高二生物《植物对水分的吸收和利用》教案.docx
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1、高二生物植物对水分的吸收和利用教案人教版中学高二生物上册植物对水分的汲取和利用教案一 人教版中学高二生物上册植物对水分的汲取和利用教案一 植物对水分的汲取和利用教学目标 一、学问方面1、使学生了解植物体吸水的部位及植物细胞的两种吸水方式。2、使学生理解渗透作用的原理。3、理解植物体的水分代谢包括水分的汲取、运输、利用和散失等过程。4、理解蒸腾作用及其对植物的作用。5、使学生了解合理浇灌在生产和生活实践中的运用。二、实力方面1、通过细胞质壁分别和复原的试验,进一步训练学生制作临时装片的技能,同时培育其分析试验的实力。2、通过分析渗透装置得出渗透吸水原理,培育学生探讨问题的实力,训练其科学思维的实
2、力。三、情感、看法、价值观方面1、通过联系生产和生活实际,如应用植物吸水原理进行合理的浇灌,培育学生理论联系实际的理念。2、通过学生对水资源现状的了解,增加学生关切、自觉爱护地球水资源的意识。 教学建议 教材分析本节教材主要讲解并描述了渗透作用的原理,植物细胞的吸水和失水,水分的运输、利用和散失以及合理浇灌等方面的学问内容。1、渗透作用的原理和植物细胞的吸水和失水教材选简要介绍了一下植物汲取水分的器官(主要器官是根,叶等器官也可以汲取水分)、汲取水分的部位(主要是根尖的成熟区的表皮细胞)、植物根尖的结构、以及植物汲取水的两种主要方式,即吸胀吸水和渗透吸水,指出未成熟的植物细胞,还没有形成大液泡
3、,主要依靠吸胀作用吸水;而成熟的植物细胞,即有大液泡的细胞主要以渗透作用方式汲取水分。为使学生更好地理解渗透吸水原理,教材通过分析渗透装置,总结出:(1)渗透作用的概念。即渗透作用是指水分子,或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。(2)发生渗透作用的两个条件。即一是具有半透膜,二是半透膜两侧的溶液之间具有浓度差。接着分析为什么一个成熟植物细胞相当于一个渗透系统,指出当成熟的植物细胞具备上述两个条件时,就会发生渗透作用。然后支配学生做试验九、视察植物细胞质壁分别与复原,以验证成熟植物细胞的确是一个渗透系统。2、水分的运输、利用和散失水分是如何从根毛细胞最终进入植物体的每一个细胞的呢?(1)教材先分析了
4、土壤溶液中的水分进入根尖以内的导管的两条途径另一条途径是通过渗透作用进入根尖成熟区的表皮细胞、并且通过成熟区表皮细胞以内的层层细胞向内渗入,最终进入导管。一条途径是通过成熟区表皮细胞细胞壁,以及成熟区表皮细胞以内层层细胞之间的细胞间隙向里渗入,最终进入导管。(2)教材接着又简洁介绍了水分如何通过根、茎、叶中的导管在值物体内的运输、以及少部分水被植物体利用和大部分水通过蒸腾作用散失掉的状况3、本节的最终教材联系生产和生活实际,简要讲解并描述了合理浇灌的原理和应用。 教法建议1、引言课前可收集一些我国、世界有关水资源危机的事例或数据;也可结合节水的须要收集一些人类所实行过的一些节水措施;或者是植被
5、对水资源起到爱护作用的事例,这样引入的目的是引导学生关注包括我国在内的全世界面临的重大问题,激发学生学习的主动性,同时也使学生对为什么要节水有一个深切的体会,同时在本节学习结束后也会对为什么要爱护植被、大力开展植树造林有较深的体会。2、渗透作用的原理和植物细胞的吸水和失水是本节的重点也是难点植物的水分代谢包括水分的汲取、运输、利用及散失。水分代谢对学生来说并不是很生疏,因此,老师可提出一些问题,以了解学生对水分代谢的理解程度,找出学生对水分代谢理解上的偏差和不足,从而进行有针对性的教学。在使学生对水分代谢有了一个较全面的相识后,老师可用心与学生一起来处理渗透作用的原理和植物细胞的吸水和失水这一
6、教学内容。(1)分析渗透装置,总结出渗透作用的概念和渗透吸水的原理,这是本节的难点。老师肯定要充分利用教材所给的渗透装置,引导学生把与该装置有关问题探讨透彻,这是一次很好的训练学生思维实力的机会。在渗透作用中,水分子总是从密度高的一侧更多地向密度低的一侧运动,由于在细胞中水是溶液的溶剂,因此从溶液的角度来说,水分是从溶液浓度低的一侧更多地向浓度高的一侧渗透,对此学生的理解不易明白,应留意说明清晰。细胞壁是全透性的,而细胞膜是半透性的(选择透过性),二者在通透性上的差别,以及这种差别对渗透作用的影响、对植物细胞质壁分别的产生,都须要学生很好的理解。(2)引导学生探讨成熟的植物细胞是一个渗透系统。
7、在搞清晰渗透系统满意的两个条件后,老师先引导学生分析一个成熟植物细胞(比如根尖成熟区表皮细胞)的结构,它的细胞壁是由纤维素和果胶构成的、水分子和溶质分子都可以通过的透性膜。原生质层是水分子可以自由通过、被选择的离子和小分子可以通过,而大分子则不能通过的选择透过性膜。原生质层包围着具有肯定浓度的细胞液,这时肯定要引导学生区分一下原生质与原生质层这两个不同的概念。通过引导学生分析一个成熟的植物细胞,使学生意识到:渗透系统的两个条件在一个成熟的植物细胞中都是存在的,从而得出结论,成熟的植物细胞是一个渗透系统。(3)学生做试验九、视察植物细胞质壁分别与复原在学生明确了成熟的植物细胞是一个渗透系统后,可
8、以提出这样一个问题:“如何通过试验来验证成熟的植物细胞是一个渗透系统呢?”激励学生大胆地提出假设或自己的试验设计,之后与书上的试验九进行比较。之后,学生做试验九,试验结束后,依据试验结果可检验同学们提出的假设是否正确,同时引导学生分析为什么会出现质壁分别的现象?为什么会发生质壁分别的复原等问题。3、水分的利用和散失,这部分最重要的教学内容是蒸腾作用的生理意义,这是本课题的教学的重点。学生可能在初中已经知道,植物体汲取的水分中有99%是通过蒸腾作用散失到大气中去了,据此,可以提出下面的问题:蒸腾作用是对水分的奢侈吗?从而引出蒸腾作用对植物生活,以至整个生态系统的重要意义。4、合理浇灌这部分的教学
9、可实行一边列举合理浇灌的实例,一边让学生分析该措施的生物学原理的方式,以强化学生对水分代谢学问点的理解。 高三生物教案:植物对水分的汲取和利用教学设计 【学习目标】 1识记植物细胞吸水和失水的原理。 2识记水分在植物体内的运输、利用和散失。 3知道合理浇灌在生产和生活实践中的应用。 【学习障碍】 1理解障碍 (1)如何理解原生质与原生质层、扩散与渗透、半透膜与选择透过性膜等概念? (2)如何理解渗透作用的原理以及植物细胞吸水和失水的条件? 2解题障碍 (1)用渗透作用等概念分析说明某些现象。 (2)用植物吸水和失水的原理解决生产实际问题。 【学习策略】 1理解障碍的突破 (1)用“并列比较法”
10、理解半透膜与选择透过性膜、原生质与原生质层、扩散与渗透的区分。 半透膜与选择透过性膜的区分 异中求同:二者都是限制性的透过膜。同中求异: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(如动物的膀胱膜、肠衣、鸡蛋的卵壳膜、花生种皮等)。而选择透过性膜主要是由于膜上具有一些运载物质的载体,因为不同细胞膜上含有载体的种类和数量不同,即使同一细胞膜上含有的运载不同物质载体的数量也不同,因而表现出细胞膜对物质透过的高度选择性。当细胞死亡时,膜便失去选择透过性成为全透性。因此,半透性与选择透过性是两个明显不同的概念。 原生质与原生质层的区分 异中求同:二者都是构成细胞的有生命的物质或结构。同
11、中求异:原生质是细胞内的生命物质,可分化为细胞膜、细胞质和细胞核等部分,细胞壁不属于原生质。一个动物细胞可以看成是一团原生质。成熟的植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层,可以看作是一层选择透过性膜,它不包括细胞液这部分。 自由扩散与渗透的区分 异中求同:二者都是物质经过膜扩散的方式。物质从高浓度区域向低浓度区域的运动称为扩散,如O2由细胞外通过细胞膜进入细胞内的过程,在细胞内O2仍可进一步扩散,与过膜与否无关。同中求异:自由扩散是小分子物质过膜的一种方式。渗透是水等溶剂分子从低浓度溶液一方通过半透膜(或选择透过性膜)进入高浓度溶液一方的过程,是扩散的一种特别方式,进行扩散
12、的物质仅限于“溶剂分子”,还必需通过半透膜(或选择透过性膜或原生质层)。 (2)用“试验分析法”理解渗透作用的原理以及植物细胞吸水和失水的条件。 通过人工渗透作用的试验装置可以看出:渗透作用发生的两个条件,一是具有半透膜;二是半透膜两侧溶液具有浓度差。通过试验我们不难发觉一个成熟的植物细胞具备发生渗透作用的条件,由此可以说一个成熟的植物细胞就是一个活的渗透系统。植物细胞的吸水和失水遵循渗透作用的原理。 半透膜只允许水或其他溶剂分子通过,而溶质分子难以通过;渗透是水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散,因此半透膜两边的浓度差是渗透作用的前提,它确定了水分子的渗透方向和数量。 渗透作用为什么能使水分
13、子从低浓度向高浓度转移呢?一般讲的浓度是溶质的浓度,而渗透的物质是溶剂分子。溶质的浓度越高(试验装置的漏斗内的溶质),相对地说单位体积内溶剂分子数越少;反之溶液浓度越低(试验装置的烧杯内的溶液),相对地说单位体积内溶剂分子数越多。溶剂分子在渗透过程中由单位体积分子数多的地方向分子数少的地方扩散。因此,就一般所讲的浓度而言,渗透作用中的溶剂分子(例如水分子)从低浓度向高浓度渗透。 成熟的植物细胞从结构上看,细胞壁是全透性的,细胞膜、液泡膜是选择透过性膜,加上两膜之间的细胞质所构成的原生质层,可以看成是一层选择透过性膜,而液泡中含有有机酸、生物碱、糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质,因此细胞液具有肯
14、定的浓度。由此可以看出植物细胞具备发生渗透作用的条件,所以植物细胞是一个渗透系统。当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,即表现为渗透吸水,这是植物细胞吸水的主要方式。依据渗透吸水原理,我们可以用不同浓度的溶液处理植物细胞,推断其吸水或是失水,可以通过质壁分别和复原试验进行验证和探究,并以此来进一步测定细胞的渗透压或细胞液的浓度,推断细胞的生活状况是死是活等。 (3)理论联系实际理解在移栽树木时应留意的问题。 在学习完水分的汲取和利用学问后,要应用所学的学问来解决常见的生产实践问题。在移栽树木时,由于要损伤一些根,影响了对水分的汲取,因此,要实行措施尽量削减水分散失,以保持体内水分平衡。这样在移栽时要
15、去掉部分枝叶,或在傍晚、阴雨天进行,以降低蒸腾作用;此外为了增加水分的汲取,要尽可能带土移栽;以免损伤更多的幼根,促进水分的汲取。 2解题障碍 (1)用“对号入座法”解有关渗透现象的题。 例1下列现象属于渗透作用的是 A水分子通过细胞壁 B氨基酸分子通过细胞膜 CK通过原生质层 D水分子通过原生质层 解析:用“对号入座法”解。渗透作用是指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,在供选答案中,水是溶剂分子,原生质层可当半透膜看待。K和氨基酸通过膜为主动运输,细胞壁具有全透性,明显也不是渗透作用。 答案:D (2)用“类比分析法”解植物吸水和失水的原理及生产实际的问题。 例2如下图所示,在U型管
16、中部C处装有半透膜,在 a侧加入细胞色素C分子 (分子量为1.3万道尔顿的蛋白质)水溶液(红色),b侧加入清水,并使a、b两侧液面高度一样,经一段时间后,试验结果将是 Aa、b液面一样,b侧无色 Ba、b液面一样,b侧红色 Ca液面低于b,b侧红色 Da液面高于b,b侧无色 解析:用“类比分析法”解。此题是以上述简洁的试验情境模拟现实,全面考查了渗透作用原理。图中已知条件有:c处为半透膜,半透膜两侧溶液具有浓度差,且a侧浓度b侧浓度,依据渗透作用原理,水分子总的渗透方向表现为b侧至a侧,故一段时间后,结果将是a侧液面高于b侧液面。另外,依据半透膜的性质,水分子能通过,但大分子的细胞色素C分子不
17、能通过,故b侧仍为无色。所以,本题答案选D。 答案:D 点评:(1)对上题可以作这样变形:a侧细胞色素C分子溶液浓度为10%,b侧不加入清水而是加入浓度为10的蔗糖溶液,则一段时间后结果将是 Aa、b液面一样 Ba液面低于b液面 Ca液面高于b液面 D无法确定 此题很简单误选A,或选择D答案。表面上看a、b两侧溶液浓度是相等的,但是由于两侧溶液溶质分子大小不同,同质量的两种物质的分子数就不同。水分子的渗透方向取决于半透膜两侧的溶液浓度,其本质是取决于两侧水分子密度。选A错误在于机械地理解了溶液的浓度。由于细胞色素C分子远大于蔗糖分子,因此,相同体积溶液中的水分子在相同时间内从a侧向b侧通过的水
18、分子数多于b侧向a侧通过的水分子数,总之,水分子从密度高的一侧向密度低一侧扩散是总的趋势,故应选答案B。 (2)对上题又可作这样变形:a侧不加细胞色素C分子溶液而加入浓度为10%葡萄糖溶液,b侧仍旧加入浓度为10%的蔗糖溶液,(半透膜c允许溶剂和葡萄糖通过,不允许蔗糖通过),则起先和一段时间后液面的状况是 A先a液面高于b液面,后a液面高于b液面 B先b液面高于a液面,后b液面高于a液面 C先a液面高于b液面,后b液面高于a液面 D先b液面高于a液面,后a液面高于b液面 此题包括两种分子的扩散,一是水分子的扩散,二是葡萄糖分子的扩散。由于蔗糖分子大于葡萄糖分子,因此,相同体积溶液中的水分子在相
19、同时间内从b侧向a侧通过的水分子数多于a侧向b侧通过的水分子数,事实上,a侧的葡萄糖分子同时也向b侧扩散,但由于葡萄糖分子比水分子大,其扩散速度就稍慢一些,所以先a液面高于b液面,后b液面高于a液面,故应选答案C。 可见,对渗透作用原理的理解,应抓住其两个基本条件作必要的延长和拓展。 ?【同步达纲练习】 1能够称之为渗透作用的是 A钾通过原生质层 B氧气通过细胞壁 C水通过原生质层 D水分子通过细胞壁 2下图表示某植物相邻的3个细胞,其细胞液浓度依次为ABC,正确表示它们之间水分子渗透方向的是 3下图中E、F、G为三个用半透膜制成的小袋,E、F体积相同,G体积较大。起先时3个小玻璃管内的液面高
20、度相同,且三种溶液的浓度关系为溶液甲 (1)1小时后,管e和管f的液面升降改变是 参考答案 【同步达纲练习】 1解析:用“对号入座法”来解。 答案:C 2解析:用“干脆推断法”来解。 答案:C 3解析:用“图文转换法”和“类比分析法”来解。首先要读懂图中的信息。依据渗透作用原理,不难得出题答案应为A。而题条件是袋F和袋G内外溶液浓度差相等,并且都是溶液乙和丙。首先应推断两者液面上升还是下降,依据浓度关系,明显都是下降,即为A或B曲线。而此题的难点在于两者下降速率的快慢比较,由于G半透膜面积明显大于F,因此在单位时间内G失水的总量应大于F,再则玻璃管f和g相同,所以g内液面下降比f快,应选答案B
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