“觀察植物細胞質壁分離與復原”實驗教學設計與拓展.doc

“觀察植物細胞質壁分離與復原”實驗教學設計與拓展 1.實驗內容分析及實驗設計思路/該設計案例為蘇教版必修一第四章第一節(jié)“物質跨膜運輸的方式”中的探究實驗。在此之前，學生已經學習了滲透的原理，對半透膜、滲透作用及滲透裝置的組成有了一定的認識。具有這樣的知識基礎上，教師引導學生探究植物細胞的質壁分離和復原，使學生能夠充分理解一個成熟的植物細胞與外界溶液一起構成典型的滲透系統(tǒng)。學生只有通過實驗操作和觀察質壁分離和復原的現象，獲得細胞吸水、失水與外界溶液濃度關系的感性認識，才能深入理解成熟的植物細胞是一個滲透系統(tǒng)以及影響細胞滲透吸水的內外條件。學生先根據教材內容完成探究實驗的過程，然后再進一步探究以下問題：（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胞液濃度大??；（3）不同種試劑對植物細胞失水和吸水的影響；（4）死亡的植物細胞能否發(fā)生滲透作用？通過一系列的實驗，師生共同參與，學生自主探究，讓學生經歷“提出問題-作出假設-設計實驗-實施操作-觀察結果-得出結論”的探究歷程，培養(yǎng)學生嚴謹的科學態(tài)度和勇于探索的精神。教師借助多媒體手段，以突出重點，突破難點，增加知識容量，提高課堂效率。2.與學生生活實際的聯(lián)系生活中很多現象都與植物細胞的吸水與失水有關，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；泡菜制作時加入一些鹽，水分就會滲出來；農作物施肥過多，就會造成“燒苗”的現象等。通過本實驗的學習，使學生更深入地理解生活中的這些現象，并作出合理解釋。3.教學目標3.1知識目標（1）理解植物細胞通過滲透作用吸水或失水的原理。（2）學會觀察植物細胞質壁分離與復原的方法。3.2能力目標（1）通過實踐，掌握臨時裝片的制作方法和實驗的一般步驟；（2）進一步熟悉高倍顯微鏡的使用；（3）通過課本實驗的學習，提出可行性的探究問題，并小組討論制定探究方案，嘗試得出結論。3.3情感、態(tài)度與價值觀目標（1）親手實驗，激發(fā)學習生命科學的興趣，分析生活中與滲透作用有關的現象；（2）體會科學研究的樂趣，培養(yǎng)在科學研究中一絲不茍的科學態(tài)度和實事求是的科學精神；（3）學會合作分工，與他人分享實驗成果。4.教學重點、難點及解決的教學策略（1）教學重點：引導學生探究實驗，確定實驗的材料、試劑的種類與濃度，并進行應用創(chuàng)新。教學策略：用不同濃度的蔗糖溶液探究實驗的結果，用課件展示成熟植物細胞的結構圖，分析其與滲透系統(tǒng)的關系。在此基礎上讓學生討論選擇紫色洋蔥的外表皮細胞和0.3g/ml的蔗糖溶液的原因，并且進一步分析濃度大小對質壁分離的影響。創(chuàng)新之處：用綠色植物的葉肉細胞代替紫色洋蔥的外表皮細胞，重復該探究實驗。用無色的洋蔥表皮細胞代替紫色洋蔥的外表皮細胞，但在外界溶液中滴加胭脂紅溶液對其染色，再觀察實驗的結果。用0.3g/ml的kn03溶液代替0.3g/ml的蔗糖溶液再觀察結果。（2）難點：臨時裝片的制作，在探究實驗過程中培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。教學策略：教師示范制作臨時裝片，并強調制作時的注意點：材料要薄，不能有氣泡等。接著讓學生自主探究，再由不同小組的學生展示自己的實驗結果并描述實驗過程以及對實驗結果的分析，進而讓學生提出更多需要探究的問題。5.課前準備（1）教師要求學生復習滲透作用原理及其發(fā)生條件，并做好預習，理解實驗原理，了解實驗目的、要求和方法步驟；（2）材料器具：洋蔥，菠菜，質量濃度分別為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.教學過程6.1導入（1）復習滲透裝置，教師引導學生思考：滲透作用發(fā)生的條件有哪些？（2）教師聯(lián)系學生的生活，出示一些常見現象：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：為什么會出現這樣的現象？植物細胞能否構成滲透裝置？學生學習教材中的相關內容，分析成熟的植物細胞結構，并與滲透裝置作比較。教師引導學生討論：若將一個成熟的植物細胞放置到濃度高的溶液中，細胞液中的水分子將向細胞的哪一側運動？如果細胞壁的伸縮性小于原生質層的伸縮性，將會出現什么有趣現象？6.2開展觀察植物細胞的質壁分離與質壁分離復原的實驗（1）實驗原理：把成熟的植物細胞放置在某些對細胞無毒害的物質溶液中。當細胞液的濃度細胞液中的水分子透過原生質層，進入到外界溶液中，使原生質層和細胞壁都出現一定程度的收縮。由于原生質層比細胞壁的收縮性大，當細胞不斷失水時，原生質層就會與細胞壁逐漸分離，即逐漸發(fā)生了質壁分離。當細胞液的濃度外界溶液的濃度時：外界溶液中的水分子通過原生質層進入到細胞液中，發(fā)生質壁分離的細胞的整個原生質層會慢慢地恢復成原來的狀態(tài)，使植物細胞逐漸發(fā)生質壁分離復原。（2）實驗步驟：制作臨時裝片：用鑷子撕取約0.5cm2紫色洋蔥鱗片葉的外表皮，放人載玻片預先準備的水滴中，平展后蓋上蓋玻片。 1.實驗內容分析及實驗設計思路/該設計案例為蘇教版必修一第四章第一節(jié)“物質跨膜運輸的方式”中的探究實驗。在此之前，學生已經學習了滲透的原理，對半透膜、滲透作用及滲透裝置的組成有了一定的認識。具有這樣的知識基礎上，教師引導學生探究植物細胞的質壁分離和復原，使學生能夠充分理解一個成熟的植物細胞與外界溶液一起構成典型的滲透系統(tǒng)。學生只有通過實驗操作和觀察質壁分離和復原的現象，獲得細胞吸水、失水與外界溶液濃度關系的感性認識，才能深入理解成熟的植物細胞是一個滲透系統(tǒng)以及影響細胞滲透吸水的內外條件。學生先根據教材內容完成探究實驗的過程，然后再進一步探究以下問題：（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胞液濃度大??；（3）不同種試劑對植物細胞失水和吸水的影響；（4）死亡的植物細胞能否發(fā)生滲透作用？通過一系列的實驗，師生共同參與，學生自主探究，讓學生經歷“提出問題-作出假設-設計實驗-實施操作-觀察結果-得出結論”的探究歷程，培養(yǎng)學生嚴謹的科學態(tài)度和勇于探索的精神。教師借助多媒體手段，以突出重點，突破難點，增加知識容量，提高課堂效率。2.與學生生活實際的聯(lián)系生活中很多現象都與植物細胞的吸水與失水有關，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；泡菜制作時加入一些鹽，水分就會滲出來；農作物施肥過多，就會造成“燒苗”的現象等。通過本實驗的學習，使學生更深入地理解生活中的這些現象，并作出合理解釋。3.教學目標3.1知識目標（1）理解植物細胞通過滲透作用吸水或失水的原理。（2）學會觀察植物細胞質壁分離與復原的方法。3.2能力目標（1）通過實踐，掌握臨時裝片的制作方法和實驗的一般步驟；（2）進一步熟悉高倍顯微鏡的使用；（3）通過課本實驗的學習，提出可行性的探究問題，并小組討論制定探究方案，嘗試得出結論。3.3情感、態(tài)度與價值觀目標（1）親手實驗，激發(fā)學習生命科學的興趣，分析生活中與滲透作用有關的現象；（2）體會科學研究的樂趣，培養(yǎng)在科學研究中一絲不茍的科學態(tài)度和實事求是的科學精神；（3）學會合作分工，與他人分享實驗成果。4.教學重點、難點及解決的教學策略（1）教學重點：引導學生探究實驗，確定實驗的材料、試劑的種類與濃度，并進行應用創(chuàng)新。教學策略：用不同濃度的蔗糖溶液探究實驗的結果，用課件展示成熟植物細胞的結構圖，分析其與滲透系統(tǒng)的關系。在此基礎上讓學生討論選擇紫色洋蔥的外表皮細胞和0.3g/ml的蔗糖溶液的原因，并且進一步分析濃度大小對質壁分離的影響。創(chuàng)新之處：用綠色植物的葉肉細胞代替紫色洋蔥的外表皮細胞，重復該探究實驗。用無色的洋蔥表皮細胞代替紫色洋蔥的外表皮細胞，但在外界溶液中滴加胭脂紅溶液對其染色，再觀察實驗的結果。用0.3g/ml的kn03溶液代替0.3g/ml的蔗糖溶液再觀察結果。（2）難點：臨時裝片的制作，在探究實驗過程中培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。教學策略：教師示范制作臨時裝片，并強調制作時的注意點：材料要薄，不能有氣泡等。接著讓學生自主探究，再由不同小組的學生展示自己的實驗結果并描述實驗過程以及對實驗結果的分析，進而讓學生提出更多需要探究的問題。5.課前準備（1）教師要求學生復習滲透作用原理及其發(fā)生條件，并做好預習，理解實驗原理，了解實驗目的、要求和方法步驟；（2）材料器具：洋蔥，菠菜，質量濃度分別為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.教學過程6.1導入（1）復習滲透裝置，教師引導學生思考：滲透作用發(fā)生的條件有哪些？（2）教師聯(lián)系學生的生活，出示一些常見現象：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：為什么會出現這樣的現象？植物細胞能否構成滲透裝置？學生學習教材中的相關內容，分析成熟的植物細胞結構，并與滲透裝置作比較。教師引導學生討論：若將一個成熟的植物細胞放置到濃度高的溶液中，細胞液中的水分子將向細胞的哪一側運動？如果細胞壁的伸縮性小于原生質層的伸縮性，將會出現什么有趣現象？6.2開展觀察植物細胞的質壁分離與質壁分離復原的實驗（1）實驗原理：把成熟的植物細胞放置在某些對細胞無毒害的物質溶液中。當細胞液的濃度細胞液中的水分子透過原生質層，進入到外界溶液中，使原生質層和細胞壁都出現一定程度的收縮。由于原生質層比細胞壁的收縮性大，當細胞不斷失水時，原生質層就會與細胞壁逐漸分離，即