18.1绿色植物与生物圈的水循环 教案

绿色植物与生物圈中的水循环
教学目标
（1）了解绿色植物的蒸腾作用及意义。
（2）描述气孔的组成及开闭原理。
（3）通过测定植物的蒸腾作用和观察叶表皮气孔的实验，培养分析和综合的能力、画图能力以及实验探究能力；并培养学生乐于探索生命奥秘的科学素养。
教学重点：
制作并观察叶表皮的临时装片；描述气孔的组成及开闭原理；气孔的开闭与蒸腾作用的关系，蒸腾作用的概念及意义。
教学难点：
解释气孔开闭原理；培养学生探究及实验设计能力。
课前准备
1．教师准备
(1)根据教学方案准备相关实验材料（详见下方各具体实验）。
(2)查询书籍、网站、录像，搜集有关资料，并制作课件 。
2．学生准备
(1)实验小组的划分并预习教材。
(2)复习回忆显微镜的使用。
教学过程
一、创设情境，激发学生发现问题、主动探究的兴趣，并提出合理猜想。
提出问题：大树底下好乘凉，同学们，你在树下纳凉时，是否想过：为什么好乘凉？身边的树木，整日在阳光下，它自己怎么就不怕热，怎么就不会被晒伤呢？
学生各抒己见，教师作出肯定，并引入实验探究植物的蒸腾作用。
二、设计并进行实验，测定植物的蒸腾作用，并描述蒸腾作用的概念。
【演示实验】测定植物的蒸腾作用
实验目的：测定植物的蒸腾作用
实验器材：带叶的盆栽植物，透明塑料袋、细线、植物油（此处可用课件展示）
实验方案及步骤：由学生讨论得出实验设计方案（教师及时表扬设计较好的那些
组）并说出主要的操作步骤，然后出示课前老师准备的实验。
实验装置图
（详见课本P75 图17-2）
教师引导学生观察，并让学生思考讨论以下几个问题：
1．这两个塑料袋内壁上分别出现什么现象 （保留叶片的试管中，水位下降明显，
袋内壁水珠多。去掉叶片的试管中，水位下降不明显，袋内壁水珠极少。）
2，塑料袋内壁上的水珠如何形成，它属于物理上的哪一种物态变化 （水蒸气液化而来）
3。这些水蒸气主要从植物体的什么器官散失出来的 （叶片）
4．无叶植物这一装置的设置有什么作用 （对照）
学生观察并分小组讨论以上问题，并汇报观察到的现象以及讨论的结果。教师
及时引导学生归纳蒸腾作用的概念：水分以气体的状态从植物体内散发到植物
体外的过程。
三、观察植物叶表皮的气孔，解释气孔及其开闭原理
通过刚才的对照实验，发现水蒸气是由植物的叶片跑出来的，那么植物叶片
表面应该有让水蒸气跑出来的孔。叶片表面的这些孔能够让水蒸气这样的气体出
来，我们不妨可以给它起个名字，叫它气孔！那么气孔真的存在吗？
【演示实验】：证明叶片表面气孔的存在
取一片开始发蔫的菠菜叶，将叶片放入盛有清水的大烧杯中。用嘴含着叶
柄的断面用力吹气。（学生发现叶片表面的确有孔冒气泡）
提出问题：
（1）气孔是什么样子的？
（2）它很小，我们凭肉眼不易观察清楚，怎么办？
（3）能够直接将叶片放在显微镜下面看吗？
（4）为了看到更多的气孔，我们应该选择菠菜叶片的上表皮还是下表皮观察呢？
【分组实验】为何选择叶片的下表皮观察气孔
将一片刚摘下的叶片浸在盛有70 ℃以上热水的烧杯中。（温度越高，
蒸发越明显，但温度过高，叶片会烫坏。）观察现象并讨论：叶片表面是否产生
气泡？如果有，比较叶片正面和背面，哪一面气泡数目较多？说明叶片上表皮和
下表皮哪个气孔分布多？
通过以上实验、观察和讨论引导学生进行逻辑推理得出：气泡是从气 孔中冒出的，因此气泡的位置就是叶片上气孔的位置，而且大多数植物叶片的上、下表皮都有气孔，而且下表皮的气孔数目一般多于上表皮。所以我们应该选择叶片的下表皮观察气孔。
【分组实验】制作蚕豆叶下表皮临时装片，
实验目的：观察气孔结构
实验器材：显微镜，盖玻片，载玻片，新鲜的蚕豆叶和萎蔫的蚕豆叶，蚕豆叶
下表皮永久装片
实验步骤：
教师引导学生通过实验充分发挥想像，发现、提出疑问：
（1）气孔是怎样构成的？
（2）新鲜的蚕豆叶和萎蔫的蚕豆叶气孔开闭有何不同？
（3）气孔可以张开和闭合？是谁来调节的？是否与叶片所含水分的多少有关？
通过大家讨论、推理解决问题，得出以下结论：气孔是由一对半月形的保卫细胞围成的空腔。气孔的开闭是由保卫细胞来调节的，而且与细胞内水分的多少有关。当保卫细胞含水多时气孔张开，当保卫细胞含水较少时气孔闭合。
【分组实验】通过质壁分离验证气孔开闭的确与含水量有关
实验器材：5％的甘油溶液、新鲜幼嫩的蚕豆叶片。
进一步提出疑问：“为什么保卫细胞的形状的变化与水分的多少有关？会不会是保卫细胞的结构有些特殊的地方？
通过在显微镜下观察蚕豆叶下表皮的永久装片，物像非常清晰，保卫细胞靠
近气孔腔一侧的细胞壁厚，相对的另一侧细胞壁薄。
【演示实验】模拟保卫细胞开闭时的弯曲形变
实验器材：一只气球，透明胶布，打气筒
实验步骤：将气球的一侧粘上透明胶布，使之一侧加厚，用打气筒充气，观察
气球的弯曲形变情况。
学生讨论得出保卫细胞与其他细胞不同：它们的细胞壁厚薄不均匀，靠气孔
腔的内壁厚，不易伸展；背气孔腔的外壁薄，较易伸展。细胞吸水膨胀时，外壁
伸展拉长，牵动内壁向内凹陷，使气孔张开。当细胞失水收缩时，内外壁都拉直，
使气孔闭合。因此可以控制水蒸气等气体进出叶片。
学生按课本要求画图，在锻炼了学生的绘图技能的同时进一步巩固气孔的构
成以及保卫细胞的调节作用。
通过上述的一系列实验探究，大家共同得出：植物由根吸收的水分，主要以
水蒸汽的形式通过叶的气孔散失到大气中，这就是植物的蒸腾作用。
四、 讨论交流并体会归纳蒸腾作用对植物自身的意义
提问1：讨论课前问题，为什么植物在烈日下不怕热？如何理解“大树底
下好乘凉”？讨论并通过实验探究。
【分组活动】：小组长给每位学生分发酒精棉球，在手上涂抹酒精，会有什么感
觉？为什么？请学生说出体会并解释（涂抹酒精的手感到凉爽，这是因为酒精蒸
发会带走手上的热量。﹚学生不难归纳出：
结论1：蒸腾作用可以降低植物体的温度，避免高温伤害。
提问2：“人往高处走，水往低处流”，自然状态下，水总是从高处向低处
流，为什么在植物体内水却是从低往高处流呢？
【演示实验】：模拟蒸腾拉力
实验器材：针筒，烧杯，水
教师手拿一烧杯水，给一位学生一个针筒，请他往针筒里装水，提醒别的同
学注意观察这位学生的动作——“拉”正是在“拉力”的作用下，水从下面的烧
杯进入了上面的针筒。同样，植物体内水从下往上运输也需要这样一股“拉力”，
而这股拉力就是由植物的蒸腾作用引起的“蒸腾拉力”。叶片里的水分蒸腾出去
之后，叶肉细胞缺水，就要吸收叶脉中导管里的水分，从而促进水分从根通过导
管上升到叶里，这也促使根从土壤中吸收了水分。通过小活动，使得学生对蒸腾
拉力以及它的作用有了一个形象的了解，并归纳得出：
结论2：蒸腾作用可以促进根对水分的吸收。
提问3：我们喝饮料时，吸入的仅仅是水吗？水中还溶入其它物质吗？（无机盐、糖分等。）导管中的水分里就溶解有各种无机盐，随着水分在导管中的上升，无机盐也随着运输而上升，并且最终进入到植物各个器官。从而得出：
结论3：促进无机盐在植物体内的运输。
教师出示资料：一株玉米从苗到结实的一生中，需要消耗200 kg以上的水，这200kg以上的水用途大致如下：
作为组成成分的水1．872kg；
维护生理过程的水0．25kg；
蒸腾作用消耗的水202．106kg；
生长时期中总用水量204．228kg。
植物吸水量的99％都通过蒸腾作用散失掉了，这是不是一种浪费呢”？为什么？引导学生进一步思考蒸腾作用除了对植物本身具有的生理意义，并为下一课植物如何参与生物圈中的水循环留下悬念。
五、教学目标检测及拓展运用（多媒体出示目标检测）
1、学生对照动画，描述气孔的组成及开闭原理。
2、描述绿色植物的蒸腾作用及意义。
3、判断下列说法是否正确，正确的画“√”，错误的画“×”。
（1）植物的蒸腾作用会散失大量的水分，这是一种浪费。 （ ）
（2）植物的气孔很小，因此，通过气孔散失的水分很少。 （ ）
（3）在植物体内，水往高处流，这主要是蒸腾作用拉动的。（ ）
（4）气孔的开闭只受水分的影响，与光照、温度等无关。 （ ）
4、下面为某同学做观察植物叶下表皮气孔的实验过程，请你帮他排列一下正确的顺序：
A用解剖针把它展平；B从折断处轻轻撕拉；C取叶片，把叶片的背面向里折叠；D盖上盖拨片；E用镊子夹取一小片留在折叠处边缘的白色薄膜，放在载玻片的水滴中。
5、春季植树时，移栽的树苗常要剪去一部分枝叶，并浇足水，若遇阴雨天气成活率会更高。这是为什么？