全章复习与测试ppt配套的板书设计及意图

《“质壁分离”拓展实验》教学设计

一、

设计思路：

《植物细胞的吸水和失水》是高中生物必做实验，要求学生能规范地制作洋葱外表皮细胞的临时装片并熟练地使用显微镜（低倍镜）对植物细胞的失水和吸水现象进行观察。在本实验之前，同学们使用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞、清水、0.3g/ml的蔗糖溶液等材料观察到了植物细胞的质壁分离及复原现象，初步了解植物细胞发生质壁分离的条件和过程。在此基础之上，我设计了以下一些问题并配以相应的实验材料引导学生进一步探究，让学生彻底掌握植物细胞发生渗透作用的原理和应用。

问题一：是否能根据质壁分离实验来判断成熟植物细胞的死活? 问题二：观察植物细胞质壁分离时是否只能选择液泡中含有色素的细胞？

问题三：是否能根据质壁分离实验来大致判断了不同细胞的细胞液浓度大小？或者测定某种植物细胞液浓度的大致范围？是否能根据质壁分离实验来判定外界溶液浓度大小？

问题四：是否能根据质壁分离实验来鉴别相同浓度的KNO3溶液和蔗糖溶液? 二、教学分析

1.内容分析：本实验是对教材实验的拓展和延伸，重在学生能力的培养和探究性学习思维的养成；引导学生从不同的角度去重新审视这个实验，学会多个角度看问题。 2.学情分析：学生能规范制作临时装片和熟练使用显微镜进行观察，具有较强的合作探究能力。

三、教学目标：

（1）知识性目标：进一步掌握植物细胞渗透失水的原理和应用。

（2）技能性目标：让学生熟练显微镜的规范操作；临时装片的规范制作；引导学生尝试提出问题，作出假设，设计并完成实验。

（3）情感态度价值观：学生能力的培养和探究性学习思维的养成。

四、教学重点：

植物细胞渗透失水的原理和应用。

五、教学难点：

1、植物细胞质壁分离拓展应用的实验设计。 2、让学生尝试提出问题，作出假设，设计实验，

验证假设——体验科学探究的一般过程。

六、实验准备：

1.材料：新鲜紫色洋葱鳞茎、五叶地锦、水葫芦叶

2.试剂及仪器：

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0.3g/ml的KNO3溶液、0.3g/ml的蔗糖溶液、清水、双面刀片、镊子、载玻片、盖玻片、小滴管、吸水纸、显微镜、烧杯、酒精灯、铁架台及石棉网等。

七、教学过程：

（一）质壁分离实验材料的选择

教师活动：在上一节课中，我们观察到了紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离及复原现象（展示图片），知道了植物细胞在一定的条件下会发生渗透失水或吸水。请同学们回忆一下，我们为什么会选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为观察质壁分离现象的实验材料呢？

生：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有紫色色素，有利于我们通过液泡体积大小及颜色深浅的变化来判断植物细胞的失水及吸水。

师：那如果我们把紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞换成绿色植物的叶肉细胞或者死亡的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，我们是否还可以观察到质壁分离现象？

生：思考并提出探究问题：

问题一：是否能根据质壁分离实验来判断成熟植物细胞的死活? 问题二：观察植物细胞质壁分离时是否只能选择液泡中含有色素的细胞？

教师活动：提供相关实验材料，将所有学生分成两组，每组分别探究一个问题。

学生活动：【分工协作，小组探究】

第一组：探究是否能根据质壁分离实验来判断成熟植物细胞的死活? 1、实验材料的选择和处理：选择紫色洋葱鳞片叶分成A、B两部分，B部分至于沸水中浸泡2min以使表皮细胞死亡；

2、分别撕取A、B两部分的外表皮细胞制作临时装片并滴加0.3g/ml的蔗糖溶液观察是否能发生质壁分离现象。

实验现象：A组出现质壁分离现象，B组未出现质壁分离现象。

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实验结论：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的生物膜具有选择透过性，在植物细胞细胞液和外界溶液之间的原生质层（细胞膜、液泡膜及两层摸之间的细胞质）相当于半透膜，当两侧存在浓度差时，可以发生渗透作用出现质壁分离现象。死亡的细胞生物膜失去了选择透过性，从而不会发生渗透作用和质壁分离现象。

第二组：使用绿色植物的叶肉细胞是否能观察到质壁分离现象？

1、选取校园常见的五叶地锦制作临时装片并观察。

2、滴加0.3g/ml的蔗糖溶液并观察。

实验现象如图：

实验结论：质壁分离实验中实验材料的选择，除了教材使用的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞外，红色玫瑰花瓣、绿色植物的叶肉细胞等也可以作为质壁分离的实验材料。

有同学使用实验台上的紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞制作临时装片，在滴加0.3g/ml的蔗糖溶液后通过调节显微镜视野的明暗程度也可以观察到质壁分离现象。

师：在两组同学交流实验现象及结论之后，引导同学互评并点评，得出正确实验结论。

（二）质壁分离实验拓展应用一

师：生活于不同环境中的各种植物，细胞液浓度是否相同？

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生：思考后回答。正常生长的各种植物，其细胞都需从土壤中吸收水分，根据渗透作用原理，正常生长的植物细胞液浓度一定大于土壤溶液浓度。不同环境的土壤溶液浓度存在差异，因此正常生活于不同环境中的各种植物，细胞液浓度有所不同，如生活于盐碱地的植物细胞液浓度一般较高。

师：非常好！那我们能不能设计实验直接证实上述结论？

生：【提出问题】能否根据质壁分离实验来大致判断不同细胞的细胞液浓度大小？

【设计实验】将不同的成熟植物细胞（旱生植物-五叶地锦、水生植物-水葫芦）分别浸浴在0.3g/ml的蔗糖溶液中，观察细胞是否发生质壁分离或者发生质壁分离的程度。发生质壁分离程度越大，说明细胞失水越多，原细胞液浓度越小（学生通过液泡长度/细胞长度来比较判断失水的程度）。

设计表格并记录相应现象：

比较项目

是否质壁分离及程度

液泡长度/细胞长度

结论

水葫芦

五叶地锦

旱生植物较水生植物细胞液浓度高，有利于从环境中吸收水分，从而适应相应的环境。

师：根据以上实验原理，是否能根据质壁分离实验来测定某种植物细胞液浓度的大致范围？

生：思考并设计实验方案: 当相同的植物材料处于不同浓度的溶剂中时，通过细胞是否发生质壁分离，从而能得知植物细胞液浓度介于刚发生质壁分离的外界溶液浓度和未发生质壁分离的外界溶液浓度之间，进一步缩小浓度梯度，可以使实验结果更精确。

（二）质壁分离实验拓展应用二

师：由于组成原生质层的生物膜具有选择透过性，一些物质不能通过原生质层进入细胞液中（如蔗糖分子），一些物质能够通过原生质层进入细胞液（如KNO3、尿素等）。当外界物质进入细胞液之后会引起细胞内外两侧浓度的变化，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，植物细胞会由失水状态转为吸水状态，从而发生质壁分离的自动复原。现有相同浓度的KNO3溶液和蔗糖溶液，请同学们设计实验进行鉴别。

生：【设计实验】取相同部位的成熟植物细胞制成临时装片后，将装片分别浸浴在0.3g/ml的蔗糖溶液和相同浓度的KNO3溶液中，观察细胞的变化。

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【实验结果及结论】两组装片在滴加外界溶液后均会发生质壁分离相像，发生质壁分离自动复原的细胞浸泡的外界溶液为KNO3溶液，不能发生质壁分离自动复原的细胞浸泡的外界溶液为蔗糖溶液。其原因是KNO3溶液中的k+和NO3-能被植物细胞吸收，使细胞液浓度逐渐增加，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，植物细胞由失水转为吸水，发生质壁分离的自动复原。

八、教学反思：

（一）成功之处

1.这是一节拓展的探究性实验课，都是以植物细胞的渗透吸水（失水）为基本原理拓展展开。在实验过程中，通过教师的引导，初始学生进行探究，不断地提出问题、设计实验解决问题，最后得出了相应结论，达到了预期的效果。

2.本节课是学生在完成《探究植物细胞的吸水》实验之后的拓展实验，因此在本节课中学生已经具备了相应的理论和实践基础，学生明确实验的基本原理和步骤，在此基础上，师生针对不同问题提出了相应的探究点。学生以小组为单位进行探究后写出相应的方案，并相互进行评价，力图有所创新，提高了学生进行实验的兴趣，唤醒了学生的创新意识。 3. 在学生实验操作中，我在充分了解学生已有的操作能力基础上，给了学生充分的独立操作机会。在评价学生的操作水平时，既对学生个体也对整个实验小组的水平进行评价，促进了小组成员间的相互合作。 4、通过实验分析，指导学生开展实验设计。以问题串的形式引导学生探究，让学生体验设计实验的方法步骤。训练学生分析问题的能力，培养学生严密的探究性思维。

（二）不足之处及改进措施

1、为节约教学时间，本实验中我预先准备了相应的实验材料，但却不利于学生探究能力的发展。

改进措施：提供多种材料，让学生结合实验目的，从中进行选择，最后对实验结果在小组间进行交流，从而让学生在实验中获得更多的知识。

2、实验使用普通光学显微镜，不便于及时展示、交流。改进措施：如果有条件，实验过程中使用视频显微镜。改进措施：如果有条件，实验过程中使用视频显微镜。如果没有的话，教师应将制作好的镜像利用手机拍摄下来，通过多媒体设备投影，将实验现象及时呈现给所有学生。既能增加学生学习兴趣，又能使学生对知识记忆更深刻。

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