水和无机盐在植物体内运输的探索案例

1、水和无机盐在植物体内运输的探索案例刘振锋(广东省广州市番禺区大岗中学，511470)王孟富(广东省广州市番禺区教育局教研室，511400)生物学教学2003年(第28卷)第6期1提出问题植物的根系吸收的水分和无机盐由什么结构运输到植物的各个部位?各器官的运输结构是否互相连通，蒸腾作用对水分和无机盐的运输是否有影响?用什么材料做实验效果最明显?2组织形式2.1初步探究阶段(自由发挥阶段)上课前两周，布置初一级全体学生阅读课本，查阅资料，自由组合若干实验组，利用课余时间自己设计实验方案，选择实验材料，进行初步的实验探究。该实验探究阶段的目的在于确定开展探究实验的方案，并给学生一个充分发挥自己创造能

2、力的机会，培养学生的创造能力。2.2深入探究阶段(精细化操作阶段)经过初步的探究和讨论，确定把每个班分成五大组，不同大组研究植物不同器官对水分和无机盐的输导作用;每一大组分成若干小组，不同小组采用不同的植物材料和实验方案进行实验探究，然后把实验结果带到课堂上进行交流讨论，归纳出共同的结论，筛选出最佳的实验方案和实验材料。3具体实施3.1各大组的探究实验方案各实验组分别把带有各种器官的枝条插入装有墨水的量筒中，当墨水被枝条吸收并被运输到枝条顶端时，取出观察。在观察的过程中，首先用肉眼观察各器官的维管束是否被墨水染上颜色(根、茎、果实剖开观察)，再观察各器官相接的横断面，观察各器官的维管束(已被墨

3、水染色)是否互相连通，然后把各器官制成切片，在显微镜下观察是否只有维管束里的导管被染上颜色?探究实验的结果与预期结果一致，证明预期结果成立。(思考:各实验分别选用什么植物材料效果最好?)下面以第一大组为例具体说明探究过程:3.2材料选择和处理剪取四段粗细相似，老嫩适中的枝条分别作如下处理:甲枝条除去木质部和髓，只保留树皮;乙枝条除去树皮和木质部，只保留髓;丙枝条除去树皮，用解剖针破坏髓，只保留木质部;丁枝条是完整的枝条，用作对照实验。3.3实验过程把甲、乙、丙、丁四条枝条分别插入四个装有红墨水的量筒中，放在向阳处，观察量筒水位变化、叶脉的颜色变化、叶片是否萎蔫、茎的颜色变化等情况。(思考:用什

4、么植物的茎做实验效果最好?特别是能较容易地把髓分离开来?能更清晰地看到导管?)3.4实验过程和预期结果实验结果与预期结果一致，证明预期结论成立。把幼茎制成切片，在显微镜下观察，可看到被染成红色的部位是导管。由此可推断，水分和无机盐由导管运输。4交流总结，反馈调控在开展探究实验的过程中，由于学生的知识水平和能力都有一定的局限性，所以在设计实验方案、开展探究实验和讨论探究结果等过程中都难免会出现偏差，教师应着重围绕以上环节，在恰当的时候组织学生进行交流讨论，及时纠正偏差，推广好的经验和方法，这样才能确保探究实验最终取得成功。4.1关于实验方案布置学生利用课余时间，自己阅读教材，查阅资料，设计探究实

5、验的方案，进行初步的实验探究，然后交流讨论，教师注意反馈调控，指导学生筛选出最佳的探究实验方案。4.2关于实验技能在实验过程中，有些实验小组实验失败，有些实验小组出现了反常的实验现象。例如有些实验小组在做实验时，墨水总是不能被植物吸收，更不用说向上运输到各个器官;相反，另外有些实验小组的实验结果是整个植物器官都被墨水染上颜色:茎不但木质部染红，髓也被染红了;叶、花、果实、种子不但维管束被染红，连叶肉、整片花瓣、或整个果皮都被染红。当出现这种情况的时候，有些学生也许会违背事实，根据书本的知识虚构出理想的实验结果。教师应针对这种情况及时进行反馈调控，首先教育学生要以科学的态度去进行实验探究，实事求

6、事，并且引导实验失败的小组一方面与实验成功的小组进行交流对比，另一方面查阅资料，寻找实验失败的原因，最后可以发现实验成败的关键在于以下几点:首先，要选取生长旺盛，老嫩适中的枝条作实验材料，实验过程最好有太阳照射，这样红墨水就能被迅速吸收并运输到植物的各个器官。特别是太阳照射这一实验条件能大大提高植物对墨火的吸收和运输的速度。当没有太阳照射的时候，大约需要56小时墨水才能被运输到各个器官，而当有太阳照射的时候，大约需要半小时墨水就能被运输到各个器官。带叶的枝条和不带叶的枝条同时插入墨水中，经过一段时间后，往往可以看到墨水已被运输到带叶枝条的顶部，而不带叶的枝条则无任何实验现象。这正好说明了蒸腾作用促进了水分的吸收和运输，同时也促进了无机盐的运输。其次，负责探究根输导水分和无机盐的小组开始时把完整的根浸入墨水，结果墨水始终没有被根吸收，更不用说向上运输了。后来学生通过查阅有关资料，了解到植物细胞的原生质层是选择透过性膜，对物质的吸收具有选择性，而墨水对细胞具有毒害作用，所以不被吸收。针对这种情况，学生对实验进行了改革，先把根尖剪去，然后再把根浸入墨水，让根的导管直接与墨水接触，这样墨水就能被根所吸收并把根的导管染上颜色。再次，墨水沿着导管被运输到各个器官后，可进行横向输导，即由导管运输到导管四周的细胞。所以当器官的维管束被染色后，应立即取出进行观察，不然吸收红墨水的时