第三章 绿色植物与生物圈的水循环（第1课时）
一、教学目标
1．描述叶片的基本结构。
2．解释气孔控制水分和二氧化碳进出叶片的机制。
二、教学重点及难点
重点：
1．描述叶片的基本结构。
2．解释气孔控制水分和二氧化碳进出叶片的机制。
难点：
1．描述叶片的基本结构。
2．解释气孔控制水分和二氧化碳进出叶片的机制。
三、教学准备
教师：准备“观察叶片结构”的相关实验器具；收集叶片结构的相关视频、图片等，PPT。
学生：课前预习。
四、相关资源
《【情境素材】绿色植物与生物圈的水循环》视频资源、《【知识解析】观察叶片的结构》视频资源、《【教学实验】制作并观察叶片横切面的临时切片》视频资源、《【教学实验】制作并观察叶片下表皮临时装片》视频资源、《【教学图片】叶片的结构示意图1》图片资源、《【教学图片】叶片的结构示意图2》图片资源、《【教学图片】表皮细胞与气孔模式图》图片资源。
五、教学过程
【课堂引入】
播放视频《【情境素材】绿色植物与生物圈的水循环》，先从整体上概述了《绿色植物与生物圈的水循环》一章的主要内容，提出问题：植物体吸收的水分在体内是怎样运输的？什么是植物的蒸腾作用？绿色植物是怎样参与生物圈中水循环的？引入本章的学习。
《绿色植物与生物圈的水循环》
（以上图片为素材库中《【情境素材】绿色植物与生物圈的水循环》视频截图）
提问：塑料袋内的水珠是从哪里来的？
（植物体内，植物叶片散失的水分）
思考：植物叶片有没有能够散失水分的结构呢？
本节课我们就来探究叶片的结构。
【新知讲解】
（一）叶片的结构
叶片由什么样的结构呢？现在我们通过实验来了解一下。
实验：观察叶片的结构
目的要求
1．练习徒手切片。
2．认识叶片的结构。
3．观察叶片的表皮细胞、保卫细胞和气孔。
材料用具
新鲜叶片（如菠菜、蚕豆叶片），显微镜，双面刀片（两片，并排在一起，一侧用胶布粘牢），镊子，载玻片，盖玻片，叶片的永久切片，盛有清水的培养皿，滴管，吸水纸，碘液，纱布，毛笔，小木板。
播放视频《【教学实验】制作并观察叶片横切面的临时切片》，了解制作装片的方法和步骤。
《制作并观察叶片横切面的临时切片》
（以上图片为素材库中《【教学实验】制作并观察叶片横切面的临时切片》视频截图）
方法步骤：
1．练习徒手切片，制作叶片横切面的临时切片
（1）将新鲜的叶片平放在小木板上。
（2）右手捏紧并排的两片刀片，按图②所示，迅速切割叶片。
（3）刀片的夹缝中存有切下的薄片。要多切几次（每切一次，刀片要蘸一下水），把切下的薄片放入水中。
（4）用毛笔蘸出最薄的一片，制成临时切片。
2．观察叶片的结构
（1）用显微镜先观察叶片横切面的临时切片，再观察叶片横切面的永久切片。
（2）在显微镜下分清叶的表皮、叶肉和叶脉。
展示《【教学图片】叶片的结构示意图1》，展示叶片的结构示意图。
《叶片的结构示意图1》
（以上图片为素材库中《【教学图片】叶片的结构示意图1》）
思考：上下表皮的结构有什么不同？想一想，为什么会有这样的区别？
3．观察叶片的下表皮
播放视频《【教学实验】制作并观察叶片下表皮临时装片》，掌握制作叶片下表皮的临时切片的方法，了解气孔的结构以及气孔开闭的原理。
《制作并观察叶片下表皮临时装片》
（以上图片为素材库中《【教学实验】制作并观察叶片下表皮临时装片》视频截图）
（1）用镊子撕下一小块叶片（如蚕豆叶片）的下表皮，制成临时装片。
（2）用显微镜进行观察，看叶片下表皮的细胞是什么样子的，下表皮上有没有气孔？
4．画图
画出下表皮上一对保卫细胞及其周围的几个表皮细胞，这一对保卫细胞要详细画，周围的细胞只画出轮廓即可。
讨论：保卫细胞和它周围的细胞在结构上有什么不同？保卫细胞的这种结构特点对蒸腾作用有什么意义？
展示《【教学图片】表皮细胞与气孔模式图》。
《表皮细胞与气孔模式图》
（以上图片为素材库中《【教学图片】表皮细胞与气孔模式图》）
讲解：保卫细胞呈半月形，靠近气孔一侧的壁厚，远离气孔一侧的壁薄。当保卫细胞吸水膨胀时，气孔张开；当保卫细胞失水收缩时，气孔关闭。
当太阳升起、温度升高时，气孔张开，植物的蒸腾作用加强，降低了叶片表面的温度，避免叶片被阳光灼伤。同时，随着水分的散失，使水向上运输的动力增大，促进植物的根吸水，使植物能够进行旺盛的生命活动。当夜幕降临时，气温下降，光合作用、蒸腾作用等逐渐减弱，甚至停止，这时，大多数气孔也关闭了。
总结叶片的结构：
展示《【教学图片】叶片的结构示意图2》，展示叶片的结构示意图。
《叶片的结构示意图2》
（以上图片为素材库中《【教学图片】叶片的结构示意图2》）
讲解：通过观察和实验，可以发现，叶片由表皮、叶肉与叶脉三部分组成。
讲解：叶片的上下表面都有一层排列紧密的细胞，分别称为上表皮与下表皮。表皮是由一层细胞组成的，在表皮上分布有气孔。气孔是植物蒸腾作用的“门户”，也是气体交换的“窗口”。它是由一对半月形的细胞——保卫细胞围成的空腔。奇妙的是保卫细胞的形状和大小是能够调节的，气孔既能张开，又能闭合。
提出蒸腾作用的概念。
水分从活的植物体表面以水蒸气状态散失到大气中的过程，叫做蒸腾作用。
典型例题
例1．如图是叶片的横切面结构示意图，下列有关叙述错误的是（ ）
A．1是表皮，主要功能是保护作用，属于保护组织
B．2是叶肉，是进行光合作用的主要结构
C．3是叶脉，输送的营养物质只有水分和无机盐
D．4是气孔，能控制气体进出和水分的散失
答案：C
解析：1表皮的主要作用是保护内部组织，属于保护组织，A正确；2叶肉包括栅栏组织、海绵组织，叶肉细胞含有的叶绿体是光合作用的场所，B正确；3叶脉里含有导管和筛管，能够输导水、无机盐、有机物，为输导组织，C错误；4气孔，是叶片与外界进行气体交换的窗口，也是植物蒸腾失水的“门户”，D正确。
例2．下列关于叶片结构的叙述，不正确的是（ ）
A．叶片的表皮属于保护组织
B．叶片由表皮、叶肉和叶脉组成
C．叶肉细胞中含有叶绿体，能够进行光合作用
D．叶片表皮上有气孔，白天全部开放，夜晚全部关闭
答案：D
解析：植物叶的上下表皮具有保护作用，属于保护组织，A正确；叶片由叶肉、叶脉、表皮三部分组成，B正确；叶肉细胞排列紧密，含有叶绿体，能够进行光合作用，C正确；气孔是保卫细胞之间形成的小孔，气孔的张开和闭合受保卫细胞的控制，保卫细胞吸水时，细胞膨胀，细胞厚度增加，两细胞分离，气孔张开；保卫细胞失水时，细胞收缩，细胞厚度减小，两细胞并合，气孔闭合，D错误。
例3．关于“观察叶片的结构”的实验操作不恰当的是（ ）
A．把新鲜的叶片切成小的长方形，夹在马铃薯小块的切缝中
B．在使用刀片的过程中要注意安全，以防被划伤
C．挑选最薄的材料，放在载玻片上，制成临时切片
D．先用显微镜的高倍镜来观察制作好的临时切片
答案：D
解析：用显微镜观察叶片的结构时应先用低倍镜再用高倍镜。
例4．下面是观察叶片结构实验的几个步骤，正确的排列顺序是（ ）
①将新鲜叶片平放在小木板上
②右手捏紧并排的双面刀片
③横向迅速切割叶片
④选取最薄的一片制成临时切片
⑤把刀片夹缝中存有的薄片放入水中
A．①②③⑤④
B．①③②④⑤
C．①③②⑤④
D．⑤④③②①
答案：A
解析：制作徒手切片的步骤：①将新鲜叶片平放在小木板上；②右手捏紧并排的双面刀片；③横向迅速切割叶片；⑤把刀片夹缝中存有的薄片放入水中；④选取最薄的一片制成临时切片。
六、课堂小结
这节课我们主要学习了叶片的结构，下面我们来整体回顾一下。
播放视频【知识解析】《观察叶片的结构》。
《观察叶片的结构》
（以上图片为素材库中《【知识解析】观察叶片的结构》视频截图）
1．叶片的结构
(
叶片
表皮
叶肉
叶脉
表皮细胞
保卫细胞
气孔
)
2．蒸腾作用的概念：水分从活的植物体表面以水蒸气状态散失到大气中的过程。
七、板书设计
绿色植物与生物圈中的水循环
（一）叶片的结构
(
1
．
叶片
表皮
叶肉
叶脉
表皮细胞
保卫细胞
气孔
)
2．蒸腾作用：水分从活的植物体表面以水蒸气状态散失到大气中的过程
1第三章 绿色植物与生物圈的水循环（第2课时）
一、教学目标
1．描述植物体内水分运输的途径。
2．描述绿色植物在生物圈的水循环中的作用。
3．说明导管是水分在植物体内运输的通道。
4．认同绿色植物蒸腾作用的意义，初步形成保护森林的意识。
二、教学重点及难点
重点：
1．绿色植物在生物圈的水循环中的作用。
2．蒸腾作用的意义。
难点：
1．绿色植物在生物圈的水循环中的作用。
2．蒸腾作用的意义。
三、教学准备
教师：准备蒸腾作用的相关视频、图片等，PPT。
学生：课前预习。
四、相关资源
《【知识解析】植物对水分的吸收和运输》视频资源、《【知识解析】植物的蒸腾作用》视频资源、《【知识解析】绿色植物参与生物圈的水循环》视频资源、《【教学图片】木本植物茎的横切、纵切图》图片资源、《【知识探究】水分在茎内的运输》交互动画、《【教学图片】蒸腾作用促进水的吸收和运输示意图》图片资源、《【教学图片】绿色植物通过蒸腾作用促进生物圈的水循环》图片资源。
五、教学过程
【课堂引入】
温故知新：
1．叶片的结构：
(
叶片
表皮
叶肉
叶脉
表皮细胞
保卫细胞
气孔
)
2．什么是蒸腾作用？
蒸腾作用：水分从活的植物体表面以水蒸气状态散失到大气中的过程。
3．蒸腾作用是通过什么结构进行的？
气孔。
提问：植物由根吸收的水分是通过哪个器官运输到叶，然后通过气孔散失的呢？
本节课我们就来学习水分在植物体内的运输和植物体参与生物圈的水循环。
【新知讲解】
（一）植物对水分的吸收和运输
植物主要通过根吸收水分。根吸收水分的主要部位是根尖成熟区。成熟区有大量的根毛，这使得根尖具有巨大的吸收面积，因而具有强大的吸水能力。
根吸收的水分是怎样运输到茎、叶、花等器官的呢？
观察与思考：
取一段带叶的茎，把它放在水里剪断。然后将靠顶端的那一段迅速放入滴有几滴红墨水的水里，并在阳光下照射3~4小时。你会发现，叶脉红了，整个叶片都有些红了，而茎的表面并没有出现红色。
思考：
水是通过什么途径运到叶片中的呢？
把茎横向切断，看看能不能从横切面上发现什么。
还可以把茎纵向切开，看看能不能从纵切面上发现什么。
讲解：从茎的纵切面和横切面上，我们可以发现，红色的部分看上去像一根根长长的管子，这就是水分在茎内的运输结构——导管，它属于输导组织。每一根导管都是由许多长形、管状的细胞所组成的，这些细胞没有细胞质和细胞核，上下细胞间的细胞壁已经消失，形成了一根中空的管道。
除茎以外，根和叶脉内也有导管，这些导管相互连接在一起，形成了水分运输的管网，根吸收的水就通过这个管网被送到植物体的各个部分，同时，溶解在水中的无机盐也“搭着便车”通过这个管网被运输到植物体的各个部分。
讨论：水分在茎内的运输途径是怎样的？
讲解：植物茎内有相互连接的导管，水分在茎内是通过导管运输的。
展示《【知识探究】水分在茎内的运输》交互动画，将白花放入不同颜色的墨水瓶中，观看花的颜色变化，模拟水分在花茎内的运输。
《水分在茎内的运输》
（以上图片为素材库中《【知识探究】水分在茎内的运输》动画截图）
植物吸收的水分，通过根、茎、叶中的导管运送到叶肉细胞，其中的一部分被叶肉细胞用于光合作用等生命活动，其余的绝大部分通过蒸腾作用散失到环境中。
有人计算出一株玉米从出苗到结实的一生中，大约需要消耗200千克以上的水。这些水中只有大约2.2千克是作为玉米植株的组成成分以及参与各种生理过程的，其余的水都散失到大气中，这是不是一种浪费呢？这些水对植物体本身以及自然界又有什么意义？
展示《【教学图片】蒸腾作用促进水的吸收和运输示意图》。
《蒸腾作用促进水的吸收和运输示意图》
（以上图片为素材库中《【教学图片】蒸腾作用促进水的吸收和运输示意图》）
植物通过蒸腾作用，一方面可以拉动水分与无机盐在体内的运输，保证各组织器官对水和无机盐的需要；另一方面在炎热的夏天，通过蒸腾作用能降低叶片表面的温度，避免植物因气温过高而被灼伤。
（二）绿色植物参与了生物圈的水循环
观察图片、视频并结合小资料，描述地球上水循环的过程。
资料1：据估计，森林能把50%~80%的降水转入地下，一公顷林地币裸地可以多储水3000 m3，一万亩森林的储水能力相当于一个100万m3的水库。无林地比覆盖率为30%的林地土壤流失多60%。
资料2：某热带雨林的降雨量是1950 mm/a，蒸腾量是1570 mm/a。
请思考，绿色植物在水循环中起什么作用？
讲解：绿色植物的蒸腾作用能够提高大气湿度，增加降水。热带雨林降水频繁，其中有不少雨水是由植物蒸腾作用散失的水分冷凝而成的。植物的茎叶承接着雨水，能够大大减缓雨水对地面的冲刷；树林中的枯枝落叶就像一层厚厚的海绵，能够吸纳大量的雨水，也使得雨水更多地渗入地下，补充地下水。可以说，一片森林就是一座绿色的水库，我们应该好好保护森林。
思考：据科学家测算，某热带雨林的降雨量是1 950毫米/年，蒸腾量是1 570毫米/年。请计算，蒸腾量占降雨量的百分之几？它具有什么意义？
讲解：蒸腾量占降雨量的80.5%（1570÷1950×100%=80.5%）。蒸腾作用散失的水，提高了大气湿度，增加了降雨，促进了生物圈的水循环。
展示《【教学图片】绿色植物通过蒸腾作用促进生物圈的水循环》。
《绿色植物通过蒸腾作用促进生物圈的水循环》
（以上图片为素材库中《【教学图片】绿色植物通过蒸腾作用促进生物圈的水循环》）
讲解：蒸腾作用增大空气湿度，增加降水。绿色植物能够使雨水更多地渗入地下，使地下水增加。绿色植物的蒸腾作用是水循环的一部分。绿色植物参与了生物圈的水循环。
思考：出现这种现象的原因是什么？人类怎样做才能避免这样的灾难？
讲解：人类过度开发森林，造成水土流失，是引发洪水的重要原因。我们要积极植树造林，绿化环境。人类要爱护环境，保护森林。
典型例题
例1．西瓜在结果期间需要吸收大量的水分，这些水分主要用于（ ）
A．蒸腾作用
B．呼吸作用
C．光合作用
D．提高结实率
答案：A
解析：植物通过根从土壤中吸收水分，吸收来的水只有大约1%用于生命活动被植物体利用，大约99%都通过绿色植物的蒸腾作用以水蒸气的形式散发到大气中，所以西瓜在结果期间吸收的大量水分主要用于蒸腾作用。
例2．下列关于植物蒸腾作用的说法不正确的是（ ）
A．蒸腾作用是水分以气体状态从叶片中散失的过程
B．蒸腾作用可促进植物体从土壤中吸收水和无机盐
C．蒸腾作用不只叶片进行，其他器官也能进行
D．蒸腾作用散失水分不只从气孔，叶片表面也能散失
答案：B
解析：蒸腾作用是水分以气体状态从叶片中散失到大气中的过程，A正确；蒸腾作用可促进植物体从土壤中吸收水分，能促进水与无机盐的运输，但不能促进无机盐的吸收，根对无机盐的吸收取决于根毛细胞和土壤溶液的浓度，B错误；蒸腾作用不只叶片进行，其他器官如幼嫩的茎也能进行，C正确；蒸腾作用散失水分不只从气孔散失，叶片表面也能散失，D正确。
例3．某同学发现大树移栽时常常被剪去部分枝叶。剪去枝叶的目的是降低树木的（ ）
A．蒸腾作用
B．光合作用
C．吸收作用
D．分解作用
答案：A
解析：植物体通过根从土壤中吸收的水分大部分通过蒸腾作用散失了，蒸腾作用的主要部位是叶片，刚刚移栽的只，幼根和根毛受到一定程度的损伤，根的吸水能力弱，剪去大量枝叶，可以降低植物的蒸腾作用，减少水分的散失，有利于移栽植物的成活。
例4．植物体内，拉动水和无机盐向上运输的动力来自于（ ）
A．呼吸作用
B．蒸腾作用
C．光合作用
D．吸收作用
答案：B
解析：呼吸作用是消耗氧气、分解有机物、释放能量的过程，该能量供细胞是生命活动利用，而植物体内带动水和无机盐向上运输的动力来自蒸腾作用，A错误；植物的蒸腾作用在把体内的水以水蒸气的形式蒸发到大气当中去的时候，是一种“泵”的原理，它为根吸水提供了向上的拉力，同时溶解在水中的无机盐也一同被向上吸收和运输，动力都是来自于植物的蒸腾作用，B正确；光合作用是制造有机物、释放氧气、储存能量的过程，不能提供水和无机盐向上运输的动力，C错误；吸收作用主要是根吸收水分和无机盐，D错误。
例5．下列各项叙述中，不属于蒸腾作用的意义的是（ ）
A．蒸腾作用能提高大气的湿度，增加降雨量
B．蒸腾作用能降低叶片表面的温度，避免植物因气温过高而被灼伤
C．蒸腾作用能够带动植物体对水分的吸收和向上的运输
D．蒸腾作用是一种浪费
答案：D
解析：蒸腾作用为大气提供大量的水蒸气，增加空气湿度，降雨量增多，A正确；蒸腾作用能降低叶片表面的温度，避免植物因气温过高而被灼伤，B正确；蒸腾作用能够带动植物体对水分的吸收和向上的运输，C正确；蒸腾作用对于植物自身具有重要意义，不是一种浪费，D错误。
例6．绿色植物在生物圈水循环中起着非常重要的作用，下列有关生物圈水循环的描述，错误的是（ ）
A．植物通过根尖成熟区吸收土壤的水分
B．植物通过筛管将根部吸收的水分运输到叶片
C．叶片只能够的绝大部分水分以水蒸气形式通过气孔散失到大气中
D．大气中的水蒸气冷凝成水落入土壤供植物吸收
答案：B
解析：根吸收水分的主要部位是根尖成熟期，A正确；植物茎内运输水分的结构时导管，B错误；水分以气态的形式从植物体内的气孔散发道体外的过程，叫蒸腾作用。植物体吸收的水分，绝大多数用于植物体的蒸腾作用，蒸腾作用提高了大气湿度，增加了降水，参与了生物圈总的水循环，C正确；植物的蒸腾作用能降低大气湿度并增加降水，落入土壤供植物吸收，D正确。
六、课堂小结
这节课我们主要学习了植物对水分的吸收和运输和绿色植物参与生物圈的水循环，下面我们来回顾一下。
播放视频【知识解析】《植物对水分的吸收和运输》。
《植物对水分的吸收和运输》
（以上图片为素材库中《【知识解析】植物对水分的吸收和运输》视频截图）
播放视频《【知识解析】植物的蒸腾作用》。
《植物的蒸腾作用》
（以上图片为素材库中《【知识解析】植物的蒸腾作用》视频截图）
播放视频《【知识解析】绿色植物参与生物圈的水循环》。
《绿色植物参与生物圈的水循环》
（以上图片为素材库中《【知识解析】绿色植物参与生物圈的水循环》视频截图）
通过视频，回顾整章内容。
七、板书设计
绿色植物与生物圈中的水循环
（一）植物对水分的吸收和运输
根→茎→叶脉→气孔
（二）绿色植物参与了生物圈的水循环
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