s39 探究光照对植物蒸腾作用的影响.doc

课题名称探究光照对植物蒸腾作用的影响学校学科生物设计人联系电话实验教学目标1、 知识目标：了解光照对植物蒸腾作用的强弱有影响。2、 能力目标：通过测定植物蒸腾作用的强弱培养学生的实验探究能力、分析问题和综合解决问题的能力。3、 情感态度与价值观目标：认同绿色植物在光照强弱的条件下能调节自身蒸腾作用的强弱，从而认同绿色植物能通过调节蒸腾作用的强弱来维持整个生物圈的水平衡稳态。初步形成保护绿色植物的意识。实验内容实验名称：探究光照对植物蒸腾作用的影响实验器材：具支试管，2ml移液管，橡皮管，铁架台， 60W白炽灯灯泡两个，棉花，保鲜膜，纱布，家用并联电路板，玻璃灯罩实验试剂：清水，凡士林，植物油实验材料：一棵生长健壮的带叶植株（ 菊花 ）实验装置：如图：主要实验材料的准备：选择菊花作为实验材料，主要是因为其叶片数量较多且表面没有蜡质，蒸腾作用强；茎有一定的木质化，操作性强且不易折断；根系也比较发达，蒸腾作用相对较强。花鸟市场上挑选一盆主干相对较直的盆栽菊花，将顶端的花及其余的叉枝剪掉即可。家用并联电路板为学校物理实验室借用，可单独开一盏灯（60W），也可两盏灯同时开（120W）。保鲜膜为平时的家用保鲜膜。玻璃灯罩为老式台灯上拆下来的透明玻璃灯罩。实验教学设计思路实验类型：演示实验教学重点：蒸腾作用概念的形成以及理解植物体的蒸腾作用。教学难点：探讨绿色植物的蒸腾作用是可以调节的。教学策略：1、 指导学生观察“叶的蒸腾作用的实验” 出示课前准备好的实验装置。如图：书P75页。 观察：你看到什么样的实验现象呢?(学生观察后能够回答：带叶植株的塑料袋内壁出现了许多小水珠。带叶植株的锥形瓶内水的液面高度发生了下降。) 启发学生思考：本实验的变量是什么呢？编号甲、乙的两组，哪一组是实验组，哪一组是对照组呢？这些小水珠是怎样形成的呢? （学生根据已学过的对照实验的知识能够讨论总结后得出：变量是：叶片；对照组为带叶植株一组，实验组为不带叶植株一组；塑料袋内壁沾有的小水珠主要是由叶片散发出来的水蒸气凝结而成的。） 引出蒸腾作用的概念：水分以气体的状态从植物体内散发到植物体外的过程，叫做植物的蒸腾作用。 进一步启发学生思考：塑料袋要求透明且不透气的原因是什么？可以把整个装置用塑料袋罩住吗？为什么要放在有阳光的地方？（学生讨论后能回答的部分：塑料袋要求透明是为了能清晰地看到袋内壁出现的小水珠；塑料袋要求扎紧不透气是为了能形成一个相对密封的空间留住水蒸气，从而能够形成水珠；不能把整个装置用塑料袋罩住，因为锥形瓶内的水虽然用油封住了表面，但不能保证就不会蒸发，若用塑料袋把整个装置罩住，现象中内壁上出现的小水珠有可能是锥形瓶内的水蒸发而来的，为避免出现这种误差，所以只把枝条露出瓶外的部分用塑料袋罩住。）（学生讨论后不能回答的部分：为什么要放在有阳光的地方呢？根据学生已有的知识，只知道在光照条件下，植物能进行光合作用，但是观察叶的蒸腾作用为什么也要放在有阳光的地方进行呢？光照是蒸腾作用进行的必要条件吗？它对蒸腾作用有什么样的影响呢？学生自然而然就会有这些困惑。而解答这些困惑的最好方法就是实验。所以在此引出探究光照对植物蒸腾作用的影响这个实验，目的是让学生了解光照对植物蒸腾作用的强弱有影响。该实验能够测定植物在不同光照条件下蒸腾作用所消耗的水的体积，从而能够使看不见的蒸腾作用更加形象、更加具体，帮助学生对蒸腾作用形成一个更加全面的认识。）2、指导学生分析“探究光照对植物蒸腾作用的影响实验” 出示实验室安装好的实验装置的图片。 讲述实验原理及操作方法：植物蒸腾作用的强弱可以用失水速度来衡量。带叶的植株插在一定体积的水中，由于叶片的蒸腾作用，使容器中水的体积不断减少，单位时间内失水速度越快，表明植物的蒸腾作用越强烈。简述操作方法。（讲述实验原理的时候会提到根吸收水分又通过叶片的蒸腾作用把大多数水分排出去，为后面理解蒸腾作用对植物自身的意义做铺垫。） 出示实验数据：3种不同光照条件下测定的失水的体积。 启发学生思考：失水速度怎么计算？本实验的变量是什么呢？实验结果说明了什么问题呢？（学生讨论总结后得出：失水速度S=V/t，根据3种不同光照条件下测定的失水的体积可以计算出单位时间内失水的速度；本实验的变量应该为光照强度；实验数据表明，不同光照条件下，植物蒸腾作用的强度是不同的，而且光照越强，植物蒸腾作用的强度越大。说明绿色植物在光照强弱的条件下能调节自身蒸腾作用的强弱。学生有之前观察“叶的蒸腾作用的实验”作为基础，再加上对这个实验的数据的观察和分析，就会了解到植物不仅有蒸腾作用，而且还能够对自身蒸腾作用的强弱进行调节，这对理解蒸腾作用对植物自身的意义以及生物圈中植物通过调节蒸腾作用来维持整个生物圈的水平衡稳态有所帮助。）实验教学过程（一）出示实验室安装好的实验装置的图片。（二）讲述实验原理及操作方法。实验原理：植物蒸腾作用的强弱可以用失水速度来衡量。带叶的植株插在一定体积的水中，由于叶片的蒸腾作用，使容器中水的体积不断减少，单位时间内失水速度越快，表明植物的蒸腾作用越强烈。实验步骤：1、 按图所示安装好所需的测定装置。2、 选取一棵生长健壮的带叶植株（菊花：最好带有根），插入具支试管中，具支试管和水平放置的移液管中必须充满水且不能留有气泡，然后在水的表面滴上一层植物油。用棉花将试管口塞紧，再在试管口的周围涂上凡士林，以防漏气。然后用纱布将试管口部包紧，最后外面再包绕一层保鲜膜即可。检查整个装置是否漏气、漏水，发现漏气、漏水处可用凡士林封好。3、 在距离植株约20cm处放置一个60W的白炽灯光源。白炽灯外罩上玻璃灯罩。当移液管内水柱的凹液面移动到刻度时，开始计时。每0.5h记录一次移液管中液面的位置，共计3次。以此方法再检测出120W（两个60W灯泡同时照射）白炽灯光源以及黑暗中移液管中水柱的凹液面移动的距离。4、 实验结束后，计算失水速度S：S=V/t （t=0.5h）S为失水速度（单位：ml/h）；V为由于蒸腾作用失去的水的体积（单位：ml）t为时间（t=0.5h）5、 注意事项：整个装置必须不漏气，实验前一定要检测装置的气密性。发现漏气、漏水处要用凡士林封好。3种不同光照条件下测定失水速度时，应保持实验室内无别的光源，并且应在无风的情况下进行。考虑到白炽灯通电后会放热，为了避免温度对蒸腾作用带来的干扰，可在灯泡外面罩一个玻璃罩以隔绝热的辐射。 具支试管和移液管中必须充满水且不能留有气泡，然后才能对具支试管进行封口。为了便于将水充满移液管且不留有气泡，可先在移液管的另一端连一根橡皮管，橡皮管口用止水夹夹好，然后在具支试管中不断加水（注：不能让支部试管口露出水面，不然会进入空气。）直至水平放置的移液管中也充满水且无气泡即可。等到具支试管口封住以后再释放止水夹，把橡皮管拿下来，就可以开始实验了。塞紧试管口的棉花可预先用水打湿（水的蒸发对该实验无影响），这样就不会吸去试管内的水分。若植物蒸腾作用太过强烈，可按照前面方法将具支试管和水平放置的移液管中再次充满水然后再进行实验。（三）出示实验数据。光照强度黑暗中60W灯泡照射120W灯泡照射失水体积（V）单位：mlV10.090.230.56V20.120.250.59V30.100.250.60平均值0.1030.2430.583（四）启发学生思考：失水速度怎么计算？本实验的变量是什么呢？实验结果说明了什么问题呢？失水速度： S=V/t （t=0.5h）S为失水速度（单位：ml/h）；V为由于蒸腾作用失去的水的体积（单位：ml）t为时间（t=0.5h）S1=V1/t=0.103/0.5=0.206 ml/hS2=V2/t=0.243/0.5=0.486 ml/hS3=V3/t=0.583/0.5=1.166 ml/h学生对于路程、时间与速度的问题在小学里就已经涉及过，这里将路程换成水的体积应该不难理解。实验表明：在黑暗中，菊花由于蒸腾作用的失水速度是0.206 ml/h；在60W灯泡的照射下，失水速度是0.486 ml/h；在120W灯泡的照射下，失水速度是1.166 ml/h。即：植物在不同光照条件下，蒸腾作用的强度是不同的，而且光照越强，蒸腾作用的强度越大。在不同的光照条件下，植物能够调节自身蒸腾作用的强弱。说明本实验是在书本观察“叶的蒸腾作用实验”的基础上拓展延伸开来的一个实验。该实验联系生活实际，生产生活中植物每天就是在接受不同的光照条件，那么不同光照条件下植物的蒸腾作用是否会不一样呢？植物是否会根据不同的光照条件来调节自身蒸腾作用的强弱呢？这是该实验的出发点。该实验利用失水速度来反映植物蒸腾作用的强弱，带叶的植株插在一定体积的水中，由于叶片的蒸腾作用，使容器中水的体积不断减少，单位时间内失水速度越快，表明植物的蒸腾作用越强烈。实验原理非常简单也易于学生理解。该实验研究一个变量即光照强弱，变量突出，依据变量设计3组实验，分别为无光照、60W灯泡的光照强度照射以及120W灯泡的光照强度照射，非常直观地分出了3个不同等级的光照强度很有说服力。该实验利用一根移液管即可读