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1、第 5 页 2021/8/2 高二生物教案 3.4植物对水分的吸收和利用 朱建标第三章 生物的新陈代谢第四节 植物对水的吸收和利用 (公开课教案)授课班级：高二年级219、221、222、224 授课时间：11月16日 星期四教材分析: （一）教材的地位与作用：“水分代谢”是第二章的重点内容，它与前面所学知识如细胞成分、结构及植物根、茎、叶结构等内容联系非常紧密；也为今后学习“矿质代谢”、“光合作用”、“呼吸作用”等内容奠定基础。 （二）教学目标：1、 知识目标（1） 了解植物细胞的吸胀吸水；水分的运输和利用。（2） 理解植物细胞渗透吸水的原理，水分散失的方式和意义。（3） 通过植物细胞的质壁
2、分离和复原的实验，进一步理解渗透吸水的原理。2、 能力目标（1） 通过观察、实验、推理等手段，培养学生的观察思考、实验动手、类比综合的能力和创造思维能力。（2） 培养学生利用网络资源来获取知识、解决问题的能力和学习习惯。3、 情感目标：通过发现问题、解决问题的过程，培养学生的探索精神，树立辩证唯物主义世界观，激发学生节约用水保护环境的生态观。（三）教学重点、难点 教学重点：渗透吸水的原理 教学难点：半透膜与选择透过性膜的主要区别，植物细胞是一个渗透系统。二、教法设计：1、 探究教学法：它由四个环节组成：（1）创设联想，提出探索问题，（2）引导学生进行探究、推理，（3）设计实验或演示其它教学媒体
3、对学生的推理结果进行验证，（4）师生共同归纳总结探索结果。2、 直观教学法：通过实验、图片及多媒体辅助教学软件，化静为动，化抽象为具体，增强了教学内容的直观性、启发性，使学生更好地从感性认识上升为理性认识。3、 通过设疑引入，为讲边演示实验和动画，让学生在获得感性认识的同时，教师层层设疑，激发学生积极思维，主动探索知识，培养学生观察、思维、推理及综合的能力。4、 达标检测、反馈补救法：根据教学目标编辑一些不同梯度的练习，满足不同层次学生的需要。三、教学过程：教学程序及教学内容设计意图导 言问：同学们先考虑一个问题，俗话说：“人往高处走，水往低处流”。“水往低处流” 这句话在植物体内适合吗？（在
4、植物体内是“水往高出流” ）师：在我国西双版纳有一种“望天树”高达80米左右。（观看望天树的图片）在常温常压下把水送到80米的高处,是非常困难的.但在植物体内却能轻而易举的把土壤中的水分送到80米甚至更高的顶端。今天我们要学习的就是植物是如何吸收和利用水分的。俗语导入创建轻松的学习情境，激发学生求知欲。讲述新课第四节：植物对水分的吸收和利用水分代谢一、分的吸收：（一） 吸水的主要部位：根 （课件显示根尖的结构并指出吸水最活跃的部位是成熟区的表皮细胞，显示成熟区表皮细胞和分生区细胞的结构示意图）问：成熟区表皮细胞和分生区的细胞在结构上有什么区别？由于两个部位的细胞结构有区别造成了其吸水的方式的不
5、同。为了研究植物细胞吸水方式，我们生物科技活动小组的同学做了种子吸水力的研究和植物萎蔫和恢复的实验，下面请研究小组的代表给同学们展示！（二）吸水方式问：把干燥的大豆种子泡在水中会发生什么现象?(吸水膨胀)这种吸水方式叫做吸胀吸水。1、吸胀吸水：（未成熟的植物细胞）靠细胞中的亲水性物质(蛋白质、淀粉、纤维素)吸收水分。形成中央液泡的成熟细胞吸水的主要方式是渗透吸水。2、渗透吸水：（成熟的植物细胞）由于植物体内大部分是成熟的植物细胞，所以渗透吸水是植物吸水的主要方式。渗透吸水指的是通过渗透作用吸收水分的方式。什么叫渗透作用？通过渗透作用能吸收水分吗？为了说明这些问题，我们先看一个实验。（课件显示渗
6、透实验装置，并作说明，同时介绍半透膜的特点）问：你预测一下会出现什么结果？（课件显示液面上升情况）问：漏斗内液面为什么会上升？ 问：烧杯中的水会进入长颈漏斗，长颈漏斗中的水会不会进入烧杯中？（课件演示水分子出入半透膜的过程）（1）渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜，从低浓度向高浓度溶液的扩散，叫做渗透作用。问：长颈漏斗中的液面是否会无限制的上升？如果把半透膜弄破、或者是换成滤纸、或者是换成塑料薄膜、或者把内外的溶液相互交换后，还会出现上述现象吗？（漏斗中的液柱向下的压力，可加速漏斗内的水分子向烧杯中渗透，当液柱的重量等于烧杯水分子向漏斗内渗透的压力时，水分子向膜两侧的渗透会出现平衡，
7、液面停止上升）通过设问、顺理成章的引入本节课的重点内容：渗透吸水。展示研究性学习成果，激发学习欲望。创设情景，提出探究问题。利用电脑媒体对学生的推理进行验证。同时讲清楚半透膜性质。总结归纳：渗透装置应具备的条件： （2）构成渗透系统的条件： A、具有半透膜。 B、膜两测有溶液且存在浓度差。 讨论交流：渗透作用与扩散有何区别？半透膜与选择透过性膜是同一回事吗？点拨：渗透作用多指溶剂分子（水或其他液体分子）通过半透膜（或选择透过性膜）的扩散；扩散作用指溶质分子或气体分子，也指某种液体分子的扩散，扩散与过膜与否超外差；因此，渗透作用本质上是一种特殊的扩散，半透膜是一种多孔性的薄膜。能否通过半透膜往往
8、取决于分子的大小。只要分子比半透膜的孔径小，就能通过半透膜，因此半透膜是物理学上的概念。选择透过性膜是具有载体的生物膜，具有生物活性，不同生物细胞的细胞膜上载体种类和数量不同，构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性，对选择透过性膜来说，即便是小分子，只要不是细胞所要的，也不能通过。当细胞死亡后，膜的选择透过性便消失。可以说，选择透过性膜是功能完善的一类半透膜。因此选择透过性膜是生理学上的概念。问：一个成熟的植物细胞能构成一个渗透系统吗？这要看植物细胞是否具备构成渗透系统的条件。课件显示植物细胞的模式图 问：植物细胞中有半透膜吗？课件显示植物细胞各层结构的模式图 植物细胞的细胞膜、液泡膜和两
9、层膜之间的细胞质称为原生质层。由于细胞膜、和液泡膜是选择透过性膜，这样我们可以把原生质层看成是一层选择透过性膜。问：选择透过性膜有什么特点？问：选择透过性膜和半透膜之间有相同的地方吗？如果把原生质层当成是半透膜，液泡中具有一定浓度的细胞液问：一个成熟的植物细胞能构成一个渗透系统吗？问：要是把成熟的植物细胞放在外界溶液中呢？ 在这种情况下植物细胞就和外界溶液构成了一个渗透系统，液泡中的细胞液就会通过原生质层与外界溶液发生渗透作用了。渗透系统 成熟植物细胞半透膜原生质层漏斗中的蔗糖溶液细胞液烧杯中的清水细胞外溶液事实会不会就像我们刚才分析的这样，我们可以把细胞放在外界溶液中，亲自观察一下，看看结果
10、如何。用课件动画显示质壁分离过程。问：刚才看到了什么现象？（原生质层收缩并与细胞壁分离开）问：这种现象叫质壁分离。这里的“质”指的是细胞质吗？（原生质层）问：在质壁分离过程中，液泡有什么变化？细胞液有什么变化？（液泡变小，细胞液减少，颜色加深）问：细胞液减少，颜色加深是什么原因造成的？（水分减少，浓度增加造成的，说明细胞失水了）问：细胞为什么会失水？（细胞液浓度小于外界溶液浓度）问：发生质壁分离以后，在细胞壁和原生质层之间的空隙中是空的吗？有什么物质？问：要是把发生质壁分离的细胞放在清水中，会发生什么情况呢？用课件动画显示质壁分离复原过程。 问：把发生质壁分离的细胞放在清水中，细胞为什么会复原
11、？问：细胞为什么会吸水？（细胞液浓度大于外界溶液浓度）问：通过细胞的质壁分离和复原实验，可得出什么结论？（1） 成熟植物细胞+外界溶液=渗透系统（2） 细胞液浓度小于外界溶液浓度细胞失水细胞液浓度大于外界溶液浓度细胞吸水 小结：通过细胞的质壁分离和复原实验，证明了成熟的植物细胞可以通过渗透作用吸收水分。根尖分生区是未成熟的植物细胞，吸水的主要方式是吸胀吸水，根毛区的细胞是形成中央液泡的成熟细胞，其吸水的主要方式是渗透吸水。问：根毛区的细胞能进行吸胀吸水吗？问：叶肉细胞也能进行吸水吗？吸水的主要方式是哪种？问：死亡的植物细胞会发生质壁分离和复原现象吗？根毛区的细胞吸收水分以后，要运输到植物体的各
12、个部位，供植物利用。二、水分的运输课件动画显示植物根吸水、利用、扩散的全过程1、根毛区细胞 层层细胞根导管根毛区细胞层层细胞间隙根导管2、根导管茎导管叶导管植物体各部位三、水分的利用：根吸收的水分只有15%留在植物体内，供植物利用。四、水分的散失：根吸收的水分，除了极少一部分被植物利用以外，绝大部分通过蒸腾作用，经叶片表面的气孔散失掉了。通过气孔散失掉这么多的水分有其特殊的生理意义。水分散失的意义：吸水和运输水分的主要动力五、合理灌溉 植物在一生中都需要不断地吸收水分，但是不同的植物一生需水量不同，一株向日葵一生耗水约30千克左右；一亩稻田，在整个生长期间耗水大约30万千克左右。同一种植物在不
13、同的生长发育时期需水量也不相同（如小麦一生的需水量曲线图）。这些水分绝大部分都通过蒸腾作用散失掉了。我国是一个水资源非常贫乏的国家，因此如何用最少的水去获取最高的产量，是农业生产中的一个大问题。也就是说，根据不同的植物，根据不同的生长时期对水的需求量不同，进行合理灌溉，既不影响产量，又能达到节水的目的。讨论交流，透析难点，区分概念并为下面的问题作铺垫利用动画与录像处理这部分教材，缩短了教学时间，又能更好的让学生理解的更为透彻。课堂练习板书第四节 植物对水分的吸收和利用一、 水分的吸收（一） 吸水部位：根根毛区（二） 吸水方式1、 吸胀吸水2、 渗透吸水（1） 渗透作用（2） 构成渗透系统的条件（3） 质壁分离和复原（4） 细胞吸水和失水的条件二、 运输：三、 利用：15%四、 散失：蒸腾作用五、 合理灌溉