植物对水分的吸收和利用

植物对水分的吸收和利用

一、教学目标

（一）知识目标

1、了解植物细胞的吸胀吸水；水分的运输和利用。

2、理解植物细胞渗透吸水的原理，水分散失的方式和意义。

3、通过植物细胞的质壁分离和复原的实验，进一步理解渗透吸水的原理。

（二）能力目标

1、通过观察、实验、推理等手段，培养学生的观察思考、类比综合的能力和创造思维能力。

2、通过水分的吸收、运输、利用和散失，培养学生分析归纳及综合思维的能力。

（三）情感目标：

1、通过发现问题、解决问题的过程，培养学生的探索精神，树立辩证唯物主义世界观。

  2、植物渗透吸水原理在生产和生活上的应用，进行理论联系实际的教育。

二、教学重点、难点

重点 ：渗透作用的原理；植物细胞吸水和失水的原理。

难点 ：半透膜与选择透过性膜的主要区别，植物细胞是一个渗透系统。

三、教学方法

探究式教学法，包括讲述、实验、讨论等。

四、教学过程

引言：大家先考虑一个问题，俗话说：“人往高处走，水往低处流”。“水往低处流” 这句话在植物体内适合吗？（在植物体内是“水往高处流” ）

师：在我国西双版纳有一种“望天树”高达80米左右。（展示望天树的图片）

在植物体内既然水是往高处流的，那么土壤中的水分怎样到达80米高的大树顶端？水分进入植物体内后又是如何被利用的？等等这些问题是今天这节课我们要学习和探讨的内容。

讲述新课

一、         分的吸收：

吸水的主要部位：——根

（课件显示根尖的结构并指出吸水最活跃的部位是成熟区的表皮细胞，显示成熟区表皮细胞和分生区细胞的结构示意图）

问：成熟区表皮细胞和分生区的细胞在结构有什么区别？

由于两个部位的细胞结构有区别造成了其吸水的方式的不同。

吸水方式：

（图片演示黄豆干种子吸胀吸水）。

1、吸胀吸水：

课件显示并讲解：吸胀吸水（未成熟的植物细胞）

靠细胞中的亲水性物质(蛋白质、淀粉、纤维素)吸收水分。形成中央液泡的成熟细胞吸水的主要方式是渗透吸水。

2、渗透吸水：（成熟的植物细胞）

渗透吸水指的是通过渗透作用吸收水分的方式。什么叫渗透作用？通过渗透作用能吸收水分吗？为了说明这些问题，我们先看一个实验。（显示墨水扩散）

问：看到了什么现象？墨水为什么向四周扩散？

下面我们把实验改进一下，把两种液体用一种半透膜隔开，看看会出现什么结果？（课件显示渗透实验装置，并作说明，同时介绍半透膜的特点）

提问：1、你预测一下会出现什么结果？（课件显示液面上升情况）

2、漏斗内液面为什么会上升？

3、烧杯中的水会进入长颈漏斗，长颈漏斗中的水会不会进入烧杯中？

4、长颈漏斗中的液面是否会无限制的上升？

（1）渗透作用：

（课件演示水分子出入半透膜的过程）总结出渗透作用的概念：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，叫做渗透作用。

总结归纳：渗透装置应具备的条件：

  （2）构成渗透系统的条件：

       A、具有半透膜。

       B、膜两测有溶液且存在浓度差。

   问：一个成熟的植物细胞能构成一个渗透系统吗？这要看植物细胞是否具备构成渗透系统的条件。

课件显示植物细胞的模式图

   问：植物细胞中有半透膜吗？

植物细胞的细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质称之为原生质层，由于细胞膜、和液泡膜是选择透过性膜，这样我们可以把原生质层看成是一层选择透过性膜。（区别原生质和原生质层）

问：选择透过性膜有什么特点？

问：选择透过性膜和半透膜之间有相同的地方吗？

如果把原生质层当成是半透膜，液泡中具有一定浓度的细胞液

问：一个成熟的植物细胞能构成一个渗透系统吗？

问：要是把成熟的植物细胞放在外界溶液中呢？

 在这种情况下植物细胞就和外界溶液构成了一个渗透系统，液泡中的细胞液就会通过原生质层与外界溶液发生渗透作用了。

事实会不会就像我们刚才分析的这样呢？我们可以把细胞放在外界溶液中，亲自观察一下，看看结果如何。

用课件显示质壁分离过程。

提问：1、刚才看到了什么现象？（原生质层收缩与细胞壁分离）

2、这种现象叫质壁分离。这里得“质”指的是细胞质吗？（原生质层）

3、在质壁分离过程中，液泡有什么变化？细胞液有什么变化？（液泡变小，细胞液减少，颜色加深）

3、细胞液减少，颜色加深是什么原因造成的？（水分减少，浓度增加造成的）

4、细胞为什么会失水？（细胞液浓度小于外界溶液浓度）

5、发生质壁分离以后，在细胞质和原生质层之间的空隙中是什么物质？

6、要是把发生质壁分离的细胞放在清水中，会发生什么情况呢？

用课件显示质壁分离复原过程。

提问：1、把发生质壁分离的细胞放在清水中，细胞为什么会复原？

细胞为什么会吸水？（细胞液浓度大于外界溶液浓度）

2、通过细胞的质壁分离和复原实验，得出什么结论？ 

成熟植物细胞+外界溶液=渗透系统

  细胞液浓度小于外界溶液浓度——细胞失水

细胞液浓度大于外界溶液浓度——细胞吸水

 小结：通过细胞的质壁分离和复原实验，证明了成熟的植物细胞可以通过渗透作用吸收水分。根尖分生区时未成熟的植物细胞，吸水的主要方式是吸胀吸水，根毛区的细胞是形成中央液泡的成熟细胞，其吸水的主要方式是渗透吸水。

补充：死亡的植物细胞会发生质壁分离和复原现象吗？

根毛区的细胞吸收水分以后，要运输到植物体的各个部位，供植物利用。

二、水分的运输

（展示土壤中水分向导管移动的图片）

1、根毛区细胞（成熟区细胞） ——层层细胞——根导管

根毛区细胞（成熟区细胞）——层层细胞间隙——根导管

2、根导管——茎导管——叶导管——植物体各部位

三、水分的利用、散失：

1、根吸收的水分只有1~5%留在植物体内，参与生命活动（光合作用、呼吸作用等）。

2、绝大部分通过蒸腾作用，经叶片表面的气孔散失掉了。通过气孔散失掉这么多的水分有其特殊的生理意义。

蒸腾作用的意义：吸水和运输水分的主要动力

3、还有少部分以吐水失去。（展示一棵树被塑料袋扎好后，出现水蒸气的图片）。

小知识：在现实生活中，移栽树木需要注意什么？

四、合理灌溉

   植物在一生中都需要不断地吸收水分，但是不同的植物一生需水量不同，例如一株向日葵一生耗水约30千克左右；一亩稻田，在整个生长期间耗水大约30万千克左右。同一种植物在不同的生长发育时期需水量也不相同（如小麦一生的需水量曲线图）。这些水分绝大部分都通过蒸腾作用散失掉了。

我国是一个水资源非常贫乏的国家，因此如何用最少的水去获取最高的产量，是农业生产中的一个大问题。也就是说，根据植物需水规律，进行适时适量灌溉，使得既不影响产量，又能达到节水的目的。

五、课堂练习：（略）