創新，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，但是發生質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，在細胞發生質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，細胞質因存在葉綠體而呈現綠色，所以我們可以根據原生質層位置的變化觀察細胞的質壁分離及質壁分離復原現象。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，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生先質壁分離后自動復原的現象，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建原生質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象，闡明其原理。 2.能力目標：
培養學生實驗探究的能力以及觀察、總結和分析問題的能力。 3.情感態度與價值觀：
培養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.將觀察植物細胞質壁分離和質壁分離復原常規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壁分離和質壁分離復原常規實驗
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 內容
教師的組織和引導
學生活動
教學意圖
創設情境，導
入新課
聯系身邊的生活現象，如賣菜的阿姨經常向青菜
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。
思考后發表自己的見解:植物細胞能夠吸水和失水。 從身邊的生活現象出發，符合學生認知的一般規律，也便于激發學生的探究興趣。
常規 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 質壁分離 質壁分離復原 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
胞吸水與失水現象，熟悉實驗操作，為進一步探究打下基礎。
進一步探究
鼓勵學生對上述實驗大膽質疑，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，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 質壁分離 質壁分離復原
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，進一
步理解教材中
選
用
0.3g/ml蔗糖溶液的原因。
關注各小組的活動，對實驗中出現
的問題提出建議。
正常細胞 質壁分離 質壁分離復原
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
親自觀察細胞質壁分離后自動復原的現象。
正常細胞 質壁分離 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 質壁分離 質壁分離復原 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 質壁分離 質壁分離復原
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
細胞發生質壁分離后，觀察外界溶液的存在位置。
正常細胞 質壁分離 質壁分離復原 圖12 0.3g/ml蔗糖溶液對莫斯細胞的影響
通過原生質層的位置變化觀察細胞失水與吸水水現象。
匯報 交流
引導學生總結本組的實驗結果，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。
培養學生分析問題、歸納總結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 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
引導學生概括總結本節課收獲 總結本節課的收獲
總結收獲，構
建完整知識體系。
作業
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，在課下繼續分析和討論。
拓展知識，使交流不再局限于課堂上。
九．板書設計 探究植物細胞的吸水與失水
一． 常規實驗
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，分享彼此的探究結果，學生的收獲不止于本組的探究，增大了課容量，對教學內容進行了適當的拓展，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，好的設備和自身良好的素質缺一不可，對學生今后專業的選擇有一定參考。 附學生實驗報告
一．選擇題
1.將已發生質壁分離的細胞再置于較低濃度的蔗糖溶液中，觀察到質壁分離復原，直到細胞體積穩定下來，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平衡
2.觀察植物細胞的質壁分離與復原，常用紫色洋蔥做材料，這是因為（ ）
A.紫色洋蔥容易發生質壁分離 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質壁分離現象（ ）
A.剛撕下的蠶豆葉表皮細胞 B.尚未萌發的菜豆胚芽細胞
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，哪些是植物細胞發生質壁分離的原因（ ）
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層的伸縮性④原生質層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性
A.①④ B.②④ C.②③ D.③④
5.在缺少醫藥的戰爭年代，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.通過質壁分離實驗可以鑒定（ ）
①細胞的死活 ②原生質層與細胞壁伸縮性大小的差異 ③原生質層相當于半透膜 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，細心的同學會發現雖然拌黃瓜時加了鹽和醋及其他一些調味品，黃瓜的外表面是有味的，但黃瓜果肉內卻是淡的。這是因為（ ）
A.拌的時間短 B.細胞壁阻止鹽進入細胞內
C.細胞膜有選擇透過性 D.鹽溶在醋中，無法進入細胞內
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原生質層與細胞壁逐漸分離形成球形小團 ④細胞膜、液泡膜結構明顯 ⑤原生質層與細胞壁之間是蔗糖溶液。
A.①③ B.①③④ C.②③ D.①③⑤
9.以下哪種情況會發生滲透作用（ ）
①干種子萌發時的吸水 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生質壁分離 ⑦兔的血液紅細胞放在鹽水中發生皺縮
A.①②③⑤⑦ B.②③⑤⑥⑦ C.②③④⑥⑦ D.②③⑥⑦
10.把一個已發生質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構的名稱：1_________；2_________；3_________。
(2)表示質壁分離的正確圖解是_________。
(3)發生質壁分離的原因是____________________________。
(4)發生質壁分離的結構基礎是________________________________。
(5)將發生了質壁分離的細胞置于清水中，如果不能復原，則說明_________________。
(6)質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_________________構成)與外界環境的溶液發生滲透作用從而進行__________________。
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
