5.2.1 水的利用与散失（教学设计）生物新教材鲁科版五四学制七年级上册

该初中生物学教学设计聚焦植物对水的吸收、运输、利用及蒸腾作用，通过赫尔蒙特实验及塑料袋罩植物观察水珠的导入活动，衔接植物生长需物质能量的前序知识，构建“水的生命旅程”知识脉络。 资料突出核心素养培养，通过观察叶片横切临时切片、下表皮结构等实验（含制作切片视频辅助）提升探究实践能力，设计对照实验分析蒸腾作用器官强化科学思维，叶片结构与功能联系渗透生命观念，为教师提供丰富活动素材，助力学生直观理解知识，提升课堂互动性与教学效果。

第2章 植物体内的物质与能量变化 第1节 水的利用与散失 年级 七年级 授课时间 1课时 课题 第1节　水的利用与散失 教材分析 《水的利用与散失》是（鲁科版2024）七年级上册第五单元《植物的生活》的第2章植物体内的物质与能量变化第1节的教学内容。本节内容从生物学学科知识体系来看，本节课的内容属于植物生理学的基础范畴。学生通过学习水在植物体内的吸收、运输、利用和散失过程，能够初步建立起 “植物是一个统一的整体” 的生物学观念，理解植物各器官（根、茎、叶）在生理功能上的协同配合。同时，本节课涉及的蒸腾作用等概念，也是后续学习生态系统中物质循环（水循环）的重要铺垫，有助于学生从个体层面过渡到生态系统层面认识生物学现象，形成完整的知识链条。此外，本节课的学习还能培养学生的观察能力、实验探究能力和逻辑思维能力，符合初中生物学核心素养中 “生命观念”“科学探究” 和 “科学思维” 的培养要求。 教学目标 1、 通过认识叶片和保卫细胞的结构，形成结构与功能相适应的生命观念 2、 通过观察叶片横切面永久切片和叶片下表皮，提升学生实验探究的能力 3、 通过一系列设计对照实验的活动，提升学生的科学思维 教学重、难点 重点 植物蒸腾作用的过程和意义，叶片的结构 难点 设计对照实验探究蒸腾作用的主要器官，观察叶片的结构 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 新课导入 植物到底是靠“吃”什么长大的呢?17世纪以前，人们认为植物生长在土壤中，一定是从土壤中获得生长所需的营养物质。但也有人持不同观点。17世纪初，赫尔蒙特(J.Helmont)认为植物的生长依靠水，为此他做了一个实验进行验证。 在科学家的不断努力下，植物的生长之谜逐渐被揭开。植物的生长离不开物质和能量，它们是怎样获得这些物质和能量的呢? 选一株生长旺盛的盆栽植物，用干燥的透明塑料袋将其罩起来，并扎紧袋口，放在向阳处。一段时间后，仔细观察塑料袋内壁的变化。 塑料袋内壁上的水珠来自植物。植物是怎样吸收、运输和散失水的?水对于植物的生活又有怎样的作用呢? 学生认真听讲 新知探究 一、植物的生活需要水 【活动一：分析讨论】水对植物生活的作用 1、资料一：口渴时吃些瓜果就能解渴;将蔬菜切碎后用力挤压，会挤出许多汁水;木材只有晾干后，做家具才不会变形。据统计，瓜果果肉的含水量可超过 90%，幼嫩叶子的含水量为80%左右，树干的含水量平均为50% 左右。 水是植物体的重要组成成分。 2、 资料二：在农业生产中，要根据植物的生长状况适时浇水。植物缺水时叶片会萎蒿下垂，严重时甚至死亡。 植物体内水分充足时，植株才能硬挺，保持直立的姿态；叶片才能舒展，有利于光合作用。 3、资料三：“肥是庄稼宝，施足又施巧。”给庄稼施肥最好在土壤湿润时进行，因此农民往往选择在下雨或浇水前后进行施肥。 无机盐只有溶解在水中，才能被植物体吸收，并运输到植物体的各个器官中。 水是植物体的重要组成成分，对维持植物体的正常形态和生命活动有重要作用。无机盐等物质只有溶解在水中，才能被植物体吸收，并运输到各个器官。 学生认真思考并回答问题 学生认真思考并回答问题 学生认真思考并回答问题 学生认真听讲 二、水的吸收和运输 1、 植物吸收水分的主要部位是根尖成熟区。 2、植物吸收水分的主要结构是根毛 3、植物拥有强大的吸水能力的原因是根毛数量多，使根尖具有巨大的吸收面积 【活动二：观察思考】水在茎中的运输 讨论： 将芹菜的茎分别横切和纵切，能从切面上发现什么？如何解释？ 1、 多媒体播放实验视频，展示芹菜茎秆横切和纵切的结果 横切 纵切 2、 导管：每根导管都是由许多长形、管状的死细胞构成的，这些死细胞没有细胞质和细胞核，上下细胞间的细胞壁已经消失，形成了中空的管道。根和叶内也有导管，这些导管是彼此连接和贯通的。根吸收的水，以及溶解在水中的无机盐，就是沿着导管运输到植物体各个部分的。 学生认真听讲 学生认真听观看视频 学生认真听讲并思考问题 三、植物的蒸腾作用 资料：一株玉米从出生到结实的一生中，水的用途如下表所示。 1、蒸腾作用：水分从活的植物体表面以水蒸气状态散失到大气中的过程。 【活动三：实验探究】观察叶片的结构 1、播放制作叶片横切面临时切片视频 2、实验关键步骤： 把新鲜叶片平放在小木板上。 捏紧并排的双面刀片迅速切割。 每切一次，刀片蘸一下水，把切下的薄片放入水中。 用毛笔蘸出最薄的一片，制成临时切片。 3、任务： ①识别叶片的各结构，阐述各结构的名称，细胞特点及所属组织。 ②分析上下表皮附近的叶肉细胞在形状、排列方式和叶绿体数目等方面有什么不同，这种结构特点有什么意义？ 叶片的基本结构包括表皮、叶肉、叶脉。 ③观察叶片下表皮，你看到了几种细胞？这些有什么特点？推测气孔是由什么构成的？ 表皮细胞：形状不规则，排列紧密。 保卫细胞：呈半月形，有叶绿体，能进行光合作用。 气孔：由一对半月形的保卫细胞围成的小孔。 气孔作用：蒸腾失水的“门户”气体交换的“窗口” ④观看新鲜叶片在热水中的实验视频 思考：尝试表述并分析你观察到的现象。 观察到的现象： 叶片的表面有气泡产生 下表皮气泡数＞上表皮 解释： 表皮分布有气孔，且下表皮的气孔数一般多于上表皮，气孔内部有气体。 4、根吸收的水分，绝大多数都随蒸腾作用散失了，这是不是一种浪费呢？蒸腾作用对植物来说有什么意义呢？ ①促进水分的吸收； ②拉动水分和无机盐在体内的运输； ③降低叶片表面的温度； ④提高大气的湿度，增加降水量，从而促进水循环。 5、思考：水是如何在植物体内实现逆流而上的？ 蒸腾作用可以拉动水和无机盐在体内的运输，保证各组织器官对水和无机盐的需要。 学生认真观看动画 学生认真听讲 学生认真听讲 学生认真听讲并尝试回答问题 学生认真听讲并尝试回答问题 学生认真听讲并尝试回答问题 学生认真听讲并尝试回答问题 学生认真听讲 课堂小结 水的利用与散失 巩固练习 1、下列关于植物蒸腾作用意义的叙述，错误的是（　　） A．增加大气中氧气的含量 B．提高大气湿度，增加降水 C．可以降低叶片表面温度 D．促进水分和无机盐的运输 2、树木移栽时，树冠常会被剪去部分枝叶，夏天有时候还需要用遮阳网遮盖移栽后的树木，以提高树木移栽的成活率。主要原因是（     ） A．促进水分吸收 B．减弱光合作用 C．减少呼吸作用 D．降低蒸腾作用 3、有人测量了相邻树林和裸地的湿度和温度，发现树林的湿度高于裸地、温度低于裸地。这种差异的产生主要是由于树林中的植物进行了（　　） A．光合作用 B．呼吸作用 C．蒸腾作用 D．吸收作用 4、（2025·江苏徐州·中考真题）：同学们制作了铜钱草叶表皮细胞的临时装片，如图是显微镜下观察到的物像。下列叙述错误的是（    ） A．①是表皮细胞，具有保护作用 B．②是保卫细胞，能控制③的开闭 C．①②③形态不同，是细胞分化的结果 D．④可能是盖盖玻片操作不当造成的 板书设计 水的利用与散失 一、植物对水的吸收和运输 根吸收水（根尖成熟区）→导管→茎、叶、花 二、植物的蒸腾作用 水从根运输到茎、叶、花（自下而上）的动力——蒸腾作用 定义：水从活的植物体表面以水蒸气状态散失到大气中的过程。 意义：①拉动水和无机盐在体内运输，保证各组织器官对水和无机盐的需要； ②在炎热的夏天，能降低叶片表面的温度，避免被过高的气温灼伤。 三、观察叶片的结构 上表皮、叶肉、叶脉、下表皮 气孔的张开和闭合（一对保卫细胞） 课后作业 1．将带有叶片和白花的枝条插入被稀释的红墨水中，一段时间后，在叶片和白花上能观察到红色。下列说法不符合事实的是（　　） A．枝条最先变红的部位是枝条的表面 B．叶片最先变红的部位是叶脉 C．红墨水上升的动力来自蒸腾作用 D．红墨水通过导管向上运输 【答案】A 【分析】（1）植物通过导管运输水和无机盐，导管位于木质部，运输方向自下而上，蒸腾作用提供动力。茎的木质部位于内部，表面为树皮（含韧皮部），红墨水通过导管运输，内部木质部先变红。 （2）叶片结构包括叶肉、表皮和叶脉，叶脉中包括运输水、无机盐的导管和运输有机物的筛管。 【详解】A．在植物体内，水分通过导管运输，导管位于植物内部的木质部，故枝条最先变红的部位应为内部木质部的导管，而非表面，故A符合题意； B．叶片的结构包括表皮、叶肉和叶脉，叶脉中有运输水分的导管，故叶片中红墨水通过叶脉中的导管运输，叶脉最先变红，故B不符合题意； C．蒸腾作用指的是水分以水蒸气的形式从植物叶片表面散失到大气中的过程，该过程产生的拉力是植物从下向上运输水分的动力，故红墨水上升的主要动力来自蒸腾作用，故C不符合题意； D．植物的根部成熟区吸收土壤中的水分，进入植物的导管，导管负责从下向上运输水和无机盐，故红墨水通过导管向上运输，故D不符合题意。 故选A。 2．经科考人员测定，位于西藏的一棵藏南柏木高达102.3米，树上有近50种植物附生。下列相关叙述正确的是（    ） A．藏南柏木与周围的附生植物共同构成一个物种 B．叶片光合作用制造的有机物通过导管向下运输 C．藏南柏木有发达的根系，其生长与成熟区相关 D．无机盐从土壤运输至叶片主要依靠蒸腾作用 【答案】D 【分析】物种：同一物种的个体能相互交配并产生可育后代。不同物种的植物（如藏南柏木与附生植物）不能构成同一物种。 物质运输：光合作用制造的有机物通过筛管（而非导管）运输，导管用于运输水和无机盐。 根的吸水：植物根尖的成熟区是吸收水分和无机盐的主要部位，其细胞分化形成根毛，扩大吸收面积。 蒸腾作用的意义：植物通过蒸腾作用产生拉力，促进水和无机盐从根部向上运输至叶片。 【详解】A．藏南柏木与周围的附生植物虽然生活在同一区域，但它们分别属于不同的物种。物种是指具有一定形态结构和生理功能，能相互交配且产生可育后代的一群生物个体。因此，藏南柏木与附生植物不能构成一个物种，A错误。 B．叶片光合作用制造的有机物主要通过筛管向下运输至植物体的其他部分。筛管是植物韧皮部内输导有机养料的管道，由许多管状活细胞上下连接而成。而导管则是植物木质部内输导水分和无机盐的管道，不参与有机物的运输，B错误。 C．藏南柏木作为木本植物，确实具有发达的根系。然而，其生长主要与根尖的分生区相关，分生区细胞具有很强的分裂能力，能够不断分裂产生新细胞，使根不断长长。而成熟区是根尖的最后一部分，主要负责吸收水分和无机盐，与根的生长关系不大，C错误。 D．蒸腾作用是水从活的植物体表面以水蒸气状态散失 到大气中的过程。在蒸腾作用过程中，植物体内的水分和溶解在水中的无机盐会一起被运输到叶片的各部分，甚至到达植物体的各个器官。因此，无机盐从土壤运输至叶片主要依靠蒸腾作用的拉动，D正确。 故选D。 3．在日常生活中，小丽同学仔细观察了一些植物的生长发育及生理现象，并运用所学的生物学知识进行解释。其中正确的是（　　） A．香椿是春季的时令蔬菜之一，是植株上幼嫩的枝条--由芽原基发而来 B．柚子“果肉”酸甜可口，“外皮”可入药--这两个结构都由胚珠发育而来 C．向日葵开花后，把相邻的花盘对碰涂抹--人工授粉以弥补自然传粉的不足 D．移栽树木后要遮阳防晒一一降低光合作用，以减少水分散失，利于树木成活 【答案】C 【分析】叶芽的基本结构包括生长点、幼叶、芽轴、芽原基。叶芽的生长点可以使芽轴不断伸长；叶原基将来发育成幼叶；幼叶将来发育成叶；芽轴将来发育成茎；芽原基将来发育成侧芽。子房将来发育成果实，子房壁发育成果皮，胚珠发育成种子。 【详解】A．香椿的幼嫩枝条由叶芽发育而来，芽原基仅发育为侧芽，并非整个枝条的来源，故A错误。 B．柚子果肉（中果皮）和外皮（外果皮）均由子房壁发育而来，而胚珠发育为种子，故B错误。 C．向日葵通过人工授粉可提高传粉效率，弥补自然传粉不足，故C正确。 D．移栽后遮阳主要目的是降低蒸腾作用以减少水分流失，而非降低光合作用，故D错误。 故选C。 4．某同学通过研究气孔数量及分布对叶片单位时间内水分散失的影响，建立了下列四种叶片横切模型，其中表示相同条件下单位时间内水分散失最多的是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【分析】气孔是植物蒸腾作用时水分散失的“门户”，在相同条件下，气孔数量越多，单位时间内水分散失就越多。 【详解】A．该图中叶片上表皮的气孔数量相对较少，下表皮没有气孔，所以单位时间内通过气孔散失的水分相对较少，A不符合题意。 B．该图中叶片上表皮没有气孔，下表皮气孔数量较少，所以单位时间内通过气孔散失的水分相对较少，B不符合题意。 C．该图中叶片上表皮和下表皮均有气孔，在四种模型中，该叶片的气孔总数最多。因此在相同条件下，气孔数量越多，单位时间内水分散失就越多，C符合题意。 D．该图中叶片下表皮气孔数量相对较多，但是上表皮没有气孔，故单位时间内通过气孔散失的水分相对较少，D不符合题意。 故选C。 5．城市建设中，公路促进了交通的便捷，植物体内也存在“运输公路”。同学们以菠菜为实验材料，探索了水分在菠菜体内的“运输之旅”。请根据所学知识回答下列问题：（[    ]内填序号，横线上填文字） (1)菠菜主要通过图一中根尖的[④] 吸收水分，其适于吸收水的结构特点是 。 (2)根吸收的水分通过 运输到茎、叶等器官，水从植物体表面以水蒸气状态散失到大气中。 (3)叶片是蒸腾作用的主要部位，同学们利用菠菜叶进行了相关实验。 ①在“制作并观察菠菜叶横切面的临时切片”时，为了使切出的叶片尽可能薄，应进行的操作是 。 ②图二是菠菜叶横切面示意图，叶片由表皮、[⑤] 和[⑥] 三部分组成。菠菜吸收的水运输到叶片，绝大部分通过[⑦] 散失。 ③进一步观察菠菜叶的下表皮，气孔的结构如图三所示。气孔的张开和闭合，是由[   ] 细胞调节。每当太阳升起的时候，气孔就慢慢 ；当夜幕降临时，大多数气孔 ，蒸腾作用随之减弱。 ④实验后，同学们还想进一步探究：不同植物的叶片结构都相同吗？处于不同生长时期的叶片，在结构上有差异吗？请提出一个你想探究的问题： 。 (4)植物吸收的水绝大多数通过蒸腾作用散失，这是一种浪费吗？请说明理由： 。 【答案】(1)成熟区 有大量根毛，增大了吸收面积 (2)导管 (3)捏紧并排的两片刀片迅速切割 叶肉 叶脉 气孔 ⑨保卫 张开 闭合 不同植物的叶片气孔数量相同吗（合理即可） (4)不是浪费。蒸腾作用能促进植物对水分的吸收和运输，促进植物对无机盐的运输，还能降低叶片表面温度，避免叶片被灼伤 【分析】图一中：①根冠，②分生区，③伸长区，④成熟区； 图二中：⑤叶肉，⑥叶脉，⑦气孔； 图三中：⑧表皮细胞，⑨保卫细胞。 【详解】（1）图一中④成熟区是根尖吸收水分的主要部位 。成熟区适于吸收水的结构特点是生有大量根毛，大大增加了吸收水分的面积 。 （2）根吸收的水分通过导管运输，导管由下向上运输水和无机盐 。 （3）①制作菠菜叶横切面临时切片时，捏紧并排的两片刀片迅速切割，能使切出的叶片薄，便于观察 。 ②叶片由表皮、⑤叶肉和⑥叶脉三部分组成 。⑦气孔是植物蒸腾失水的 “门户”，菠菜吸收的水绝大部分通过气孔散失 。 ③气孔由⑨保卫细胞调节开闭，太阳升起时，气孔慢慢张开；夜幕降临时，大多数气孔闭合，蒸腾作用减弱 。 ④探究问题合理即可，如不同植物的叶片气孔数量相同吗等。 （4）蒸腾作用对植物有重要意义，不是浪费。蒸腾作用能促进植物对水分的吸收和运输，促进植物对无机盐的运输，还能降低叶片表面温度，避免叶片被灼伤。 教学反思 1、 创新之处 通过动手实践、游戏互动，营造一种自由、轻松的课堂氛围，引导学生从现实生活的经历和体验出发，学习生物，从而培养学生对生物的好奇心和学习生物的兴趣。 二、不足之处 由于课堂时间原因，部分同学没有亲自参与动手实践和游戏互动，对知识点的理解可能不够深刻。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$