探究植物細(xì)胞質(zhì)壁分離的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)說課稿

1、探究植物細(xì)胞質(zhì)壁分離的創(chuàng)新說課稿武陟一中梁西周一、理論背景及實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新理念目前高中生物教學(xué)中盡管改革不斷深化，課堂的人文性有所加強(qiáng)，但生物 課堂教學(xué)效率低下，低效教學(xué)甚至無效教學(xué)在傳統(tǒng)的教學(xué)中仍然大量存在。因 此當(dāng)前亟待解決的問題就是如何實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)，以盡可能少的時(shí)間、精力和物 力投入，取得盡可能多的教學(xué)效果。對實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新是必要的，在改進(jìn)中的和創(chuàng) 新中使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的原理、現(xiàn)象、結(jié)論及其運(yùn)用有更好的理解和掌握，相對傳 統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的效果更明顯，更易于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和探究熱情，培養(yǎng) 學(xué)生的發(fā)散思維和逆向思維，在教學(xué)過程中做到有效果、有效率、有效益。二、教學(xué)內(nèi)容分析本案例出自必修1分子與細(xì)胞新課

2、標(biāo)內(nèi)容的第四章第一節(jié)：物質(zhì)跨膜運(yùn) 輸?shù)膶?shí)例。本實(shí)驗(yàn)是在學(xué)習(xí)擴(kuò)散和滲透、被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)知識(shí)的基礎(chǔ)上， 利用植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化滲透作用原理，同時(shí)也是對物 質(zhì)出入細(xì)胞方式這塊內(nèi)容的升華。本實(shí)驗(yàn)也是在初中科學(xué)“根對水分的吸 收”的基礎(chǔ)上進(jìn)一步學(xué)習(xí)植物的水分代謝過程。同時(shí)也與后面學(xué)習(xí)的細(xì)胞呼吸 作用和光合作用存在一定程度的聯(lián)系，是植物體新陳代謝的基礎(chǔ)。三、學(xué)情分析學(xué)生除擁有初中自然科學(xué)相關(guān)水分吸收內(nèi)容基礎(chǔ)知識(shí)外，在學(xué)習(xí)物質(zhì)出入 細(xì)胞的方式內(nèi)容后，他們對植物細(xì)胞在什么情況下吸水和失水等內(nèi)容已經(jīng)有所 了解，并在日常生活經(jīng)驗(yàn)中也有類似植物細(xì)胞吸水失水的實(shí)例，例如蘿卜咸菜 腌制等。但并沒

3、有系統(tǒng)學(xué)習(xí)植物細(xì)胞吸水和失水的基本原理及條件，缺乏感性 認(rèn)識(shí)。與平時(shí)理論課相比，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課有更高的積極性，對課本中沒有的創(chuàng) 新實(shí)驗(yàn)有更強(qiáng)的探究欲望。四、教學(xué)目標(biāo)高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念中明確指出倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)和注重與現(xiàn)實(shí)生 活的聯(lián)系。嘗試從不同角度思考、分析和解釋觀察的現(xiàn)象，樹立實(shí)事求是的科 學(xué)態(tài)度；解釋植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原的現(xiàn)象。1. 知識(shí)目標(biāo)：解釋植物細(xì)胞滲透吸水的原理和過程；解釋質(zhì)壁分離與復(fù)原 的實(shí)質(zhì)；說明質(zhì)壁分離能否自動(dòng)復(fù)原的條件。2. 能力目標(biāo)：初步學(xué)會(huì)觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的方法；嘗試對實(shí)驗(yàn) 結(jié)果進(jìn)行分析和解釋并得出相應(yīng)的結(jié)論；運(yùn)用質(zhì)壁分離與復(fù)原知識(shí)解決實(shí)際問 題

4、；復(fù)習(xí)并熟練光學(xué)顯微鏡的操作步驟。3. 情感目標(biāo)：參與小組合作與交流，體驗(yàn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)過程；通過實(shí)驗(yàn)結(jié) 果和現(xiàn)象觀察，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度；培養(yǎng)不斷探求新知的精神和合作精 神。五、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)1教學(xué)重點(diǎn)：觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原的方法；理解植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì) 壁分離與質(zhì)壁分離復(fù)原的原理、實(shí)質(zhì)和應(yīng)用。2. 教學(xué)難點(diǎn)：洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞臨時(shí)裝片的制作；臨時(shí)裝片吸水引流的 操作；熟練掌握高倍顯微鏡的使用方法，更好的理解植物細(xì)胞發(fā)生滲透作用的 原理，直觀感受質(zhì)壁分離與復(fù)原的過程。六、課前準(zhǔn)備教師準(zhǔn)備：1.通過重復(fù)實(shí)驗(yàn)找出發(fā)生質(zhì)壁分離的最佳蔗糖溶液濃度及使細(xì) 胞發(fā)生脫水死亡的蔗糖溶液濃度；2.配置不同

5、濃度的蔗糖溶液；3.選取鮮活 紫色洋蔥鱗片葉切成小塊；4.準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)其他相關(guān)用具和試劑；5.準(zhǔn)備相關(guān)講 義材料等。學(xué)生準(zhǔn)備：1.四人組成討論組，兩人組成實(shí)驗(yàn)組；2.做好課前實(shí)驗(yàn)步驟 的相關(guān)預(yù)習(xí)，完成實(shí)驗(yàn)手冊的“器具與器材”和“步驟與操作”相關(guān)內(nèi)容；七、教學(xué)過程()創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣我們都吃過咸菜泡菜等腌制食品，以下是兩個(gè)不同溶液中的蘿卜條：一個(gè) 是經(jīng)過鹽水腌制變軟的蘿卜條，另一個(gè)是放在清水中硬挺的蘿卜條。引出提問：為什么兩個(gè)蘿卜條會(huì)出現(xiàn)不同形態(tài)的變化？利用上節(jié)課所學(xué)知 識(shí)分析這兩個(gè)現(xiàn)象。學(xué)生利用擴(kuò)散滲透等知識(shí)解釋兩個(gè)現(xiàn)象的發(fā)生。(二) 師生互動(dòng)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1. 通過學(xué)生對蘿卜條現(xiàn)象的分析，引出本實(shí)

6、驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理：當(dāng)細(xì)胞液的濃 度小于外界溶液的濃度時(shí)，細(xì)胞液中的水分子就透過液泡膜和質(zhì)膜進(jìn)入外界溶 液中，使細(xì)胞壁和原生質(zhì)體都出現(xiàn)一定程度的收縮。由于原生質(zhì)體比細(xì)胞壁的 伸縮性大，當(dāng)細(xì)胞不斷失水時(shí)，原生質(zhì)體就會(huì)與細(xì)胞壁逐漸分離開來，也就是 逐漸發(fā)生了質(zhì)壁分離。同理，當(dāng)細(xì)胞液的濃度大于外界溶液濃度時(shí)，外界溶液 中的水分子就透過液泡膜和質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞液中，整個(gè)原生質(zhì)體就會(huì)恢復(fù)成原來 的狀態(tài)，使植物細(xì)胞逐漸發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。2. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理請學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)手冊以兩桌為單位依據(jù)桌面的實(shí)驗(yàn)材料、 器具和試劑，構(gòu)思并簡單設(shè)計(jì)植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與質(zhì)壁分離復(fù)原的實(shí)驗(yàn)步驟， 并將過程簡單寫下來。3. 請兩組學(xué)生派代表

7、簡要的說明一下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程。通過學(xué)生對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 過程的解說，教師加以補(bǔ)充和完善，并強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)過程中需要注意的細(xì)節(jié)事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)過程中需注意細(xì)節(jié)事項(xiàng)：(1) 制作洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞臨時(shí)裝片時(shí)，用鑷子撕取深紫色洋蔥外表皮 和內(nèi)表皮，強(qiáng)調(diào)要薄但不能撕破。(教師簡單演示)(2) 低倍鏡觀察尋找無重疊，無氣泡的紫色洋蔥表皮細(xì)胞。(3) 加蔗糖溶液、清水時(shí)，從蓋玻片的一側(cè)滴入，在蓋玻片的另一側(cè)用吸 水紙吸收。重復(fù)幾次，使洋蔥鱗片葉表皮分別浸潤在蔗糖溶液、清水中(教師 簡單演示)課堂片段：結(jié)合實(shí)驗(yàn)手冊利用桌面材料和器具學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程中，全 班同學(xué)積極參與，小組討論激烈，并且有部分小組還實(shí)現(xiàn)了分工，比如主講人、

8、 記錄、材料試劑分析等等。但是討論時(shí)間有限大家只能寫下簡單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過 程。（三）自主實(shí)驗(yàn)，探究過程學(xué)生以兩人一桌為小組進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)，實(shí)施探究過程，每人制作一個(gè)裝片, 分別在顯微鏡下進(jìn)行同時(shí)互相觀察，發(fā)現(xiàn)不足并及時(shí)記錄問題分析原因。教師指導(dǎo)學(xué)生制作臨時(shí)裝片、顯微鏡的使用及吸水引流操作方法的規(guī)范性。 各小組認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并做好實(shí)驗(yàn)記錄。同時(shí)各小組還與旁邊小組進(jìn)行 交叉觀察（如一二大組交叉，三四大組交叉）記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析原因。課堂片段：實(shí)驗(yàn)過程中，每個(gè)小組都能按實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，但是也有個(gè) 別小組出現(xiàn)裝片制作不規(guī)范，吸水引流操作不規(guī)范，也有些同學(xué)在用顯微鏡觀 察的時(shí)候操作不規(guī)范，教師親自指點(diǎn)，并

9、且講不規(guī)范的操作馬上在課堂上向所 有同傳達(dá)，讓大家意識(shí)到如何去正確操作。（四）交流討論，解決問題完成實(shí)驗(yàn)過程后，各個(gè)小組對自己小組所觀察的現(xiàn)象進(jìn)行分析和解釋，并 與旁邊小組合作討論交流，分析出現(xiàn)問題和差異的原因，最后各合作組展示實(shí) 驗(yàn)結(jié)果，全班同學(xué)交流討論，解決實(shí)驗(yàn)過程的相關(guān)問題。教師對學(xué)生的分析進(jìn) 行補(bǔ)充和完善，師生共同歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論。1 .第一、三大組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：細(xì)胞狀況初始狀態(tài)蔗糖溶液處理后間隔觀察15分鐘后清水處理后間隔觀察0.3g/ml蔗糖溶液0.5g/ml蔗糖溶液0.3g/ml蔗糖溶液0.5g/ml蔗糖溶液0.3g/ml蔗糖溶液0.5g/ml蔗糖溶液液泡狀況（大小、顏色）正常、

10、紫色縮小、加深縮小、加深（更快）小、深紫小、深紫變大、變淺小、深紫原生質(zhì)體與細(xì)胞壁的位置關(guān)系貼壁質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離逐漸復(fù)原質(zhì)壁分離對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析：將洋蔥表皮經(jīng)過蔗糖溶液處理后，由于外界蔗糖溶液濃 度高于細(xì)胞液濃度，使細(xì)胞液中的水分子透過液泡膜和質(zhì)膜進(jìn)入蔗糖溶液，導(dǎo) 致液泡體積縮小、顏色加深，原生質(zhì)體和細(xì)胞壁逐漸分離，出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象； 15分鐘后觀察，由于洋蔥表皮細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度相等，水分子透過液泡膜和質(zhì) 膜進(jìn)出也相對，液泡大小和顏色維持一定狀態(tài)，原生質(zhì)體和細(xì)胞壁仍然分離狀 態(tài)；經(jīng)過清水處理后，在0.3g/ml蔗糖溶液中的細(xì)胞由于外界溶液濃度低于細(xì) 胞液濃度，使外界溶液中

11、的水分子透過質(zhì)膜和液泡膜進(jìn)入細(xì)胞液，導(dǎo)致液泡體 積變大，顏色變淺；但是在0.5g/ml蔗糖溶液中的細(xì)胞即使外界溶液濃度很低, 液泡仍然維持原來質(zhì)壁分離狀態(tài)，此時(shí)細(xì)胞已經(jīng)失水過多死亡，不再具有滲透 能力，因此仍然為此質(zhì)壁分離狀態(tài)。2、第二、四大組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用無色透明的實(shí)驗(yàn)材料做質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)待測細(xì)胞十蔗糖溶液十幾滴有色溶液*-外界有色溶液進(jìn)入細(xì)胞一發(fā)生質(zhì)壁分離-外界有色溶液沒有進(jìn)入細(xì)胞一沒有發(fā)生質(zhì)壁分離用洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞（無色透明）做質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:細(xì)胞狀況初始蔗糖溶液處理后間隔觀察15分鐘后清水處理后間隔觀察狀態(tài)0.3g/ml蔗糖溶液0.5g/ml蔗糖溶液0.3g/ml蔗糖溶液0

12、.5g/ml蔗糖溶液0.3g/ml蔗糖溶液0.5g/ml蔗糖溶液液泡狀況（大小、顏色）透明看不到無現(xiàn)象無現(xiàn)象無現(xiàn)象無現(xiàn)象無現(xiàn)象無現(xiàn)象原生質(zhì)體與細(xì)胞壁的位置關(guān)系看不到無現(xiàn)象無現(xiàn)象無現(xiàn)象無現(xiàn)象無現(xiàn)象無現(xiàn)象教師提問：觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象了嗎？學(xué)生回答：沒有，洋蔥的內(nèi)表皮細(xì)胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。教師回答：現(xiàn)在下結(jié)論還為時(shí)尚早。我們知道成熟的植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的 條件是兩個(gè)：有大液泡和外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度。我們剛才的實(shí)驗(yàn)設(shè)置 滿足這兩個(gè)條件嗎？學(xué)生回答：滿足。教師回答：那為什么沒有觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象呢。有時(shí)候我們看到的未必是真 的，眼睛也有欺騙自己的時(shí)候。學(xué)生提問：既然內(nèi)表皮細(xì)胞滿足發(fā)生質(zhì)壁分離

13、的條件，為什么觀察不到呢？ 教師回答：因?yàn)椋瑑?nèi)表皮細(xì)胞液沒有色素，無法用肉眼將原生質(zhì)層和細(xì)胞壁分 辨開，所以看不到。我們可以換個(gè)角度思考，能否使外界溶液染上顏色，觀察 質(zhì)壁分離現(xiàn)象呢？用實(shí)驗(yàn)事實(shí)說話吧！向蔗糖溶液中滴加幾滴紅色墨汁，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:細(xì)胞狀況初始狀態(tài)滴加紅色墨汁的蔗糖溶液處理后間隔觀察15分鐘后清水處理后間隔觀察0.3g/ml蔗糖溶液0.5g/ml蔗糖溶液0.3g/ml蔗糖溶液0.5g/ml蔗糖溶液0.3g/ml蔗糖溶液0.5g/ml蔗糖溶液液泡狀況（大小、顏色）透明看不到縮小、細(xì)胞內(nèi)進(jìn)入紅色液體縮小、細(xì)胞內(nèi)進(jìn)入 紅色液體（更快）縮小、細(xì)胞內(nèi)進(jìn)入紅色液體縮小、細(xì)胞

14、內(nèi)進(jìn)入紅色液體變大、細(xì)胞內(nèi)的紅色液體逐漸排出小、細(xì)胞內(nèi)進(jìn)入紅色液體原生質(zhì)體與細(xì)胞壁的位置關(guān)系看不到質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離逐漸復(fù)原質(zhì)壁分離學(xué)生很容易總結(jié)出來：無色透明的成熟植物細(xì)胞在有色素的外界溶液中也 可以觀察到質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象教學(xué)過程中用適當(dāng)?shù)奶釂枺璉導(dǎo)學(xué)生思考和進(jìn)一步的探究和總結(jié)。相對傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的對比更新穎，更易于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和探究 熱情，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和逆向思維，使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的原理、現(xiàn)象、結(jié)論及 其運(yùn)用有更好的理解和掌握。3. 綜合兩個(gè)大組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其分析，我們可以得出一一五個(gè)“拓展”應(yīng)用:(1) 、驗(yàn)證原生質(zhì)層和細(xì)胞壁伸縮性大小:鏡檢成熟植物細(xì)胞十

15、蔗糖溶液發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象一細(xì)胞壁伸縮性小于原生質(zhì)層伸縮性不發(fā)生質(zhì)壁分離 細(xì)胞壁伸縮性大于或等于原生質(zhì)層的伸縮性(2) 、比較未知濃度溶液的濃度大小同一植物的成熟細(xì)胞十未知濃度的溶液c剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離所需時(shí)間 一比較所用時(shí)間長短一判斷溶液濃度的大 小(時(shí)間越短，未知溶液的濃度越大)(3) 、判斷細(xì)胞的死活鏡檢待測細(xì)胞十蔗糖溶液發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原活細(xì)胞L不發(fā)生質(zhì)壁分離一死亡細(xì)胞(4) 、測定細(xì)胞液濃度范圍待測細(xì)胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液分別鏡檢:細(xì)胞液濃度范圍等于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的外界溶液的濃 度范圍(5) 、比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度鏡檢不同植物細(xì)胞十同一濃度的蔗糖溶液剛發(fā)生質(zhì)

16、壁分離時(shí)所需時(shí)間比較判斷質(zhì)壁分離速度（或細(xì)胞液濃度）（五）聯(lián)系生活，遷移知識(shí)教師提出，問題1:動(dòng)物細(xì)胞沒有大液泡，但吸水方式也是利用滲透原理。 在輸液時(shí)常用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的生理鹽水或5%葡萄糖，如果濃度加大或改用蒸 餾水，細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？問題2:能否利用本節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容解釋在農(nóng)作物施肥過程中出現(xiàn)的燒苗現(xiàn)象。八、教學(xué)反思目前各個(gè)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其基本過程都是按照課時(shí)安排的內(nèi)容，由實(shí)驗(yàn) 管理員按實(shí)驗(yàn)要求準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)過程所需的實(shí)驗(yàn)儀器、試劑、藥品和材料等，學(xué) 生課前進(jìn)行必要的預(yù)習(xí)，上課時(shí)先由教師將實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟等 詳細(xì)的寫在黑板上，先有教師講解實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，然后學(xué)生按規(guī)定 程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，得到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，學(xué)生寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 像這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，學(xué)生完全是被動(dòng)的，基本上不用思考，所以在實(shí)驗(yàn)沒有 達(dá)到預(yù)期的結(jié)果時(shí)，學(xué)生也不能探討實(shí)驗(yàn)所發(fā)生的原因。面對這種情況，我對 本節(jié)質(zhì)壁分離與復(fù)原的實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新，在實(shí)驗(yàn)過程上有所不同，但 是在實(shí)驗(yàn)原理上完全按照教材內(nèi)容，學(xué)生必然會(huì)