《探究植物細(xì)胞的吸水和失水》實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過探究“植物細(xì)胞的吸水和失水”，說明水分子進(jìn)出細(xì)胞的原理，闡釋原生質(zhì)層的選擇透過性與質(zhì)壁分離及其復(fù)原的關(guān)系。（生命觀念）2.基于探究水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理這一實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)科學(xué)探究的一般過程，提高動手操作能力和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，并能運(yùn)用到其他類似的科學(xué)探究活動中。（科學(xué)思維、科學(xué)探究）3.能夠運(yùn)用物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)闹R，解釋生活中常見的生物學(xué)現(xiàn)象，分析和解決諸如蔬菜腌制、合理施肥等實(shí)踐問題。（社會責(zé)任）二、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：觀察和探究細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象，進(jìn)一步理解滲透作用的原理和應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)外界溶液濃度高于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞就會失水，由于成熟的植物細(xì)胞原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁的伸縮性，會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。當(dāng)外界溶液小于細(xì)胞液的濃度時，細(xì)胞會吸水，出現(xiàn)質(zhì)壁分離的復(fù)原。四、實(shí)驗(yàn)材料和試劑用具實(shí)驗(yàn)材料：新鮮的紫色洋蔥，白蘿卜實(shí)驗(yàn)器具：打孔器，燒杯若干，量筒，滴管刀片，尖頭鑷子，滴管，載玻片，蓋玻片，顯微鏡，吸水紙、電子稱。實(shí)驗(yàn)試劑：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的Nacl溶液，蒸餾水，質(zhì)量濃度為0．3g/mL的蔗糖溶液，0.5g/mL的蔗糖溶液，一系列濃度梯度的尿素溶液（質(zhì)量濃度為0．05g/mL，質(zhì)量濃度為0．1g/mL，質(zhì)量濃度為0．2g/mL，質(zhì)量濃度為0．3g/mL，質(zhì)量濃度為0．4g/mL）。五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程課堂設(shè)計(jì)流程：本節(jié)課以農(nóng)民伯伯給黃瓜施肥后出現(xiàn)的燒苗現(xiàn)象為情境，貫穿整節(jié)課，共設(shè)置四個環(huán)節(jié)。問題導(dǎo)入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際問題：一位農(nóng)民伯伯在給黃瓜施肥后出現(xiàn)了”燒苗”現(xiàn)象。引導(dǎo)學(xué)生分析原因？引出本節(jié)課的任務(wù)清單，完成3個任務(wù)。宏觀認(rèn)知——趣味小實(shí)驗(yàn)1.學(xué)生動手操作：驗(yàn)證白蘿卜的吸水和失水，學(xué)生使用打孔器在同一塊蘿卜上打出相同大小的蘿卜條，分別放在清水和高濃度的蔗糖溶液中，檢測一段時間后能否塞回原孔。2.學(xué)生觀察現(xiàn)象并分析原因：清水中的蘿卜條吸水體積增大，不能塞回原孔；蔗糖溶液中的蘿卜條會失水體積變小，能輕松穿過孔洞。合作學(xué)習(xí)——鞏固知識在等待實(shí)驗(yàn)結(jié)果的同時，請同學(xué)們閱讀課本6364頁，并思考討論以下問題：1.左圖植物細(xì)胞的各部分的結(jié)構(gòu)？2.植物細(xì)胞壁的作用和特性？3.原生質(zhì)層包含？4.如何看到細(xì)胞？需要什么材料？5.臨時裝片的制作過程？6.如何使細(xì)胞外溶液的濃度提高或降低?學(xué)生交流得出答案，教師通過課堂活動，完成檢測。微觀觀察——顯微鏡下細(xì)胞的吸水和失水教師為充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性同時也為了節(jié)省實(shí)驗(yàn)的時間，采取分工合作的方式。學(xué)生制作洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的臨時裝片后，奇數(shù)組的同學(xué)將細(xì)胞浸潤在清水中，偶數(shù)組的同學(xué)將細(xì)胞浸潤在0.3g/ml的蔗糖溶液中，分別觀察細(xì)胞的變化并將現(xiàn)象記錄在《實(shí)驗(yàn)記錄單》上。教師通過手機(jī)傳屏的方式共享和對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果。微觀現(xiàn)象起始狀態(tài)后續(xù)狀態(tài)中央液泡的大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞的大小學(xué)生通過兩個表格中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的對比，交流得出結(jié)論。教師提問和引導(dǎo)得出：當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時，植物細(xì)胞會出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象。原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁的伸縮性。植物細(xì)胞通過滲透作用吸水和失水，原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證明確了植物細(xì)胞通過滲透作用吸水和失水，請同學(xué)們以洋蔥為材料來驗(yàn)證外界溶液的濃度過高真的會導(dǎo)致細(xì)胞死亡嗎？請小組同學(xué)交流討論實(shí)驗(yàn)方案并完成實(shí)驗(yàn)。教師巡查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，并找小組代表分享實(shí)驗(yàn)方案。小組同學(xué)分享方案一：將細(xì)胞用高濃度溶液處理后，用臺盼藍(lán)染液檢測細(xì)胞的染色情況，如果被染成藍(lán)色說明細(xì)胞死亡，如果沒有則說明細(xì)胞存活。小組同學(xué)分享方案二：先用高濃度溶液處理細(xì)胞，再用清水處理。觀察是否會發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原現(xiàn)象，如果有復(fù)原現(xiàn)象則是活細(xì)胞，若不再發(fā)生質(zhì)壁分離后的復(fù)原則是死細(xì)胞。教師通過傳屏，向全班分享不同小組的現(xiàn)象，并引導(dǎo)學(xué)生分析原因和大膽質(zhì)疑。實(shí)驗(yàn)探究既然施肥過多會導(dǎo)致細(xì)胞死亡，哪應(yīng)該如何施肥呢？請同學(xué)們以洋蔥為實(shí)驗(yàn)材料探究合理的施肥濃度。教師引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵：找出與洋蔥細(xì)胞液濃度相當(dāng)?shù)哪蛩貪舛取W(xué)生思考交流得出：方法一：設(shè)置一系列的濃度梯度的尿素溶液，找出不發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離之間的濃度即可方法二：植物材料放在一系列濃度梯度的尿素溶液中，找出重量基本沒有變化的濃度。全班同學(xué)分頭行動，開始實(shí)驗(yàn)：15組作為微觀觀察組，每組分別做一個尿素濃度，觀察有無質(zhì)壁分離現(xiàn)象。1組2組3組4組5組0.05g/ml尿素0.1g/ml尿素0.2g/ml尿素0.3g/ml尿素0.4g/ml尿素質(zhì)壁分離情況68組作為宏觀稱重組，用電子稱稱取放入不同溶液前后的重量，求差值。1組2組3組4組5組0.05g/ml尿素0.1g/ml尿素0.2g/ml尿素0.3g/ml尿素0.4g/ml尿素起始重量最終重量變化值教師提問，小組組長匯報實(shí)驗(yàn)想象，并找同學(xué)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，大膽質(zhì)疑?？偨Y(jié)提升通過問題梳理，觀看微課，對本節(jié)知識進(jìn)行總結(jié)提升。實(shí)踐應(yīng)用請同學(xué)們觀察一組鹽堿地圖片，并利用本節(jié)課所學(xué)知識思考：1.分析鹽堿地不利于植物生長的原因2.提出改良鹽堿地的方法和措施讓學(xué)生能夠?qū)W以致用，并落實(shí)學(xué)生的社會責(zé)任。六、教學(xué)反思本節(jié)課以農(nóng)民伯伯給黃瓜施肥后出現(xiàn)的燒苗現(xiàn)象為情境，貫穿整節(jié)課。主要分為三個環(huán)節(jié)，一是從宏觀和微觀兩個角度讓學(xué)生明確植物細(xì)胞的吸水和失水現(xiàn)象；二幫助農(nóng)民伯伯驗(yàn)證外界溶度過高真的會導(dǎo)致細(xì)胞死亡；三是通過實(shí)驗(yàn)探究，幫助農(nóng)民伯伯找到合理的施肥濃度。這樣的課堂情境大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時也將質(zhì)壁分離以及質(zhì)壁分離后的復(fù)原現(xiàn)象等重點(diǎn)知識串聯(lián)起來，有助于學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。本節(jié)課教師大膽放手，提出問題后讓學(xué)生通過小組成員的交流合作，親歷實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作等過程，通過觀察、動手、動腦等活動，提升了學(xué)生應(yīng)用知識的能力，鍛煉了學(xué)生的批判性思維，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。為了對學(xué)生進(jìn)行客觀及時的評價，在實(shí)驗(yàn)記錄單的最后設(shè)計(jì)了組員評價表，通過教師和組長的雙評，幫助學(xué)生認(rèn)識自我、建立自信，促進(jìn)生物學(xué)科素養(yǎng)的形成。由于時間的限制，在實(shí)驗(yàn)的表達(dá)和交流環(huán)節(jié)處理的有些倉促，某些教學(xué)環(huán)節(jié)有待進(jìn)一步改進(jìn)?！短骄恐参锛?xì)胞的吸水和失水》實(shí)驗(yàn)記錄單班級小組組長宏觀認(rèn)知——趣味小實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論清水組食鹽組二、微觀觀察——顯微鏡下植物細(xì)胞的吸水和失水微觀現(xiàn)象起始狀態(tài)后續(xù)狀態(tài)中央液泡的大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞的大小清水組0.3g/ml蔗糖組微觀現(xiàn)象起始狀態(tài)后續(xù)狀態(tài)中央液泡的大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞的大小實(shí)驗(yàn)結(jié)論①②③三、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：外界溶液的濃度過高真的會導(dǎo)致細(xì)胞死亡嗎？1.實(shí)驗(yàn)方案：2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：3.表達(dá)和交流：四、實(shí)驗(yàn)探究：探究農(nóng)作物合理的施肥濃度思路：微觀實(shí)驗(yàn)組1組2組3組4組5組0.05g/ml0.1g/ml0.2g/ml0.3g/ml0.4g/ml質(zhì)壁分離情況實(shí)驗(yàn)結(jié)論：宏觀稱量組1組2組3