不同生物材料的质壁分离现象再探究

摘 要：本实验选自普通高中生物教科书人教版必修一分子与细胞第四章第一节——《物质跨膜运输的实例》，前四章都在讲细胞的结构，从本章开始进入功能的学习，和必修三的渗透压的知识点密切相关，起承上启下的作用。课程标准提出提倡探究式学习，传统教学第一课时进行讲解植物细胞的吸水和失水原理，第二课时才进行观察植物细胞的吸水和失水实验即质壁分离现象，这样教学虽然能完成教学任务，但有违探究的课程理念。探究是学生认识感知世界和学习生物学的最有效的方法之一，本节课是必修模块的第一个探究性实验，因此学生是否能真正的学会探究显得尤为重要。本教学设计新增了实验材料的创新和试剂的创新，培养学生的逆向思维。

关键词：探究;细胞吸水;细胞失水;质壁分离;创新

一、 学情分析

在本节课中渗透作用是以问题探讨的方式呈现的，渗透作用是细胞吸水和失水的原理，是探究的基础;学生有过利用哺乳动物红细胞制备细胞膜的体验，学习动物细胞的吸水和失水并不困难，探究植物细胞的吸水和失水，初步建立探究思想。

二、 目标设定及重难点

（一） 知识目标

通过探究实验，能够理解植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，能够说出在什么情况下植物细胞失水和吸水。

（二） 技能目标

具有初步的探究能力，能够提出问题，做出假设并尝试设计实验，能够独立完成并观察植物细胞的质壁分离和复原现象的实验。

（三） 情感态度价值观目标

能对生活中的现象大胆提出疑问和假设，积极思考;通过小组合作探究和成功的实验，增强自信，培养团队合作精神。

（四） 教学重点

引导学生进行探究实验，进行探究实验的一般步骤和方法。

（五） 教学难点

尝试提出问题，做出假设，提升思维能力和实验设计能力。

三、 实验创新与改进要点

1. 丰富和改进了实验内容：在教材原实验内容上，补充了实验材料，一是制作临时装片操作简单;二是实验内容更丰富。

2. 达成目标，突破难点

教材实验材料——紫色洋葱鳞片叶表皮细胞，不能清晰的观察原生质层，也不能直观地看出外界溶液是否透过细胞壁，经过将多种材料比较之后，以水绵和刚毛藻红墨水为实验材料，结果发现原生质层和细胞壁界限明显，经多层次的教学活动，学生在实践中形成正确的概念，阐明实验的原理。

3. 现代信息技术的结合使用，通过大屏幕展示成果，二维码分享成果，使学生在迁移应用中构建新知。

四、 实验原理、实验设计思路

（一） 实验原理

内因：原生质层的伸缩性大于细胞壁。

外因：當细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩，进而质壁分离。

当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，外界溶液中的水分就会透过原生质层进入细胞液中，整个原生质层就会慢慢的恢复成原来的状态，使植物细胞逐渐发生质壁分离的复原。

（二） 实验内容与教学设计思路

五、 教学过程

（一） 导入

学生的特点是喜欢从直观宏观感知感兴趣的事物，以观察渗透作用的宏观实验来导课，思考植物细胞是否可以发生渗透作用。

（二） 引导式探究

这个环节分五部分内容。

1. 提出问题、作出假设

首先展示出植物细胞的结构示意图，植物细胞是否可以吸水失水？

当学生询问什么部位可以充当半透膜的问题以及她们所作出的假设时，我带领全班学生对每组提出的假设进行修正，最终确定最合理的假设——植物细胞的原生质层充当渗透作用的半透膜。

2. 设计实验方案

在设计实验方案的环节中，对实验材料和试剂的选择，实验方案设计方案是否合理，实验步骤是否科学易操作对学生来说较难，我是这样进行处理的。

首先老师在课前分发显微镜、电子目镜，载玻片，盖玻片，30%的蔗糖溶液，清水等。

其次学生展示她们所携带的不同植物细胞（洋葱，黑藻，水绵，刚毛藻，莫斯）。

3. 最终确定实验方案。

这样设计符合高一学生的认知水平，由易到难，让更多学生参与其中。

4. 实验过程中，会用电子目镜和手机将实验过程及结果记录下来。

5. 完成实验后，引导学生，尝试运用生物学术语描述现象，培养学生的语言表达能力和生物学素养。

6. 根据实验现象和我们做出的假设，进行小组间的交流，交流成功的经验和失败的原因，发现，教材实验不能清晰观察到原生质层。

根据实验材料再探究

7. 得出结论

（三） 自主探究

学生质疑：在原生质层和细胞壁之间是否存在液体？液体又是什么成分？学生自主探究。

这样学生可在动手操作过程中，体验探究，学会如何去探究，达成自己所设定的教学目标。

六、 板书设计

七、 教学反思与自我评价

1. 教学设计的创新：从宏观的渗透作用现象引入到微观的植物细胞吸水和失水，内容充实饱满;难度设计：层层提升。

2. 实验材料的创新：单层细胞构成的多种水生植物，打破了实验选材洋葱外表皮细胞单一性的传统，克服了学生制作临时装片难的问题。

3. 多媒体技术的应用创新，使学生学会分享成果。

4. 通过对比四种植物细胞的质壁分离现象和红墨水实验，学生多层次掌握原生质层的概念，理解植物细胞壁的全透性。

今后，作为课堂引导者的我在如何更好的开发学生的创新性思维和创造能力等方面，需要思考更多、更有效的方法！

作者简介：

张巧丽，湖南省临湘市，湖南省临湘市长盛路1号临湘市第一中学。