3.3绿色植物与生物圈的水循环 教案

第三章 绿色植物与生物圈中的水循环
一、教学目标
（一）知识目标：
1.说明植物体内水分运输的途径。
2.理解蒸腾作用的概念和作用。
3.描述绿色植物叶片的基本结构。
4.尝试制作叶片的临时切片。
5.描述绿色植物在生物圈中水循环的作用。
（二）能力目标：
练习用徒手切片的方法制作临时切片，认识叶片的结构，了解叶片的功能。
（三）情感目标：
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、教学重难点
教学重点：
认识叶片的结构，了解植物蒸腾作用的意义。
教学难点：
练习徒手切片，认识叶片的结构。
三、教学方法
讲授法、观察法、讨论法。
四、教学过程
【新课导入】
教师：通过前面的学习我们知道植株的生长发育过程当中需要通过光合作用制造有机物，需要通过根吸收水和无机盐，上节课我们已经学习了无机盐的作用和意义，那么，根毛吸收水有什么意义呢？我们知道植株的根毛是比较多的，除了起固着作用以外，就是增大吸收水分和无机盐的表面积，那么它吸收大量的水有什么意义呢？它的作用是什么呢？
设置疑问，引出本节所学内容——绿色植物与生物圈的水循环。
【新课讲授】
（一）植物对水分的吸收和运输
（展示根尖的结构示意图）
教师：我们知道根尖分为4个部分，即根冠、分生区、伸长区和成熟区，而成熟区负责吸收水和无机盐。
教师：这些水分是怎样运输上去的呢？它是通过什么结构运输的呢？是通过导管内压还是通过导管上的细胞呢？
教师：我们利用根茎中较为粗大的蔬菜做一个小实验。提供芹菜，空心菜，百合的观察材料，观看执着水分的运输情况。
（利用多媒体课件展示“小实验：植物对水分的运输”，组织学生认真阅读，明确实验的观察材料，实验用具、实验方法与过程，进而对实验现象进行分析，得出结论）
观察材料：芹菜叶柄、百合茎、空心菜、黄鹌菜等。
实验用具：显微镜、放大镜、载玻片、盖玻片、镊子、培养皿、烧杯、滴管、清水、红墨水、吸水纸、纱布等。
实验方法与过程：
（1）在大烧杯内注入清水，加入适量红墨水，使清水变红；
（2）将准备好的多种植物放入红墨水稀释液中，放至阳光下，半天到一天后，待茎部叶脉部呈现红色时，将植物拿出；
（3）使用放大镜观察各种植物，注意观察和记录茎、叶柄、叶脉等部位。
（4）制作各种观察材料的临时装片、临时切片，使用数码显微镜观察，记录实验现象。
教师：同学们回家以后可以自行按照老师提供的这些器材进行实验。现在一起观察一下老师做的这些实验。
实验一：芹菜的红墨水实验
实验步骤：
（1）把芹菜叶柄浸泡在滴有红墨水的水里。光下照射3~4小时。
（2）把芹菜叶柄横切，观察切面的现象。
（3）把芹菜叶柄纵切，观察切面的现象。
（组织学生观察实验现象，并对实验现象进行分析，进而得出结论）
教师：横切以后我们会发现在芹菜叶柄周围有一个个的红色小点，如果纵切开来，我们发现会出现一条条红色的线，这些线和这些点就是芹菜的叶柄中的导管所在。
教师：我们看这些导管相互连成管网，然后把水和无机盐从根向植株的上方移动。
教师：如果同学们用带有叶子的芹菜做实验的话，我们会发现在芹菜的叶当中也会存在红墨水。
得出结论：
在红墨水中，植物的茎叶中被染红的部分为一根根长长的管道——导管，它属于输导组织。
植物的根茎叶等器官内的导管相互连接成管网，根吸收的水就通过这个管网被运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。水分和溶解在水中的无机盐在植物体内是向上运输的。
（二）植物的蒸腾作用
1.概念
（展示一株玉米从出苗到结实的一生中大约需要的水量及水的用途表格，引导学生分析蒸腾作用消耗的水所占比例，进而概括蒸腾作用的概念）
教师：那一只植株需要多少水量呢？我们以玉米为例，玉米从幼苗到长大以后它更需要1.872千克的水分，但是用来维持生命活动的只有0.25，那消耗了多少呢？消耗了200.106千克，总水量就是这些相加一共是204.28千克。我们会发现大量的水都丢失掉，那丢失掉的这部分水分用用做什么用的呢？用作叶片当中的蒸腾作用。
提问：什么是蒸腾作用呢？
学生：根据分析，进行归纳概括。
蒸腾作用就是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。
教师：刚才老师做的实验，如果是叶柄带有叶子的话，我们会看见叶子上也有一条条的红色的线，红色的点所在的位置就是发生蒸腾作用的位置，那蒸腾作用发生在哪个部位呢？
学生：气孔。
教师：那我们如何来验证这个说法是否是正确的呢？
2.植物的蒸腾失水
（利用多媒体课件展示“小实验：植物的蒸腾失水”，组织学生认真阅读，明确实验方法与过程，进而对实验现象进行分析，得出结论）
教师：我们可以选择两株相同长是相似的枝条，将一个枝条去叶，一个保留叶片。然后将它们分别用塑料袋套住有叶子的部分，然后观察袋中的水和品种水的变化。
实验步骤：
（1）把长势相似的两个枝条A、B，一个去叶，一个保留叶片，分别套入两个透明的袋子中。
（2）把A、B枝条插入盛有等量水的瓶子中。
（3）观察袋内和瓶子的水是否发生变化。
（展示实验装置，分析实验现象分析和结论）
教师：在刚才的实验过程当中，实验的变量是什么？实验的现象是怎样的？
实验的变量：有无叶片，
实验现象：装置A的透明袋子中出现较多小水珠；装置B的透明袋子中无明显变化。有叶片的植株，它所在的瓶子的液面下降，而且塑料袋上出现较多水滴。
教师：由此我们可以得出结论。
实验结论：植物主要是叶片通过散失水分的。
教师：由此我们可以得出水分，会从植株的表面，大量是通过叶片沿水蒸气的形式散失到大气当中蒸腾作用，主要的部位就在叶片上。
3.蒸腾作用的作用
合作探究，思考与讨论：
我们说一棵树大约得有10米高左右，那从根部向树冠上运输水和无机盐，在植物体内，水分和无机盐为什么可以往高处流？向上运输的动力是什么呢？
教师：这种动力就是由于叶片上的蒸腾作用，导致叶片中的水分减少，从而产生压力差，加树干部的水分向上牵引，从而牵引根部从外部吸收水分并向上运输。
合作探究，思考与讨论：
那蒸腾作用的作用是什么呢？那在炎热的太阳底下，我们都很容易烧伤，那我们避免晒伤会借屋子里躲避太阳的暴晒，那植物没有地方躲藏，那岂不是更容易受到太阳的灼伤吗？为什么大树底下好乘凉呢？
教师：这里蒸腾作用，在带动水分蒸发的过程当中可以降低植物体内的温度，防止它被太阳灼烧，而且在通过蒸腾作用的过程中，不仅降低了植物体内的温度，也降低了周围环境的温度，所以大树底下好乘凉。
（三）观察叶片的结构
教师：那叶片的结构除了有气孔以外，它还有哪些结构呢？我们这节课就来做下一个实验，探究叶片的结构。
（组织学生阅读教材P110-111页，自主学习，明确实验的目的要求，材料用具、方法步骤。动手操作制作临时切片，观察叶片的结构，并说出叶片的基本结构）
教师：明确实验的方法步骤
1.选切叶片：选一片新鲜的菠菜叶片，平放在小木板上，用刀片切去叶片基部、叶片尖端以及叶片两侧的边缘。留下部分为宽约0.5 cm左右、中央带有主脉的长方形小块叶片。
2.切取材料：用左手食指指尖压住材料一端，右手捏紧并排的两个刀片，从另一端沿和主叶脉垂直方向多次切割材料，每切一次刀片要沾水一次，以便将切下的叶片薄片放入盛有清水的培养皿中。
3.选材制片：用镊子从水中选取最薄的叶片切片，放在洁净的载玻片上，制成临时切片。
教师：组织学生制作菠菜表皮临时装片，引导学生观察叶片结构。
（展示叶片的结构示意图，引导学生描述绿色植物叶片的基本结构）
教师：上表皮角平整，下表皮不平整，与上表皮相连的叫做栅栏组织，与下表皮相连的叫海绵组织，这两个都是保护组织，都是叶肉营养组织。其中红色的部分叫做叶脉，是疏松营养的部分。下表皮当中有凹陷的地方，这凹陷处就是一个个的气孔。气口究竟是什么样的呢？气孔是由两个保卫细胞构成一个气口。
总结：叶片的结构。
叶片由表皮（上表皮和下表皮）、叶肉与叶脉三部分组成。
叶脉：输导组织
上表皮：保护组织
叶肉：营养组织
下表皮：保护组织
气孔：蒸腾作用的“门户”、气体交换的“窗口”
保卫细胞的细胞壁厚薄不均，靠近气孔的外壁厚，难伸展；背向气孔的内壁薄，易伸展。细胞含水量多少会影响到气孔的开闭。
（四）绿色植物参与生物圈的水循环
小组讨论，问题探讨
提出问题：想一想植物都有这种的水循环结构，那我们整个生物圈当中是不是也有这么样的水循环呢？那它的过程又是怎样的呢？其中绿色植物的水循环有哪些作用呢？
教师：对学生的回答进行评价，补充说明。
水循环的过程：陆地上的动物吸收土壤中的水分，然后通过蒸腾作用向上挥发水分，到空气当中，水分相遇，凝结成雨水，再回流到陆地或海洋，落到陆地上的水，有的会集成河流，有的被树木等植被吸收，有的会到地下形成地下水，然后地下水和河流一同汇入到海洋当中，海洋的蒸发作用，产生水蒸气与地表的蒸发，还有植物的蒸腾作用，共同构成空气中的水分，然后大量的水分继续产生降雨，然后进行回流。
绿色植物的水循环的作用：
绿色植物通过在根不吸收水分，然后通过蒸腾作用散失提高了周围空气的湿度，增加了降雨量来促进该地区的水循环。
由于植被中有茎叶的存在，能够承接住雨水，减少雨水直接对地面的冲刷，避免了土壤流失，而且树木落下的枯枝落叶能够吸收大量的水分，让水渗透到地下，以补充地下水资源。
教师：既然地表能够蒸发出水分，太阳也能够蒸发出水分，那如果没有绿色植物水循环是否能够进行呢？
教师：显然水循环是能够进行的，海洋湖泊的水蒸气也能够进入大气形成云雨，然后再回到海洋和陆地，但是如果没了绿色植物水循环会受到影响，像陆地上的降雨就会减少，因为陆地上植物的蒸腾作用减少它的水循环量就减少，而且由于没有绿色植物对雨水的阻挡，雨水会加大对地表的冲刷，增大地表的河流面积，致使最后地表流失。
【课堂练习】
1.叶片由 、 、 组成。
答案：表皮、叶肉、叶脉
解析：叶片是由表皮，叶肉和叶脉三个部分组成，其中叶脉为疏导组织负责运输水和无机盐和有机物，而表皮则是保护组叶肉是营养组织的叶片的生活提供营养物质。
2.气孔是植物蒸腾失水的“ ______ ” ，也是气体交换的“______ ”，_________的形态变化可以控制气孔的开闭。
答案：门户、窗户、保卫细胞
解析：蒸腾作用是，通过气孔而散失掉，所以说气孔是蒸腾作用的门户，气体交换是通过气孔在粘合过程当中进行气体交换，所以说他是气体腰上的窗户，其中气孔是通过两个保卫细胞形成的一个结构，所以气孔的开关是由保卫细胞的形态来控制的。
3.蒸腾作用的主要器官是（ ）
A.花 Ｂ.根 Ｃ.茎 Ｄ.叶
答案：D
解析：由于叶片上的气孔的存在才能够进行蒸腾作用，所以蒸腾作用的主要器官就是叶片。
4.同学们在“观察叶片的结构”的实验课上制作的菠菜叶片横切面的玻片标本属于（ ）
A.装片 B.涂片 C.切片 D.玻片
答案：C
【作业布置】
完成配套作业。
五、板书设计
第三章 绿色植物与生物圈的水循环
（一）植物对水分的吸收和运输
（二）植物的蒸腾作用
（三）叶片的结构
（四）绿色植物参与了生物圈的水循环
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