植物对水分的吸收和利用
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文档简介
植物对水分的吸收和利用
教学重点：1、渗透吸水原理。
2、质壁分离和复原的实验。
3、蒸腾作用的生理意义。
教学难点：分析渗透原理、成熟的植物细胞是一个渗透系统。
教学用具：渗透作用示意图的投影片。
教学方法：讲述、实验、讨论。
教学过程
1、 设计思路：通过学生回忆植物正常和水分亏缺的现象，引入对水分代谢的研究。→植物体的吸水是以细胞吸水为基础的，由此引入探究细胞的吸水。→通过观察质壁分离和复原现象，认识细胞渗透吸水和失水与环境的关系。→从细胞的吸水引出植物的吸水，并讨论植物体内水分的运输、利用和散失。→总结水分代谢的全过程，指导学生完成教材的复习题，使学生巩固所学内容。
2、 关于教学过程的说明：
（1）在学生回忆正常和水分亏缺植物出现的萎蔫现象的基础上，指出植物体只有在水分代谢平衡的基础上，才能维持正常的生活。水分缺乏或过多对农业生产影响很大，因此，研究植物水分代谢是农业生产的理论课题。植物是如何吸水的？植物体的水分代谢都受哪些因素的影响？由此引入课题。
（2）引导学生从多方面来分析引起植物萎蔫的原因。在学生简短讨论后，教师进一步提出在蔗糖液中的植物体为什么会缺水萎蔫？植物体是由细胞构成的，植物体吸水是细胞吸水的结果。细胞在清水和30％的蔗糖液会发生什么现象？由此引入质壁分离和复原的实验。
（3）由于时间关系，实验另外安排一节课，可以先讲理论和结论。
（4）在学生获得细胞在高浓度的蔗糖液中会失水，在清水中会吸水基础上，提出：环境溶液的浓度为什么会影响细胞的吸水？细胞的哪些结构特点和吸水有关？由此引出渗透作用（出示渗透作用示意图投影片），并引导学生观察分析。在此应介绍相关知识和对以下问题进行分析：
A、特别要注意说明选用的膜，是一种半透膜，水分子可以自由通过而蔗糖分子很难通过。
B、在学生观察的基础上，提出以下问题引导学生讨论：a．为什么漏斗中的蔗糖液面会高于烧杯中清水的液面？引导学生说出，单位体积清水的水分子数目，比单位体积的蔗糖液中的水分子多，所以在单位时间内，水分子由烧杯透过半透膜扩散入漏斗内的数量，多于水分子由漏斗进入烧杯内的数量。因此漏斗内的液面上升了。并指出水分子透过半透膜的扩散称为渗透作用。b．什么结构维持着这种渗透作用？如果破坏了半透膜结果会怎样？得出半透膜的存在是发生渗透作用的关键。c．如果学生条件好，可以进一步提出：渗透装置再放置下去，漏斗中的液面会不断持续上升吗？为什么？(或：漏斗内的蔗糖液的浓度总是高于烧杯内清水浓度，那么水分会不断进入漏斗吗？为什么？)在教师的引导下得出，漏斗中的液柱向下的压力，可加速漏斗内的水分子向烧杯中渗透，当液柱的重量等于烧杯水分子向漏斗内渗透的力时，水分子向膜两侧的渗透会出现平衡，液面停止上升。
C、在以上的分析基础上总结出，渗透作用是指水分子透过半透膜的扩散；发生渗透作用的条件是：a．半透膜的存在，b．膜两侧具有浓度差；水分渗透的趋势是：水分子由浓度高的一侧向低的一侧渗透。
D、对渗透作用分析后，再转移到对细胞渗透作用的分析上来。提出：细胞是否也具有发生渗透作用的条件？引导学生分析，细胞液泡内有细胞液，环境中有细胞外液。细胞液和环境溶液间是否存在半透膜呢？细胞在高浓度的蔗糖溶液中失水，出现质壁分离现象，说明蔗糖分子未透过细胞膜等原生质层，否则细胞内外就不存在溶液的浓度差，水分不会向外渗透。但蔗糖分子透过了细胞壁，否则细胞膜和细胞壁之间是清水，水分子会迅速渗入细胞而使细胞膨胀而不会出现质壁分离现象。由此说明细胞壁是全透的，细胞膜、细胞质和液泡膜等原生质层是半透膜。因此，细胞是一个渗透系统，具有发生渗透作用的条件。
E、总结细胞渗透吸水原理。成熟植物细胞具有发生渗透作用的条件：a．具有半透膜(原生质层)。b．膜内外有溶液即细胞液和环境溶液。c．当细胞液大于环境溶液的浓度时，细胞会从环境中吸水，反之细胞会失水。
（5）关于植物体内水分的运输、利用和散失的过程，可利用教材中的图，分析以下几点：
A、土壤溶液的浓度，一般比根尖根毛(成熟)区细胞细胞液的浓度低，这样土壤溶液中的水分，通过渗透作用进入根毛区的表皮细胞中。按渗透作用原理，表皮细胞中的水分，可以向内部细胞层层渗入，最终进入导管。在此应联系一些有关农业生产实际问题，如盐碱地中植物为什么更易缺水，为什么一次施肥不宜过多等等。
B、根、茎、叶等导管是连通的，导管中的水分会渗入植物体其它部位的细胞。一部分水分参与光合作用等各项生理活动，留在植物体内；但大部分水分，通过叶片等蒸腾作用散失了，这样就形成了水分吸收、运输、利用和散失的代谢通路。
C、通过列举植物需水量与蒸腾作用的关系，说明蒸腾作用是植物体水分吸收和运输的主要动力。通过联想动物散热的方式，说明蒸腾作用降低植物体温的作用和适应环境的意义。在此可联系干旱环境中的植物特点。
D、最后可按下图(图2-2)所示的思路总结水分代谢：
张元康
2008.11
教学重点：1、渗透吸水原理。
2、质壁分离和复原的实验。
3、蒸腾作用的生理意义。
教学难点：分析渗透原理、成熟的植物细胞是一个渗透系统。
教学用具：渗透作用示意图的投影片。
教学方法：讲述、实验、讨论。
教学过程
1、 设计思路：通过学生回忆植物正常和水分亏缺的现象，引入对水分代谢的研究。→植物体的吸水是以细胞吸水为基础的，由此引入探究细胞的吸水。→通过观察质壁分离和复原现象，认识细胞渗透吸水和失水与环境的关系。→从细胞的吸水引出植物的吸水，并讨论植物体内水分的运输、利用和散失。→总结水分代谢的全过程，指导学生完成教材的复习题，使学生巩固所学内容。
2、 关于教学过程的说明：
（1）在学生回忆正常和水分亏缺植物出现的萎蔫现象的基础上，指出植物体只有在水分代谢平衡的基础上，才能维持正常的生活。水分缺乏或过多对农业生产影响很大，因此，研究植物水分代谢是农业生产的理论课题。植物是如何吸水的？植物体的水分代谢都受哪些因素的影响？由此引入课题。
（2）引导学生从多方面来分析引起植物萎蔫的原因。在学生简短讨论后，教师进一步提出在蔗糖液中的植物体为什么会缺水萎蔫？植物体是由细胞构成的，植物体吸水是细胞吸水的结果。细胞在清水和30％的蔗糖液会发生什么现象？由此引入质壁分离和复原的实验。
（3）由于时间关系，实验另外安排一节课，可以先讲理论和结论。
（4）在学生获得细胞在高浓度的蔗糖液中会失水，在清水中会吸水基础上，提出：环境溶液的浓度为什么会影响细胞的吸水？细胞的哪些结构特点和吸水有关？由此引出渗透作用（出示渗透作用示意图投影片），并引导学生观察分析。在此应介绍相关知识和对以下问题进行分析：
A、特别要注意说明选用的膜，是一种半透膜，水分子可以自由通过而蔗糖分子很难通过。
B、在学生观察的基础上，提出以下问题引导学生讨论：a．为什么漏斗中的蔗糖液面会高于烧杯中清水的液面？引导学生说出，单位体积清水的水分子数目，比单位体积的蔗糖液中的水分子多，所以在单位时间内，水分子由烧杯透过半透膜扩散入漏斗内的数量，多于水分子由漏斗进入烧杯内的数量。因此漏斗内的液面上升了。并指出水分子透过半透膜的扩散称为渗透作用。b．什么结构维持着这种渗透作用？如果破坏了半透膜结果会怎样？得出半透膜的存在是发生渗透作用的关键。c．如果学生条件好，可以进一步提出：渗透装置再放置下去，漏斗中的液面会不断持续上升吗？为什么？(或：漏斗内的蔗糖液的浓度总是高于烧杯内清水浓度，那么水分会不断进入漏斗吗？为什么？)在教师的引导下得出，漏斗中的液柱向下的压力，可加速漏斗内的水分子向烧杯中渗透，当液柱的重量等于烧杯水分子向漏斗内渗透的力时，水分子向膜两侧的渗透会出现平衡，液面停止上升。
C、在以上的分析基础上总结出，渗透作用是指水分子透过半透膜的扩散；发生渗透作用的条件是：a．半透膜的存在，b．膜两侧具有浓度差；水分渗透的趋势是：水分子由浓度高的一侧向低的一侧渗透。
D、对渗透作用分析后，再转移到对细胞渗透作用的分析上来。提出：细胞是否也具有发生渗透作用的条件？引导学生分析，细胞液泡内有细胞液，环境中有细胞外液。细胞液和环境溶液间是否存在半透膜呢？细胞在高浓度的蔗糖溶液中失水，出现质壁分离现象，说明蔗糖分子未透过细胞膜等原生质层，否则细胞内外就不存在溶液的浓度差，水分不会向外渗透。但蔗糖分子透过了细胞壁，否则细胞膜和细胞壁之间是清水，水分子会迅速渗入细胞而使细胞膨胀而不会出现质壁分离现象。由此说明细胞壁是全透的，细胞膜、细胞质和液泡膜等原生质层是半透膜。因此，细胞是一个渗透系统，具有发生渗透作用的条件。
E、总结细胞渗透吸水原理。成熟植物细胞具有发生渗透作用的条件：a．具有半透膜(原生质层)。b．膜内外有溶液即细胞液和环境溶液。c．当细胞液大于环境溶液的浓度时，细胞会从环境中吸水，反之细胞会失水。
（5）关于植物体内水分的运输、利用和散失的过程，可利用教材中的图，分析以下几点：
A、土壤溶液的浓度，一般比根尖根毛(成熟)区细胞细胞液的浓度低，这样土壤溶液中的水分，通过渗透作用进入根毛区的表皮细胞中。按渗透作用原理，表皮细胞中的水分，可以向内部细胞层层渗入，最终进入导管。在此应联系一些有关农业生产实际问题，如盐碱地中植物为什么更易缺水，为什么一次施肥不宜过多等等。
B、根、茎、叶等导管是连通的，导管中的水分会渗入植物体其它部位的细胞。一部分水分参与光合作用等各项生理活动，留在植物体内；但大部分水分，通过叶片等蒸腾作用散失了，这样就形成了水分吸收、运输、利用和散失的代谢通路。
C、通过列举植物需水量与蒸腾作用的关系，说明蒸腾作用是植物体水分吸收和运输的主要动力。通过联想动物散热的方式，说明蒸腾作用降低植物体温的作用和适应环境的意义。在此可联系干旱环境中的植物特点。
D、最后可按下图(图2-2)所示的思路总结水分代谢：
张元康
2008.11