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生物教案-植物对水分的吸收和利用
作为一名为他人授业解惑的教育工作者,就不得不需要编写教案,借助教案可以有效提升自己的教学能力。快来参考教案是怎么写的吧!下面是小编为大家收集的生物教案-植物对水分的吸收和利用,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
生物教案-植物对水分的吸收和利用 1
教学目标
一、知识方面
1、使学生了解植物体吸水的部位及植物细胞的两种吸水方式。
2、使学生理解渗透作用的原理。
3、理解植物体的水分代谢包括水分的吸收、运输、利用和散失等过程。
4、理解蒸腾作用及其对植物的作用。
5、使学生了解合理灌溉在生产和生活实践中的运用。
二、能力方面
1、通过细胞质壁分离和复原的实验,进一步训练学生制作临时装片的技能,同时培养其分析实验的能力。
2、通过分析渗透装置得出渗透吸水原理,培养学生研究问题的能力,训练其科学思维的能力。
三、情感、态度、价值观方面
1、通过联系生产和生活实际,如应用植物吸水原理进行合理的灌溉,培养学生理论联系实际的理念。
2、通过学生对水资源现状的了解,增强学生关心、自觉保护地球水资源的意识。
教学建议
教材分析
本节教材主要讲述了渗透作用的原理,植物细胞的吸水和失水,水分的运输、利用和散失以及合理灌溉等方面的知识内容。
1、渗透作用的原理和植物细胞的吸水和失水
教材选简要介绍了一下植物吸收水分的器官(主要器官是根,叶等器官也可以吸收水分)、吸收水分的部位(主要是根尖的成熟区的表皮细胞)、植物根尖的结构、以及植物吸收水的两种主要方式,即吸胀吸水和渗透吸水,指出未成熟的植物细胞,还没有形成大液泡,主要依靠吸胀作用吸水;而成熟的植物细胞,即有大液泡的细胞主要以渗透作用方式吸收水分。
为使学生更好地理解渗透吸水原理,教材通过分析渗透装置,总结出:
(1)渗透作用的概念。即渗透作用是指水分子,或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。
(2)发生渗透作用的两个条件。即一是具有半透膜,二是半透膜两侧的溶液之间具有浓度差。
接着分析为什么一个成熟植物细胞相当于一个渗透系统,指出当成熟的植物细胞具备上述两个条件时,就会发生渗透作用。
然后安排学生做《实验九、观察植物细胞质壁分离与复原》,以验证成熟植物细胞的确是一个渗透系统。
2、水分的运输、利用和散失
水分是如何从根毛细胞最终进入植物体的每一个细胞的呢?
(1)教材先分析了土壤溶液中的水分进入根尖以内的导管的两条途径
①另一条途径是通过渗透作用进入根尖成熟区的表皮细胞、并且通过成熟区表皮细胞以内的层层细胞向内渗入,最终进入导管。
②一条途径是通过成熟区表皮细胞细胞壁,以及成熟区表皮细胞以内层层细胞之间的细胞间隙向里渗入,最终进入导管。
(2)教材接着又简单介绍了水分如何通过根、茎、叶中的导管在值物体内的运输、以及少部分水被植物体利用和大部分水通过蒸腾作用散失掉的情况
3、本节的最后教材联系生产和生活实际,简要讲述了合理灌溉的原理和应用。
教法建议
1、引言
课前可收集一些我国、世界有关水资源危机的事例或数据;也可结合节水的需要收集一些人类所采取过的一些节水措施;或者是植被对水资源起到保护作用的事例,这样引入的目的是引导学生关注包括我国在内的全世界面临的重大问题,激发学生学习的积极性,同时也使学生对为什么要节水有一个深切的体会,同时在本节学习结束后也会对为什么要保护植被、大力开展植树造林有较深的体会。
2、渗透作用的原理和植物细胞的吸水和失水是本节的重点也是难点
植物的水分代谢包括水分的吸收、运输、利用及散失。水分代谢对学生来说并不是很陌生,因此,教师可提出一些问题,以了解学生对水分代谢的理解程度,找出学生对水分代谢理解上的偏差和不足,从而进行有针对性的教学。
在使学生对水分代谢有了一个较全面的认识后,教师可专心与学生一起来处理渗透作用的原理和植物细胞的吸水和失水这一教学内容。
(1)分析渗透装置,总结出渗透作用的概念和渗透吸水的原理,这是本节的难点。
教师一定要充分利用教材所给的渗透装置,引导学生把与该装置有关问题讨论透彻,这是一次很好的训练学生思维能力的机会。
在渗透作用中,水分子总是从密度高的一侧更多地向密度低的一侧运动,由于在细胞中水是溶液的溶剂,因此从溶液的角度来说,水分是从溶液浓度低的一侧更多地向浓度高的一侧渗透,对此学生的理解不易明白,应注意解释清楚。
细胞壁是全透性的,而细胞膜是半透性的(选择透过性),二者在通透性上的差别,以及这种差别对渗透作用的影响、对植物细胞质壁分离的产生,都需要学生很好的理解。
(2)引导学生讨论成熟的植物细胞是一个渗透系统。
在搞清楚渗透系统满足的两个条件后,教师先引导学生分析一个成熟植物细胞(比如根尖成熟区表皮细胞)的结构,它的细胞壁是由纤维素和果胶构成的、水分子和溶质分子都可以通过的透性膜。原生质层是水分子可以自由通过、被选择的离子和小分子可以通过,而大分子则不能通过的`选择透过性膜。原生质层包围着具有一定浓度的细胞液,这时一定要引导学生区分一下原生质与原生质层这两个不同的概念。
通过引导学生分析一个成熟的植物细胞,使学生意识到:渗透系统的两个条件在一个成熟的植物细胞中都是存在的,从而得出结论,成熟的植物细胞是一个渗透系统。
(3)学生做《实验九、观察植物细胞质壁分离与复原》
在学生明确了成熟的植物细胞是一个渗透系统后,可以提出这样一个问题:
“如何通过实验来验证成熟的植物细胞是一个渗透系统呢?”
鼓励学生大胆地提出假设或自己的实验设计,之后与书上的实验九进行比较。
之后,学生做实验九,实验结束后,根据实验结果可检验同学们提出的假设是否正确,同时引导学生分析为什么会出现质壁分离的现象?为什么会发生质壁分离的复原等问题。
3、水分的利用和散失,这部分最重要的教学内容是蒸腾作用的生理意义,这是本课题的教学的重点。
学生可能在初中已经知道,植物体吸收的水分中有99%是通过蒸腾作用散失到大气中去了,据此,可以提出下面的问题:
蒸腾作用是对水分的浪费吗?
从而引出蒸腾作用对植物生活,以至整个生态系统的重要意义。
4、合理灌溉这部分的教学可采取一边列举合理灌溉的实例,一边让学生分析该措施的生物学原理的方式,以强化学生对水分代谢知识点的理解。
教学设计方案
【课题】 第四节 植物对水分的吸收和利用
【教学重点】植物体吸水的部位及植物细胞的两种吸水方式;渗透作用的原理;植物体的水分代谢包括水分的吸收、运输、利用和散失的大体过程;蒸腾作用及其对植物的作用;合理灌溉在生产和生活实践中的运用
【教学难点】渗透作用的原理
【课时安排】授课1课时,实验1课时
【教学手段】挂图、多媒体课件、实验
【教学过程
1、引言
课前可准备两组天竺葵植株,一株正常浇清水,一株浇浓盐水,以备上课学生观察之用;课前可收集一些我国、世界有关水资源危机的事例或数据;也可结合节水的需要收集一些人类所采取过的一些节水措施;或者是植被对水资源起到保护作用的事例,这样引入的目的是引导学生关注包括我国在内的全世界面临的重大问题,激发学生学习的积极性,同时也使学生对为什么要节水有一个深切的体会,同时在本节学习结束后也会对为什么要保护植被、大力开展植树造林也会较深的体会。
学生讨论水资源方面的资料,同时观察两株天竺葵的生长异同,从而引入植物细胞吸水与失水的学习。
植物的水分代谢包括水分的吸收、运输、利用及散失。水分代谢对学生来说并不是很陌生,因此,教师可提出一些问题,以了解学生对水分代谢的理解程度,找出学生对水分代谢理解上的偏差和不足,从而进行有针对性的教学。比如,教师可提出以下问题:
①植物吸水的主要器官是什么?
②植物吸水的主要部位是什么?
③你了解植物根尖的结构吗?
④植物体运输水和无机盐的通道是什么?你知道这些通道在植物体的哪个部位吗?
⑤水在植物体内都可以参与哪些生理功能?
⑥植物体内水分是如何散失的?
⑦你了解蒸腾作用吗?这个生理过程对植物体的生活有什么重要意义?
在使学生对水分代谢有了一个较全面的认识后,教师可专心与学生一起来处理渗透作用的原理和植物细胞的吸水和失水这一难点内容。
在向学生介绍植物的吸胀吸水后,可提出下面的问题供学生讨论:
同样干燥的大豆种子和玉米粒浸入水中一段时间后,大豆种子和玉米粒相比,你认为哪种籽粒膨胀幅度更大?为什么?
干燥的大豆种子和玉米粒浸入水中后,它们的细胞是采用吸胀的方式来吸水的,即大豆和玉米中的亲水性物质,如蛋白质、淀粉、纤维素这些物质吸水引起的。而蛋白质、淀粉、纤维素的亲水能力是不一样的,其吸水能力的顺序由大到小为蛋白质、淀粉、纤维素。而大豆种子中主要的储存物质是蛋白质,而玉米粒中主要的储存物质是淀粉,且它们的细胞壁中都含纤维素。因此豆类种子的吸胀现象就比谷物的种粒明显。
2、渗透作用的原理和植物细胞的吸水和失水
向学生介绍植物吸水最主要的方式,即渗透吸水。
(1)分析渗透装置,总结出渗透作用的概念和渗透吸水的原理。
教师一定要充分利用教材所给的渗透装置,引导学生把与该装置有关问题讨论透彻,这是一次很好的训练学生思维能力的机会。
让学生特别注意渗透模型装置所选用的膜是一种半透膜,并向学生说明,这种膜的特点是水分子可以自由通过而蔗糖分子很难通过。
学生在观察实验现象的同时,提出下面的问题引发学生的思考:
①同学们已经观察到,漏斗中的蔗糖液面会高于烧杯中清水的液面,此时蔗糖液的上升是逆重力方向上升的,而且长颈漏斗的管径又不是很细,所以排除了毛细现象的原因,请你想一想,是什么力量使蔗糖液会逆着重力方向上升?
②如果把蒙住长颈漏斗的半透膜,换成全透性纱布,你认为蔗糖液面会上升吗?
使学生得出半透膜的存在是发生渗透作用的关键。
③如果在烧杯中也放入与长颈漏斗中的相同的蔗糖液,你认为长颈漏斗中的蔗糖液还会上升吗?
使学生得出浓度差是发生渗透作用的另一重要条件
④如果把这个渗透装置再放置下去,漏斗中的液面会不断持续上升吗?为什么?
使学生理解渗透压这一概念
通过以上的分析,引导学生总结出,渗透作用是指水分子透过半透膜的扩散;发生渗透作用的条件是:一是有半透膜的存在,二是半透膜两侧具有浓度差;水分渗透的趋势是:水分子由浓度高的一侧向低的一侧渗透。
(2)引导学生讨论成熟的植物细胞是一个渗透系统。
在搞清楚渗透系统满足的两个条件后,教师先引导学生分析一个成熟植物细胞(比如根尖成熟区表皮细胞)的结构,它的细胞壁是由纤维素和果胶构成的、水分子和溶质分子都可以通过的透性膜。原生质层是水分子可以自由通过、被选择的离子和小分子可以通过,而大分子则不能通过的选择透过性膜。原生质层包围着具有一定浓度的细胞液,这时一定要引导学生区分一下原生质与原生质层这两个不同的概念。
通过引导学生分析一个成熟的植物细胞,使学生意识到:渗透系统的两个条件在一个成熟的植物细胞中都是存在的,从而学生可以得出结论:成熟的植物细胞是一个渗透系统。
(3)学生做《实验九、观察植物细胞质壁分离与复原》
①在学生明确了成熟的植物细胞是一个渗透系统后,可以提出这样一个问题:
“如何通过实验来验证成熟的植物细胞是一个渗透系统呢?”
或“如果将成熟的植物细胞置于清水中(或低于细胞液浓度的水溶液中),这个细胞会发生什么现象呢?”
鼓励学生大胆地提出自己的实验设计,之后与书上的实验九进行比较,讨论:
书上的实验设计好在呢?
自己的实验设计好在呢?
自己的实验设计中哪些地方还需要改进?
鼓励学生大胆地提出对实验九的假设
②之后,学生做实验九,实验结束后,根据实验结果可检验同学们提出的假设是否正确,同时引导学生分析为什么会出现质壁分离的现象?为什么会发生质壁分离的复原?
③实验结束后,教师可提出一些综合性的问题引发学生的讨论,使学生对本节内容有一个全面深入的理解,比如教师可以问:
《植物细胞质壁分离及其复原》的实验为什么可作为鉴别细胞死活的依据?
通过分析渗透装置中发生的渗透吸水现象,应该能得出以下的结论:
作为一个渗透系统要满足两个条件,其一,两溶液系统间一定有半透膜隔开;其二,两溶液系统间一定要存在浓度差。
植物细胞质壁分离及其复原实验分析
通过对植物质壁分离及其复原实验的分析,应该得出这个结论:植物细胞是一个渗透系统。因为植物细胞满足渗透系统成立的两个条件,
其一,细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质合称原生质层,而完整的有生理功能的膜结构是选择透过性的,因此原生质层就相当于一层半透膜。
此处要请学生注意,半透膜与选择透过性膜是有区别的。半透膜的透性是由半透膜上的孔隙大小决定的,即分子直径大于膜孔隙的物质不能通过半透膜,只有分子直径小于膜孔隙的物质才能通过,因此半透膜是一种物理膜;而选择透过性膜的透性是由膜上磷脂双分子层的物理化学性质和膜上蛋白载体共同决定的,当然大分子物质是不能过膜的,但何种小分子物质过膜是受到严格选择的,不单纯由该物质的分子直径而定,因此细胞的膜结构是生物膜。
其二,植物细胞液泡中有细胞液,植物细胞外是环境溶液,它们之间被原生层这个半透膜隔开,且这两种溶液之间存在浓度差。
当植物细胞死亡后,其细胞中的膜结构也会随之解体,变得不完整,这样植物细胞作为渗透系统的第一个条件也就没有了,质壁分离也就不会发生。
还有一个问题值得一提,请学生想一想,如果把植物细胞放在高浓度的尿素溶液中,此时会发生什么现象呢?提示一下,蔗糖是不能通过膜结构的,而尿素的过膜方式为自由扩散。想到了吗,植物细胞在高浓度蔗糖液中时,因为蔗糖不能过膜,细胞液和外界溶液之间总会有浓度差,植物细胞会不断失水而发生质壁分离,除非把外界溶液换成清水,才可能出现质壁分离复原现象;而当植物细胞在高浓度尿素溶液中时,细胞液和外界溶液之间会有浓度差,植物细胞会不断失水而发生质壁分离,但因为尿素可过膜,随着尿素不断进入植物细胞,两种液体之间的浓度差会消失,此时就是不把外界溶液换成清水,也可能出现质壁分离复原现象。
其实这个简单的实验还可证明很多生物学事实,有必要向学生提一下。如可证明细胞壁的伸缩性小于细胞膜的伸缩性、细胞膜的选择透过性、植物细胞是一个渗透系统、细胞得失水分与浓度差的关系,甚至可以定量地测定出细胞液的浓度,可以请学生琢磨一下。
3、水分的利用和散失,这部分最重要的教学内容是蒸腾作用的生理意义,这是本课题的教学的重点。
学生可能在初中已经知道,植物体吸收的水分中有99%是通过蒸腾作用散失到大气中去了,据此,可以提出下面的问题:
蒸腾作用是对水分的浪费吗?
从而引出蒸腾作用对植物生活,以至整个生态系统的重要意义。
这部分教学可在引导学生分析蒸腾途径、蒸腾方式以及与水分吸收和运输的关系后,使学生理解蒸腾作用是植物体水分的吸收和运输的主要动力,也是植物体水分的利用和散失的主要方式。
有时间的话,教师让学生了解蒸腾作用的强弱在一定程度上可反映植物水分代谢状况,可以判断植物对水分的利用效率。不同生态类型的植物,适应环境的形态和结构特征,与影响蒸腾作用有关。
4、合理灌溉这部分的教学可采取一边列举合理灌溉的实例,一边让学生分析该措施的生物学原理的方式,以强化学生对水分代谢知识点的理解。
探究活动
测定蒸腾作用强度
【实验目的】学习用普通托盘天平快速测定蒸腾作用强度的方法
【实验原理】植物在一定时间内,单位叶面积或单位鲜重散失的水量,称为蒸腾强度,单位一般用克/小时·平方米或克/小时·100克鲜重来表示。
测定植物蒸腾作用强度的基本思路是:测定植物整体或部分在蒸腾过程中重量的损失,从而判断蒸腾作用强度的大小。
植物蒸腾失水,重量减轻,故可用托盘天平称量一定时间内植物的失水量,以表示蒸腾强度。这种方法的特点是能在自然条件下进行测定。因枝叶离开母体后,短时间内在生理上没有明显的变化,故所求得的蒸腾强度与实际情况近似。
【实验材料和用具】托盘天平、枝剪、植物体
【实验步骤】
将天平调零后,放置在距被测植物较近且平稳处。
在被测植株上选一枝条,重约20克左右。在枝的基部缠一线以便悬挂,然后剪下立即用托盘天平称重,并计算蒸腾强度。
蒸腾强度=(蒸腾水量(mg)/组织鲜重(g))х(60/测定时间(min))
测定不同时间(晨、午、晚),不同部位(上、中、下),不同环境,不同植物种类的蒸腾强度,并加以解释。
鉴定植物细胞的死活
【实验目的】学习用质壁分离法和用活体染色法鉴定细胞死活
【实验原理】活细胞与死细胞在性质上有许多差别,特别是通透性的变化最为明显。活细胞的原生质具有选择透过性;而死细胞则为全透性。选择透过性是质壁分离的先决条件。因此能发生质壁分离的细胞就表示是活的,不能发生质壁分离的细胞则说明是死的。
死活细胞间不仅通透性不同,而pH值等情况也不同,它们对某些染料的反应明显不同。某些染料能在活细胞的细胞液中积累,但不能染活的原生质;另一方面,这些染料可使死细胞的原生质染色,但不积累于液泡。所以可根据某些染料活体染色的情况来鉴定细胞死活。
【实验材料和用具】 洋葱及其它植物材料、酒精灯、显微镜、刀片、镊子、载玻片、盖玻片、1M蔗糖、0.01%中性红溶液等。
【实验步骤】
1、用质壁分离的方法鉴定细胞的死活。
撕洋葱表皮细胞滴加IM蔗糖中,在显微镜下观察。细胞很快发生质壁分离,这就是细胞活着的证据。另把制取的同样制片,用冷冻、加热、干燥、酒精浸泡等方法将它们的细胞杀死,然后取代上述活材料,做质壁分离实验,结果看到已死的细胞不能发生质壁分离现象。
用尿素、硝酸钾、氯化钙溶液等来代替蔗糖,能快速鉴定细胞的死活。
2、用活体染色的方法的鉴定细胞的死活。
取洋葱或其它材料,用镊子撕下表皮(如表皮不易撕下,也可在水中用锋利的刀片轻轻刮去多余部分),或用刀片做成切片若干,将表皮或切片浸入中性红溶液中,放置5-10分钟最出用清水浸洗后置于载玻片上,加盖玻片,在显微镜下观察。
活细胞一般在液泡内染成红色至紫色,原生质不染色,死细胞常呈橙红色,原生质和细胞核被染色。撕破的细胞,只剩细胞壁时,呈淡红色或淡紫色。
为进一步鉴别细胞的死活,可把玻片上的水溶液吸去,滴一滴1M蔗糖溶液,便可观察到活细胞能发生质壁分离,死细胞及空细胞都有没有这种现象。
可用加热、冷冻或其它方法杀死植物组织,然后用上面所述方法进行处理,比较与活组织有何不同。
生物教案-植物对水分的吸收和利用 2
一、教学目标
(一)知识目标
1. 理解植物细胞吸水和失水的原理。
2. 了解水分在植物体内的运输、利用和散失。
3. 掌握合理灌溉在生产和生活实践中的应用。
(二)能力目标
1. 通过观察植物细胞吸水和失水的实验,培养学生的观察能力和实验设计能力。
2. 通过对实验结果的分析和讨论,提高学生分析问题和解决问题的能力。
(三)情感目标
1. 体验科学探究的过程,培养学生勇于探索、实事求是的科学态度。
2. 使学生认识到水对植物生命活动的重要性,树立节约用水的意识。
二、教学重难点
(一)教学重点
1. 植物细胞吸水和失水的原理。
2. 水分在植物体内的运输、利用和散失。
(二)教学难点
1. 植物细胞吸水和失水的原理中渗透作用的概念及条件。
2. 运用植物细胞吸水和失水的原理来解释生活和生产中的实际问题。
三、教学方法
讲授法、实验法、讨论法、多媒体演示法相结合。
四、教学过程
(一)导入新课(5分钟)
通过展示一些因缺水而枯萎的植物和生长旺盛的植物图片,引导学生思考水对植物的重要性,从而引出本节课的主题——植物对水分的吸收和利用。
(二)讲授新课
1. 植物细胞吸水和失水的原理(20分钟)
实验演示:植物细胞的质壁分离及复原实验。
准备紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的临时装片,用显微镜观察正常状态下细胞的形态。
在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸引,观察细胞的变化(质壁分离现象)。
再在盖玻片一侧滴加清水,另一侧用吸水纸吸引,观察细胞的变化(质壁分离复原现象)。
讲解渗透作用的概念:水分子(或其他溶剂分子)透过半透膜,从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。
分析渗透作用发生的条件:具有半透膜;半透膜两侧的溶液具有浓度差。
引导学生将渗透作用与植物细胞联系起来:植物细胞的原生质层(细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质)相当于一层半透膜,细胞液与外界溶液存在浓度差时,会发生渗透作用,从而导致植物细胞吸水或失水。
2. 水分在植物体内的运输、利用和散失(15分钟)
水分的运输:利用多媒体展示水分在植物体内运输的途径(根→茎→叶),讲解运输的动力主要是蒸腾作用产生的拉力。
水分的利用:讲解植物吸收的水分只有一小部分(1% 5%)用于光合作用和其他代谢过程,大部分水分通过蒸腾作用散失。
水分的散失:介绍蒸腾作用的概念、主要部位(叶片)和意义(促进水分的吸收和运输、促进无机盐的运输、降低叶片温度等)。
3. 合理灌溉(10分钟)
讲解不同植物在不同生长发育时期对水分的需求不同。
举例说明合理灌溉在农业生产中的'重要性,如干旱地区的灌溉方式选择、灌溉量的控制等。
引导学生讨论日常生活中如何节约用水,树立保护水资源的意识。
(三)课堂小结(5分钟)
1. 与学生一起回顾植物细胞吸水和失水的原理,强调渗透作用的概念和条件。
2. 总结水分在植物体内的运输、利用和散失的过程和意义。
3. 再次强调合理灌溉的重要性和节约用水的意识。
(四)课堂练习(5分钟)
布置几道与本节课内容相关的练习题,如判断植物细胞在不同溶液中的吸水或失水情况、解释蒸腾作用对植物的意义等,让学生在课堂上完成,以巩固所学知识。
(五)布置作业(课后)
1. 完成课本后的课后练习题。
2. 让学生查阅资料,了解一种新型的灌溉技术,并写一篇短文介绍其原理和优点。
五、教学反思
通过实验演示和讲解相结合的方式,学生对植物细胞吸水和失水的原理有了较为直观的理解,但对于渗透作用的微观过程和一些复杂的实际问题的分析,部分学生可能还存在困难,在今后的教学中需要加强这方面的引导和练习。同时,通过对合理灌溉和节约用水的讨论,增强了学生的环保意识,使学生认识到生物学知识在生产和生活中的重要应用。
生物教案-植物对水分的吸收和利用 3
【教学目的】
1、理解植物细胞吸水和失水的原理;
2、识记水分在植物体内的运输、利用、散失;
3、知道合理灌溉在生产和生活这的运用。
【重点难点】
1、重点 :渗透作用的原理;植物细胞吸水和失水的原理。
2、难点 :渗透作用的概念;植物细胞吸水和失水的条件。
【教学过程】
一、水分的吸收
1、吸水的器官和部位:主要的吸水器官 根 ;
根尖的结构组成:根冠、分生区、伸长区、成熟区(图)
吸水最活跃的部位 成熟区的表皮细胞 。(图)
2、吸水方式: 成熟的植物细胞主要靠 渗透作用吸水 ,
如: 根尖成熟区表皮细胞、茎叶细胞、根冠细胞
未成熟的植物细胞主要靠 吸胀作用吸水 。
如:干燥的种子细胞、根尖分生区细胞
3、吸水的原理
(1)吸胀吸水的原理:亲水性物质与水发生结合(结合水)
(2)渗透作用的原理:细胞液与外界溶液通过原生质层发生渗透作用
A、渗透作用概念:水分子或其他溶剂分子通过半透膜,从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散(如:课本P59图)
B、渗透作用的产生必需具备两个条件: 半透膜
半透膜两侧的溶液具有浓度差
C、成熟的植物细胞是一个渗透系统:
理由是: 细胞壁—— 全透性,水和溶质都可以透过。
原生质层——主要包括:细胞膜、液泡膜和两层膜间的细胞质——
选择透过性——可看做一层半透膜。
细胞液——具有一定的浓度,与外界溶液之间通常具有浓度差。
所以:一个成熟的植物细胞就是一个渗透系统,当成熟的植物细胞与外界溶液接触时,细胞液就会通过原生质层与外界溶液发生渗透作用。
4、植物细胞的吸水和失水(通过细胞图分析、讲述实验)
1)30%的蔗糖溶液——细胞失水——发生质壁分离——细胞壁伸缩性小于原生质层
2)清水或低液——— 细胞吸水——质壁分离复原——
3)所以:当外界溶液的浓度 > 细胞液的浓度时,细胞就通过渗透作用——失水
可用 质壁分离 实验验证
当外界溶液的浓度 < 细胞液的浓度,细胞就通过渗透作用——吸水
可用 质壁分离复原 实验验证
4)质壁分离的外因:外界溶液浓度 > 细胞液浓度
质壁分离的内因:细胞壁伸缩性 < 原生质层
质壁分离复原的外因:外界溶液浓度 < 细胞液浓度
质壁分离复原的内因:细胞壁伸缩性 < 原生质层
质壁分离和质壁分离复原实验的作用:
① 证明成熟的植物细胞发生渗透作用;
② 证明细胞是否具有活性;
③ 作为光学显微镜下观察细胞膜的方法;
④ 初步测定细胞液浓度的大小。(请设计实验测细胞液浓度大小 )
5、巩固练习:课本P62:一、二、四 学案P 1、2、3、4
新学案P116:例6、11、12 P120:1—6、9—14、16 P124:8
课练P48:19
二、水分的运输、利用、散失
1、运输: 结构 导管 ,
从细胞外 → 导管的途径:
土壤溶液 → 成熟区表皮细胞 → → → 导管(通过渗透作用)
土壤溶液 → 成熟区表皮细胞的细胞壁以及成熟区表皮细胞以内层层细胞的间隙 → 导管(通过扩散)
2、利用:一般只有1%-5%的水分保留在植物体内,参与 光合作用 和 呼吸作用 等生命活动。
3、散失:途径:主要通过 蒸腾作用
意义:是 植物吸收水分和促使水分在植物体内运输 的重要动力
三、合理灌溉:(详见课本P61内容)
1、 概念:
2、 原理:
3、 意义:
4、 巩固练习:课本P62:三
【练 习】
1下列某同学画的几个结构示意图,请据图回答下列问题:
(1)注明图中各标号所指的`结构名称:
1. 细胞壁 2 细胞膜
3. 液泡膜 4 细胞核
5. 细胞质 6 细胞液 7.外界溶液
其中2、3、5共同成 原生质层 。
(2)A→B→C,说明细胞发生了 质壁分离 现象,发生这种现象的细胞结构基础是具有选择透过 性的 原生质层 和一定浓度的 细胞液 、以及全透性的细胞壁;其外在原因是由于外界浓度 大于 细胞液浓度;内在原因 细胞壁伸缩性 < 原生质层。
(3)若将C细胞放进清水中,将发生 质壁分离复原 现象,若不发生,
则说明 细胞已死亡 。
(4)A→C过程中,细胞液浓度 变大 ,吸水能力 变强 。
2、用2摩尔/升的乙二醇溶液和2摩尔/升的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,观察分离现象,得到其细胞体积的变化情况如图所示,请据图回答:
(1)细胞体积在A~B段的变化说明:在该段时间内水分从细胞 渗出 , 细胞液浓度 变大 。
(2)在1分钟后,处于2摩尔/升蔗糖溶液中的细胞,其细胞浓度将 不变 ,此时,在细胞壁与原生质层之间充满了 2mol/l的蔗糖溶液 。要使该细胞复原,将其置于 清水 中。
(3)在1分钟后,处于2摩尔/升乙二醇溶液中的细胞,其细胞体积的变化是由于 乙二醇
逐渐进入细胞,引起细胞液浓度 变大而吸水 。
(4)并不是该植物的所有生活细胞均可发生质壁分离,能发生质壁分离的细胞还必须具有 大液泡(原生质层) 。
3、下面是用新鲜的洋葱表皮进行的一些实验与结果。请分析回答:
组别处理结果
a ①材料置于30%蔗糖溶液中
①发生质壁分离
②然后将材料移到蒸馏水中
②质壁分离复原
b ③材料置于60%蔗糖溶液中
③迅速发生质壁分离
④然后移到蒸馏水中
④质壁分离不能复原
c ⑤材料置于7%KNO3溶液中
⑤开始质壁分离,后又自动复原
d ⑥材料放入100℃热水中3分钟后取出重复(a)组实验
⑥未发生质壁分离
(1)洋葱表皮细胞在a、b、c三组实验中均发生质壁分离现象,其结构基础是 同题1(2)
(2)a组实验可以说明 新鲜洋葱表皮细胞具有与外界溶液发生渗透作用的条件 。
(3)出现b、d组实验共同现象的原因是 原生质层受破坏,细胞死亡 。
(4)c组实验结果说明 K+、NO3可以被 主动力运输进入细胞内 。
4、施肥过多,出现烧苗的主要原因是 外界溶液浓度大于根细胞中细胞液浓度,细胞失水过 度而死亡 。
5、在移栽花木时常常剪去部分枝叶,这是为了( D )
A、减少叶的呼吸作用 B、降低叶片的光合作用效率
C、促进植物体的根的吸水 D、维持植物体内水分代谢的平衡
【教后感】
植物对水的代谢中的运输、利用和散失都在初中的补课上详细讲过,高中这一部分的重点是放在水的吸收上。主要又水的吸收的两种方式、场所,以及两种吸收方式CELL的特点,其中以渗透作用最为重要。这里包括渗透作用的原理、条件和植物的渗透作用以及质壁分离实验的内容。
生物教案-植物对水分的吸收和利用 4
一、教学目标
(一)知识目标
1. 理解植物细胞吸水和失水的原理。
2. 识记水分在植物体内的运输、利用和散失过程。
3. 了解合理灌溉在生产和生活实践中的应用。
(二)能力目标
1. 通过植物细胞吸水和失水的实验设计和分析,培养学生的科学探究能力和逻辑思维能力。
2. 通过对水分在植物体内运输途径的分析,提高学生的分析问题和解决问题的能力。
(三)情感目标
1. 通过了解合理灌溉的意义,培养学生节约用水和珍惜水资源的意识。
2. 体会生物科学与农业生产实践的紧密联系,激发学生学习生物学的兴趣。
二、教学重难点
(一)教学重点
1. 植物细胞吸水和失水的原理。
2. 水分在植物体内的运输、利用和散失过程。
(二)教学难点
1. 植物细胞吸水和失水的原理及实验验证。
2. 渗透作用的概念和原理。
三、教学方法
讲授法、演示法、讨论法、实验探究法相结合
四、教学过程
(一)导入新课(5 分钟)
展示一些因缺水而枯萎的植物图片和生长旺盛的植物图片,引导学生思考:为什么植物有的时候会表现出缺水的状态?植物是如何吸收和利用水分的呢?从而引出本节课的主题。
(二)新课讲授(30 分钟)
1. 水分的吸收
(1)演示实验:渗透作用与水分的移动
准备一个渗透装置(用半透膜将蔗糖溶液和清水隔开),向学生展示装置的初始状态,让学生预测会发生什么现象。
一段时间后,观察并记录实验结果:清水一侧的`液面下降,蔗糖溶液一侧的液面上升。
讲解渗透作用的概念:水分子(或其他溶剂分子)透过半透膜的扩散,叫做渗透作用。
分析渗透作用发生的条件:一是具有半透膜,二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。
(2)植物细胞的吸水和失水
讲解植物细胞的结构特点:细胞壁具有全透性,细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质构成原生质层,原生质层具有选择透过性,相当于一层半透膜。
引导学生分析当植物细胞处于不同浓度溶液中的情况:
当细胞液浓度>外界溶液浓度时,细胞吸水,表现为质壁分离复原现象。
当细胞液浓度<外界溶液浓度时,细胞失水,出现质壁分离现象。
展示质壁分离和复原的实验视频或动画,帮助学生理解这一过程。
2. 水分的运输
(1)讲解水分在植物体内运输的途径:主要是通过根、茎、叶中的导管运输。
(2)展示导管的结构图片,讲解导管的特点(由许多长形、管状的细胞组成,这些细胞没有细胞质和细胞核,上下细胞间的细胞壁消失,形成了中空的管道),适合水分的运输。
3. 水分的利用和散失
(1)水分的利用:讲述植物吸收的水分只有一小部分(1% 5%)用于光合作用和其他代谢过程,其余大部分水分通过蒸腾作用散失。
(2)水分的散失 蒸腾作用
讲解蒸腾作用的概念:水分以气体状态从植物体内散失到大气中的过程。
强调蒸腾作用的主要部位是叶片,通过叶片上的气孔进行。
分析蒸腾作用对植物的意义:促进水分的吸收和运输、促进无机盐的运输、降低叶片温度等。
(三)课堂讨论(10 分钟)
1. 组织学生分组讨论在农业生产中,如何根据植物对水分的吸收和利用原理进行合理灌溉。
2. 每组派代表发言,教师对学生的回答进行总结和补充,引导学生理解不同植物、不同生长时期对水分需求的差异。
(四)课堂小结(5 分钟)
1. 与学生一起回顾植物细胞吸水和失水的原理、水分在植物体内的运输途径、利用情况和散失方式。
2. 强调本节课重点内容与农业生产实践的联系。
(五)布置作业(5 分钟)
1. 完成课后练习题,巩固所学知识。
2. 查阅资料,了解一种耐旱或耐涝植物的特点,并分析其与水分吸收和利用的关系。
五、教学反思
在教学过程中,通过实验演示和视频动画等多种方式,帮助学生理解抽象的概念和原理,如渗透作用和质壁分离现象。在课堂讨论环节,学生积极参与,能够联系生活实际思考问题,但部分学生对渗透作用条件的理解还存在一定困难,在后续教学中可增加一些针对性的练习。同时,在今后的教学中可进一步拓展植物生理学相关前沿知识,拓宽学生的视野。
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