人教版高中高二生物上冊(cè)植物的礦質(zhì)代謝教材分析

實(shí)用精品文獻(xiàn)資料分享實(shí)用精品文獻(xiàn)資料分享人教版高中高二生物上冊(cè)《植物的礦質(zhì)代謝》教材分析人教版高中高二生物上冊(cè)《植物的礦質(zhì)代謝》教材分析【課題】第五節(jié)植物的礦質(zhì)代謝【教學(xué)重點(diǎn)】植物必需的礦質(zhì)元素及其種類；根對(duì)礦質(zhì)元素離子的吸收過(guò)程。【教學(xué)難點(diǎn)】根對(duì)礦質(zhì)元素離子的吸收和對(duì)水分的吸收是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程?！菊n時(shí)安排】實(shí)驗(yàn)、授課一共兩課時(shí)?！窘虒W(xué)手段】掛圖、多媒體課件、實(shí)驗(yàn)【教學(xué)過(guò)程】1、引言課前指導(dǎo)生物小組的同學(xué)用完全培養(yǎng)液和缺素培養(yǎng)液培養(yǎng)出一些植物體，以便課上展示給學(xué)生，引發(fā)他們對(duì)礦質(zhì)元素對(duì)植物生活的作用的思考，以此引入本節(jié)內(nèi)容。也可以從分析植物體內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的元素組成入手引入課題。例如，植物體內(nèi)的物質(zhì)中，蛋白質(zhì)通常含有，、葉綠素含有，核酸含有，但植物體通過(guò)光合作用可從二氧化碳獲得和，通過(guò)根的吸水中獲得和。以此引導(dǎo)學(xué)生分析出植物體內(nèi)含有的元素種類與植物吸收的元素種類之間的矛盾，從而很自然地引入植物還可從土壤吸收礦質(zhì)元素這一事實(shí)。也可以從根的滲透吸水直接引入，因?yàn)閷W(xué)生都知道土壤溶液中還溶解有各種礦質(zhì)元素離子，這時(shí)可引發(fā)學(xué)生思考：溶于水的這些礦質(zhì)元素離子是否是和水一起被吸收的？從而引入礦質(zhì)元素離子的吸收。2、礦質(zhì)元素的概念和根對(duì)水分的吸收情況一樣，學(xué)生在初中已學(xué)過(guò)有關(guān)無(wú)機(jī)鹽吸收有關(guān)的初步知識(shí)，因此，教師可提出一些問(wèn)題，以了解學(xué)生對(duì)礦質(zhì)代謝的理解程度，找出學(xué)生對(duì)礦質(zhì)代謝理解上的偏差和不足，從而進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)。比如，教師可提出以下問(wèn)題：①植物收礦質(zhì)元素離子的主要器官是什么?②植物礦質(zhì)元素離子的主要部位是什么？③礦質(zhì)元素在植物體主要以什么存在？④植物體運(yùn)輸水和礦質(zhì)元素離子的通道是什么？知道這些通道在植物體的哪個(gè)部位嗎？⑤礦質(zhì)元素離子在植物體內(nèi)都可以參與哪些生理功能？⑥植物體內(nèi)礦質(zhì)元素離子是如何散失的？等等。在討論了上述問(wèn)題的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生分析礦質(zhì)元素的概念、必需元素的概念、植物體內(nèi)哪些元素是大量元素、哪些元素是微量元素?？砂褜W(xué)生討論的重點(diǎn)放在“如何確定某種元素是植物必需的礦質(zhì)元素的方法？”鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和設(shè)計(jì)方案，以便滲透研究方法，對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，豐富學(xué)生研究問(wèn)題的思路有重要作用。3、根對(duì)礦質(zhì)元素離子的吸收過(guò)程，是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)（1）根細(xì)胞對(duì)礦質(zhì)元素的交換吸附這是根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子的第一步可先讓學(xué)生做《根對(duì)礦質(zhì)元素離子的離子交換吸附》實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中或?qū)嶒?yàn)結(jié)束后，教師通過(guò)下面的問(wèn)題串引發(fā)學(xué)生對(duì)交換吸附的思考和理解：①通過(guò)《觀察根對(duì)礦質(zhì)元素離子的交換吸附現(xiàn)象》的實(shí)驗(yàn)，如何理解設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)的重要性?！队^察根對(duì)礦質(zhì)元素離子的交換吸附現(xiàn)象》實(shí)驗(yàn)是一個(gè)簡(jiǎn)單的單因子對(duì)照實(shí)驗(yàn)。在單因子對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，有一個(gè)非常重要的要求，即，除了要研究的那個(gè)因素設(shè)置為可變外，其它所有條件都盡量保證一致。在該實(shí)驗(yàn)中，可變的因子只一個(gè)，即染色后的根放入的溶液不同，一個(gè)是氯化鈣溶液（為實(shí)驗(yàn)組），另一個(gè)蒸餾水（為對(duì)照組），除了這個(gè)因素不一樣外，該實(shí)驗(yàn)要求其它因素都盡量要保證一樣，如根發(fā)育的時(shí)期、剪取的根的條數(shù)，剪取的根的長(zhǎng)度，染色的時(shí)間，兩種溶液的體積，等待的時(shí)間等等，這個(gè)實(shí)驗(yàn)雖然很簡(jiǎn)單，但學(xué)生對(duì)它包含的對(duì)照思想一定要重視并理解。②為什么亞甲基藍(lán)可使根細(xì)胞染成藍(lán)色？③為什么實(shí)驗(yàn)后蒸餾水與其中的根都沒(méi)有發(fā)生顏色上的變化？④為什么實(shí)驗(yàn)后氯化鈣溶液變成淺藍(lán)色，而根的藍(lán)色褪去了一些？⑤為什么在實(shí)驗(yàn)中要選擇生長(zhǎng)旺盛的根來(lái)做實(shí)驗(yàn)？⑥為什么要選擇亞甲基藍(lán)這種活體染色劑，如果換成別的能殺死細(xì)胞的染色劑的話，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是否不受影響？學(xué)生在討論這些問(wèn)題時(shí)，教師可根據(jù)需要適當(dāng)做一些知識(shí)和方法上的提示，最終使學(xué)生明白礦質(zhì)元素離子交換的原理，然后可就上述實(shí)驗(yàn)做進(jìn)一步討論：①在這個(gè)實(shí)驗(yàn)一共進(jìn)行了幾次礦質(zhì)元素離子的交換吸附？本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)際涉及兩次交換吸附，第一次是在染色過(guò)程中，亞甲基藍(lán)陽(yáng)離子與根細(xì)胞表面的氫離子交換；第二次是根細(xì)胞表面的亞甲基藍(lán)陽(yáng)離子與氯化鈣溶液的鈣離子交換；②本實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組是哪一組？本實(shí)驗(yàn)中用蒸餾水作對(duì)照的原因是蒸餾水中基本不含可供交換的離子。③在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，與亞甲基藍(lán)陽(yáng)離子發(fā)生過(guò)交換的離子有哪些？等等。（2）吸附在根細(xì)胞表面的離子通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)可讓學(xué)生回憶主動(dòng)運(yùn)輸所需要的條件，即需要 和膜上有相應(yīng)的載體蛋白；進(jìn)而討論：①“為什么礦質(zhì)元素離子具有選擇性？”或“為什么同種植物對(duì)同一溶液中的不同離子或同一鹽分中的陰陽(yáng)離子的吸收量不同？”或“為什么不同種植物對(duì)同一種礦質(zhì)離子的吸收量不同？”植物對(duì)礦質(zhì)元素有選擇吸收的原因是什么呢？根吸收礦質(zhì)元素離子是一個(gè)主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程，而主動(dòng)運(yùn)輸是需要蛋白載體的，因此，根細(xì)胞膜上如果有某種離子的載體，這個(gè)細(xì)胞就可以吸收這種離子，而且該離子的載體越多，一定范圍內(nèi)，根細(xì)胞對(duì)這種離子的吸收也就越多。理解了這點(diǎn)后，學(xué)生就可以解釋下面的現(xiàn)象，即硝酸鈉溶液水解后是中性的，為什么常施用這種氮肥后土壤會(huì)呈堿性？學(xué)生在化學(xué)課已學(xué)過(guò)，硝酸鈉是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，硝酸鈉水溶液水解后呈中性，但為什么土壤長(zhǎng)期使用這種氮肥后土壤會(huì)堿化，即升高呢？同學(xué)可從根細(xì)胞膜上的載體去分析：我們已學(xué)過(guò)，根細(xì)胞在進(jìn)行離子交換吸附時(shí)，硝酸根陰離子與碳酸氫根離子相交換，鈉離子與氫離子相交換。氮元素是植物體生長(zhǎng)所必須的，而鈉元素在植物體含量甚微，可以想見(jiàn)，植物根細(xì)胞膜上運(yùn)輸含氮離子的載體數(shù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)運(yùn)輸鈉離子的載體數(shù)量，因此根細(xì)胞吸收的硝酸根離子多，而吸收的鈉離子數(shù)量少，即硝酸根離子與碳酸氫根的交換量大，結(jié)果土壤中的碳酸氫根量就大于氫離子，從而使土壤堿化。有了上面的基礎(chǔ)，學(xué)生還可以分析下面兩個(gè)例子：（1）硝酸氨溶液水解后是酸性的，為什么常施用這種氮肥后土壤溶液不會(huì)發(fā)生很明顯的變化？（2）硫酸氨溶液水解后是酸性的，為什么常施用這種氮肥后土壤會(huì)呈酸性？②“當(dāng)外界溶液中某種礦質(zhì)元素離子的濃度足夠大時(shí)，為什么礦質(zhì)元素離子吸收速率達(dá)到一定程度后就不再升高了？”③“為什么礦質(zhì)元素的吸收與植物細(xì)胞的呼吸作用有密切的聯(lián)系。？”（3）根對(duì)礦質(zhì)元素離子和水分的吸收是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程，是教學(xué)的難點(diǎn)學(xué)生討論下面的問(wèn)題：①引導(dǎo)學(xué)生對(duì)課文中講述的有關(guān)用菜豆做的實(shí)驗(yàn)等實(shí)例進(jìn)行分析和討論。②增加不同植物在同一營(yíng)養(yǎng)液中吸收礦質(zhì)元素離子數(shù)量的差異的討論。③增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐上中耕松上、除草、保墑外、通氣起什么作用的討論。④離子的吸收為什么有載體飽和效應(yīng)，例如根細(xì)胞中或其他礦質(zhì)元素離子的濃度已高于土壤溶液中的濃度、但是，植物的很仍然吸收這些必需的礦質(zhì)元素離子?？梢砸龑?dǎo)學(xué)生對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行討論，使學(xué)生明白植物的吸水量與離子吸收量不呈正相關(guān)。⑤呼吸抑制劑為什么能抑制離子吸收，卻不抑制水的吸收⑥植物對(duì)離子的吸收速率遠(yuǎn)比吸水慢3、礦質(zhì)元素的運(yùn)輸和利用（1）礦質(zhì)元素的運(yùn)輸引導(dǎo)學(xué)生討論：①礦質(zhì)元素進(jìn)入根毛以后如何最終進(jìn)入導(dǎo)管和礦質(zhì)元素如何被利用？②為什么說(shuō)根對(duì)礦質(zhì)元素離子和水分的吸收是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程？或有的同學(xué)認(rèn)為蒸騰作用是吸收礦質(zhì)元素的動(dòng)力，同時(shí)也是運(yùn)輸?shù)V質(zhì)元素的動(dòng)力？學(xué)生認(rèn)為這個(gè)說(shuō)法對(duì)嗎？通過(guò)分析蒸騰作用的過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生得到下面的結(jié)論：蒸騰作用是植物體的根吸收水分和運(yùn)輸水分的動(dòng)力。通過(guò)分析礦質(zhì)元素吸收過(guò)程，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)知道，植物的根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素與兩方面條件有關(guān)，其一，根細(xì)胞對(duì)礦質(zhì)元素的吸收與其呼吸作用密切相關(guān)，尤其是有氧呼吸，因?yàn)楹粑饔脼楦?xì)胞進(jìn)行離子交換吸附提供了可供交換的離子，即碳酸氫根離子和氫離子；同時(shí)根細(xì)胞呼吸作用過(guò)程中合成的又為吸附在根細(xì)胞表面的礦質(zhì)離子進(jìn)入根細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程提供了能量。所以說(shuō)，水分的吸收其動(dòng)力是蒸騰作用，而礦質(zhì)元素吸收的動(dòng)力則不是蒸騰作用。其二，由于根吸收礦質(zhì)元素離子是一個(gè)主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程，而主動(dòng)運(yùn)輸是需要蛋白載體和能量的，因此，根細(xì)胞膜上運(yùn)輸?shù)V質(zhì)元素的載體及其數(shù)量就起著重要的作用，這點(diǎn)一會(huì)兒還會(huì)談到。通過(guò)分析礦質(zhì)元素運(yùn)輸過(guò)程，讓學(xué)生知道，礦質(zhì)元素是與水一起由植物體的導(dǎo)管運(yùn)輸?shù)?，其?dòng)力為植物的蒸騰作用。因此說(shuō)，水分和礦質(zhì)元素運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力都是植物的蒸騰作用。因此說(shuō)，植物吸收水分和吸收礦質(zhì)元素是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程，雖然二者是一起被運(yùn)輸出，而二者的吸收方式獨(dú)立。綜上可知，認(rèn)為蒸騰作用是吸收礦質(zhì)元素的動(dòng)力，同時(shí)也是運(yùn)輸?shù)V質(zhì)元素的動(dòng)力，這種說(shuō)法是不正確的，因?yàn)檎J(rèn)為蒸騰作用是運(yùn)輸?shù)V質(zhì)元素的動(dòng)力，而與礦質(zhì)元素的吸收無(wú)關(guān)，即植物運(yùn)輸水分和運(yùn)輸?shù)V質(zhì)元素是一個(gè)同一過(guò)程；而植物吸收水和植物吸收礦質(zhì)元素離子不是同一過(guò)程，因此蒸騰作用能促進(jìn)水的吸收和運(yùn)輸，也能促進(jìn)礦質(zhì)元素的運(yùn)輸?shù)牡览恚荒艽龠M(jìn)礦質(zhì)元素離子的吸收。如果有時(shí)間的話的，教師可引導(dǎo)學(xué)用表解的形式總結(jié)根細(xì)胞吸水與根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子的異同：水分吸收礦質(zhì)元素的吸收區(qū)別原理與過(guò)程不同滲透作用交換吸附和主動(dòng)運(yùn)輸吸收的動(dòng)力不同細(xì)胞內(nèi)、外溶液的濃度差；蒸騰作用形成的蒸騰拉力 運(yùn)載工具不需細(xì)胞膜上運(yùn)載離子的載體聯(lián)系、1礦質(zhì)元素一定要溶解在水中，才能被根部吸收2、水參與完成交換吸附的離子的生成過(guò)程3、礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的運(yùn)輸是隨著水分的運(yùn)輸達(dá)到植物體的各部分4、礦質(zhì)元素被根細(xì)胞吸收后，又會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)外溶液的濃度，從而影響根對(duì)水分的滲透吸收老師可向?qū)W生介紹植物體除了根以外、葉片等部位也能吸收礦質(zhì)元素離子，及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中的重要意義。（2）礦質(zhì)元素離子的利用教材介紹了礦質(zhì)元素離子在植物體內(nèi)的存在形