不同生物材料的質壁分離現象再探究

摘 要：本實驗選自普通高中生物教科書人教版必修一分子與細胞第四章第一節——《物質跨膜運輸的實例》，前四章都在講細胞的結構，從本章開始進入功能的學習，和必修三的滲透壓的知識點密切相關，起承上啟下的作用。課程標準提出提倡探究式學習，傳統教學第一課時進行講解植物細胞的吸水和失水原理，第二課時才進行觀察植物細胞的吸水和失水實驗即質壁分離現象，這樣教學雖然能完成教學任務，但有違探究的課程理念。探究是學生認識感知世界和學習生物學的最有效的方法之一，本節課是必修模塊的第一個探究性實驗，因此學生是否能真正的學會探究顯得尤為重要。本教學設計新增了實驗材料的創新和試劑的創新，培養學生的逆向思維。

關鍵詞：探究;細胞吸水;細胞失水;質壁分離;創新

一、 學情分析

在本節課中滲透作用是以問題探討的方式呈現的，滲透作用是細胞吸水和失水的原理，是探究的基礎;學生有過利用哺乳動物紅細胞制備細胞膜的體驗，學習動物細胞的吸水和失水并不困難，探究植物細胞的吸水和失水，初步建立探究思想。

二、 目標設定及重難點

（一） 知識目標

通過探究實驗，能夠理解植物細胞的原生質層相當于一層半透膜，能夠說出在什么情況下植物細胞失水和吸水。

（二） 技能目標

具有初步的探究能力，能夠提出問題，做出假設并嘗試設計實驗，能夠獨立完成并觀察植物細胞的質壁分離和復原現象的實驗。

（三） 情感態度價值觀目標

能對生活中的現象大膽提出疑問和假設，積極思考;通過小組合作探究和成功的實驗，增強自信，培養團隊合作精神。

（四） 教學重點

引導學生進行探究實驗，進行探究實驗的一般步驟和方法。

（五） 教學難點

嘗試提出問題，做出假設，提升思維能力和實驗設計能力。

三、 實驗創新與改進要點

1. 豐富和改進了實驗內容：在教材原實驗內容上，補充了實驗材料，一是制作臨時裝片操作簡單;二是實驗內容更豐富。

2. 達成目標，突破難點

教材實驗材料——紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞，不能清晰的觀察原生質層，也不能直觀地看出外界溶液是否透過細胞壁，經過將多種材料比較之后，以水綿和剛毛藻紅墨水為實驗材料，結果發現原生質層和細胞壁界限明顯，經多層次的教學活動，學生在實踐中形成正確的概念，闡明實驗的原理。

3. 現代信息技術的結合使用，通過大屏幕展示成果，二維碼分享成果，使學生在遷移應用中構建新知。

四、 實驗原理、實驗設計思路

（一） 實驗原理

內因：原生質層的伸縮性大于細胞壁。

外因：當細胞液濃度小于外界溶液濃度時，細胞液中的水分就透過原生質層進入外界溶液中，使細胞壁和原生質層都出現一定程度的收縮，進而質壁分離。

當細胞液濃度大于外界溶液濃度時，外界溶液中的水分就會透過原生質層進入細胞液中，整個原生質層就會慢慢的恢復成原來的狀態，使植物細胞逐漸發生質壁分離的復原。

（二） 實驗內容與教學設計思路

五、 教學過程

（一） 導入

學生的特點是喜歡從直觀宏觀感知感興趣的事物，以觀察滲透作用的宏觀實驗來導課，思考植物細胞是否可以發生滲透作用。

（二） 引導式探究

這個環節分五部分內容。

1. 提出問題、作出假設

首先展示出植物細胞的結構示意圖，植物細胞是否可以吸水失水？

當學生詢問什么部位可以充當半透膜的問題以及她們所作出的假設時，我帶領全班學生對每組提出的假設進行修正，最終確定最合理的假設——植物細胞的原生質層充當滲透作用的半透膜。

2. 設計實驗方案

在設計實驗方案的環節中，對實驗材料和試劑的選擇，實驗方案設計方案是否合理，實驗步驟是否科學易操作對學生來說較難，我是這樣進行處理的。

首先老師在課前分發顯微鏡、電子目鏡，載玻片，蓋玻片，30%的蔗糖溶液，清水等。

其次學生展示她們所攜帶的不同植物細胞（洋蔥，黑藻，水綿，剛毛藻，莫斯）。

3. 最終確定實驗方案。

這樣設計符合高一學生的認知水平，由易到難，讓更多學生參與其中。

4. 實驗過程中，會用電子目鏡和手機將實驗過程及結果記錄下來。

5. 完成實驗后，引導學生，嘗試運用生物學術語描述現象，培養學生的語言表達能力和生物學素養。

6. 根據實驗現象和我們做出的假設，進行小組間的交流，交流成功的經驗和失敗的原因，發現，教材實驗不能清晰觀察到原生質層。

根據實驗材料再探究

7. 得出結論

（三） 自主探究

學生質疑：在原生質層和細胞壁之間是否存在液體？液體又是什么成分？學生自主探究。

這樣學生可在動手操作過程中，體驗探究，學會如何去探究，達成自己所設定的教學目標。

六、 板書設計

七、 教學反思與自我評價

1. 教學設計的創新：從宏觀的滲透作用現象引入到微觀的植物細胞吸水和失水，內容充實飽滿;難度設計：層層提升。

2. 實驗材料的創新：單層細胞構成的多種水生植物，打破了實驗選材洋蔥外表皮細胞單一性的傳統，克服了學生制作臨時裝片難的問題。

3. 多媒體技術的應用創新，使學生學會分享成果。

4. 通過對比四種植物細胞的質壁分離現象和紅墨水實驗，學生多層次掌握原生質層的概念，理解植物細胞壁的全透性。

今后，作為課堂引導者的我在如何更好的開發學生的創新性思維和創造能力等方面，需要思考更多、更有效的方法！

作者簡介：

張巧麗，湖南省臨湘市，湖南省臨湘市長盛路1號臨湘市第一中學。