【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 實(shí)驗(yàn)九、觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原》①在學(xué)生明確了成熟的植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)后，可以提出這樣一個(gè)問(wèn)題：“如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證成熟的植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)呢？”或“如果將成熟的植物細(xì)胞置于清水中（或低于細(xì)胞液濃度的水溶液中），這個(gè)細(xì)胞會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢？”鼓勵(lì)學(xué)生大膽地提出自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，之后與書(shū)上的實(shí)驗(yàn)九進(jìn)行比較，討論：書(shū)上的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)好在呢？自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)好在呢？自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中哪些地方還需要改進(jìn)？鼓勵(lì)學(xué)生大膽地提出對(duì)實(shí)驗(yàn)九的假設(shè)②之后，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)九，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可檢驗(yàn)同學(xué)們提出的假設(shè)是否正確，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生分析為什么會(huì)出現(xiàn)質(zhì)壁分離的現(xiàn)象？為什么會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原？③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師可提出一些綜合性的問(wèn)題引發(fā)學(xué)生的討論，使學(xué)生對(duì)本節(jié)內(nèi)容有一個(gè)全面深入的理解，比如教師可以問(wèn)：《植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及其復(fù)原》的實(shí)驗(yàn)為什么可作為鑒別細(xì)胞死活的依據(jù)？通過(guò)分析滲透裝置中發(fā)生的滲透吸水現(xiàn)象，應(yīng)該能得出以下的結(jié)論：作為一個(gè)滲透系統(tǒng)要滿足兩個(gè)條件，其一，兩溶液系統(tǒng)間一定有半透膜隔開(kāi)；其二，兩溶液系統(tǒng)間一定要存在濃度差。植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及其復(fù)原實(shí)驗(yàn)分析通過(guò)對(duì)植物質(zhì)壁分離及其復(fù)原實(shí)驗(yàn)的分析，應(yīng)該得出這個(gè)結(jié)論：植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)。因?yàn)橹参锛?xì)胞滿足滲透系統(tǒng)成立的兩個(gè)條件，其一，細(xì)胞膜、液泡膜和這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)合稱原生質(zhì)層，而完整的有生理功能的膜結(jié)構(gòu)是選擇透過(guò)性的，因此原生質(zhì)層就相當(dāng)于一層半透膜。此處要請(qǐng)學(xué)生注意，半透膜與選擇透過(guò)性膜是有區(qū)別的。半透膜的透性是由半透膜上的孔隙大小決定的，即分子直徑大于膜孔隙的物質(zhì)不能通過(guò)半透膜，只有分子直徑小于膜孔隙的物質(zhì)才能通過(guò)，因此半透膜是一種物理膜；而選擇透過(guò)性膜的透性是由膜上磷脂雙分子層的物理化學(xué)性質(zhì)和膜上蛋白載體共同決定的，當(dāng)然大分子物質(zhì)是不能過(guò)膜的，但何種小分子物質(zhì)過(guò)膜是受到嚴(yán)格選擇的，不單純由該物質(zhì)的分子直徑而定，因此細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)是生物膜。 其二，植物細(xì)胞液泡中有細(xì)胞液，植物細(xì)胞外是環(huán)境溶液，它們之間被原生層這個(gè)半透膜隔開(kāi)，且這兩種溶液之間存在濃度差。當(dāng)植物細(xì)胞死亡后，其細(xì)胞中的膜結(jié)構(gòu)也會(huì)隨之解體，變得不完整，這樣植物細(xì)胞作為滲透系統(tǒng)的第一個(gè)條件也就沒(méi)有了，質(zhì)壁分離也就不會(huì)發(fā)生。還有一個(gè)問(wèn)題值得一提，請(qǐng)學(xué)生想一想，如果把植物細(xì)胞放在高濃度的尿素溶液中，此時(shí)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢？提示一下，蔗糖是不能通過(guò)膜結(jié)構(gòu)的，而尿素的過(guò)膜方式為自由擴(kuò)散。想到了嗎，植物細(xì)胞在高濃度蔗糖液中時(shí)，因?yàn)檎崽遣荒苓^(guò)膜，細(xì)胞液和外界溶液之間總會(huì)有濃度差，植物細(xì)胞會(huì)不斷失水而發(fā)生質(zhì)壁分離，除非把外界溶液換成清水，才可能出現(xiàn)質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象；而當(dāng)植物細(xì)胞在高濃度尿素溶液中時(shí)，細(xì)胞液和外界溶液之間會(huì)有濃度差，植物細(xì)胞會(huì)不斷失水而發(fā)生質(zhì)壁分離，但因?yàn)槟蛩乜蛇^(guò)膜，隨著尿素不斷進(jìn)入植物細(xì)胞，兩種液體之間的濃度差會(huì)消失，此時(shí)就是不把外界溶液換成清水，也可能出現(xiàn)質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。其實(shí)這個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)還可證明很多生物學(xué)事實(shí)，有必要向?qū)W生提一下。如可證明細(xì)胞壁的伸縮性小于細(xì)胞膜的伸縮性、細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性、植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)、細(xì)胞得失水分與濃度差的關(guān)系，甚至可以定量地測(cè)定出細(xì)胞液的濃度，可以請(qǐng)學(xué)生琢磨一下。水分的利用和散失，這部分最重要的教學(xué)內(nèi)容是蒸騰作用的生理意義，這是本課題的教學(xué)的重點(diǎn)。學(xué)生可能在初中已經(jīng)知道，植物體吸收的水分中有99%是通過(guò)蒸騰作用散失到大氣中去了，據(jù)此，可以提出下面的問(wèn)題：蒸騰作用是對(duì)水分的浪費(fèi)嗎？從而引出蒸騰作用對(duì)植物生活，以至整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的重要意義。這部分教學(xué)可在引導(dǎo)學(xué)生分析蒸騰途徑、蒸騰方式以及與水分吸收和運(yùn)輸?shù)年P(guān)系后，使學(xué)生理解蒸騰作用是植物體水分的吸收和運(yùn)輸?shù)闹饕獎(jiǎng)恿?，也是植物體水分的利用和散失的主要方式。有時(shí)間的話，教師讓學(xué)生了解蒸騰作用的強(qiáng)弱在一定程度上可反映植物水分代謝狀況，可以判斷植物對(duì)水分的利用效率。不同生態(tài)類型的植物，適應(yīng)環(huán)境的形態(tài)和結(jié)構(gòu)特征，與影響蒸騰作用有關(guān)。合理灌溉這部分的教學(xué)可采取一邊列舉合理灌溉的實(shí)例，一邊讓學(xué)生分析該措施的生物學(xué)原理的方式，以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)水分代謝知識(shí)點(diǎn)的理解。探究活動(dòng)測(cè)定蒸騰作用強(qiáng)度【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繉W(xué)習(xí)用普通托盤(pán)天平快速測(cè)定蒸騰作用強(qiáng)度的方法【實(shí)驗(yàn)原理】植物在一定時(shí)間內(nèi)，單位葉面積或單位鮮重散失的水量，稱為蒸騰強(qiáng)度，單位一般用克/小時(shí)平方米或克/小時(shí)100克鮮重來(lái)表示。測(cè)定植物蒸騰作用強(qiáng)度的基本思路是：測(cè)定植物整體或部分在蒸騰過(guò)程中重量的損失，從而判斷蒸騰作用強(qiáng)度的大小。植物蒸騰失水，重量減輕，故可用托盤(pán)天平稱量一定時(shí)間內(nèi)植物的失水量，以表示蒸騰強(qiáng)度。這種方法的特點(diǎn)是能在自然條件下進(jìn)行測(cè)定。因枝葉離開(kāi)母體后，短時(shí)間內(nèi)在生理上沒(méi)有明顯的變化，故所求得的蒸騰強(qiáng)度與實(shí)際情況近似?！緦?shí)驗(yàn)材料和用具】托盤(pán)天平、枝剪、植物體【實(shí)驗(yàn)步驟】 將天平調(diào)零后，放置在距被測(cè)植物較近且平穩(wěn)處。在被測(cè)植株上選一枝條，重約20克左右。在枝的基部纏一線以便懸掛，然后剪下立即用托盤(pán)天平稱重，并計(jì)算蒸騰強(qiáng)度。蒸騰強(qiáng)度=（蒸騰水量(mg)/組織鮮重(g)）х（60/測(cè)定時(shí)間(min)）測(cè)定不同時(shí)間（晨、午、晚），不同部位（上、中、下），不同環(huán)境，不同植物種類的蒸騰強(qiáng)度，并加以解釋。鑒定植物細(xì)胞的死活【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繉W(xué)習(xí)用質(zhì)壁分離法和用活體染色法鑒定細(xì)胞死活【實(shí)驗(yàn)原理】活細(xì)胞與死細(xì)胞在性質(zhì)上有許多差別，特別是通透性的變化最為明顯。活細(xì)胞的原生質(zhì)具有選擇透過(guò)性；而死細(xì)胞則為全透性。選擇透過(guò)性是質(zhì)壁分離的先決條件。因此能發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞就表示是活的，不能發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞則說(shuō)明是死的。 死活細(xì)胞間不僅通透性不同，而ph值等情況也不同，它們對(duì)某些染料的反應(yīng)明顯不同。某些染料能在活細(xì)胞的細(xì)胞液中積累，但不能染活的原生質(zhì)；另一方面，這些染料可使死細(xì)胞的原生質(zhì)染色，但不積累于液泡。所以可根據(jù)某些染料活體染色的情況來(lái)鑒定細(xì)胞死活。 【實(shí)驗(yàn)材料和用具】 洋蔥及其它植物材料、酒精燈、顯微鏡、刀片、鑷子、載玻片、蓋玻片、1m蔗糖、%中性紅溶液等?！緦?shí)驗(yàn)步驟】 用質(zhì)壁分離的方法鑒定細(xì)胞的死活。撕洋蔥表皮細(xì)胞滴加im蔗糖中，在顯微鏡下觀察。細(xì)胞很快發(fā)生質(zhì)壁分離，這就是細(xì)胞活著的證據(jù)。另把制取的同樣制片，用冷凍、加熱、干燥、酒精浸泡等方法將它們的細(xì)胞殺死，然后取代上述活材料，做質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)，結(jié)果看到已死的細(xì)胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。用尿素、硝酸鉀、氯化鈣溶液等來(lái)代替蔗糖，能快速鑒定細(xì)胞的死活。用活體染色的方法的鑒定細(xì)胞的死活。取洋蔥或其它材料，用鑷子撕下表皮（如表皮不易撕下，也可在水中用鋒利的刀片輕輕刮去多余部分），或用刀片做成切片若干，將表皮或切片浸入中性紅溶液中，放置510分鐘最出用清水浸洗后置于載玻片上，加蓋玻片，在顯微鏡下觀察。活細(xì)胞一般在液泡內(nèi)染成紅色至紫色，原生質(zhì)不染色，死細(xì)胞常呈橙紅色，原生質(zhì)和細(xì)胞核被染色。撕破的細(xì)胞，只剩細(xì)胞壁時(shí)，呈淡紅色或淡紫色。為進(jìn)一步鑒別細(xì)胞的死活，可把玻片上的水溶液吸去，滴一滴1m蔗糖溶液，便可觀察到活細(xì)胞能發(fā)生質(zhì)壁分離，死細(xì)胞及空細(xì)胞都有沒(méi)有這種現(xiàn)象。可用加熱、冷凍或其它方法殺死植物組織，然后用上面所述方法進(jìn)行處理，比較與活組織有何不同。植物對(duì)水的吸收方式篇三第五節(jié) 植物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)（1）植物需要的元素（大量元素、微量元素）。（2）礦質(zhì)元素的概念。（3）礦質(zhì)元素的作用。（4）植物對(duì)離子的選擇吸收。（5）礦質(zhì)元素的運(yùn)輸途徑。（6）礦質(zhì)元素的利用。（1）根吸收礦質(zhì)元素的過(guò)程。（2）根吸收礦質(zhì)元素離子與呼吸作用的關(guān)系。通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察能力。，樹(shù)立聯(lián)系與統(tǒng)一的辯證觀點(diǎn)。、科學(xué)思維方法。：根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收過(guò)程。：土壤溶液中離子和根表皮細(xì)胞表面離子的交換吸附過(guò)程。：根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收過(guò)程與根對(duì)水分的吸收是相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程。（1）利用投影或計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)顯示有關(guān)內(nèi)容，幫助學(xué)生理解知識(shí)的前后聯(lián)系，更好地學(xué)習(xí)新知識(shí)。（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步加深對(duì)知識(shí)的理解。1課時(shí)。教師講述，學(xué)生閱讀、實(shí)驗(yàn)、討論相結(jié)合。課時(shí)目標(biāo)（文字），構(gòu)成細(xì)胞的化合物（文字）、植物所需要的元素（文字）、正常狀況下的大豆與缺n、缺p、缺k等狀態(tài)下大豆生長(zhǎng)狀況的比較（彩圖）、離子交換吸附過(guò)程（圖解），對(duì)比實(shí)驗(yàn)的觀察結(jié)果（表格）、礦質(zhì)元素的利用（表格）。洋蔥的根、小燒杯、剪刀、鑷子、蒸餾水、。（學(xué)生每?jī)扇艘唤M，每組四條洋蔥根，一套上述儀器和藥品。），了解有關(guān)知識(shí)。，并與教師操作對(duì)照，規(guī)范各操作要領(lǐng)。，理解有關(guān)知識(shí)。，討論教師提出問(wèn)題，并解決問(wèn)題。投影：顯示本課時(shí)目標(biāo)。綠色植物的礦質(zhì)代謝包括礦質(zhì)元素的吸收、運(yùn)輸和利用過(guò)程。什么是礦質(zhì)元素呢？首先看看植物的組成和生活需要哪些元素。投影：構(gòu)成細(xì)胞的化合物（復(fù)習(xí)）提 問(wèn)：這些化合物都是由什么組成的？學(xué)生回答：都是由化學(xué)元素組成的。提 問(wèn)：植物的生活需要哪些元素呢？學(xué)生討論：、o、n、p……植物體內(nèi)含有60多種元素，其中生活必需的元素有16種。投影：植物需要的元素：c、h、o、n、s、p、k、ca、mg；fe、mn、b、zn、cu、mo、cl。根據(jù)這些元素在植物體內(nèi)含量的多少，我們將其分為兩大類：前九種含量較多稱為大量元素，后七種稱為微量元素。投影：c、h、o、n、s、p、k、ca、mg——大量元素fe、mn、b、zn、cu、mo、cl——微量元素礦質(zhì)元素一般指除了c、h、o以外，主要由根系從土壤中吸收的元素。注意強(qiáng)調(diào)c、h、o不是礦質(zhì)元素，可結(jié)合分析組成細(xì)胞的各種化合物的化學(xué)元素中哪些是礦質(zhì)元素，哪些不是礦質(zhì)元素來(lái)強(qiáng)化這一點(diǎn)。投影：放大顯示課本彩圖五：正常的大豆與缺氮、缺磷、缺鉀的大豆。 學(xué)生觀察：與正常的大豆相比，缺氮的大豆植株矮小瘦弱，葉片顏色發(fā)黃；缺磷的大豆植珠特別矮小，葉色暗綠；缺鉀的大豆莖桿軟弱，老葉出現(xiàn)黃斑，然后逐漸焦枯。可見(jiàn)，礦質(zhì)元素對(duì)植物的生活是非常重要的，一旦缺乏某一種礦質(zhì)元素，植物體就會(huì)表現(xiàn)出相應(yīng)的病癥。礦質(zhì)元素有哪些作用呢？主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：有些是組成植物體內(nèi)的成分，有些則具有調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的功能。問(wèn)：植物的根是如何吸收礦質(zhì)元素的呢？是不是溶解在水中隨水一起被吸收的呢？（學(xué)生思考、討論）教師指出：各種礦質(zhì)元素都是以離子狀態(tài)被吸收的，這些離子有的存在于土壤溶液中，有的吸附在土壤顆粒上，但都能被根吸收。教師分析：水與離子通過(guò)細(xì)胞膜的方式不同，根吸水時(shí)是不能把礦質(zhì)元素的離子帶進(jìn)去的。這些離子先從土壤溶液中到達(dá)根細(xì)胞表面，再進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。讓學(xué)生思考：如何到達(dá)根細(xì)胞表面？通過(guò)板畫(huà)、投影或cai課件，分析：根細(xì)胞吸收土壤溶液中各種礦質(zhì)元素的離子的過(guò)程，與根細(xì)胞的呼吸作用有密切的關(guān)系。根細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生co2，co2溶于水中生成h2co3，它可以離解成h+和hco3。它們吸附在根細(xì)胞的細(xì)胞表面。土壤溶液中的礦質(zhì)元素的離子如kno3離解出的k+和no3可以分別與根細(xì)胞表面的h+和hco3發(fā)生交換，結(jié)果h+和hco3進(jìn)入到土壤溶液中，而土壤溶液中的k+和no3就被吸附到根表皮細(xì)胞的細(xì)胞膜的表面上來(lái)。?zhēng)熒餐瑲w納交換吸附的概念：根細(xì)胞所吸附的h+和hco3與土壤溶液中的陽(yáng)離子和陰離子發(fā)生交換的過(guò)程，叫交換吸附。注意強(qiáng)調(diào)h+與陽(yáng)離子交換，hco3與陰離子交換。教師問(wèn)：實(shí)際情況是否是這樣呢？ 學(xué)生與教師對(duì)照同步完成實(shí)驗(yàn)：（每?jī)蓚€(gè)學(xué)生一組）教師在投影儀投影平臺(tái)上操作，將課前準(zhǔn)備好的4條洋蔥的根從浸在蒸餾水中的表面皿中取出放在另一個(gè)玻璃皿中，將根浸泡在其中。2分鐘左右后，問(wèn)學(xué)生觀察到什么現(xiàn)象？學(xué)生發(fā)現(xiàn)根染成了藍(lán)色。問(wèn)：根為什么會(huì)染成藍(lán)色？有學(xué)生會(huì)以為是沾上了亞甲基藍(lán)溶液，因此可用蒸餾水洗掉根上的浮色并浸泡在蒸餾水中后再分析原因。原來(lái)亞甲基藍(lán)在水中會(huì)離解成藍(lán)色的亞甲基藍(lán)的陽(yáng)離子和無(wú)色的氯離子，根細(xì)胞膜表面的h+就會(huì)與藍(lán)色的亞甲基藍(lán)的陽(yáng)離子發(fā)生交換吸附，根就被染成藍(lán)色。引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：根被染色是交換吸附的結(jié)果。教師再在投影儀平臺(tái)上演示，學(xué)生對(duì)照操作完成：將兩條染成藍(lán)色的根浸到盛有蒸餾水的小燒杯中，另兩條浸泡到盛有等量cacl2溶液的小燒杯中。學(xué)生一邊觀察一邊完成教材p287表格?？梢园l(fā)現(xiàn)，浸泡在cacl2溶液中的根的顏色逐漸褪去，而浸泡在蒸餾水中的根的顏色不發(fā)生變化。教師引導(dǎo)學(xué)生共同分析原因。cacl2在水中離解成ca2+和cl，ca2+會(huì)與吸附在根細(xì)胞表面的亞甲基藍(lán)的陽(yáng)離子發(fā)生交換吸附。因此，cacl2溶液中的根的顏色逐漸褪去，而溶液逐漸變成藍(lán)色。在蒸餾水中，由于不發(fā)生離子的交換吸附，根和溶液的顏色均不變。引導(dǎo)學(xué)生分析歸納：說(shuō)明根的顏色褪去也是交換吸附的結(jié)果。通過(guò)交換吸附，礦質(zhì)元素的離子到達(dá)了根表皮細(xì)胞的細(xì)胞膜表面，但進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)還有一個(gè)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程。它需要消耗根細(xì)胞通過(guò)呼吸作用釋放出的能量，也需要載體的協(xié)助。?zhēng)熒餐治觯航粨Q吸附和主動(dòng)運(yùn)輸兩個(gè)過(guò)程都與呼吸作用有密切關(guān)系。一方面呼吸作用產(chǎn)生co2溶于水而形成h2co3，離解成進(jìn)行交換吸附的h+和hco3；另一方面主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程所需能量也是通過(guò)呼吸作用釋放的。教師順便指出：由于交換吸附，根細(xì)胞附近的土壤溶液中的陽(yáng)離子和陰離子減少，較遠(yuǎn)處的離子可以通過(guò)擴(kuò)散作用移動(dòng)過(guò)來(lái)。教師引導(dǎo)學(xué)生分析：主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程需要載體的協(xié)助，根細(xì)胞膜上的載體種類和數(shù)量的多少與所吸收的礦質(zhì)元素離子的種類和數(shù)量的多少有關(guān)，因此：根吸收礦質(zhì)元素的離子具有選擇性。學(xué)生閱讀教材p58的例子加以領(lǐng)會(huì)。通過(guò)交換吸附和主動(dòng)運(yùn)輸吸收進(jìn)入根表皮細(xì)胞的礦質(zhì)元素的離子，再通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸層層進(jìn)入內(nèi)層細(xì)胞，最后進(jìn)入導(dǎo)管進(jìn)行運(yùn)輸。進(jìn)入導(dǎo)管后是隨著水分一起運(yùn)輸?shù)?，運(yùn)輸?shù)竭_(dá)植物體的各部分。投影：表格，邊分析邊填寫(xiě)教師提出問(wèn)題：將正常生長(zhǎng)的幼苗分別移栽到缺p和fe的土壤中，其首先表現(xiàn)缺乏癥狀的部