探究植物莖的結構與功能實驗改進 論文

探究植物莖的結構與功能實驗摘要：要為了優(yōu)化教學效果，本文在蘇教版七年級下冊中課程《植物莖的輸導功能》內容的基礎上，對本課中兩個實驗《木本植物莖的結構》和《莖的輸導功能》進行了改進和整合，節(jié)省了實驗材料和實驗時間，同時體現了結構和功能相統(tǒng)一的觀念。具體操作為：使用墨水培養(yǎng)植物枝條，待葉或花變紅后，將植物莖進行橫切觀察，去一小段莖進行環(huán)剝，教師在實驗基礎上進行引導和分析。改進后的實驗給學生增加了視覺觀察以外的觸覺直觀感受，幫助學生加深對木本植物莖各結構的認知。關鍵詞：莖，輸導作用，環(huán)剝引言：《植物莖的輸導功能》是蘇教版生物學七年級上冊第3單元第五章第四節(jié)的內容。在前兩個單元，學生們學習了探索生命的方法，以及生命的結構層次，對生命有了一個大致的概念。從本單元開始，學生具體學習動植物的特征和特性。初一的學生剛剛接觸生物學這門課程，面對新知接受較有難度，所以在課程的分布上也是以綠色植物作為開端。生活中的綠色植物種類繁多，容易獲得和觀察，更利于探究，所以本單元覆蓋了很多的教學實驗，可幫助學生更加直觀的感受生物的魅力，也可以培養(yǎng)學生樂于觀察生活的學習興趣。本單元由三個章節(jié)組成，其中第六章《綠色植物的光合作用和呼吸作用》的內容是整個單元最為復雜、難度最高的部分，涉及到抽象的生物化學以及微觀的分子轉換和運輸，學生理解起來有一定的難度。而第五章《綠色植物的一生》講述了植物由種子到萌發(fā)的全過程，而本文要改進的實驗就位于其中，學習本章節(jié)為后續(xù)學習光合作用和呼吸作用奠定了基礎。特別是本節(jié)《莖的輸導作用》，讓學生對于植物體內的有機物和無機物的運輸以及運輸方向有了宏觀的了解，對呼吸作用和光合作用的物質轉換和運輸的學習有很大的幫助。《莖的輸導作用》這一課中，包含了《木本植物莖的結構》和《莖的輸導功能》兩個實驗。教材中《木本植物莖的結構》這一觀察實驗中采用的方法是使用肉眼、放大鏡或顯微鏡來觀察木本植物莖的橫截面，這確實可以讓學生更加形象直觀的學習植物莖的結構，但是實踐起來可能會將簡單的問題復雜化，例如，取得易觀察的植物莖橫截面材料、帶領學生去實驗室使用顯微鏡等，會使本節(jié)課效率降低。為課堂整體效果較好，一般教師會采用多媒體展示莖橫截面圖片或者模型展示等其他直觀展示的手段，但往往會讓學生失去親身實踐的樂趣。另外，結構和功能相適應是生物學習中一個重要的科學觀念，在教學中將結構和功能部分拆分成兩個實驗，往往會失去了連貫性，讓學生不能真實體會其關聯。為解決以上問題，本文將提供一種實驗思路，或許能為教師在教學中提供一些幫助一、實驗方1．實驗器材統(tǒng)一帶花或者帶葉的木本植物莖，本文中用到了白玫瑰、櫻花、六道木和桂花的枝條；刀片；紅墨水（或者其他顏色的顏料）；錐2．實驗過程選取同種、長勢相似的植物，分成兩組A和B，清水培養(yǎng)24h。將A植株繼續(xù)清水培養(yǎng)、B植株使用無稀釋的紅墨水或其他液體顏料培養(yǎng)。B組花或者葉片變色后，將兩組植物從培養(yǎng)液中取出，進行橫切和縱切。觀察植物莖的結構以及運輸水分和無機鹽的木質部的位置。環(huán)剝實驗：再取一段B組植物莖，長度約2-3cm，用刀片在表面進行縱劃層層剝離、分類，感受不同結構的質感，并分析其功能。二、實驗結1.彩色墨水培養(yǎng)白玫瑰使用多種顏色的墨水對白色玫瑰花（如圖1A）培養(yǎng)，對比發(fā)現紅墨水在植物莖中的運輸速度最快，效果最明顯（如圖1B）。2圖1白玫瑰墨水培養(yǎng)效果圖，圖2紅墨水培養(yǎng)植物及莖橫截面圖2.紅墨水培養(yǎng)木本植物枝條使用紅墨水對櫻花（如圖2A）、桂花（如圖2B）和六道木（如圖2C）的枝條進行培養(yǎng)，與對照組清水培養(yǎng)的植物相比，使用紅墨水培養(yǎng)的枝條葉片顏色更加紅。對三種植物的莖進行橫切，三種植物的莖都具有不同大小2D、E）。3.木本植物莖環(huán)剝實驗取葉片變紅的桂花枝條莖環(huán)剝，將質地不同的莖組織進行分離，可以分出三類，表面光滑有一定韌性的外表皮（如圖3A），疏松的絲狀組織（如圖3B）和中心被紅墨紅色的圓柱形堅硬組織（如圖3C），染色區(qū)域較難繼續(xù)剝離，內側圓剝離出。圖3木本植物莖環(huán)剝圖三、探究討綠色開花植物由根、莖、葉、花、果實和種子六種器官組成，各種器官都具有一定的功能。其中，莖屬于營養(yǎng)器官，可將根和葉連接起來，輸導水、無機鹽等有機物。植物因莖的質地、結構不同分為木本植物莖和草本植物莖兩種類型。木本植物莖由外向內由樹皮、形成層、木質部和髓四個部分構成，草本植物與木本植物相比沒有形成層。樹皮內側部分是韌皮部，其中包含可以運輸有機物的篩管。木質部堅硬，具有很強的支持力，其中包含了運輸水分和無機鹽的導管。無機染料溶于水中可被莖吸收，運輸向花和葉。在實驗過程中我們用到了多種染料，其中部分染料水溶液難以通過水培將植物改變成顏料所表現的顏色，有些需要更久的時間才能上色。這個問題可以在課堂上引導學生思考原因，提出可能的猜想：是否有些顏料中的色素不是無機鹽，而是有機物？感興趣的同學可以在課下查閱資料并進行深入的探究。這也讓學生對導管由根向葉的方向運輸水和無機鹽，而有機物是由葉產生并運輸向其他器官的知識點有了直觀印象。在植物培養(yǎng)環(huán)節(jié)，可以要求學生自帶植物進行培養(yǎng)，或者在家里先行培養(yǎng)探究，再將植物成果帶到課堂中。學生自己準備植物，可以見到更多不同品種的實驗成果，可以對比不同品種的植物橫截面結構，從而發(fā)現相似和差別。同時也培養(yǎng)了學生的在植物采摘環(huán)節(jié)，注意提醒學生，愛護環(huán)境保護生命，節(jié)約實驗材料，用最少的植物做盡可能多的實驗，先查資料，確定好對象，在進行采摘，防止不必要的浪費。課本中的實驗中，對植物莖結構的觀察，僅局限于橫截面的層面。學生在學習完后本課后，可能對每一部分的位置并不能很好掌握，也不具有深刻印象，僅能記憶染色后的植物莖橫截面有紅色環(huán)形的部分，是運輸水和無機鹽的含有導管的木質部。而在進行完本文增加環(huán)剝實驗后，學生可以通過觸覺體驗，從而感受到莖每種組織的差異。樹皮外側部韌度強，外表粗糙，內側光滑，這可以反應出樹皮外側部對植物莖具有往內側，有疏松的絲狀維管狀結構，主要是植物的樹皮內側部韌皮組織，韌皮組織呈現的絲絲縷縷的形態(tài)也可以反映出這部分是另外一種輸導組織，內含有運輸有機物的篩管結構；疏松的組織剝離完畢后，內側是堅硬紅色的圓柱狀結構，紅色是前期實驗染成的顏色，所以很明顯這部分結構為內含導管的運輸水和無機鹽的木質部，但是當木質部被環(huán)剝出來以后，將會很容易發(fā)現它的另外一種功能——其堅硬無比難以再次剝脫，所以木質部還是整個植物莖的支持力；雖然更內側的髓很難被剝脫出來，但是木質部的紅色環(huán)形部分已經將其清晰的表現出來。另外，位于木質部和韌皮部之間的形成層在質感上難以和韌皮部明確區(qū)分，在橫截面的觀察中也不是所有木本植物都能明確分辨其存在。但是，在教學上，其他組織的位置都明確了以后，形成層的位置很容易通過其功能進行推導。因為形成層是向內形成木質部向外形成韌皮部的組織，所以位置就處于韌皮部和木質部的中間。本文的創(chuàng)新點主要在于將本課中兩個實驗《木本植物莖的結構》和《莖的輸導功能進行了結合，節(jié)省了實驗材料和實驗時間，同時體現了結構和功能