4.1.2 探究植物细胞的吸水和失水教学设计-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

课题 探究植物细胞的吸水和失水 教学分析 1. 本节授课内容属于人教版生物学必修1模块《分子与细胞》第4章《细胞的物质输入和输出》中的第1节《被动运输》第2课时的内容。在本节课之前，学生已经系统学习了细胞膜的结构和功能以及生物膜系统的概念等；同时，在本章第1课时中，学生已经对渗透装置进行了学习，同时利用类比推理的方法学习了动物细胞的吸水和失水的过程。 学情分析 1. 在知识能力基础方面，学生对细胞的吸水和失水有一定认识，有一定逻辑分析能力且对实验操作有兴趣。 2. 在知识能力不足方面，表现为迁移应用知识的能力不足；缺乏类比推理能力；实验设计能力不足。 教学目标 1. 通过类比渗透装置、动物细胞吸水和失水的原理，理解植物细胞吸水和失水的原理。 2. 通过观察植物细胞的质壁分离和复原，培养设计实验、实施方案的科学探究思路。 3. 基于质壁分离等探究实验的结果和科学家的研究资料进行演绎推理，阐释细胞的生命活动。 教学重点： 1. 设计并实施探究实验； 2. 阐明植物细胞吸水和失水的原理。 教学难点： 1. 提出问题、作出假设。 2. 设计实验，分析实验结果，培养学生的创新能力。 教学过程 1. 视频导入，激发兴趣（2min） 向同学们展示葱段在清水中开花和在盐水中闭合的想象，激发学生的兴趣，引发他们的思考，进而进入本节的学习。 2. 类比推理，进入新课（3min） 在进行探究实验之前，引导学生回顾哺乳动物成熟红细胞吸水和失水的过程，同时分析植物细胞的结构特点，明确原生质层的概念，强调水分进出植物细胞需要经过原生质层。水分是进出植物细胞是否也是通过渗透作用呢？本实验中，如何针对该问题作出假设，是本节课的重难点之一。采用类比推理的教学策略，借助表格，可引导学生由渗透作用发生的条件延伸到动物细胞的吸水和失水再推导至植物细胞的吸水和失水，进而作出“原生质层相当于一层半透膜”这一个假设。 3. 设计方案，完成实验（25min） 有了假设后需要进行实验加以证明，接下来学生以小组的形式，根据提供的实验材料和用具，围绕①选择洋葱鳞片叶的什么细胞？②用什么试剂可以让细胞吸水和失水？③要观察细胞吸水和失水的微观过程，可以通过观察哪些指标来判断？进行讨论，形成实验的基本思路。当讨论结束后，为了发挥学生的主体性，同时加深他们对于实验原理的理解，掌握教学重点，可邀请个别小组描述他们的实验思路及预期结果。为了鼓励学生创新，可设计以下的问题，如为什么选择外表皮细胞，它有何优势，以帮助学生理解选材，并在此基础上追问，利用液泡无颜色的内表皮细胞以及胭脂红染液的这一方案又有什么好处呢？为后续的实验分析与讨论做好铺垫。明确以上内容后，要求学生2人为一组，各采用一种方案进行实验，进行实验的过程中，要求学生完成表格记录，且中途轮换观察对方的实验结果，形成组内合作。 这一过程，可以有效地锻炼学生的实验操作技能，同时体验科学探究的严谨性。 4. 得出结论，拓展提升（15min） 学生操作过程中，教师利用数码互动设备同步监测学生的实验结果，并在实验结束后进 行展示，要求同学对实验想象进行描述，化抽象为具体，直观展示质壁分离与复原的过程。 为了拓展学生的思维，促进他们对科学本质的理解，可引导学生根据所得实验想象进行讨论拓展： 讨论①：根据哪一个方案的实验结果，可以说明细胞壁具有全透性，而原生质层具有选择透过性呢？ 滴加胭脂染液后，外界溶液颜色与原生质层颜色能形成鲜明的对比。这一问题的思考有助于训练探究式思维，体验科学探究本质。 讨论②：观察临时装片的边缘细胞所发生的两种不同的现象，思考并推测其中可能的原因？ 引导学生观察边缘细胞，由此推测细胞若死亡，则原生质层失去了选择透过性，细胞的液泡也会被染色，且无法发生质壁分离的复原，从而加深学生对质壁分离复原现象发生所需条件的认识。借助以上问题，引导学生对质壁分离的条件和作用等进行进一步的理解和巩固。 经讨论分析后，进而引导全班同学总结得出结论：原生质层相当于一层半透膜。 拓展：植物细胞能发生质壁分离的条件是什么，是否一定需要具备大液泡？引导学生阅读相关文献，明确大液泡并不是质壁分离所必须的，质壁分离的发生一般需要满足：存在相当于半透膜的结构，如原生质层等；细胞壁的伸缩性与原生质层的伸缩性有区别； 细胞结构要完整；膜内外存在浓度差。 由于本实验是高中阶段的第一个探究性实验，因此在此处利用问题“若采用0.5g/mL的蔗糖溶液，会发生质壁分离和复原现象吗？”引导学生掌握探究性实验的一般步骤，以帮助学生理清思路，把握整体框架。 5. 迁移应用，学以致用（5min） 学生依据本节课所学到的内容，尝试解释在课前所提到的剪开的葱段在清水中怒放，在盐水中闭合的现象，通过这一过程将理论知识迁移应用到生活中。 最后，将“要观察明显质壁分离现象，实验材料选择有什么要求？除了洋葱，生活中哪些熟悉的植物能用来做实验材料？植物细胞质壁分离现象有什么应用呢？”等问题作为课后作业，做好本节知识点的巩固，并为下节课的学习做好铺垫。 6. 板书设计 探究植物细胞的吸水和失水 1. 假设：植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 2. 实验流程：取材→制片→观察→滴加蔗糖或胭脂红溶液（引流法）→观察→滴加清水（引流法）→ 观察 3. 实验结果： 4. 结论：植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 7. 教学反思 由于时间关系，最后的“植物细胞质壁分离现象有什么应用呢？”等问题没能在课堂上解决较为遗憾，如果再精简课程设计，把以上问题在课堂上做简单讨论会更好。 学科网（北京）股份有限公司 $