分子與細(xì)胞第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出質(zhì)壁分離拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)end

1、“質(zhì)壁分離”拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)思路：植物細(xì)胞的吸水和失水是高中生物必做實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生能規(guī)范地制作洋蔥外表皮細(xì)胞的臨時裝片并熟練地使用顯微鏡（低倍鏡）對植物細(xì)胞的失水和吸水現(xiàn)象進(jìn)行觀察。在本實(shí)驗(yàn)之前，同學(xué)們使用紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞、清水、ml的蔗糖溶液等材料觀察到了植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象，初步了解植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的條件和過程。在此基礎(chǔ)之上，我設(shè)計(jì)了以下一些問題并配以相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究，讓學(xué)生徹底掌握植物細(xì)胞發(fā)生滲透作用的原理和應(yīng)用。問題一：是否能根據(jù)質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)來判斷成熟植物細(xì)胞的死活?問題二：觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離時是否只能選擇液泡中含有色素的細(xì)胞？問題三：是否

2、能根據(jù)質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)來大致判斷了不同細(xì)胞的細(xì)胞液濃度大??？或者測定某種植物細(xì)胞液濃度的大致范圍？是否能根據(jù)質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)來判定外界溶液濃度大??？問題四：是否能根據(jù)質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)來鑒別相同濃度的KNO3溶液和蔗糖溶液?二、教學(xué)分析1.內(nèi)容分析：本實(shí)驗(yàn)是對教材實(shí)驗(yàn)的拓展和延伸，重在學(xué)生能力的培養(yǎng)和探究性學(xué)習(xí)思維的養(yǎng)成；引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度去重新審視這個實(shí)驗(yàn)，學(xué)會多個角度看問題。 2.學(xué)情分析：學(xué)生能規(guī)范制作臨時裝片和熟練使用顯微鏡進(jìn)行觀察，具有較強(qiáng)的合作探究能力。三、教學(xué)目標(biāo)：（1）知識性目標(biāo)：進(jìn)一步掌握植物細(xì)胞滲透失水的原理和應(yīng)用。（2）技能性目標(biāo)：讓學(xué)生熟練顯微鏡的規(guī)范操作；臨時裝片的規(guī)范制作；引導(dǎo)

3、學(xué)生嘗試提出問題，作出假設(shè)，設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)。（3）情感態(tài)度價值觀：學(xué)生能力的培養(yǎng)和探究性學(xué)習(xí)思維的養(yǎng)成。四、教學(xué)重點(diǎn)：植物細(xì)胞滲透失水的原理和應(yīng)用。五、教學(xué)難點(diǎn)：1、植物細(xì)胞質(zhì)壁分離拓展應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 2、讓學(xué)生嘗試提出問題，作出假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)， 驗(yàn)證假設(shè)體驗(yàn)科學(xué)探究的一般過程。六、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：1.材料：新鮮紫色洋蔥鱗莖、五葉地錦、水葫蘆葉2.試劑及儀器：ml的KNO3溶液、ml的蔗糖溶液、清水、雙面刀片、鑷子、載玻片、蓋玻片、小滴管、吸水紙、顯微鏡、燒杯、酒精燈、鐵架臺及石棉網(wǎng)等。七、教學(xué)過程：（一）質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)材料的選擇教師活動：在上一節(jié)課中，我們觀察到了紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離

4、及復(fù)原現(xiàn)象（展示圖片），知道了植物細(xì)胞在一定的條件下會發(fā)生滲透失水或吸水。請同學(xué)們回憶一下，我們?yōu)槭裁磿x擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞作為觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)材料呢？生：紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的液泡中含有紫色色素，有利于我們通過液泡體積大小及顏色深淺的變化來判斷植物細(xì)胞的失水及吸水。師：那如果我們把紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞換成綠色植物的葉肉細(xì)胞或者死亡的紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞，我們是否還可以觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象？生：思考并提出探究問題：問題一：是否能根據(jù)質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)來判斷成熟植物細(xì)胞的死活?問題二：觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離時是否只能選擇液泡中含有色素的細(xì)胞？教師活動：提供相關(guān)實(shí)驗(yàn)材料，將所有學(xué)生

5、分成兩組，每組分別探究一個問題。學(xué)生活動：【分工協(xié)作，小組探究】第一組：探究是否能根據(jù)質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)來判斷成熟植物細(xì)胞的死活?1、實(shí)驗(yàn)材料的選擇和處理：選擇紫色洋蔥鱗片葉分成A、B兩部分，B部分至于沸水中浸泡2min以使表皮細(xì)胞死亡；2、分別撕取A、B兩部分的外表皮細(xì)胞制作臨時裝片并滴加ml的蔗糖溶液觀察是否能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：A組出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象，B組未出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的生物膜具有選擇透過性，在植物細(xì)胞細(xì)胞液和外界溶液之間的原生質(zhì)層（細(xì)胞膜、液泡膜及兩層摸之間的細(xì)胞質(zhì)）相當(dāng)于半透膜，當(dāng)兩側(cè)存在濃度差時，可以發(fā)生滲透作用出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象。死亡的細(xì)胞生

6、物膜失去了選擇透過性，從而不會發(fā)生滲透作用和質(zhì)壁分離現(xiàn)象。第二組：使用綠色植物的葉肉細(xì)胞是否能觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象？1、選取校園常見的五葉地錦制作臨時裝片并觀察。2、滴加ml的蔗糖溶液并觀察。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖： 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)材料的選擇，除了教材使用的紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞外，紅色玫瑰花瓣、綠色植物的葉肉細(xì)胞等也可以作為質(zhì)壁分離的實(shí)驗(yàn)材料。有同學(xué)使用實(shí)驗(yàn)臺上的紫色洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞制作臨時裝片，在滴加ml的蔗糖溶液后通過調(diào)節(jié)顯微鏡視野的明暗程度也可以觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象。師：在兩組同學(xué)交流實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論之后，引導(dǎo)同學(xué)互評并點(diǎn)評，得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論。（二）質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)拓展應(yīng)用一師：生活于

7、不同環(huán)境中的各種植物，細(xì)胞液濃度是否相同？生：思考后回答。正常生長的各種植物，其細(xì)胞都需從土壤中吸收水分，根據(jù)滲透作用原理，正常生長的植物細(xì)胞液濃度一定大于土壤溶液濃度。不同環(huán)境的土壤溶液濃度存在差異，因此正常生活于不同環(huán)境中的各種植物，細(xì)胞液濃度有所不同，如生活于鹽堿地的植物細(xì)胞液濃度一般較高。師：非常好！那我們能不能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)直接證實(shí)上述結(jié)論？生：【提出問題】能否根據(jù)質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)來大致判斷不同細(xì)胞的細(xì)胞液濃度大??？【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】將不同的成熟植物細(xì)胞（旱生植物-五葉地錦、水生植物-水葫蘆）分別浸浴在ml的蔗糖溶液中，觀察細(xì)胞是否發(fā)生質(zhì)壁分離或者發(fā)生質(zhì)壁分離的程度。發(fā)生質(zhì)壁分離程度越大，說明細(xì)胞失

8、水越多，原細(xì)胞液濃度越?。▽W(xué)生通過液泡長度/細(xì)胞長度來比較判斷失水的程度）。設(shè)計(jì)表格并記錄相應(yīng)現(xiàn)象：比較項(xiàng)目水葫蘆五葉地錦是否質(zhì)壁分離及程度液泡長度/細(xì)胞長度結(jié)論旱生植物較水生植物細(xì)胞液濃度高，有利于從環(huán)境中吸收水分，從而適應(yīng)相應(yīng)的環(huán)境。師：根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)原理，是否能根據(jù)質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)來測定某種植物細(xì)胞液濃度的大致范圍？生：思考并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案:當(dāng)相同的植物材料處于不同濃度的溶劑中時，通過細(xì)胞是否發(fā)生質(zhì)壁分離，從而能得知植物細(xì)胞液濃度介于剛發(fā)生質(zhì)壁分離的外界溶液濃度和未發(fā)生質(zhì)壁分離的外界溶液濃度之間，進(jìn)一步縮小濃度梯度，可以使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更精確。（二）質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)拓展應(yīng)用二師：由于組成原生質(zhì)層的生物膜具

9、有選擇透過性，一些物質(zhì)不能通過原生質(zhì)層進(jìn)入細(xì)胞液中（如蔗糖分子），一些物質(zhì)能夠通過原生質(zhì)層進(jìn)入細(xì)胞液（如KNO3、尿素等）。當(dāng)外界物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞液之后會引起細(xì)胞內(nèi)外兩側(cè)濃度的變化，當(dāng)細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度時，植物細(xì)胞會由失水狀態(tài)轉(zhuǎn)為吸水狀態(tài)，從而發(fā)生質(zhì)壁分離的自動復(fù)原?，F(xiàn)有相同濃度的KNO3溶液和蔗糖溶液，請同學(xué)們設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行鑒別。生：【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】取相同部位的成熟植物細(xì)胞制成臨時裝片后，將裝片分別浸浴在ml的蔗糖溶液和相同濃度的KNO3溶液中，觀察細(xì)胞的變化。【實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論】兩組裝片在滴加外界溶液后均會發(fā)生質(zhì)壁分離相像，發(fā)生質(zhì)壁分離自動復(fù)原的細(xì)胞浸泡的外界溶液為KNO3溶液，不能發(fā)生質(zhì)壁分

10、離自動復(fù)原的細(xì)胞浸泡的外界溶液為蔗糖溶液。其原因是KNO3溶液中的k+和NO3-能被植物細(xì)胞吸收，使細(xì)胞液濃度逐漸增加，當(dāng)細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度時，植物細(xì)胞由失水轉(zhuǎn)為吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離的自動復(fù)原。八、教學(xué)反思：（一）成功之處1.這是一節(jié)拓展的探究性實(shí)驗(yàn)課，都是以植物細(xì)胞的滲透吸水（失水）為基本原理拓展展開。在實(shí)驗(yàn)過程中，通過教師的引導(dǎo)，初始學(xué)生進(jìn)行探究，不斷地提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)解決問題，最后得出了相應(yīng)結(jié)論，達(dá)到了預(yù)期的效果。2.本節(jié)課是學(xué)生在完成探究植物細(xì)胞的吸水實(shí)驗(yàn)之后的拓展實(shí)驗(yàn)，因此在本節(jié)課中學(xué)生已經(jīng)具備了相應(yīng)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的基本原理和步驟，在此基礎(chǔ)上，師生針對不同問題

11、提出了相應(yīng)的探究點(diǎn)。學(xué)生以小組為單位進(jìn)行探究后寫出相應(yīng)的方案，并相互進(jìn)行評價，力圖有所創(chuàng)新，提高了學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的興趣，喚醒了學(xué)生的創(chuàng)新意識。 3. 在學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作中，我在充分了解學(xué)生已有的操作能力基礎(chǔ)上，給了學(xué)生充分的獨(dú)立操作機(jī)會。在評價學(xué)生的操作水平時，既對學(xué)生個體也對整個實(shí)驗(yàn)小組的水平進(jìn)行評價，促進(jìn)了小組成員間的相互合作。 4、通過實(shí)驗(yàn)分析，指導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。以問題串的形式引導(dǎo)學(xué)生探究，讓學(xué)生體驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法步驟。訓(xùn)練學(xué)生分析問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的探究性思維。（二）不足之處及改進(jìn)措施1、為節(jié)約教學(xué)時間，本實(shí)驗(yàn)中我預(yù)先準(zhǔn)備了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料，但卻不利于學(xué)生探究能力的發(fā)展。改進(jìn)措施：提供多種材料，讓學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，從中進(jìn)行選擇，最后對實(shí)驗(yàn)結(jié)果