s24 观察植物叶表皮的气孔

第17章 生态系统的稳定

第1节 绿色植物与生物圈中的水循环

一．实验名称：观察植物叶表皮的气孔

二．实验教学目标：1．认识气孔的组成并能描述气孔的开闭原理。认识气孔的功能，初步形成生物体的结构与功能相适应的基本观点。

2．学会制作叶表皮临时装片和学会使用显微镜观察植物叶表皮的气孔，培养学生动手操作能力、观察能力、画图能力和分析问题、解决问题能力。

3．通过本实验，认识气孔的结构与功能，培养学生之间的合作与交流的意识。【1】

三．实验教学重点：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。

四．实验教学难点：描述气孔的开闭原理。

五．实验类型：分组实验（两人一组）

六．实验器材：（按学生每组配备）显微镜2台 、载玻片6片、盖玻片 6片、解剖器1套、纱布1片、放大镜1把、滴瓶2只（1只盛清水、1只盛10%食盐水）、吸水纸6片、烧杯（500ml ）1只、三脚架1只、石棉网1片、酒精灯1盏、温度计1支、 菠菜叶2片、青菜叶2片、蚕豆叶2片、落叶生根2片。

（教师演示配备）数码相机1台、数据线1根、纸盒1个、塑料管15cm 、海绵1块。

七．实验装置：如图

八．实验准备：教师准备：学生的分组实验器材，教师的演示装置。

学生准备：每位学生采集植物的叶片1—2种。

九．教学策略：发现法。

十．实验教学过程：

（一）引入：水分以气体的状态从植物体内散失到植物

体外的过程，叫做蒸腾作用。你知道塑料袋内的水珠是

通过叶片的什么结构散失出来的吗？（如右图）【2】

〔设计意图〕以问题引领主题，能够激发学生探究问题

的兴趣。

（二）教师演示：取一片新鲜的完整的青菜叶，用解剖

针扎住叶柄，将叶片浸入盛有60℃左右清水的烧杯中。

（如下图左）

提出问题：青菜叶表面有什么现象产生？

学生观察实验现象，并叙述之：青菜叶的表面有气泡出现，正面的气泡比背面的气泡少。（如下图右）

小组动手模仿实验

小组讨论、交流，得出结论：植物的叶片表面并不是密不透风的。

〔设计意图〕通过师生互动、生生互动实验，一是培养学生的观察能力、模仿能力以及语言表达能力，二是初步让学生感知植物的叶片表面的确有“空隙”存在。

（三）教师提出问题：怎样探究叶片表面留有这样微小的“空隙”呢？

小组讨论、交流，初步找到解决问题的方法：〔预测〕1. 利用放大镜观察。2. 制作临时装

片，再用显微镜观察。

小组实验：用放大镜观察菠菜叶、青菜叶、蚕豆叶的表面。

教师提出问题：用放大镜能看清楚叶的表面空隙吗？为什么？

小组讨论、交流，得出结论：看不到叶面有空隙，主要原因应该一是放大镜的放大倍数较小，二是叶片不透明。

〔设计意图〕本实验为观察实验，这一设计，就转变为探究实验，增加了研究问题的难度，也同时激发学生学习的动机。由于探究问题是开放的，学生所选择的器材有可能不同，有可能选择较简单、方便的器材去研究问题。

（四）教师提出问题：要探究叶片的表面留有这样微小的“空隙”，就需要制作临时装片。制作洋葱鳞片叶临时装片的步骤，你还能想起来吗？

独立思考后、小组交流、代表发言：1.擦，2.滴，3.取，4.放，5.盖，6.染。

〔设计意图〕通过本问题，一是回归本实验的原来要求；二是温故而知新，再现已有的知识，为下面的动手操作作理论上的铺垫。

教师提出制作临时装片要求：同组同学，选择同一种植物叶片，一人做上表皮临时装片，一人做下表皮临时装片。

学生在制作临时装片时，教师逐步展示每一步骤：

1. 擦。用纱布擦干净载玻片和盖玻片。

2. 滴。在载玻片的中央滴1—2滴清水。

3. 取。对折叶片，再打开。两手前后从折裂的伤痕处慢慢撕拉叶片，用镊子夹取折断处的白色薄膜。

提出问题：为什么青菜叶、菠菜叶、蚕豆叶的下表皮容易撕取，而上表皮不易撕取？

小组讨论、交流，得出结论：青菜叶、菠菜叶、蚕豆叶的叶片靠近下表皮的是海绵层，结构疏松，而靠近上表皮的是栅栏层，排列整齐，致密，所以叶的下表皮容易撕取，而上表皮不易撕取。

〔设计意图〕通过本问题，知新而温故，认同生物体的结构与功能相适应的基本观点。

点拨：取下表皮时，先对折叶片，再打开，两手前后慢慢撕拉叶片。取上表皮时，用手指尖从叶片的正面撕裂一伤口，再轻轻地向上撕取。

4. 放。把镊子取下的薄膜放入载玻片的水滴中，在放入载玻片的水滴中，同时要用解剖针一起把薄膜展平。

5. 盖。用镊子夹起盖玻片的一角，使盖玻片的一边与水滴接触，再慢慢的放下。【3】

教师巡视指导，记录学生操作不规范的步骤。数码相机视频展示学生制作有较大问题的装片：（1）含有较多的气泡：

讨论、交流，得出改进方法：

①盖盖玻片时，要规范操作。②可以用解剖针轻敲盖玻片，赶走气泡。

（2）含有较多的叶肉：

讨论、交流，得出改进方法：

取材料时，一定是表皮，而不能有叶肉或叶脉相连。

〔设计意图〕通过展示学生制作临时装片中出现的问题，一是培养学生规范操作能力，养成严谨的科研态度；二是培养学生学会发现问题，学会分析问题存在的原因、解决问题的方法。（五）提出问题：怎样使用显微镜观察临时装片?

独立思考、小组交流、代表发言：

1.取镜与装镜。

2.对光。低倍物镜正对通光孔，较大的光圈正对通光孔，左眼注视目镜，用手转动反光镜，使视野出现明亮的圆。

3.观察。把装片放在载物台上，并用压片夹压住；用手转动粗准焦螺旋，使镜筒下降，接近装片为止；左眼注视目镜，手反向转动粗准焦螺旋，使镜筒慢慢上升，直到观察到清晰的物象为止。【4】

〔设计意图〕温故而知新。再现已有的知识，为下面的动手操作作铺垫，有利于学生顺利完成实验，提高学生的自信心。

学生观察自己制作的临时装片，教师巡视指导学生，并记录学生出现的问题。

数码相机视频展示学生观察临时装片存在的问题：视野亮度过高

讨论、交流，得出结论：叶表皮是无色透明的，如果视野太亮，不容易观察到其结构。〔设计意图〕通过视频展示问题，让学生学会根据实际需要，灵活操作显微镜。

点拨：显微镜的视野不要太亮。

问题1：叶表皮细胞是不规则、无色透明的一类细胞，你还能发现与它不同的细胞吗？

观察，并叙述：形状呈半月形，有绿点的细胞。

点拨：半月形，有绿点的细胞就是保卫细胞

问题2：观察课文P76图17—3，与自己制作的临时装片比较，有什么不同？

小组交流、讨论，得出结论：课文中的插图不规范。

〔设计意图〕通过学生实际制作的装片与课文中的插图比较，一是培养学生认真观察的态度，学会分析、比较不同的结构特点，提高分析能力；二是培养学生实事求是的科学态度，学会质疑，敢于质疑。

画图：画出你观察到的保卫细胞的形态。

〔设计意图〕一是培养学生的画图能力，以及实事求是的科学态度；二是进一步感知保卫细胞与表皮细胞的结构特点及区别。

数码相机视频展示：（有选择地展示保卫细胞的两种形态）

点拨：两个保卫细胞中间留下的空隙就是气孔。

问题3：两个保卫细胞中间的空隙就是气孔。一个是气孔张开，另一个是气孔关闭。为什么会出现不同的形态？

数码相机视频展示：（如下图）

1.在用萎蔫叶片制作的临时装片的盖玻片一侧滴一滴清水。

学生观察、描述现象：保卫细胞吸水，细胞发生形变，靠近气孔一侧的壁不易伸展；而远离气孔一侧的壁较易伸展，气孔张开。

数码相机视频展示：

2. 在用新鲜叶片制作的临时装片的盖玻片一侧滴一滴10%食盐水。

学生观察、描述现象：保卫细胞失水，细胞发生形变，靠近气孔一侧的壁慢慢伸直；而远离气孔一侧的壁慢慢缩短，气孔关闭。

〔设计意图〕通过师生互动实验，一是认识气孔的组成，二是使用10%的食盐水做实验，目的是使实验现象明显，也为了节省实验时间；三是直观地、动态地展示放大的气孔开闭情况，有利于突破学生理解气孔开闭原因的难度。

学生动手实验：在盖玻片的一侧滴一滴10%的食盐水，左眼注视目镜，观察保卫细胞的变化情况。

问题4：为什么保卫细胞吸水后，内外侧发生的形变不同呢？

观察：换上高倍物镜观察保卫细胞的结构特点。

点拨：换上高倍物镜后，只能调节细准焦螺旋，不能调节粗准焦螺旋。

小组交流、表达：保卫细胞与其他细胞不同，它的细胞壁厚薄不均匀，靠近气孔一侧的壁厚，而远离气孔一侧的壁薄。

点拨：植物细胞壁主要由纤维素构成，纤维素的弹性较差，所以保卫细胞近气孔一侧的壁变形较小，而远离气孔一侧的壁变形较大。【5

】

画图：检查刚才自己画的保卫细胞图是否规范？不规范的，请加以修改。

〔设计意图〕通过学生观察临时装片，一是让学生熟悉显微镜的操作，二是使学生认同生物体的结构与功能是相适应的生物学观点。

观察：同组同学互相观察对方显微镜下（低倍镜下）的临时装片，发现气孔的数目有什么不同吗？这与我们前面观察到烧杯内的青菜叶正面和背面冒出的气泡现象是否一致？

观察、交流，得出结论：植物叶上表皮的气孔数比下表皮的气孔数少。

问题5：一般地，陆生植物上表皮的气孔数比下表皮的气孔数少，这样对于植物有什么好处？独立思考、小组交流，得出结论：陆生植物上表皮的气孔数比下表皮的气孔数少，可以减少植物体内水分的散失，有利于保持植物体内的水分。

〔设计意图〕通过以上两个问题的研究，一是让学生学会用不同的方法说明同一个问题，培养学生的发散思维；二是使学生进一步认同生物体的结构与功能是相适应的生物学观点。问题6：当植物体内的水分过多时，气孔就张开；当植物体内的水分过少时，气孔就关闭，这对植物有什么重要意义呢？

小组讨论、交流，得出结论：当植物体内的水分过多时，气孔就张开，可以散失较多的水分。特别在夏季高温下，植物在散失水分的同时，可以降低自身的温度，也可以促进无机盐的运输。当植物体内的水分过少时，气孔就关闭，有利于保持体内的水分，抵御干旱的环境。〔设计意图〕通过本问题的分析，一是让学生学会把知识与生活实际结合相结合，学会学以致用；二是使学生进一步认同生物体的结构与功能相适应的生物学观点。

（六）问题7：在艳阳高照的白天和满天星斗的夜晚，植物叶片上的气孔又起怎样的作用呢？小组讨论、交流，得出结论：白天，植物进行蒸腾作用，水分从气孔散失出去；由于光合作用强度大于呼吸作用，所以二氧化碳从气孔进入叶内进行光合作用，而产生的氧气从气孔散失出去。夜晚，植物主要进行呼吸作用，所以氧气从气孔进入叶内进行呼吸作用，而产生的二氧化碳从气孔散失出去。

点拨：由此可见，气孔是叶片散失水分以及与外界进行气体交换的“门户”。

问题8：通常我们看到园林绿化的师傅为了挺高树木的成活率，在移栽树木时，常常要把一些树枝剪掉一部分。你知道为什么吗？

独立思考，得出结论：其目的是减少植物体内水分的散失，降低植物的蒸腾作用。

〔设计意图〕通过以上两个问题的研究，提高学生的综合分析问题能力，学会知识的迁移，灵活运用知识。

（七）用自带的材料，制作并观察叶片上的气孔。

视频展示：学生制作的临时装片。

蒜苗叶的下表皮：石楠叶的下表皮：

蚕豆叶的下表皮：蚕豆叶的上表皮：

菠菜叶的上表皮：落叶生根叶的上表皮：

小组讨论：选用什么材料制作装片，更有利于观察叶表皮的气孔结构？

〔设计意图〕通过学生自主动手实验，一是活跃课堂气氛，二是提高学生的探究问题的兴趣和意识，有利于培养学生的求异思维。

（八）问题：本实验中，你还存在什么疑问，需要大家帮你解决？

〔设计意图〕通过本问题，一是让师生互动，生生互动，活跃课堂气氛；二是培养学生学会提出问题，学会解决问题的方法。

（九）指导学生收镜。

〔设计意图〕培养学生良好的品质，提高科学素养。

（十）小结：本实验，你学会了什么？你的能力得到锻炼和提高了吗？

〔设计意图〕培养学生学会善于总结知识，提高自身能力，最终达到学生学会学习。

十一．实验说明：

1.学生获取知识、提高能力的途径，就是一个不断发现新问题、解决新问题的过程。所以本实验设计就是以发现新问题，解决新问题为主线，贯穿于整个教学过程之中。

2.苏科版“观察植物叶表皮的气孔”实验，教材的实验材料是选用蚕豆叶，而我所在的农村种蚕豆很少，不易采集到，所以，本实验多用青菜叶、菠菜叶代替；当然本实验最好的实验材料是观察下表皮用豌豆叶（本人曾在春季用豌豆叶做过，豌豆叶表皮较薄，叶脉较细），观察上表皮用落叶生根叶（落叶生根的叶为肉质）。

3. 教材上的插图与学生实际观察到的有一定差异，主要是学生观察到的表皮细胞是无色透明的，保卫细胞略呈绿色，而教材的插图都呈现绿色，因此可以通过本实验矫正学生的认知。

4. 本实验运用数码相机进行了视频展示，一是以幻灯片的形式展示拍摄到不同植物叶表皮细胞的气孔形态，把微观的结构变成宏观的画面；二是以动态的方式展示气孔由关闭到张开的过程，把静止的东西转变成动态的过程；三是随时展示学生制作临时装片的情况，既有利于发现问题，也有利于全体同学共同学习、探讨，以达到资源共享目的。

5. 在实验的最后，增加了学生的自主实验，一是调动学生探究问题、认识未知事物的积极性，同时，也培养了学生的发散思维和创新精神；二是有利于教师发现更好的实验材料，为进一步完善实验提供原始资料。

参考文献：

⑴生物教师教学用书八年级上册第85—86页苏科版初中生物教材编写组2012年6月

⑵百度文库图片

⑶生物实验八年级上册第29—30页苏科版初中生物教材编写组2012年6月

⑷生物实验七年级上册第6—7页苏科版初中生物教材编写组2011年6月

⑸植物学第149—151页华东师范大学上海师范学院南京师范学院编1990年4月