探究:植物细胞的吸水和失水
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实验报告6 探究植物细胞的吸水和失水提出问题:植物细胞是否会失水和吸水植物细胞在什么情况下失水和吸水假设:假设外界溶液浓度高于植物细胞液浓度时,植物细胞失水;反之,吸水。
材料用具:紫色的养成鳞片叶。
刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜。
质量分数为ml的蔗糖溶液,清水。
方法步骤:1、制作洋葱鳞片叶表皮临时装片↓①有一个的中央大液泡2、低倍镜下观察②原生质层紧贴细胞壁↓3、从盖玻片的一侧滴入溶液,在盖玻片的另一侧用吸引。
这样重复几次,盖玻片下面的洋葱鳞片叶表皮就浸润在蔗糖溶液中。
0.3g/ml蔗糖溶液吸水纸吸引临时装片↓①中央液泡逐渐变小(紫色)4、低倍镜下观察②与细胞壁逐渐分离↓5、在盖玻片的一侧滴入清水,在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。
这样重复几次,洋葱鳞片叶表皮又浸润在清水中。
吸水纸吸引清水临时装片↓①中央液泡逐渐变(紫色变)6、低倍镜下观察②逐渐贴近细胞壁↓结论:前面的假设正确。
①当外界溶液浓度细胞液浓度时,细胞失水,发生现象②当外界溶液浓度细胞液浓度时,细胞吸水,发生现象说明……………………………………………………………………………………(1)紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的液泡中含有紫色的花青素,细胞失水后,液泡变小,颜色变深;细胞吸水后,液泡变大,颜色变浅。
(2)选用蔗糖溶液(如0.5g/ml)的浓度不宜过高,否则植物细胞会因失水过多而死亡,不能发生质壁分离的复原。
(3)若把成熟的植物细胞置于高于细胞液的浓度的植物可吸收的溶液中(如1M 的KNO3、一定浓度的乙二醇等溶液),植物细胞先发生质壁分离,然后会发生质壁分离的自动复原。
……………………………………………………………………巩固练习:1、观察在0.3 g/mL蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞,发现中央液泡逐渐变小,说明( )A.细胞壁相当于一层半透膜B.洋葱表皮细胞是活的C.此时蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度D.细胞壁收缩导致中央液泡失水2、在“观察植物细胞的质壁分离与复原”实验中,之所以用已经成熟的洋葱表皮细胞做实验材料,是因为这样的细胞具有( )A.伸缩性很小的细胞壁B.功能完善的细胞膜C.能够流动的细胞质D.大而醒目的液泡3、甜菜块根细胞中有花青素,可使块根呈红色。
探究植物细胞的失水与吸水植物吸水和失水的原理与植物细胞的胞内液(包括液泡中的细胞液)和外界溶液的相对浓度有关,当外界浓度高于细胞液浓度时,失水后会收缩,产生质壁分离,反之亦然,但失水后改变外溶液的浓度并不一定会导致吸水和质壁减少,因为失水时间过长细胞会死亡。
植物细胞的失水与吸水是渗透作用的一种表现形式。
此次的实验将探究植物细胞失水和吸水的条件,解释现象背后的原理。
材料用具洋葱、5%氯化钠溶液、清水、刀片、镊子、载玻片、盖玻片、吸水纸、卫生纸、0.1 g/mL硝酸钾溶液(选用)。
步骤1.制作临时装片在载玻片上滴加一滴清水,再用刀片在洋葱鳞片叶外表皮上划出边长为5 mm 的正方形,用镊子撕下,清水制片,上镜观察正常的外表皮细胞。
2.观察质壁分离将装片取下,在盖玻片的一侧滴加一滴5%的氯化钠溶液,用吸水纸吸引(图1),重复3次,上镜观察。
可以看到中央大液泡因为失水而收缩,原生质层与细胞壁逐渐分开,发生质壁分离(图2)。
由此可以判断细胞在5%的氯化钠溶液中处于失水状态。
3.观察质壁分离复原将装片取下,在盖玻片的一侧滴加一滴清水,用吸水纸吸引,重复3次,上镜观察。
可以观察到质壁分离的复原,由此可以判断质壁分离的细胞在清水中处于吸水状态。
讨论这是一个非常经典的实验,教材中的实验名为“植物细胞的吸水与失水”,但实验过程中植物细胞先失水质壁分离,再吸水质壁分离复原,因此我认为应改为“植物细胞的失水与吸水”。
将0.3 g/mL蔗糖溶液改为5%氯化钠溶液,主要是为了避免蔗糖溶液沾到40×物镜上,结晶后污损镜头,该方案来自福建师大附中。
有的老师会担心氯化钠可能会使植物细胞自动复原,这个过程大约需要20多个小时,在实验课上的有限时间内不会出现。
而且蔗糖其实也是植物细胞所需的物质,比如植物组织培养中蔗糖的浓度为0.03 g/mL,也有可能出现质壁分离的自动复原,只是短时间观察不到而已。
洋葱鳞片叶的外表皮和叶肉结合的非常紧密,很难撕下完全不带叶肉的外表皮,就算撕下来,也会有细胞破损的情况,这往往是导致实验失败的原因,当然通过集中观察外表皮边缘细胞的质壁分离情况,解决这一问题。
植物细胞通过渗透作用来吸水和失水。
以下是详细的解答:
1. 吸水:
植物细胞吸水的主要途径是通过根系吸收水分。
当土壤中水分含量高于细胞内液体的浓度时,水分会通过根毛进入植物根部的细胞内。
根毛是细胞表面的毛状突起,增加了吸收水分的表面积。
水分从根毛进入细胞后,会逐渐向上运输到植物的其他部分,通过细胞间隙和细胞壁的孔隙传导。
吸水过程中,细胞内的溶质浓度相对较低,形成了一个高浓度的溶质环境,称为低渗环境。
由于渗透压的差异,水分会自动从高渗环境(土壤)流向低渗环境(细胞内),以平衡渗透压。
2. 失水:
植物细胞失水的主要途径是通过蒸腾作用。
植物的叶片表面有气孔,通过气孔,植物可以进行呼吸和气体交换。
然而,气孔的打开也会导致水分蒸发和失水。
当气孔打开时,水分会从细胞内蒸发到空气中,形成水蒸气。
这个过程就是蒸腾作用。
蒸腾作用是植物体内液体运输的动力源,但也会导致植物失水。
为了防止过度失水,植物采取了一些适应性措施,例如:
- 蔬菜叶片表面有蜡质覆盖物,减少水分蒸发;
- 植物可以通过气孔调节开关来控制气孔的开合,减少水分蒸发;
- 植物根系的根毛和根壁能吸附水分,减少水分流失。
综上所述,植物细胞通过渗透作用来吸水和失水。
吸水主要通过根系吸收土壤中的水分,而失水主要通过蒸腾作用和气孔的开闭调节实现。
植物通过这些机制来维持细胞内液体平衡和水分供应。
探究:植物细胞的吸水和失水江门市新会一中王静杰一、设计意图联系日常生活实际和初中所学知识,激发探究动机,适时引导学生提出问题与假设,对结果作出预期,并通过师生、生生的讨论和合作,使其自主设计、补充、更正实验方案。
二、学情分析关于植物细胞的吸水和失水的探究实验,是学生接触真正意义上的探究活动的开始。
在知识方面,已经学习了“细胞的基本结构”、“细胞中的水”及“细胞膜的功能”等相关知识,为本节课的探究奠定了理论基础;在思维能力方面,已经初步形成了“发现问题、作出猜想、实验验证、得出结论”的认知思维模式。
本节课试图通过兴趣小组的实验演示汇报及日常生活实际,充分发挥学生的自主性,引导学生从植物个体到器官再到细胞,层层深入,最终理解渗透作用的原理,并能用它解释、指导生产、生活实践。
三、教学目标1、知识目标:分析渗透现象发生的原理;解释细胞吸水和失水的条件。
2、能力目标:培养学生观察记录分析能力,体验探究过程,并掌握探究的一般步骤;通过“在高倍镜下观察植物细胞的吸水和失水”实验,训练操作能力及分析问题的能力。
3、情感目标:培养团结合作、共同提高的团队精神;培养学生关注社会、关注时事、关注生活的社会责任感。
四、教学重点:引导学生实施探究实验,确定实验的材料、试剂的种类与浓度,并进行应用创新。
五、教学难点:引导学生尝试提出问题、作出假设、设计实验、实验验证、得出结论、表达交流和拓展探究。
在探究实验过程中培养学生的实践能力和创新能力。
六、教学用具:学生分组实验用具、多媒体平台七、教学方法:合作式探究教学法;学生实验、讨论为主八、教学过程1、课前兴趣小组的活动:(1)资料信息搜集组:搜集咸潮的相关信息(概念、成因、危害、现状、应对措施),并撰写信息报告。
(2)实验探究组:①探究低浓度盐水对白菜苗生长的影响取等量清水、土壤浸出夜、盐水于小烧杯中,分别培养白菜苗,观察并记录其生长状况,对照分析盐水是否危害蔬菜的生长。
②探究不同浓度梯度的盐水对白萝卜条吸水和失水的影响切取6块等质量(各重为1克)的萝卜条,分别放入装有等量清水和质量分数为0.5%、1%、2%、5%、10%盐水溶液的小试管中并将6只小试管放入一个大烧杯中(或放在试管架中也行),1~2小时后取出,用吸水纸吸干表面的水,再分别用天平称其质量,并记录实验(3)学生预习实验,并按照探究的一般步骤(见附页),以组为单位设计好一份实验方案,并提前上交给教师,请老师检查修改实验方案。
植物细胞的失水和吸水植物细胞是植物体内最基本的组成单位,其结构和功能对植物的生长、发育和生存起着至关重要的作用。
植物细胞的失水和吸水是植物体内一个重要的生理过程,直接影响着植物体内的水分平衡和生长发育情况。
植物细胞的失水和吸水是指细胞内外水分的失去和吸收过程。
当植物处于缺水或高渗状态时,细胞内的水分会向外渗透,导致细胞失水。
而在水分充足或低渗状态下,细胞则会吸收外部的水分,维持细胞内外的水分平衡。
失水和吸水过程通过细胞膜上的渗透调节蛋白和细胞壁的特殊结构来实现。
失水和吸水对植物细胞的影响是多方面的。
首先,失水会导致细胞内各种物质的浓度增加,影响细胞内化学反应的进行。
其次,失水还会导致细胞膜的萎缩和细胞质的浓缩,进而影响细胞的形态和功能。
而吸水则可以使细胞膨胀,帮助细胞保持正常的形态和功能。
植物细胞失水和吸水的调节是通过细胞膜上的渗透调节蛋白来实现的。
这些蛋白能够感知细胞外环境的水分状况,并调节细胞膜的通透性,控制水分的进出。
另外,细胞壁的特殊结构也对失水和吸水过程起着重要的作用。
细胞壁具有一定的透性,可以限制水分的流动,同时也能够在细胞膜失水时提供支持,防止细胞坍塌。
失水和吸水对植物的生长发育和适应环境变化具有重要的意义。
在干旱条件下,植物需要通过控制失水和吸水来适应环境,保持生长活力。
同时,失水和吸水还可以影响植物的生长速率和形态结构,对植物的生长发育起着重要的调节作用。
让我们让我们总结一下,植物细胞的失水和吸水是植物体内一个重要的生理过程,直接关系到植物的生长、发育和生存。
通过深入研究失水和吸水的机制和调节方式,可以更好地理解植物细胞的生理活动,并为植物的栽培和生长提供理论依据。
希望通过对植物细胞失水和吸水的研究,能够为解决干旱问题和改善植物生长条件提供新的思路和方法。
植物细胞的吸水和失水原理-V1
植物细胞的吸水和失水原理
植物细胞是一个由细胞壁包裹的细胞,其壁与质膜共同构成细胞膜,
其中液体通过渗透和渗出的方式进入或离开细胞。
以下是植物细胞吸
水和失水的原理:
1. 渗透压
渗透压是植物细胞中水分向高浓度溶液的移动趋势。
如果在渗透梯度
上放置一个半透膜,液体在半透膜两侧的压力差被称为渗透压差。
渗
透压是由水分子与溶质分子之间的互动力量决定的。
2. 细胞质原理
细胞质是植物细胞内单元的基本构建模块,由胞浆、细胞器、核等组成。
细胞质中的水分与渗透溶液形成了“渗透平衡”,当溶液的浓度
升高时,渗透平衡的压力增加,水分分子向高浓度移动以减小压力差,从而维持渗透平衡。
3. 渗出
当植物细胞细胞壁破裂时,渗透压会失去平衡,导致液体从细胞内向
外流动,这个过程被称为渗出。
渗出会导致细胞萎缩和生长停止,这
对植物生长和开花等过程造成不良影响。
4. 主动吸水
利用植物根部的根毛,植物细胞可以主动吸水。
通过渗透作用,水分子从根毛到达根部,然后通过水分子离子交换将它们转移到植物体的其他部分,以满足细胞的生长和代谢需要。
总之,植物细胞的吸水和失水过程是细胞生长和代谢的关键过程。
通过理解渗透压、细胞质的作用和主动吸水等原理,可以更好地了解植物的生长及其机理。
探究植物细胞的吸水和失水实验目的:探究植物细胞吸水、失水的原理。
实验材料用具:紫色洋葱、镊子、载玻片、盖玻片、刀片、显微镜、滴管、吸水纸、质量浓度为0.3g/mL 的蔗糖溶液、质量浓度为0.5g/mL 的蔗糖溶液、蒸馏水等。
提出问题:植物细胞是否会失水和吸水?植物细胞在什么情况下失水和吸水?假设: 。
方法步骤:实验结论:前面的假设 。
讨论:1.质量浓度为0.3g/mL 的蔗糖溶液、质量浓度为0.5g/mL 的蔗糖溶液的实验效果有什么不同?2.植物细胞发生质壁分离后,会不会发生质壁分离自动复原?继 续 探 究实验材料用具:紫色洋葱、镊子、载玻片、盖玻片、刀片、显微镜、滴管、吸水纸、质量浓度为0.3g/mL 的蔗糖溶液、0.5mol /L 的KNO 3溶液、0.5mol /L 尿素溶液等。
提出问题:植物细胞发生质壁分离后,会不会发生质壁分离自动复原?假设: 。
方法步骤:实验结论:前面的假设 。
讨论:发生质壁分离的细胞能够发生质壁分离自动复原的条件是。
巩固练习:1.观察在0.3 g /mL 蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞,发现中央液泡逐渐变小,说明 ( ) A .细胞壁相当于一层半透膜 B .洋葱表皮细胞是活的C .此时蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度D .细胞壁收缩导致中央液泡失水2.在“观察植物细胞的质壁分离与复原”实验中,之所以用已经成熟的紫色洋葱表皮细胞做实验材料,是因为这样的细胞具有 ( ) A .伸缩性很小的细胞壁 B .功能完善的细胞膜C .能够流动的细胞质D .大而醒目的液泡3.甜菜块根细胞中有花青素,可使块根呈红色。
将块根切成小块放在蒸馏水中,水无明显的颜色变化。
但用盐酸处理这些块根后,则能使水变红,这是因为 ( )A .细胞壁被盐酸破坏B .花青素不溶于水而溶于盐酸C .盐酸破坏 了细胞膜的选择透过性D .盐酸破坏了原生质层的选择透过性4.为研究植物a 能不能移植到b 地生长,某生物学研究性学习小组设计了一个测定植物a 细胞液浓度的实验方案,实验结果如下表。
探究植物细胞的吸水和失水【探究1】植物细胞的吸水和失水活动目标1.进行植物细胞失水和吸水的探究,观察植物细胞的质壁分离和复原。
2.说明植物细胞失水和吸水的条件。
背景资料 1.相关知识(1)扩散现象如果在蔗糖浓溶液中加入清水,水分子就会进入蔗糖分子之间,直到水分子和蔗糖分子在整个体系中均匀分布为止。
像这样,一种物质的分子自发地分布于另一种物质中的现象称为扩散。
(2)渗透现象如果将蔗糖水溶液与水用半透膜隔开, 使膜内和膜外液面相平(图1),静置一段时间后,可以看到膜内溶液的液面不断上升(图2),说明水分子不断地通过半透膜进入溶液中。
溶剂透过半透膜进入溶液的自发过程称为渗透现象。
不同浓度的两种溶液被半透膜隔开时都有渗透现象发生。
半透膜是一种只允许某些物质通过,而不允许另一些物质通过的薄膜。
上述实验中的半透膜只允许水分子通过,而蔗糖分子却不能通过。
细胞膜、膀胱膜、毛细血管壁等都具有半透膜的性质。
人工制造的火棉胶膜、玻璃纸等也具有半透膜的性质。
图1 图2上述渗透现象产生的原因是蔗糖分子不能通过半透膜,而水分子可以自由通过半透膜。
由于膜两侧单位体积内水分子数目不等,水分子在单位时间内从纯水(或稀溶液)进入蔗糖溶液的数目,比蔗糖溶液中的水分子进入纯水(或稀溶液)的数目多,因而产生了渗透现象。
渗透现象的产生必须具备两个条件:一是有半透膜存在,二是半透膜两侧的溶液存在浓度差。
上述实验中,膜内溶液液面的上升不是无止境的,而是达到某一高度时便不再上升(右图),此时,单位时间内水分子进出膜的数目相同, 达到平衡状态,即渗透平衡。
(3)液泡液泡是植物细胞中具有膜结构的细胞器之一。
植物细胞具有酸甜苦涩等味道,植物的花、果、叶具有红橙黄绿紫等颜色,通常都与植物细胞中的液泡有关。
液泡中的液体称为细胞液。
细胞液中含有细胞代谢的产物,其主要成分是水和溶于水的糖类、有机酸、植物碱、色素和盐类等,因此,细胞液具有一定的浓度。
由于植物细胞的种类、分布部位等的不同,细胞液所含的物质也不完全相同。
植物细胞的吸水和失水原理植物细胞是构成植物的基本单位,它们具有吸水和失水的能力,这种能力是植物生命活动的基础。
本文将从细胞壁、渗透压、水分运输等方面介绍植物细胞吸水和失水的原理。
一、细胞壁在植物细胞吸水和失水中的作用植物细胞的细胞壁是由纤维素和半纤维素等多种物质构成的,它们形成了一个网状结构,使细胞壁具有一定的弹性和稳定性。
在植物细胞吸水和失水的过程中,细胞壁发挥着重要的作用。
当植物细胞吸水时,细胞外液体中的水分子通过细胞壁的微小孔隙进入细胞内部,这个过程称为渗透。
细胞壁的网状结构可以防止细胞过度膨胀,保持细胞的正常形态和功能。
同时,细胞壁的弹性也可以使细胞在吸水过程中适当膨胀。
当植物细胞失水时,细胞内部的水分子通过细胞壁向外扩散,这个过程称为渗出。
细胞壁的网状结构可以防止细胞过度收缩,保持细胞的正常形态和功能。
同时,细胞壁的弹性也可以使细胞在失水过程中适当缩小。
二、渗透压对植物细胞吸水和失水的影响渗透压是指在溶液中溶质分子对水分子的吸引力。
在植物细胞吸水和失水的过程中,渗透压对细胞的状态起着重要的影响。
当植物细胞处于渗透压相等的环境中时,细胞内外的水分子数量相等,细胞处于正常状态。
当植物细胞处于低渗环境中时,细胞外的渗透压小于细胞内的渗透压,水分子会从细胞外向细胞内移动,细胞会吸水膨胀。
当植物细胞处于高渗环境中时,细胞外的渗透压大于细胞内的渗透压,水分子会从细胞内向细胞外移动,细胞会失水收缩。
三、水分运输对植物细胞吸水和失水的影响水分运输是指植物体内外水分的运动。
在植物细胞吸水和失水的过程中,水分运输对细胞的状态起着重要的影响。
植物细胞吸水时,水分子需要通过根、茎、叶等组织,从土壤中吸收水分。
水分子在植物体内通过细胞间隙、细胞膜、细胞壁等途径向细胞内部运动。
水分子的运动速度受到环境因素的影响,例如土壤湿度、气温、光照等。
植物细胞失水时,水分子需要通过叶、茎、根等组织,向外散发水分。
水分子在植物体内通过细胞间隙、细胞膜、细胞壁等途径向细胞外部运动。
第2课时探究植物细胞的吸水和失水与被动运输课标内容要求核心素养对接1.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞,不需要额外提供能量。
2.实验:观察植物细胞的质壁分离和复原。
1.科学探究——探究植物细胞的吸水与失水。
2.科学思维——归纳比较两种被动运输方式的异同。
一、探究植物细胞的吸水和失水1.探究过程提出问题→作出假设→实验设计思路→进行实验→记录结果→分析结果,得出结论→表达和交流→进一步探究。
2.实验原理3.材料分析(1)选择材料必须是活细胞,因为____________________________________________________________________________。
(2)要用含有________的成熟植物细胞。
(3)洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡为________,易于观察。
答案:(1)只有活细胞的原生质层才具有选择透过性,否则将不会出现质壁分离及质壁分离复原现象(2)中央液泡(3)紫色4.实验步骤及现象5.发生质壁分离的原因(1)外因:外界溶液浓度大于细胞液浓度。
(2)内因:原生质层比细胞壁的伸缩性大。
二、自由扩散和协助扩散1.被动运输:物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的跨膜运输方式,包括自由扩散和协助扩散。
2.自由扩散和协助扩散自由扩散(也叫简单扩散) 协助扩散(也叫易化扩散)图示甲乙条件不需要转运蛋白,不消耗能量需要转运蛋白,不消耗能量运输方高浓度一侧→低浓度一侧向举例O 2和CO 2 葡萄糖、氨基酸的顺浓度跨膜运输判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”) 1.物质跨膜运输都是顺相对含量梯度进行的。
( ) 2.细胞对于物质的输入和输出具有选择性。
( )3.相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内。
( ) 4.葡萄糖进入红细胞的过程不需要载体蛋白的协助。
( ) 提示:1.× 物质运输可以逆相对含量梯度进行。
实验报告探究植物细胞的吸水和失水实验目的:探究植物细胞的吸水和失水过程,并了解细胞在不同状态下的变化。
实验材料:1.鲜活的洋葱2.盐水溶液3.盐巴4.显微镜5.盖玻片6.正方形滤纸7.滴管8.手电筒实验步骤:1.准备一个新鲜的洋葱,将其外层剥开。
2. 将剥开的洋葱切成0.5 cm x 0.5 cm的小块。
3.将洋葱块放入一个容器中,加入足够的盐水溶液,确保洋葱块完全浸泡在溶液中,以模拟失水的情况。
4.在另一个容器中,加入适量的盐巴,将洋葱块取出盐水溶液后,完全浸泡在盐巴中,以模拟失水程度更高的情况。
5.观察洋葱块在盐水溶液和盐巴中的变化,并用显微镜观察洋葱细胞的状态。
6.将新鲜的洋葱切成适当大小的薄片,用盖玻片盖住并用滴管滴上几滴水,以模拟细胞吸水的情况。
7.用手电筒照亮洋葱薄片底部,通过显微镜观察洋葱细胞的状态。
8.对所有观察到的现象和变化进行记录和描述。
实验结果:1.在盐水溶液中,洋葱块变得更加柔软,色泽变浅,并且失去了原本的鲜活感。
2.在盐巴中,洋葱块变得更加干燥、萎缩,色泽变得更加暗淡。
3.通过显微镜观察,可以看到在盐水溶液中,洋葱细胞内的原生质与细胞壁之间有一定的空隙,细胞壁变得松散。
4.在盐巴中,细胞内的原生质进一步收缩,细胞壁也变得更加松弛。
5.在细胞吸水的情况下,洋葱细胞变得更加饱满,细胞内的原生质与细胞壁之间的空隙减小,细胞壁变得结实。
讨论与分析:通过本次实验,我们可以发现植物细胞对于水分的吸收和失去都会产生一些重要的变化。
在失水的情况下,细胞内的水分流失,导致细胞变得干燥并且萎缩。
这是因为植物细胞的细胞膜是半透性的,可以选择性地让水分进入或者流失,而且细胞壁也会随着水分流失而变得松弛。
当细胞吸收水分时,细胞内的原生质会膨胀,细胞壁则变得更加结实。
这表明水分对于细胞的结构和功能都非常重要。
在盐水溶液中,由于盐分的存在,会产生渗透压的差异,导致细胞内水分向外溢出,造成细胞质缩小。
探究:植物细胞的吸水和失水
江门市新会一中王静杰
一、设计意图
联系日常生活实际和初中所学知识,激发探究动机,适时引导学生提出问题与假设,对结果作出预期,并通过师生、生生的讨论和合作,使其自主设计、补充、更正实验方案。
二、学情分析
关于植物细胞的吸水和失水的探究实验,是学生接触真正意义上的探究活动的开始。
在知识方面,已经学习了“细胞的基本结构”、“细胞中的水”及“细胞膜的功能”等相关知识,为本节课的探究奠定了理论基础;在思维能力方面,已经初步形成了“发现问题、作出猜想、实验验证、得出结论”的认知思维模式。
本节课试图通过兴趣小组的实验演示汇报及日常生活实际,充分发挥学生的自主性,引导学生从植物个体到器官再到细胞,层层深入,最终理解渗透作用的原理,并能用它解释、指导生产、生活实践。
三、教学目标
1、知识目标:分析渗透现象发生的原理;解释细胞吸水和失水的条件。
2、能力目标:培养学生观察记录分析能力,体验探究过程,并掌握探究的一般步骤;通过
“在高倍镜下观察植物细胞的吸水和失水”实验,训练操作能力及分析问题的
能力。
3、情感目标:培养团结合作、共同提高的团队精神;培养学生关注社会、关注时事、关注
生活的社会责任感。
四、教学重点:引导学生实施探究实验,确定实验的材料、试剂的种类与浓度,并进行应用
创新。
五、教学难点:引导学生尝试提出问题、作出假设、设计实验、实验验证、得出结论、表达交流和拓展探究。
在探究实验过程中培养学生的实践能力和创新能力。
六、教学用具:学生分组实验用具、多媒体平台
七、教学方法:合作式探究教学法;学生实验、讨论为主
八、教学过程
1、课前兴趣小组的活动:
(1)资料信息搜集组:
搜集咸潮的相关信息(概念、成因、危害、现状、应对措施),并撰写信息报告。
(2)实验探究组:
①探究低浓度盐水对白菜苗生长的影响
取等量清水、土壤浸出夜、盐水于小烧杯中,分别培养白菜苗,观察并记录其生长状况,对照分析盐水是否危害蔬菜的生长。
②探究不同浓度梯度的盐水对白萝卜条吸水和失水的影响
切取6块等质量(各重为1克)的萝卜条,分别放入装有等量清水和质量分数为0.5%、1%、2%、5%、10%盐水溶液的小试管中并将6只小试管放入一个大烧杯中(或放在试管架中也行),1~2小时后取出,用吸水纸吸干表面的水,再分别用天平称其质量,并记
(3)学生预习实验,并按照探究的一般步骤(见附页),以组为单位设计好一份实验方案,并提前上交给教师,请老师检查修改实验方案。
2、课堂上的教学活动:
(1)资料信息搜集组组长汇报咸潮的概念、成因、危害、现状,引发大家思考:咸潮为什么有这么大的危害?河水变咸真的会危及农业和养殖业吗?
(2) 实验探究组
各小组长分别展示预前实验的实物或生长照片,简要汇报他们的观察记录、实验结果、初步分析、总结实验现象。
(3)教师再列举日常生活中常见现象:
①萎蔫的青菜放入清水中浸泡一段时间后,菜叶又重新变得“水灵、硬挺”,但新鲜的青菜放置在干燥的环境中一段时间后,变得萎蔫。
为什么?②对农作物施肥过多,会造成“烧苗”现象,为什么?③糖拌西红柿,把剁碎的白菜馅放上盐,都会有水渗出,为什么?
(4)根据探究的一般步骤,师生共同归纳:
一、提出问题
教师汇总各小组提出的问题,师生共同讨论哪些问题是有价值的,值得去探究的。
如:学生:①细胞会失水吗?(渗出的水是细胞内的水还是间隙的水)
②细胞在什么情况下会失水,什么情况下会吸水呢?
③水分是如何进出细胞的?
④原生质层相当于一层半透膜吗?
⑤植物细胞具有细胞壁,它对细胞的吸水和失水有没有影响?
⑥温度、酸碱度对细胞的吸水和失水有没有影响呢?
⑦还可以用哪些材料代替洋葱呢?有没有更好的材料?
⑧……
师生讨论结果:②、③、④、⑤、⑥、⑦六个问题提得好,是有价值的问题,值得探究。
本节课提出的探究问题:原生质层相当于一层半透膜吗?
二、作出假设
1、教师引导作出假设:原生质层相当于半透膜。
图片展示:成熟植物细胞结构图。
假设依据:①成熟植物细胞具有中央大液泡,占整个细胞很大比例,因此成熟植物细胞内的液体环境主要考虑液泡中的细胞液。
②细胞壁的特点:全透性。
③细胞膜、液泡膜都是半透膜。
④原生质层:包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
2、预测实验结果:
当细胞液浓度﹥外界溶液浓度,细胞吸水,质壁分离;
当细胞液浓度﹤外界溶液浓度,细胞失水,质壁分离复原。
三、设计实验
1、实验材料、试剂、用具的选择
①材料的选择:容易做成装片,易观察(细胞较大或有颜色的)。
如:洋葱表皮细胞有紫色液泡,不用染色,而且表皮容易撕取获得单层细胞。
教师追问:还有哪些材料比较适合?
学生:紫鸭趾草,表皮易撕取,紫色液泡大而明显。
美人蕉花瓣表皮细胞
……
②试剂的选择:要考虑对细胞有没有伤害?能否保证细胞是活的?如:醋酸或盐酸对细胞有一定的伤害。
最好是能够控制浓度的,如海水的浓度不好控制,又难取道。
所以,用盐水或糖水较好。
③实验用具的选择:植物细胞的吸水和失水是一个微观的过程,必须通过什么工具来观察?学生:用显微镜观察。
2、方法步骤
教师:是先把洋葱泡在蔗糖溶液中,10 min后取出做成装片,显微镜下观察;还是先做好装片,再想办法往里加入试剂呢?
学生回答:先做装片再加试剂好,这样可以在显微镜下观察细胞失水的变化过程。
实验要点提示:
第一步:制作洋葱鳞片叶表皮的临时装片,先用低倍镜观察。
设问:如何使洋葱鳞片叶表皮细胞处于失水状态?
第二步:尝试用不同浓度梯度的蔗糖溶液(质量分数为10%、20%、30%、40%、50%、60%、)使洋葱表皮细胞发生质壁分离。
[设计意图:使学生认识到实验设计的科学性。
]
设问:如何使它们复原?
第三步:使洋葱表皮细胞浸润于清水中,观察质壁分离的复原。
③设计结果记录表
预测了实验结果后,我们可以设计一个表格来记录实验结果。
主要考虑实验前后可能发生变化的因素。
教师指导
教师:展示植物细胞质壁分离和复原的光盘。
五、分析结果,得出结论
做完实验后,我们要对实验结果进行分析
教师:实验结果是否与预期相吻合?是否支持了我们最初的假设?当实验结果与预期不符时,我们要多思考,也不要急于认定假设不成立,要考虑会不会是因为实验操作的不正确导致不能达到预期结果的?会不会有什么干扰因素呢?例如这个实验中,如果开始使用了0.6 g/mL 的蔗糖溶液,很快就观察到了质壁分离,但后来加清水怎么也不能使细胞发生质壁分离复原,能否断定当外界浓度低的时候细胞不能吸水呢?为什么?
学生回答:不能,因为蔗糖浓度过高了,导致细胞失水过快而死亡。
教师:所以无论实验成功也好,失败也好,都要认真分析。
[设计意图:从实验材料,方法的选择,实验过程.结果分析等一系列探究活动,使学生体验实验设计思路,提高学生的科学思维。
]
六、表达交流
全班讨论交流
七、进一步探究。