資源簡介

《實驗:觀察洋蔥外表皮的質(zhì)壁分離與復(fù)原》教案
教材分析
本實驗為人教版高中生物必修1第四章《細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出》第1節(jié)《物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗返膬?nèi)容。本實驗是在學(xué)習(xí)了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)上，利用植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原實驗強化滲透作用原理，同時也是對物質(zhì)出入細(xì)胞方式這一部分內(nèi)容的鋪墊。目的在于幫助學(xué)生理解生物膜選擇透過性這一重要的特點。學(xué)生通過本實驗了解水分子透過細(xì)胞膜的滲透原理，并通過顯微鏡觀察蔗糖溶液造成植物細(xì)胞質(zhì)壁分離以及清水復(fù)原現(xiàn)象，在實踐中發(fā)現(xiàn)和總結(jié)細(xì)胞失水和吸水的原因，嘗試解釋生活與生產(chǎn)中的有關(guān)現(xiàn)象；掌握實驗的一般方法與步驟，體會合作學(xué)習(xí)的樂趣。
結(jié)合《學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見》：在進行“活動：觀察洋蔥表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原”時，嘗試排除觀察中各種無關(guān)因素的干擾，善于發(fā)現(xiàn)問題并積極參與討論，探求新知。嘗試從不同角度思考、分析和解釋觀察的現(xiàn)象，樹立實事求是的科學(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。
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)知識外，在學(xué)習(xí)了細(xì)胞膜功能和滲透原理后，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)驗中也有類似植物細(xì)胞吸水失水的實例，例如蘿卜咸菜腌制等。但并沒有系統(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。
與平時理論課相比，對于首次接觸微觀世界的學(xué)生，實驗課有更高的吸引力，學(xué)習(xí)的積極性也更高。在實驗設(shè)計及方法上，需要教師對實驗的思路給予清晰地講解，并引導(dǎo)學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)進行合理的處理和分析，得出正確的實驗結(jié)論。
教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)：
闡明植物細(xì)胞滲透吸水和失水的原理；
解釋質(zhì)壁分離與復(fù)原的實質(zhì)；
說明質(zhì)壁分離復(fù)原的條件。
能力目標(biāo)：
完成植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的觀察；
完成洋蔥外表皮臨時裝片的制作；
嘗試對實驗結(jié)果進行分析和解釋并得出相應(yīng)的結(jié)論；
聯(lián)系質(zhì)壁分離與復(fù)原知識，解決實際問題；
情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：
參與小組合作與交流，體驗合作學(xué)習(xí)的過程與樂趣；
通過實驗結(jié)果和現(xiàn)象觀察，養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度；
保持不斷探求新知的精神和合作精神。
重點、難點
教學(xué)重點
植物細(xì)胞滲透吸水和失水的原理；
質(zhì)壁分離與復(fù)原的實質(zhì)；
教學(xué)難點
質(zhì)壁分離與復(fù)原的條件
實驗原理
植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。在外界溶液濃度高于細(xì)胞內(nèi)液的條件下，細(xì)胞內(nèi)的水分會向細(xì)胞外滲透，由于細(xì)胞失水導(dǎo)致原生質(zhì)層收縮，易變形的細(xì)胞膜也隨之收縮，而不易變形的細(xì)胞壁則仍保持原來的形狀。可以通過顯微鏡觀察到細(xì)胞壁與細(xì)胞膜分離的現(xiàn)象，我們將這種原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離的現(xiàn)象稱為質(zhì)壁分離。而當(dāng)外界溶液濃度低于細(xì)胞內(nèi)液時，細(xì)胞會吸水膨脹，恢復(fù)原來的正常形態(tài)，這種現(xiàn)象稱為質(zhì)壁分離的復(fù)原。
洋蔥成熟的外表皮細(xì)胞中具有紫色的大液泡，且緊貼細(xì)胞膜，占據(jù)細(xì)胞絕大部分體積。因此，在顯微鏡下通過顏色的變化可以明顯地觀察到質(zhì)壁分離及復(fù)原的現(xiàn)象。細(xì)胞質(zhì)壁分離的程度可以通過觀察細(xì)胞原生質(zhì)層的收縮程度來衡量
實驗用品
實驗材料：紫色的洋蔥鱗葉
試劑：質(zhì)量濃度分別為0.2g/mL、0.3g/mL的蔗糖溶液，蒸餾水
器材：顯微鏡、刀片、鑷子、滴管、載玻片、蓋玻片、燒杯、吸水紙
課前準(zhǔn)備
所有實驗中需要用到的材料、試劑和器材，確保實驗材料、試劑新鮮且足量，器材可正常使用。
準(zhǔn)備本次實驗的學(xué)案，布置學(xué)生提前預(yù)習(xí)實驗相關(guān)內(nèi)容
教學(xué)方法與策略
1.教學(xué)方法：
講授法：使學(xué)生了解本次實驗的目的、原理和具體操作步驟；
演示法：利用電腦，投影儀等設(shè)備向?qū)W生演示具體操作；
實驗法：學(xué)生自己動手制作臨時裝片進行觀察，得出結(jié)論；
討論法：小組內(nèi)或組間成員對實驗中遇到的問題和實驗結(jié)論進行討論交流，在實驗中幫助和分享。
2．教學(xué)媒介：
計算機，投影儀，PPT，圖片，板書。
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動
學(xué)生活動
設(shè)計意圖
導(dǎo)入
展示圖片。
提問：餃子餡中的白菜在加鹽后會出很多水，為什么？
教師對學(xué)生的答案進行總結(jié)。
學(xué)生根據(jù)理論課學(xué)習(xí)的滲透原理和生活經(jīng)驗做出回答。
以生活中的現(xiàn)象引發(fā)學(xué)生有關(guān)植物細(xì)胞滲透現(xiàn)象的思考，在引出本節(jié)實驗課主題的同時，增加趣味性。
講解
質(zhì)壁分離及復(fù)原的原理
講解細(xì)胞吸水和失水的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和原理，引出質(zhì)壁分離及復(fù)原的概念。
結(jié)合上節(jié)理論課學(xué)習(xí)的原生質(zhì)層，滲透，細(xì)胞吸水、失水的概念，理解質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象的原理。
掌握原生質(zhì)層概念，理解質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象的原理。
實驗原理及選材
依次講解本次實驗《觀察洋蔥外表皮質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象》的原理、選材。
原理：生物膜的彈性、選擇透過性；細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度差。
選材：紫色洋蔥鱗葉外表皮成熟細(xì)胞（有紫色大液泡）。
注意：最好選擇紫色洋蔥第2、3層鱗葉，新鮮、完整、色澤較深易觀察。
明確實驗操作流程，順利完成本次實驗。
質(zhì)壁分離實驗操作步驟
制作洋蔥外表皮臨時裝片：
取一片紫色的洋蔥鱗葉，用刀片在外表皮上劃出一個大約5
5mm的小方塊，用鑷子撕下該部分表皮，放在載玻片中央的清水滴里，展平
，蓋上蓋玻片。
（教師強調(diào)選材部位及取材方法，演示制作裝片的方法；不要產(chǎn)生氣泡，以免影響后續(xù)觀察；提醒學(xué)生小心使用及安防尖銳器具。）
在顯微鏡下觀察細(xì)胞形態(tài)：細(xì)胞呈淺紫色，中央有大液泡。此時原生質(zhì)層與細(xì)胞壁緊貼。
觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象：
在蓋玻片一側(cè)滴加質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液1~2滴，在對側(cè)用吸水紙引流。重復(fù)幾次，使蔗糖溶液滲入蓋玻片下方，浸潤洋蔥外表皮細(xì)胞。大約5分鐘后，用顯微鏡觀察細(xì)胞形態(tài)的變化。
（液泡逐漸變小，紫色加深。細(xì)胞原生質(zhì)層與細(xì)胞壁逐漸分開，發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。）
記錄顯微鏡下看到的洋蔥表皮的質(zhì)壁分離現(xiàn)象。
學(xué)生練習(xí)動手制備洋蔥外表皮臨時裝片，教師巡視指導(dǎo)，予以幫助。
學(xué)生分組分別制備質(zhì)量濃度為0.2g/mL、0.3g/mL的蔗糖溶液裝片。相互觀察質(zhì)壁分離的現(xiàn)象，討論造成兩種濃度下質(zhì)壁分離程度不同的原因。
拍照記錄顯微鏡下看到的洋蔥表皮的質(zhì)壁分離現(xiàn)象。
質(zhì)壁分離復(fù)原
提問：質(zhì)壁分離復(fù)原的條件是什么？
觀察質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象：
在已經(jīng)發(fā)生質(zhì)壁分離的表皮細(xì)胞的蓋玻片一段滴加1~2滴清水，對側(cè)用吸水紙引流。重復(fù)幾次，吸去周邊的蔗糖溶液，使細(xì)胞浸潤于清水環(huán)境中。在顯微鏡觀察下觀察原生質(zhì)層的恢復(fù)情況。
回答：降低細(xì)胞外液的濃度。
學(xué)生分別對質(zhì)量濃度為0.2g/mL、0.3g/mL的蔗糖溶液裝片進行清水復(fù)原處理。觀察質(zhì)壁分離復(fù)原的現(xiàn)象，思考原因。
得出結(jié)論
PPT上呈現(xiàn)剛才實驗中觀察到的圖像；
以提問的方式解釋質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象的原理，說明發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原的條件；
解釋不同濃度引起質(zhì)壁分離現(xiàn)象不同的原因。
學(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象和理論知識給出正確的回答。
通過實驗得出正確的結(jié)論，加深對質(zhì)壁分離及復(fù)原原理的理解。
問題思考
什么細(xì)胞可以發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象？（強調(diào)必需具有細(xì)胞壁、原生質(zhì)層結(jié)構(gòu)）
不同細(xì)胞在同一濃度的蔗糖溶液中，細(xì)胞質(zhì)壁分離的程度相同嗎？為什么？
所有質(zhì)壁分離的細(xì)胞均能復(fù)原嗎？（水環(huán)境對于細(xì)胞內(nèi)生理活動的重要性）
你能想到生活中哪些現(xiàn)象應(yīng)用質(zhì)壁分離及復(fù)原原理嗎？
（高濃度鹽水漱口殺菌；靜脈注射用生理鹽水；化肥使用過量造成“燒苗”）
回答：
具有大液泡的成熟植物細(xì)胞。
不同。與自身原生質(zhì)層性質(zhì)有關(guān)。
不能。當(dāng)細(xì)胞外液濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于細(xì)胞內(nèi)液濃度，細(xì)胞會失水過多死亡。此時及時降低細(xì)胞外液濃度，細(xì)胞也不會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。
進一步理解發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原的條件，嘗試解釋生活、生產(chǎn)中的相關(guān)現(xiàn)象。
隨堂練習(xí)
PPT展示幾道相關(guān)練習(xí)題，由學(xué)生集體回答或隨機提問，教師對于學(xué)生不懂、難懂處進行統(tǒng)一講解。
學(xué)生根據(jù)實驗過程和結(jié)論進行思考、回答。
檢測學(xué)生通過本節(jié)課實驗對于細(xì)胞質(zhì)壁分離這一部分內(nèi)容的理解程度，同時檢驗教師的教學(xué)成果，查缺補漏。
附隨堂練習(xí)題內(nèi)容：
1、植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的原因是________??
①?外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度??
②?細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度??
③?細(xì)胞壁的伸縮性大于原生質(zhì)層的伸縮性??
④?原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁的伸縮性
2、某學(xué)生做洋蔥表皮質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗時，顯微鏡下只有一個細(xì)胞沒有發(fā)生質(zhì)壁分離，其他細(xì)胞都出現(xiàn)了明顯的質(zhì)壁分離現(xiàn)象，這可能是因為（?
）??
A.?該細(xì)胞是洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞?
B.?該細(xì)胞是死細(xì)胞??
C.?蔗糖溶液濃度太小?
D.?實驗操作不正確
評價
高中生物實驗報告
實驗名稱：觀察洋蔥表皮質(zhì)壁分離及復(fù)原
實驗時間：
年
月
日
班級：
高一（
）班
姓名學(xué)號：
一、實驗原理
植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層_________。在外界溶液濃度高于細(xì)胞內(nèi)液的條件下，細(xì)胞________導(dǎo)致原生質(zhì)層收縮，可以通過顯微鏡觀察到_________現(xiàn)象。而當(dāng)外界溶液濃度低于細(xì)胞內(nèi)液時，細(xì)胞會_________膨脹，恢復(fù)原來的正常形態(tài)，這種現(xiàn)象稱為_________。
二、實驗?zāi)康?br/>1、解釋質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象的實質(zhì)；
2、說明植物細(xì)胞能夠發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象的條件；
3、掌握制作洋蔥鱗葉外表皮臨時裝片的方法。
三、材料用具及儀器
實驗材料：紫色的洋蔥鱗葉
試劑：質(zhì)量濃度分別為0.2g/mL、0.3g/mL的蔗糖溶液，蒸餾水
器材：顯微鏡、刀片、鑷子、滴管、載玻片、蓋玻片、燒杯、吸水紙
四、實驗步驟
1、制作洋蔥外表皮臨時裝片。
取一片紫色的洋蔥鱗葉，用刀片在外表皮上劃出一個大約5
5mm的小方塊，用鑷子撕下該部分表皮，放在載玻片中央的清水滴里，展平
，蓋上蓋玻片。
2、在顯微鏡下觀察細(xì)胞形態(tài)。
細(xì)胞呈________（顏色），中央有________（細(xì)胞器）。此時__________（結(jié)構(gòu)）與細(xì)胞壁緊貼。
3、觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象。
在蓋玻片一側(cè)滴加質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液1~2滴，在對側(cè)用吸水紙引流。重復(fù)幾次，使蔗糖溶液滲入蓋玻片下方，浸潤洋蔥外表皮細(xì)胞。大約5分鐘后，用顯微鏡觀察細(xì)胞形態(tài)的變化。
（1）滴入蔗糖溶液后，液泡逐漸________，紫色________。原生質(zhì)層與細(xì)胞壁逐漸分開，發(fā)生_____________現(xiàn)象。
（2）相比質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2g/mL的蔗糖溶液，0.3g/mL蔗糖溶液下的洋蔥外表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離更_________。
4、記錄顯微鏡下看到的洋蔥表皮的質(zhì)壁分離現(xiàn)象。
5、觀察質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。
在已經(jīng)發(fā)生質(zhì)壁分離的表皮細(xì)胞的蓋玻片一段滴加1~2滴清水，對側(cè)用吸水紙引流。重復(fù)幾次，吸去周邊的蔗糖溶液，使細(xì)胞浸潤于清水環(huán)境中。
滴入清水后，液泡逐漸________，紫色________。原生質(zhì)層逐漸向細(xì)胞壁靠近，發(fā)生_______________現(xiàn)象。
五、實驗結(jié)果
1、繪制顯微鏡下看到的洋蔥外表皮質(zhì)壁分離圖，標(biāo)明各部分結(jié)構(gòu)名稱。
正常的洋蔥外表皮細(xì)胞
質(zhì)壁分離的洋蔥外表皮細(xì)胞
2、由實驗現(xiàn)象可以知道：洋蔥成熟的外表皮細(xì)胞能夠發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象的內(nèi)因是______________________________；外因是________________________________。
六、注意事項
1、選取顏色明顯的具有大液泡的成熟植物細(xì)胞；
2、蔗糖溶液濃度不能過高，以免造成細(xì)胞失水過多死亡；
3、注意引流動作要領(lǐng)，保證細(xì)胞完全均勻地浸入蔗糖溶液或清水中。
4、使用刀片及鑷子等尖銳器具要小心，用后妥善安放。
七、討論與反思
1、本實驗可以選用白色洋蔥鱗葉完成實驗嗎？紫色洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞呢？
2、用開水燙過的紫色洋蔥還會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象嗎？
3、如果用相同濃度的NaCl溶液代替，還會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象嗎？
4、根據(jù)本節(jié)課所學(xué)習(xí)的原理，測定植物細(xì)胞液濃度。簡要說明設(shè)計思路和操作步驟。
板書設(shè)計
實驗：觀察洋蔥表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離及復(fù)原
實驗?zāi)康模簩W(xué)會制作洋蔥表皮臨時裝片；觀察質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象；說明發(fā)生質(zhì)壁分離
及復(fù)原的條件。
實驗原理：當(dāng)外界液濃度大于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞失水，原生質(zhì)層收縮，發(fā)生質(zhì)壁分離；當(dāng)外界液濃度小于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞吸水膨脹，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。
實驗步驟：
制作紫色洋蔥鱗葉外表皮臨時裝片
引流加入蔗糖溶液，顯微鏡下觀察質(zhì)壁分離
引流加入清水，觀察質(zhì)壁分離復(fù)原
四、實驗結(jié)果：繪制顯微鏡下看到的洋蔥外表皮正常細(xì)胞形態(tài)及質(zhì)壁分離圖，標(biāo)明各部分結(jié)構(gòu)名稱（細(xì)胞壁、原生質(zhì)層、液泡）。
教學(xué)反思
本次教學(xué)演講過程還比較成功，學(xué)生能夠正確完成實驗操作，并觀察到預(yù)想實驗結(jié)果。學(xué)生能夠較好的完成教學(xué)目標(biāo)。在教學(xué)過程中，教師尚存在一些不足之處。首先，自己的語言表達能力還是不足，需要加強訓(xùn)練。在提問過程中，問題不夠明確，容易造成學(xué)生思維方向的錯誤。在講解過程中，還需要進一步對講解內(nèi)容進行加工，精煉的完成講解內(nèi)容，以免講解時犯重復(fù)啰嗦的錯誤。其次，課堂時間把握的不夠好，此次講課教師講解時間有點長，導(dǎo)致學(xué)生進行實驗操作的時間變短，所以教師應(yīng)該合理安排講課內(nèi)容。學(xué)生與教師過多的互動也是導(dǎo)致教師講解時間過長的原因，在備課時應(yīng)該視學(xué)生課堂活躍性，多給予時間在師生間的互動。最后，對學(xué)生第三維目標(biāo)的完成情況，較難以檢測，在教學(xué)目標(biāo)設(shè)計時，應(yīng)該盡量多細(xì)分教學(xué)目標(biāo)，使用易檢測的行為動詞，教學(xué)過程中，需要重視第三維目標(biāo)的完成，注重知識與生活的練系，注重培養(yǎng)學(xué)生內(nèi)在情感態(tài)度與價值觀的養(yǎng)成。
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