“觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原”實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與拓展.doc

“觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原”實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與拓展 1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分析及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路/該設(shè)計(jì)案例為蘇教版必修一第四章第一節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健敝械奶骄繉?shí)驗(yàn)。在此之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了滲透的原理，對半透膜、滲透作用及滲透裝置的組成有了一定的認(rèn)識。具有這樣的知識基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生探究植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原，使學(xué)生能夠充分理解一個(gè)成熟的植物細(xì)胞與外界溶液一起構(gòu)成典型的滲透系統(tǒng)。學(xué)生只有通過實(shí)驗(yàn)操作和觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原的現(xiàn)象，獲得細(xì)胞吸水、失水與外界溶液濃度關(guān)系的感性認(rèn)識，才能深入理解成熟的植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)以及影響細(xì)胞滲透吸水的內(nèi)外條件。學(xué)生先根據(jù)教材內(nèi)容完成探究實(shí)驗(yàn)的過程，然后再進(jìn)一步探究以下問題：（1）不同濃度的試劑對同一種植物材料吸水和失水的影響；（2）同一濃度的試劑對不同種植物材料吸水和失水的影響，比較出不同種植物的細(xì)胞液濃度大?。唬?）不同種試劑對植物細(xì)胞失水和吸水的影響；（4）死亡的植物細(xì)胞能否發(fā)生滲透作用？通過一系列的實(shí)驗(yàn)，師生共同參與，學(xué)生自主探究，讓學(xué)生經(jīng)歷“提出問題-作出假設(shè)-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)-實(shí)施操作-觀察結(jié)果-得出結(jié)論”的探究歷程，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于探索的精神。教師借助多媒體手段，以突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，增加知識容量，提高課堂效率。2.與學(xué)生生活實(shí)際的聯(lián)系生活中很多現(xiàn)象都與植物細(xì)胞的吸水與失水有關(guān)，例如：泡在鹽水中的蘿卜條會變軟，泡在清水中的蘿卜條會更加硬挺；泡菜制作時(shí)加入一些鹽，水分就會滲出來；農(nóng)作物施肥過多，就會造成“燒苗”的現(xiàn)象等。通過本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生更深入地理解生活中的這些現(xiàn)象，并作出合理解釋。3.教學(xué)目標(biāo)3.1知識目標(biāo)（1）理解植物細(xì)胞通過滲透作用吸水或失水的原理。（2）學(xué)會觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原的方法。3.2能力目標(biāo)（1）通過實(shí)踐，掌握臨時(shí)裝片的制作方法和實(shí)驗(yàn)的一般步驟；（2）進(jìn)一步熟悉高倍顯微鏡的使用；（3）通過課本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，提出可行性的探究問題，并小組討論制定探究方案，嘗試得出結(jié)論。3.3情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)（1）親手實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)習(xí)生命科學(xué)的興趣，分析生活中與滲透作用有關(guān)的現(xiàn)象；（2）體會科學(xué)研究的樂趣，培養(yǎng)在科學(xué)研究中一絲不茍的科學(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)精神；（3）學(xué)會合作分工，與他人分享實(shí)驗(yàn)成果。4.教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決的教學(xué)策略（1）教學(xué)重點(diǎn)：引導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，確定實(shí)驗(yàn)的材料、試劑的種類與濃度，并進(jìn)行應(yīng)用創(chuàng)新。教學(xué)策略：用不同濃度的蔗糖溶液探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，用課件展示成熟植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)圖，分析其與滲透系統(tǒng)的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生討論選擇紫色洋蔥的外表皮細(xì)胞和0.3g/ml的蔗糖溶液的原因，并且進(jìn)一步分析濃度大小對質(zhì)壁分離的影響。創(chuàng)新之處：用綠色植物的葉肉細(xì)胞代替紫色洋蔥的外表皮細(xì)胞，重復(fù)該探究實(shí)驗(yàn)。用無色的洋蔥表皮細(xì)胞代替紫色洋蔥的外表皮細(xì)胞，但在外界溶液中滴加胭脂紅溶液對其染色，再觀察實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。用0.3g/ml的kn03溶液代替0.3g/ml的蔗糖溶液再觀察結(jié)果。（2）難點(diǎn)：臨時(shí)裝片的制作，在探究實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。教學(xué)策略：教師示范制作臨時(shí)裝片，并強(qiáng)調(diào)制作時(shí)的注意點(diǎn)：材料要薄，不能有氣泡等。接著讓學(xué)生自主探究，再由不同小組的學(xué)生展示自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并描述實(shí)驗(yàn)過程以及對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，進(jìn)而讓學(xué)生提出更多需要探究的問題。5.課前準(zhǔn)備（1）教師要求學(xué)生復(fù)習(xí)滲透作用原理及其發(fā)生條件，并做好預(yù)習(xí)，理解實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求和方法步驟；（2）材料器具：洋蔥，菠菜，質(zhì)量濃度分別為0.1g/ml、0.3g/ml、0.5g/ml、0.7g/ml的蔗糖溶液，0.3g/ml的kno，溶液、胭脂紅染液（一種水溶性的大分子食用色素，呈紅色），1mol/l的醋酸溶液，清水，顯微鏡，鑷子，滴管，載玻片，蓋玻片，吸水紙等。6.教學(xué)過程6.1導(dǎo)入（1）復(fù)習(xí)滲透裝置，教師引導(dǎo)學(xué)生思考：滲透作用發(fā)生的條件有哪些？（2）教師聯(lián)系學(xué)生的生活，出示一些常見現(xiàn)象：泡在鹽水中的蘿卜條會變軟，泡在清水中的蘿卜條會更加硬挺。并提出問題：為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？植物細(xì)胞能否構(gòu)成滲透裝置？學(xué)生學(xué)習(xí)教材中的相關(guān)內(nèi)容，分析成熟的植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，并與滲透裝置作比較。教師引導(dǎo)學(xué)生討論：若將一個(gè)成熟的植物細(xì)胞放置到濃度高的溶液中，細(xì)胞液中的水分子將向細(xì)胞的哪一側(cè)運(yùn)動？如果細(xì)胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層的伸縮性，將會出現(xiàn)什么有趣現(xiàn)象？6.2開展觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與質(zhì)壁分離復(fù)原的實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)原理：把成熟的植物細(xì)胞放置在某些對細(xì)胞無毒害的物質(zhì)溶液中。當(dāng)細(xì)胞液的濃度細(xì)胞液中的水分子透過原生質(zhì)層，進(jìn)入到外界溶液中，使原生質(zhì)層和細(xì)胞壁都出現(xiàn)一定程度的收縮。由于原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的收縮性大，當(dāng)細(xì)胞不斷失水時(shí)，原生質(zhì)層就會與細(xì)胞壁逐漸分離，即逐漸發(fā)生了質(zhì)壁分離。當(dāng)細(xì)胞液的濃度外界溶液的濃度時(shí)：外界溶液中的水分子通過原生質(zhì)層進(jìn)入到細(xì)胞液中，發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞的整個(gè)原生質(zhì)層會慢慢地恢復(fù)成原來的狀態(tài)，使植物細(xì)胞逐漸發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。（2）實(shí)驗(yàn)步驟：制作臨時(shí)裝片：用鑷子撕取約0.5cm2紫色洋蔥鱗片葉的外表皮，放人載玻片預(yù)先準(zhǔn)備的水滴中，平展后蓋上蓋玻片。 1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分析及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路/該設(shè)計(jì)案例為蘇教版必修一第四章第一節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健敝械奶骄繉?shí)驗(yàn)。在此之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了滲透的原理，對半透膜、滲透作用及滲透裝置的組成有了一定的認(rèn)識。具有這樣的知識基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生探究植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原，使學(xué)生能夠充分理解一個(gè)成熟的植物細(xì)胞與外界溶液一起構(gòu)成典型的滲透系統(tǒng)。學(xué)生只有通過實(shí)驗(yàn)操作和觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原的現(xiàn)象，獲得細(xì)胞吸水、失水與外界溶液濃度關(guān)系的感性認(rèn)識，才能深入理解成熟的植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)以及影響細(xì)胞滲透吸水的內(nèi)外條件。學(xué)生先根據(jù)教材內(nèi)容完成探究實(shí)驗(yàn)的過程，然后再進(jìn)一步探究以下問題：（1）不同濃度的試劑對同一種植物材料吸水和失水的影響；（2）同一濃度的試劑對不同種植物材料吸水和失水的影響，比較出不同種植物的細(xì)胞液濃度大小；（3）不同種試劑對植物細(xì)胞失水和吸水的影響；（4）死亡的植物細(xì)胞能否發(fā)生滲透作用？通過一系列的實(shí)驗(yàn)，師生共同參與，學(xué)生自主探究，讓學(xué)生經(jīng)歷“提出問題-作出假設(shè)-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)-實(shí)施操作-觀察結(jié)果-得出結(jié)論”的探究歷程，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于探索的精神。教師借助多媒體手段，以突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，增加知識容量，提高課堂效率。2.與學(xué)生生活實(shí)際的聯(lián)系生活中很多現(xiàn)象都與植物細(xì)胞的吸水與失水有關(guān)，例如：泡在鹽水中的蘿卜條會變軟，泡在清水中的蘿卜條會更加硬挺；泡菜制作時(shí)加入一些鹽，水分就會滲出來；農(nóng)作物施肥過多，就會造成“燒苗”的現(xiàn)象等。通過本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生更深入地理解生活中的這些現(xiàn)象，并作出合理解釋。3.教學(xué)目標(biāo)3.1知識目標(biāo)（1）理解植物細(xì)胞通過滲透作用吸水或失水的原理。（2）學(xué)會觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原的方法。3.2能力目標(biāo)（1）通過實(shí)踐，掌握臨時(shí)裝片的制作方法和實(shí)驗(yàn)的一般步驟；（2）進(jìn)一步熟悉高倍顯微鏡的使用；（3）通過課本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，提出可行性的探究問題，并小組討論制定探究方案，嘗試得出結(jié)論。3.3情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)（1）親手實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)習(xí)生命科學(xué)的興趣，分析生活中與滲透作用有關(guān)的現(xiàn)象；（2）體會科學(xué)研究的樂趣，培養(yǎng)在科學(xué)研究中一絲不茍的科學(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)精神；（3）學(xué)會合作分工，與他人分享實(shí)驗(yàn)成果。4.教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決的教學(xué)策略（1）教學(xué)重點(diǎn)：引導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，確定實(shí)驗(yàn)的材料、試劑的種類與濃度，并進(jìn)行應(yīng)用創(chuàng)新。教學(xué)策略：用不同濃度的蔗糖溶液探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，用課件展示成熟植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)圖，分析其與滲透系統(tǒng)的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生討論選擇紫色洋蔥的外表皮細(xì)胞和0.3g/ml的蔗糖溶液的原因，并且進(jìn)一步分析濃度大小對質(zhì)壁分離的影響。創(chuàng)新之處：用綠色植物的葉肉細(xì)胞代替紫色洋蔥的外表皮細(xì)胞，重復(fù)該探究實(shí)驗(yàn)。用無色的洋蔥表皮細(xì)胞代替紫色洋蔥的外表皮細(xì)胞，但在外界溶液中滴加胭脂紅溶液對其染色，再觀察實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。用0.3g/ml的kn03溶液代替0.3g/ml的蔗糖溶液再觀察結(jié)果。（2）難點(diǎn)：臨時(shí)裝片的制作，在探究實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。教學(xué)策略：教師示范制作臨時(shí)裝片，并強(qiáng)調(diào)制作時(shí)的注意點(diǎn)：材料要薄，不能有氣泡等。接著讓學(xué)生自主探究，再由不同小組的學(xué)生展示自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并描述實(shí)驗(yàn)過程以及對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，進(jìn)而讓學(xué)生提出更多需要探究的問題。5.課前準(zhǔn)備（1）教師要求學(xué)生復(fù)習(xí)滲透作用原理及其發(fā)生條件，并做好預(yù)習(xí)，理解實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求和方法步驟；（2）材料器具：洋蔥，菠菜，質(zhì)量濃度分別為0.1g/ml、0.3g/ml、0.5g/ml、0.7g/ml的蔗糖溶液，0.3g/ml的kno，溶液、胭脂紅染液（一種水溶性的大分子食用色素，呈紅色），1mol/l的醋酸溶液，清水，顯微鏡，鑷子，滴管，載玻片，蓋玻片，吸水紙等。6.教學(xué)過程6.1導(dǎo)入（1）復(fù)習(xí)滲透裝置，教師引導(dǎo)學(xué)生思考：滲透作用發(fā)生的條件有哪些？（2）教師聯(lián)系學(xué)生的生活，出示一些常見現(xiàn)象：泡在鹽水中的蘿卜條會變軟，泡在清水中的蘿卜條會更加硬挺。并提出問題：為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？植物細(xì)胞能否構(gòu)成滲透裝置？學(xué)生學(xué)習(xí)教材中的相關(guān)內(nèi)容，分析成熟的植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，并與滲透裝置作比較。教師引導(dǎo)學(xué)生討論：若將一個(gè)成熟的植物細(xì)胞放置到濃度高的溶液中，細(xì)胞液中的水分子將向細(xì)胞的哪一側(cè)運(yùn)動？如果細(xì)胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層的伸縮性，將會出現(xiàn)什么有趣現(xiàn)象？6.2開展觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與質(zhì)壁分離復(fù)原的實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)原理：把成熟的植物細(xì)胞放置在某些對細(xì)胞無毒害的物質(zhì)溶液中。當(dāng)細(xì)胞液的濃度細(xì)胞液中的水分子透過原生質(zhì)層，進(jìn)入到外界溶液中，使原生質(zhì)層和細(xì)胞壁都出現(xiàn)一定程度的收縮。由于原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的收縮性大，當(dāng)細(xì)胞不斷失水時(shí)，原生質(zhì)層就會與細(xì)胞壁逐漸分離，即