劉香

摘? 要：“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”是人教版高中生物必修1《分子與細(xì)胞》中第一個探究實驗。植物細(xì)胞因為外有細(xì)胞壁，內(nèi)有中央液泡，對其吸水和失水的情況的分析比動物細(xì)胞復(fù)雜得多，為此教材安排了一項探究實驗—探究植物細(xì)胞的吸水和失水，目的是讓學(xué)生通過探究自主發(fā)現(xiàn)植物細(xì)胞吸水和失水的方式。

關(guān)鍵詞：植物細(xì)胞;吸水;失水;同課異構(gòu)

我今年承擔(dān)了6個班的生物教學(xué)工作，這就意味著一節(jié)課的內(nèi)容，我要重復(fù)6遍，如果每次上課只是機(jī)械地重復(fù)會覺得索然無味，喪失講課的興趣和熱情。若能走出平時常態(tài)課的疲于應(yīng)付，積極思考，與自己同課異構(gòu)，打磨一節(jié)生物課，是提升專業(yè)化發(fā)展的有效措施。我就探究植物細(xì)胞的吸水和失水實驗與自己進(jìn)行了一次同課異構(gòu)活動。

方案一

（一）提出問題

多媒體展示現(xiàn)象：用糖拌西紅柿，一段時間后，盤中會出現(xiàn)大量汁液。

學(xué)生提出問題：植物細(xì)胞在什么情況下會失水？植物細(xì)胞通過什么方式吸水或失水？

（二）作出假設(shè)

展示成熟植物細(xì)胞模式圖，闡述原生質(zhì)層的概念，同時引導(dǎo)學(xué)生作出假設(shè)。

1.外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時植物細(xì)胞失水

外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時植物細(xì)胞吸水

2.原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。

（三）設(shè)計實驗

設(shè)計實驗方案是本節(jié)的難點，我通過層進(jìn)設(shè)問來引導(dǎo)學(xué)生理清實驗思路和方法步驟。

問題1：應(yīng)選擇哪些材料進(jìn)行實驗？

教師提供三種備選材料：菠菜葉、紫色洋蔥鱗片葉外表皮、紫色洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮，

問題2：用什么試劑可以使細(xì)胞失水或吸水，且可以驗證原生質(zhì)層是否為一層半透膜？

以糖拌西紅柿現(xiàn)象為依據(jù)，提出備選試劑：0.3 g/mL 蔗糖溶液，清水。

（四）預(yù)期結(jié)果

由于原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，水分子可以自由通過，而蔗糖分子不能透過，因此，在蔗糖溶液中植物細(xì)胞的中央液泡會變小，細(xì)胞皺縮;在清水中植物細(xì)胞的中央液泡會變大，細(xì)胞膨脹。

（五）進(jìn)行實驗

組織學(xué)生根據(jù)所選材料和試劑進(jìn)行實驗，填寫實驗結(jié)果。

（六）分析結(jié)果，得出結(jié)論

1.外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度，植物細(xì)胞失水并發(fā)生質(zhì)壁分離。

2.外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度，植物細(xì)胞吸水并發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。

實驗結(jié)果顯示，水分子是順相對含量梯度進(jìn)行跨膜運輸?shù)?，蔗糖分子并未如水分子那樣進(jìn)出原生質(zhì)層。所以原生質(zhì)層是半透膜，成熟植物細(xì)胞通過滲透作用吸水和失水。

該教學(xué)思路重視學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，引領(lǐng)學(xué)生充分進(jìn)行探究，引導(dǎo)學(xué)生提出問題、作出假設(shè)和設(shè)計。通過該實驗有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)探究精神，提高設(shè)計實驗的能力、思維能力及創(chuàng)新能力。這符合高中生物學(xué)新課程要求切實轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，倡導(dǎo)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)，倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手的理念。

方案二

（一）導(dǎo)入新課

通過問題探討，回顧滲透作用的現(xiàn)象和條件，提出問題：若把其中的漏斗裝置換成植物細(xì)胞，會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？展示介紹成熟植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，闡述原生質(zhì)層的概念。

（二）實驗操作

（三）分析實驗

通過3組實驗現(xiàn)象可以看出：水分子是順相對含量梯度進(jìn)行運輸?shù)?，與滲透現(xiàn)象中水分子的運輸方向一致。通過第②組實驗現(xiàn)象可以看出：充滿原生質(zhì)層與細(xì)胞壁之間空隙的是外界的蔗糖溶液，從而說明蔗糖溶液是可以透過細(xì)胞壁的，但不能透過原生質(zhì)層進(jìn)入細(xì)胞，從而認(rèn)識到細(xì)胞壁是全透性的，原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜。所以成熟植物細(xì)胞有半透膜—原生質(zhì)層，且半透膜兩側(cè)會存在濃度差，滿足滲透作用發(fā)生的條件。所以得出結(jié)論：成熟植物細(xì)胞通過滲透作用吸水和失水，成熟植物細(xì)胞相當(dāng)于一個滲透系統(tǒng)。對比第①組和第③組實驗現(xiàn)象可以看出：不僅液泡膜收縮了，還有細(xì)胞膜、液泡膜及其之間的細(xì)胞質(zhì)均收縮了，從而引出質(zhì)壁分離的概念，且對質(zhì)壁分離的含義形成直觀的認(rèn)識。

該教學(xué)思路從問題探討中的滲透現(xiàn)象導(dǎo)入，與滲透現(xiàn)象進(jìn)行類比，通過實驗現(xiàn)象分析植物細(xì)胞吸水和失水就不困難了，很好地突破了教學(xué)難點。該思路很好地培養(yǎng)了學(xué)生基于生物學(xué)事實和證據(jù)分析實驗的能力、運用總結(jié)歸納的方法、闡釋生命現(xiàn)象和規(guī)律的能力，同時也有助于學(xué)生在較好地理解了生物學(xué)事實的基礎(chǔ)上，形成結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的生命觀念。

兩種方法各有優(yōu)缺點，方案一有助于培養(yǎng)學(xué)生理科思維能力和實驗探究能力;方案二有助于培養(yǎng)學(xué)生基于生物學(xué)事實和證據(jù)，分析實驗的能力。

參考文獻(xiàn)：

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[2]陳亮，郭巖麗.“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”實驗教學(xué)的創(chuàng)新、不足與展望[J].中學(xué)生物學(xué)，2017，33（2）：40-42.