师:同学们,大家好!上节课我们主要学习了绿色植物的光合作用。通过学习,大家会发现在我们生活周围,有很多现象都与绿色植物的光合作用有关。如果仔细观察,还能发现其他生物学问题。比如,老师家里有一株盆栽出现了萎蔫现象,怎样能让它变得挺拔呢?
生:(思考,可能有同学小声说胶水等答案)
师:相信大家都有这样的生活经验,给因为缺水而出现萎蔫的植物及时浇水,植物很快就会恢复生机。针对这种现象,大家有什么发现?或者能提出怎样的观点呢?
生:(思考并回答,如植物生活离不开水等)
师:可见植物的生活是离不开水的。它们生活必需的水分主要从外界环境获取,也就是说植物能够吸收水分。生活中有很多这样的现象。相信善于观察的同学们也看到过,超市会在蔬菜区增设加湿器,让蔬菜保鲜;变软的黄瓜泡在水中会逐渐变得硬挺。这些都是植物吸水的现象,那么植物只能吸水吗?
生:(思考)
师:我们再来看,凉拌黄瓜时,会发现碟子里的汁水逐渐增多,这里的水是从哪来的呢?
生:来自黄瓜。
师:对,这个现象说明植物也能失水。通过以上观察,我们发现植物既能吸水又能失水。植物由细胞组成,植物的吸水和失水主要是因为植物细胞能够吸水、失水,那么水是如何进出植物细胞的呢?下面请大家结合成熟的植物细胞结构图,来找一找植物细胞吸水失水的路径。首先,我们来回顾植物细胞的结构。最外面的结构是细胞壁,紧贴细胞壁的是细胞膜,中间染色比较深的是细胞核,还有细胞质,中间的泡状结构是液泡。有的植物细胞还含有叶绿体。我们知道植物细胞内可流动的水分主要存在于液泡中,那么细胞外的水分想要进入液泡一次,要经过细胞的哪些结构呢?请大家写下来并用箭头连接起来。
(学生书写)
师:大家都写好了吗?通过植物细胞结构图可以很清晰地看到,细胞外的水分依次要经过细胞壁、细胞膜、细胞质,最后到达液泡中,这是植物细胞吸水的路径。细胞失水的路径又是怎样呢?细胞失水的路径和吸水是相反的,液泡中的水依次要通过细胞质、细胞膜、细胞壁到达细胞外。现在我们找到了植物细胞吸水失水的路径。接下来,我们一起来探究植物细胞在什么情况下吸水,又在什么情况下失水。想一想我们之前观察到的现象,黄瓜在清水中吸水,在盐水中失水,清水和盐水的不同在哪?
生:它们的浓度不同。
师:我们先来了解浓度这个概念。现在请大家拿出课前准备的三杯水,分别是等量的水中加入两勺盐、一勺盐和不加盐的水。请大家来尝一尝,说出感受。
(学生品尝并表述感受)
师:相信通过品尝,大家会发现这三杯水的咸度不同,最咸的是加两勺盐的,其次是加一勺盐的,清水几乎没有咸味。这三杯水的咸度不同,其实就表现出它们的浓度不同,在一定范围内,等量的水中加入的盐越多,盐水的浓度就越大。按照浓度由大到小,这三杯水可以这样排列。现在再来看黄瓜的吸水失水,来找一找细胞的吸水失水与周围溶液浓度之间的关系。
生:黄瓜在浓度低的清水中吸水,在浓度高的盐水里失水。
师:所以我们可以做出这样的假设,当周围溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水;当周围溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水。我们的假设是否正确呢?接下来我们一起设计实验来验证假设。首先,实验的变量是不同浓度的溶液。今天给大家准备的是20%的食盐水和清水,实验材料是萝卜,下面请大家根据所给的实验材料制定相应的实验方案。
(学生设计方案)
师:这是兴趣小组同学设计的方案,大家的方案是否和他们的一样呢?一起来看。把萝卜切成大小形状相同的长条,分别放在盐水和清水中。一段时间后,可以通过观察萝卜条的长度变化来判断萝卜条是吸水还是失水。这是兴趣小组同学根据实验方案开展实验后记录的萝卜条在实验前后的长度变化,大家有什么发现呢?
生:萝卜条在清水中变长了,在盐水中变短了。
师:可见清水中的萝卜吸水变长,盐水中的萝卜失水变短。植物细胞的吸水失水确实与周围溶液的浓度有关,当周围溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水;相反,当周围溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水。简单地说,水总是流向浓度较高的一侧,这就是植物细胞吸水、失水的原理。那么,植物吸收水分的器官主要是什么呢?
生:植物的根。
师:绿色开花植物往往都有发达的根系,不同植物根的形态是不同的,根系不仅可以固定植物,而且根的表面积越大,吸收水分的能力越强。根的哪些结构扩大了根与土壤的接触面积呢?接下来我们通过观察萌发种子的根来了解植物根尖的特点。首先我们来看看根尖的位置,根的顶端到着生有根毛的一段,叫做根尖。借助放大镜仔细观察根尖,大家看到了什么?
生:靠近幼根尖端的部位有许多白色的绒毛。
师:对,这就是根毛。根尖着生根毛的区域叫做根毛区,也叫成熟区。有人做过这样的统计,成熟区单位面积上的根毛数目,玉米约有420条,豌豆约有230条,黑麦根毛多达150亿条,其总面积约有400平方米。相信大家能从这些数据中发现,植物根部着生大量的根毛,这些根毛扩大了根与土壤的接触面积,从而扩大了根的吸收面积。通过显微镜观察根尖的永久切片,看看根尖的细胞有什么特点。
(学生观察)
师:观察植物根尖的结构,材料、用具:显微镜、放大镜、根尖的纵切面玻片标本、萌发的绿豆种子。取一粒已经萌发出幼根的绿豆种子,使用放大镜观察其外形。我们可以看到幼根上有许多白色的绒毛,这就是根毛。根毛所在的区域是根尖的成熟区。用显微镜观察根尖的纵切面玻片标本,我们可以看到根尖的最前端是根冠的细胞,体积较大,形状不规则,排列不整齐。分生区的外层细胞大部分被根冠包围着,其细胞体积较小,近似正方形,排列紧密。伸长区的细胞体积较大,呈长方形。成熟区的细胞体积也较大,其表皮细胞向外凸起,形成根毛。
