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视频标签：植物细胞吸水和失水
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视频课题：高中生物人教版必修一第四章探究实验《植物细胞吸水和失水》广东省优课
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高中生物人教版必修一第四章探究实验《植物细胞吸水和失水》广东省优课
探究实验：《植物细胞吸水和失水》教学设计
我国的最新的《高中生物课程标准》中明确指出，高中生物课程要进一步提高学生的生物科学素养，要更加重视发展学生的创新精神和实践能力，尤其是发展学生的科学探究能力；倡导探究性学习，促进学生学习方式的变革，引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等。
与课标要求相对应，在近些年的全国高考的考试大纲的说明中，也对学生的生物实验方面的考察提出较高的要求，如要求考生能对实验现象个结果进行分析、解释，并对数据进行处理，能对一些生物学问题进行初步的探究能力，能对简单的实验方案作出恰当的评价和修订等。
所以，教师依托教材实验，怎样创新教学过程，培养学生自主探究能力，这是广大生物教师的一个迫切的任务。
一、 学情分析
知识方面：通过第三章的学习，学生已经了解了细胞膜的结构和功能，对生物膜的选择透过性有了一定的理解。通过第四章对渗透作用、原生质层等的学习，学生加深理解了生物膜的选择透过性。
技能方面：在第一章已经完成了《显微镜的使用和临时装片的制作》实验，在第二章中，已经完成了《糖类、脂肪和蛋白质的检测》、《观察DNA和RNA在细胞中的分布》实验，在这些实验中，学生已经比较熟悉显微镜的使用和临时装片的制作方法，对实验结果的观察和分析也有了一定的了解。
本节课的教学重点是：培养学生发现问题、提出问题、设计实验等自主探究能力，教师引导其设计实验中注意变量设置，引导其分析实验现象等，帮助其初步掌握自主探究的方法。通过本次自主探究实验，让学生加深对原生质层概念的认识，加深对植物细胞吸水和失水原理及现象的认识。
二、 教学目标
1、 知识目标：理解植物细胞吸水和失水发生的原理、条件和现象 2、
能力目标：
通过学生自主探究实验，让学生了解实验探究的一般方法、培养学生分析问题、解决问题的能力，以及从不同的角度观察和分析质壁分离现象。
3、 情感态度与价值观目标
（1）培养学生尊重客观事实，实事求是、不怕困难、敢于钻研的科学精神
（2）让学生树立生物是一门以实验为基础的学科的观念，生物的知识和规律都是建立在实验基础上，让学生珍惜所学知识。
三、教学重难点
1、重点：观察质壁分离及复原现象并解释原因
2、难点：自主探究过程，如何提出问题、分析问题、设计实验，分析实验
四、教学过程
1、课前自主探究，确定课题
（1）、以学习小组（5组）为单位，学生根据自己对植物细胞吸水和失水的认识，提出问题，并且自主分析问题，提出实验设计（见素材资源）
（2）、学生进行预实验、摸索实验条件及自己设计的实验在现有的实验条件下是否可行 （3）、教师和学生一起讨论，确定两个实验课题，教师指导学生遵循实验设计的原则进行实验设计（探究过程见表1）
所确定两个实验的实验设计及假设如下：
实验一：小组合作，鉴别三种蔗糖溶液浓度大小和三种硝酸钾溶液浓度大小 实验设计：将学生分组，每组只观察添加一种试剂后的实验现象。
实验假设：在低浓度下，细胞不会发生质壁分离，中等浓度下细胞发生质壁分离且能复原（蔗糖组是加入清水后细胞质壁分离复原，硝酸钾组是细胞能质壁分离自动复原），高浓度下，细胞发生质壁分离程度更大，细胞因为失水过多而死亡，不能发生质壁分离复原。 实验二：如何确定细胞液为无色的细胞发生质壁分离
实验思路及假设：将萝卜条浸泡在含有红墨水的蔗糖溶液中，如果萝卜条细胞发生质壁分离，萝卜条由于失水会变软；由于细胞发生质壁分离，细胞壁和细胞膜之间存在间隙，红墨水能进入该间隙，则萝卜条会变的更红。
实验设计：将一个萝卜条浸泡在含有红墨水的0.3g/ml的蔗糖溶液中；将另一个大小和生理状态相似的萝卜条浸泡在含有红墨水的清水中（红墨水在溶液中的比例同上）。浸泡1h
左右，将两组的萝卜条洗去浮色、用纸巾吸干表层水分后，用刀片切开，观察萝卜条横截面。（纸巾吸干表层水分的目的是：防止表层水分顺着刀片流动，影响萝卜条横截面的观察。）
课题名称
预实验结果
实验课题确定 实验1
测定洋葱外表皮细胞细胞液浓度范围
当50%的细胞发生质壁分离时，此时外界溶液浓度与细胞液浓度相当。可是，在实际实验过程中，发生质壁分离细胞数目的统计较为困难（存在部分细胞液泡被撕破的问题），且不同次的统计结果相差很大
综合课题1、2、3、4，确定一个实验一：小组合作，鉴别三种蔗糖溶液浓度大小和三种硝酸钾溶液浓度大小 备注： 蔗糖浓度为 0.1g/ml、0.3g/ml、0.5g/ml 硝酸钾浓度为0.05g/ml、0.1g/ml、0.15g/ml 以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞为实验材料，
实验2
验证：活细胞质壁分离后能复原，而失活的细胞则不行
细胞滴加0.3g/ml蔗糖溶液后，质壁分离，加入清水后，很快复原；而细胞滴加0.5g/ml蔗糖溶液后，细胞质壁分离后几乎不复原，或者复原速度非常慢
实验3 利用质壁分离实验鉴别蔗糖课题1溶液浓度大小
浓度相差较大时，质壁分离的程度有区别，质壁分离复原的速度也有区别
实验4
鉴别不同种类的溶液：硝酸钾和蔗糖溶液
细胞加入硝酸钾溶液后会看到质壁分离自动复原现象，而加入蔗糖溶液只能发生质壁分离
实验5
探究紫色洋葱内表皮细胞质壁分离的现象（蔗糖溶液中加入红墨水）
实验很难操作：一是因为材料无色，制作装片难观察；二是因为加入红墨水后浮色严重影响观察
实验二：如何确定细胞液为无色的细胞发生质壁分离？
表1：学生课前探究过程
2、课堂教学
教学环节 教学活动
设计意图 复习导入
教师PPT展示，学生回答：植物细胞的原生质层相当于半透膜，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水而发生质壁分离，加入清水后，又会吸水而质壁分离复原
复习关于植物细胞吸水和失水的相关知识；那究竟是不是这样，我们要进行实验探究。
实 验 探 究 活 动
学生课前的自主探究过程展示
教师ppt展示实验探究的一般思路：提出问题-实验设计—进行实验—实验结果分析，获得结论 由两个同学分别介绍两个实验课题的探究过程及的实验设计方案
展示和分享实验探究过程，让学生体会实验探究的一般思路
学生实验 学生进行分组实验、教师观察、指导
锻炼学生实验动手能力 学生展示实验结果
学生以小组为单位，观察并拍摄实验现象，利用投影展示实验结果和结论
（1） a1浓度蔗糖：细胞不质壁分离
a2浓度蔗糖：细胞发生质壁分离，且加清水后能复原
a3浓度蔗糖：细胞发生质壁分离程度最大，且加清水后能复原速度较慢 所以 a1，a2，a3浓度依次增大
（2） b3浓度硝酸钾：细胞不质壁分离
b2浓度硝酸钾：细胞发生质壁分离，有些能看到自动复原现象
b1浓度硝酸钾：细胞发生质壁分离程度最大，且几乎不能自动复原 所以 b1，b2，b3浓度依次减小
（3）实验二的现象是：蔗糖组萝卜条变软，切开横截面后，清水组和蔗糖组红墨水都渗入了一定的深度，但蔗糖组更红
锻炼学生分析实验结果结论的能力，以及语言表达能力
实验小结
教师指出学生实验过程中存在的问题，提出实验结果中与理论预测有偏差的部分，引导学生分析原因
培养学生实事求是的态度；善于
主要问题是：（1）加入高浓度（0.5g/ml）蔗糖溶液后，理论上细胞会因为失水过多死亡，加入清水后不会发生质壁分离复原，而实验观察的现象是：细胞质壁分离的程度比较大，但细胞质壁分离能复原，或者是复原速度较慢。教师引导学生分析原因是：一是因为操作问题，制作好装片后，如果同学没有将多余水分用吸水纸吸干，则会稀释所加入的高浓度蔗糖，影响实验；二是细胞处于短时间失水过多的状态其实不会真正死亡，可能只是影响细胞活性，因此我们可能看到细胞质壁分离复原速度较慢。（2）理论上，细胞加入中等浓度（0.1g/ml）的硝酸钾溶液后细胞应先质壁分离再自动复原。而实验中，同学都能观察到细胞质壁分离，但较少同学能观察到细胞质壁分离自动复原.教师引导学生思考：①加入硝酸钾后，细胞为什么能质壁分离自动复原？（因为细胞能通过主动运输吸收K+、NO3-，而主动运输需要能量和载体蛋白，这就要求实验材料必修新鲜，否则会影响细胞活性从而影响实验结果；）②细胞的自动复原需要一定的时间（约6分钟），如果实验环境较为干燥，会导致滴加到装片一侧的硝酸钾溶液（1滴）因为水分蒸发而浓度变高，引起细胞失水过多而影响细胞活动，从而不能观察到细胞质壁分离自动复原的现象。
（3）提醒学生观察：细胞质壁分离后的形态有区别，有从四周都发生质壁分离的，多数是从某个角发生质壁分离，原因可能是不同部位细胞壁和细胞膜的作用力不同【1】
（4）萝卜条浸泡实验的实验现象为什么就能说明萝卜条细胞发生了质壁分离：首先萝卜条变软，说明细胞失水；其次，清水组萝卜条变红，是因为红墨水进入细胞间隙，而蔗糖组的萝卜条变得更红，说明蔗糖组的红墨水不仅进入细胞间隙，还进入其他地方，即细胞壁和细胞膜之间的间隙，所以说明蔗糖组的萝卜条细胞发生了质壁分离。
分析问题的能力
课堂小结
（1）知识小结：教师引导学生总结该实验常用的的材料：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞（液泡有颜色）；实验原理：原生质层相当于半透膜，伸缩性
（1）引导学生小结实验，对知识有一个总结；
五、板书设计
六、课堂的优点和不足
本节课的优点：第一、本节课非常注重学生自主探究能力的培养，从问题的提
出，预实验结果分析、到最终课题的确定和实验方案的设计，都是以学生探究为主，教师只是作为指导和辅助的角色，让学生充分体会实验探究思路和过程，充分体会到实验的困难和乐趣；第二、观察质壁分离的实验最好的材料是液泡为有色的，可是如何证明液泡为无色的细胞发生了质壁分离呢？本节课的一个创新之处是：利用加有红墨水的蔗糖溶液和清水浸泡萝卜条后，用刀片切开萝卜条，观察横截面。这既为液泡为无色的细胞发生质壁分离提供了实验依据；其次也让学生从宏观层面感受到了细胞失水后的形态变化，加深对液泡作用的理解；第三，这个实验操作简便，重复性强。
大，细胞壁全透性，伸缩性小；实验现象：质壁分离时液泡变小、颜色加深；实验操作中要注意：a、本实验只需要低倍镜下观察即可；
b、本实验是自身前后对照，故应该在视野下滴加试剂，观察同视野下细胞前后变化
（2）体会和感悟:教师引导学生回忆整个实验探究过程的辛苦和困难，生物学科的知识都是建立在实验的基础上，我们要珍惜所学的知识，认真学习；教师肯定学生在整个实验过程中所表现出的坚持、不怕辛苦，勇于钻研的科学精神！
（2）培养学生珍惜所学知识，发扬不怕辛苦。勇于钻研的精神！
实验探究：植物细胞吸水和失水
一、实验探究的思路：
提出问题、分析问题—设计实验—进行实验---分析结果，得出结论 二、实验探究
实验一：小组合作，鉴别三种蔗糖溶液浓度大小和三种硝酸钾溶液浓度大小 实验二：如何确定细胞液为无色的细胞发生质壁分离？
本节课的不足：因为实验条件的限制，不能及时的展示学生实验结果。对实验结果的展示，只能依靠学生用手机拍照后，用投影展示，因为光线等问题，展示效果不太好。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
