第三章 第2节 任务1 水分的吸收和利用(教案）-《生物学全一册》（人民教育出版社）同步精品课堂

《生物学全一册》教案 课 题 绿色植物的新陈代谢 1、水分的吸收和利用 课 型 专业课 课 时 1 授课班级 一年级 授课时间 授课教师 教材分析 1、内容定位：本节内容属于植物生理学核心知识，衔接细胞结构与功能（如细胞膜、液泡）和生态应用（如合理灌溉）。 2、知识框架： 植物吸水原理：渗透作用、水势、质壁分离与复原。 水分运输与蒸腾作用：导管运输、蒸腾拉力及其意义。 实践应用：合理灌溉的科学依据。 3、实验支撑：通过质壁分离实验直观验证渗透作用原理，培养科学探究能力。 学情分析 1、已有基础： 学生已掌握细胞结构（如细胞膜、液泡）和扩散作用。 对蒸腾作用有初步认知（如叶片散失水分）。 2、认知难点： 抽象概念：水势、渗透作用的动态平衡。 实验操作：质壁分离实验的显微观察与现象分析。 3、学习兴趣： 实验探究（如观察液泡变化）和实际应用（如节水农业）易激发兴趣。 学习目标 1、解释渗透作用的条件和水势对水分流动的影响。 2、描述质壁分离现象并分析其生物学意义。 3、阐述蒸腾作用的意义及与水分运输的关系。 4、说明合理灌溉的实践原则。 学习重难点 教学重点 1、渗透作用的原理（半透膜、水势差）。 2、质壁分离与复原的实验现象及意义（验证原生质层的半透性）。 3、蒸腾作用的意义（蒸腾拉力、降温、无机盐运输）。 4、合理灌溉的科学依据（植物需水量差异与生长阶段的关系）。 教学难点 1、水势概念的抽象理解（水分子能量与溶液浓度的关系）。 2、根压与蒸腾拉力的区别与联系（植物吸水的主要动力分析）。 3、质壁分离实验中动态平衡的解析（细胞液与外界溶液的动态交换）。 教学方法 直观演示法：半透膜实验模拟渗透作用，动画演示水势变化。 实验探究法：学生分组操作质壁分离实验，观察并绘图记录。 问题引导法：通过阶梯式提问（如“在渗透作用实验中，为什么漏斗管内的液面会上升？”）引导思考。 类比教学法：用水流类比水势差，帮助学生理解水分流动方向。 小组讨论法：分析蒸腾作用对生态系统的意义，设计灌溉方案。 课前准备 实验材料： 半透膜实验装置（长颈漏斗、烧杯、蔗糖溶液）。 紫色洋葱、显微镜、蔗糖溶液（0.3 g/mL）、清水、载玻片等。 多媒体工具： PPT展示水势变化动画、蒸腾作用动态图。 视频：高大树木的水分运输过程。 教学媒体 多媒体 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 生活情境提问： “为什么浇水后植物恢复挺立？萎蔫的叶片放入水中又能复原？” 实验现象展示： 播放质壁分离与复原的显微视频，引发学生对渗透作用的兴趣。 分组进行质壁分离与复原实验。 培养学生的观察和思考能力 活动二： 调动思维 探究新知 一、水分的吸收和利用 绿色植物主要通过根部吸收水分，其中根尖成熟区的表皮细胞是吸收水分最活跃的部位。那么，这些植物细胞是如何吸收水分的呢？接下来，我们通过一个实验来探究这个问题。 植物细胞吸水的原理 当植物细胞形成中央液泡后，主要依靠渗透作用来吸收水分。什么是渗透作用呢？我们可以通过以下实验来说明。 实验装置：长颈漏斗的漏斗口处密封着一层半透膜，漏斗内盛有蔗糖溶液，烧杯内盛有清水，且漏斗管内蔗糖溶液的液面与杯内清水的液面等高。几分钟后，观察漏斗管内液面的高低变化。 实验原理： 半透膜是指某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。例如，蚕豆种皮就是一种半透膜，水分子可以透过，但蔗糖分子则不能。 水势是指水分子运动时的能量大小。纯水的水势最高，规定为0；对于水溶液来说，由于溶质分子的阻碍，水分子运动的能量减少，因此任何浓度的水溶液的水势都比纯水低，且溶液越浓，水势越低。 在这个实验中，由于清水的水势比蔗糖溶液的水势高，水分就从烧杯内透过半透膜向漏斗内的蔗糖溶液中扩散，导致漏斗管内的液面上升。这种水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散现象就叫作渗透作用。 实际上，成熟的植物细胞可以将原生质层（包括细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质）看作一层半透膜。当外界溶液的水势与细胞液的水势存在差别时，水分就会通过原生质层发生渗透作用。 观察植物细胞的质壁分离和复原实验目的： 观察植物细胞质壁分离和质壁分离复原的过程。 探究水分在植物细胞与外界溶液之间随着水势差而流动的情况。 材料用具： 紫色洋葱鳞片叶、刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜、质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液、清水。 方法步骤： 制作洋葱鳞片叶外表皮细胞的临时装片。 用低倍显微镜观察，可以看到洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色的中央液泡，以及原生质层紧紧贴着细胞壁。 在盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，另一侧用吸水纸引流，使洋葱鳞片叶外表皮浸润在蔗糖溶液中。用低倍显微镜观察，可以看到细胞的中央液泡逐渐变小，原生质层与细胞壁逐渐分离开来。 在盖玻片的一侧滴入清水，另一侧用吸水纸引流，使洋葱鳞片叶外表皮浸润在清水中。用低倍显微镜观察，可以看到中央液泡逐渐变大，原生质层又逐渐贴着细胞壁了。 讨论： 实验中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离和质壁分离的复原，是因为原生质层可以看作一层半透膜，细胞液和外界溶液通过原生质层发生了渗透作用。当外界溶液的水势低于细胞液的水势时，植物细胞通过渗透作用失水，发生质壁分离；当外界溶液的水势高于细胞液的水势时，植物细胞通过渗透作用吸水，发生质壁分离的复原。 根尖成熟区的表皮细胞上长有根毛，根毛分布在土壤颗粒之间，土壤颗粒之间含有土壤溶液。通常情况下，土壤溶液的水势比较高，根毛、表皮以内的各层细胞以及成熟区内导管的水势依次降低。这样，土壤溶液中的水分就通过两条途径进入根内：一条途径是通过表皮以内各层细胞之间的间隙，最终进入根的导管中；另一条途径是通过表皮以内的各层细胞，最终进入根的导管中。 水分的运输、利用和散失 根吸收的水分通过根、茎、叶中的导管运输到地上部分。其中，绝大部分水分都转化成水蒸气，通过叶片上的气孔散失到大气中。植物体内的水分以气体状态通过植物体（主要是叶片）的表面散失到体外的过程叫作蒸腾作用。实际上，根吸收的水分一般只有1%～5%保留在植物体内，参与光合作用和呼吸作用等各项生命活动，其余的都通过蒸腾作用散失了。 蒸腾作用对植物体具有重要意义： 产生的蒸腾拉力是植物体吸收和运输水分的主要动力。特别是高大树木，如果没有蒸腾拉力，水分就不能到达树冠。 促进了无机盐在植物体内的运输。溶解在水中的无机盐随着水分在导管内的运输而分布到植物体的各器官。 蒸腾作用中水分转变成水蒸气时吸收体内的热量，从而降低了植物体特别是叶片的温度，使叶片等在强烈的阳光照射下不至于因温度过高而遭到灼伤。 合理灌溉 植物一生中需要不断从土壤中吸收水分。合理灌溉是指根据植物的需水规律进行灌溉，从而用最少的水获得最大的收获。不同植物的需水量不同，例如水稻和豌豆的需水量较多，棉花和小麦的需水量次之，玉米和高粱的需水量较少。同种植物在不同的生长发育时期需水量也不相同。因此，灌溉时需要考虑到这些情况。 蒸腾作用对植物生存的意义（从拉力、降温、运输三方面总结）。 通过实验操作、讨论、绘图多维度参与知识建构。 活动三： 调动思维 探究新知 渗透作用与水势 实验演示：长颈漏斗半透膜实验，观察液面变化。 问题链引导： 为什么清水中的水会进入蔗糖溶液？ 什么是水势？如何比较两种溶液的水势高低？ 归纳总结： 渗透作用的条件（半透膜、水势差）。 水势定义与溶液浓度的关系（纯水水势=0，溶液水势为负值）。 1、绘制正常细胞与质壁分离细胞的显微结构图。 2、分析细胞液与外界溶液水势差对现象的影响。 认同植物与环境的适应性，增强节水环保意识。 通过实验探究培养严谨的科学态度。 活动四： 巩固练习 素质提升 实践题 1.设计一个实验，旨在观察植物细胞在不同外界溶液浓度下的渗透作用，并探讨植物体内水分的运输途径。通过实验，了解植物细胞如何通过渗透作用吸收或失去水分，以及水分在植物体内的运输方式和蒸腾作用的重要性。 能够运用所学知识于实践中 课堂小结 作业布置 知识框架梳理： 渗透作用 → 质壁分离 → 根吸水 → 蒸腾作用 → 合理灌溉。 板书设计 水势差 → 渗透作用 → 细胞吸水/失水 ↑ 蒸腾拉力 → 水分运输 → 降温、无机盐运输 ↓ 合理灌溉（需水量差异） 教学反思 1、成功点： 实验操作激发学生兴趣，显微观察直观验证理论。 类比法（水流与水势）有效降低抽象概念理解难度。 2、改进点： 部分学生对水势计算存在困惑，需补充课后习题巩固。 实验时间紧张，可提前录制关键步骤视频辅助课堂演示。 3、学生反馈： 小组讨论发现，学生对蒸腾作用与环境保护的联系兴趣浓厚，可拓展生态内容。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$