探究植物细胞的吸水和失水 实验设计

“探究植物细胞的吸水和失水”实验教学设计一、教学目标：知识目标：（1）进行植物细胞失水和吸水的探究，观察植物细胞的质壁分离和复原。（2）说明植物细胞失水和吸水的条件。能力目标：（1）初步学会观察植物细胞质壁分离和复原的方法；（2）培养“假设—实验—结论—应用”的基本科学探究能力。态度情感与价值观：（1）领悟科学探究思想方法，体念探究活动中的成功感，增强学科兴趣和自信心；（2）培养尊重科学、事实求是的学风；（3）培养交往合作能力。二、重难点：重点：观察植物细胞的质壁分离和复原难点：进行植物细胞失水和吸水的探究，说明植物细胞失水和吸水的条件三、实验原理当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。四、教学方法层进设问法讨论法探究法层进设问法：使学生容易开展科学探究，这也符合学生的认知规律。在探究过程中，让学生参与讨论。这样，既深化知识，又训练了学生的表达能力、交流能力，培养了学生合作学习的能力。选用探究法教学适宜开展教学，能充分训练学生的观察能力、分析能力和创造性思维。讨论法：本节课以自主探究为主要学习方式，学生通过科学探究体验、获得知识技能，培养能力。故采用讨论学习法，发现性学习法。五、课前准备（1）实验课前，教师要求学生复习渗透作用原理及其发生条件，并做好预习，理解实验原理，了解实验目的要求和方法步骤；（2）材料器具：紫色洋葱、蔗糖、KNO3、清水；显微镜及其他实验器材等。六、教学设计1．提出问题引导学生结合生活经验，如做糖拌西红柿、盐腌雪菜时观察到的现象，以及制备细胞膜的经验，通过小组成员的讨论，提出与植物细胞吸水和失水相关的问题。例如，“植物细胞与动物细胞吸水和失水的异同点有哪些？”“植物细胞在什么情况下会吸水？细胞有怎样的变化？”“植物细胞在什么情况下会失水？细胞有怎样的变化？”“能否通过植物细胞吸水和失水来测量细胞液的浓度？如果可以，测量细胞液浓度的过程是怎样的？”之后要指导学生对问题进行筛选，确定有探究价值的问题。2．作出假设要求小组成员依据已有知识和生活经验，对提出的问题进行推测，作出尝试性的回答，用陈述句的形式表述出来。例如，某小组提出的问题是：“植物细胞与动物细胞吸水和失水的异同点有哪些？”教师可引导他们先回忆植物细胞和动物细胞在结构上有哪些异同点，再联想动物细胞吸水和失水的现象，以及与植物细胞吸水和失水有关的生活经验，通过小组讨论作出以下假设：“植物细胞和动物细胞在吸水和失水过程中有相同点，吸水和失水取决于细胞液与外界溶液的浓度差；由于植物细胞有细胞壁，动物细胞没有，所以在吸水过程中动物细胞会一直吸水直至胀破，而植物细胞有细胞壁，不至于吸水胀破。”3．设计实验在这一环节，可先让学生在小组内根据假设讨论实验的初步方案，提出大致的思路。经老师认可后，小组需要对实验方案进行细化，这必然要涉及用什么材料、试剂的具体浓度等细节，这时，教师可要求学生先阅读课本上提供的参考案例，从中找到可借鉴之处，再对本小组的实验方案进行细化。例如，上文提到的那个小组根据本小组作出的假设，设计了以下的实验。基本思路是：将植物细胞和小鼠血细胞分别浸润在高浓度蔗糖溶液中，观察其大小变化；再将上述细胞浸润在清水中，观察细胞变化。学生预期的结果是：由于植物细胞和动物细胞都属于细胞，在细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时，水分渗透出细胞，细胞皱缩。因为植物细胞有细胞壁，所以出现了原生质层与细胞壁分离的现象。在细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时，水分渗入细胞，细胞膨胀。因为小鼠血细胞没有细胞壁阻挡，所以一直吸水直至胀破；植物细胞有细胞壁，出现了质壁分离复原的现象。虽然细胞壁有一定的弹性，植物细胞可因吸水而比原来的细胞体积略大，但因吸水产生的膨压，作用于细胞壁，细胞壁产生壁压，两相抵消，细胞不再吸水胀大。至于用什么植物的什么细胞作材料，高浓度蔗糖溶液的浓度到底是多少，等等，要待看过课本上参考案例后再讨论决定。4．进行实验教师可要求各小组先根据拟订的实验方案设计记录表格，再检查所需要的材料用具和试剂是否准备齐全，确定小组内的分工。然后，各小组开始实验，将观察的结果记录在表格中，教师在各小组巡回指导。组织学生分组实验，两个学生一组，分28个小组进行实验强调探究过程中应注意的问题:(1)取材的厚薄是实验成功的关键。（让学生比较，再探究！）表皮撕取太薄,容易撕破液泡,色素外溢,只能观察到细胞壁,无法进行质壁分离实验;表皮撕取太厚,细胞层数重叠,不方便观察,并且分离试剂渗入到细胞中需要较长时间,细胞发生质壁分离速度慢。只有表皮细胞撕得恰如其分,实验效果才能既好又快。因此在撕取表皮时可以多取几次,选择较好的一块进行观察。(2)“引流法”时不要移动装片。用引流的方法,从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液(或清水),在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引,重复三次。在引流的过程中移动了装片就会影响到对特定细胞的观察。(3)在观察时选择低倍镜即可。观察时要善于移动装片,选择材料中只有一层细胞又带色素的部位进行观察。(4)观察的对象。主要注意这几个方面:液泡大小和颜色的变化;原生质层与细胞壁的位置5.分析结果，得出结论学生代表汇报实验结果，引导学生对实验结果与预期对比，得出正确结论。6．表达和交流组织各小组同学向全班报告本小组提出的探究问题、探究过程、实验结果和得出的结论，其他同学发表评论和质疑，报告人或本小组其他同学回答质疑，听取其他小组的建议，完善本小组的实验方案或结论。七、板书设计提出问题→作出假设→设计实验→进行实验→分析结果，得出结论→表达和交流课后反思学生能够真正的探究，必需基于一定的背景知识，在这节课中，要先让学生具备必要知识背景，再进行探究就存在可能。整体思路是：先引导式探究再自主性探究，先让学生在老师的引导下能够进行细胞吸水和失水的基本实验，熟悉基本的实验操作，接下来在问题情景中运用所掌握的知识进行探究实验，把探究放到课的后半部分。在本节课，我也有几个不尽人意的地方，关于原生质层的渗透作用和蔗糖溶液的作用指导的有点少了，在以后的上课中会及时补救和改进；问题探讨的过程中有同学提出“不同溶液是否会对细胞的吸水和失水有影响”的问题没有给他及时解决，一下课，该同学就开始询问了，确实我还不够机智；实验材料的准备上没有完全满足同学们的需求，还需进一步改进。总体来讲，这节课达到了我的教学目标，课后习题也及时解决了，学生模棱两可的问题没有了，可以说是一节成功的探究实验课。