初中生物学北师大版（2024）七年级上册第5节 蒸腾作用教学设计

第5节蒸腾作用课程：初中生物学教材：初中生物学北师大版（2024）七年级上册章节：第5节蒸腾作用教材分析本节课内容聚焦于植物蒸腾作用的实验探究及其生理意义，旨在通过观察和分析蒸腾失水现象，帮助学生理解植物体内水分运输和散失的基本机制。教材通过演示实验引导学生认识蒸腾作用的主要部位是叶片，以及其在水分吸收、运输和温度调节中的重要作用。内容编排上结合实验现象、讨论问题和示意图，构建了从现象观察到原理理解的知识链条，注重科学思维和探究能力的培养。学习难点在于理解蒸腾作用与气孔结构的关系及其对植物生命活动的影响。教学中应强调实验操作的逻辑性和现象解释的科学性，为后续学习植物的光合作用和物质运输奠定基础。学情分析学生在之前已经学习了植物的结构、水分的吸收和运输等基础知识，具备一定的实验观察能力和初步的逻辑思维能力。七年级学生好奇心强，喜欢动手操作，但抽象思维仍处于发展阶段，对蒸腾作用的原理和意义理解可能存在困难。本节重点是通过实验观察植物的蒸腾失水现象，理解蒸腾作用的主要部位和功能；难点在于分析实验现象背后的原因，如气孔的作用、蒸腾拉力的形成以及蒸腾作用对植物体的意义。教学中应结合实验和生活实例，引导学生由现象到本质，逐步建立科学认知。教学目标生命观念：通过观察植物蒸腾作用的实验现象，理解植物体结构与功能相适应的基本生物学观点。科学思维：依据实验操作和观察结果，分析蒸腾作用发生的原因，发展逻辑推理和科学解释能力。探究实践：在教师指导下完成蒸腾作用演示实验，描述实验现象并解释其背后的生理过程。态度责任：认识到蒸腾作用对植物生长的重要意义，形成关注植物与环境关系的生态意识。重点难点教学重点理解蒸腾作用的概念及其主要发生部位。掌握蒸腾作用对植物水分吸收和运输的促进作用。认识蒸腾作用对降低叶面温度的重要作用。教学难点分析植物油在蒸腾实验中的作用原理。解释蒸腾作用促进水分运输的动力机制。理解蒸腾作用中能量转换与温度调节的关系。课堂导入在日常生活中，我们常能看到植物在阳光下叶片表面会有水珠出现，或者在炎热的天气里，植物会显得萎蔫，这其实是植物通过叶片散失水分的过程。这种现象与植物体内的水分运输和温度调节密切相关。通过实验观察可以发现，植物在有阳光和温暖的环境中，水分会从叶片表面蒸发，尤其是在气孔处进行得更为明显。这一过程不仅影响植物对水分的吸收，还促进了水分和无机盐在植物体内的运输，同时还能降低叶面温度，防止高温对叶肉细胞造成损伤。接下来我们将进一步学习植物是如何通过蒸腾作用完成这些生理功能的。探究新知植物的蒸腾失水（一）植物的蒸腾作用创设情景在炎热的夏季，我们常常看到植物叶片下垂、萎蔫，甚至在干旱地区，植物会主动脱落叶片以减少水分流失。植物是如何控制水分的散失的？植物体内的水分又是通过什么途径散失到空气中的？通过观察实验现象，我们可以揭示植物体内水分的运输与散失机制。教师引导教师展示实验装置示意图，引导学生观察实验设计：“两个枝条分别处理，一个去掉全部叶片，另一个保留部分叶片。将它们分别插入装有等量水的试管中，并用塑料袋包裹枝条。数小时后，塑料袋内会出现什么现象？”

提问：“为什么要去掉部分叶片？为什么要用植物油覆盖水面？为什么实验要放在阳光下进行？”引导学生思考实验变量与蒸腾作用的关系。

图4-25植物蒸腾失水实验示意图学生活动学生分组讨论并完成以下任务：分析实验中两个枝条的处理方式，推测塑料袋内可能出现的现象。结合实验装置图，解释植物油的作用和实验环境选择的原因。记录实验后两个塑料袋内的现象差异，尝试解释原因。教师点评肯定学生对实验变量的分析能力，指出植物油的作用是防止试管内水分直接蒸发，确保观察到的水汽来源于植物本身。强调阳光和温暖环境能促进蒸腾作用，使实验现象更明显。纠正学生可能存在的误解，如认为水分只能通过叶片散失。教师总结蒸腾作用定义：植物体内的水分以水蒸气的形式从植物体表面散失到外界的过程。蒸腾作用的主要部位：叶片的气孔是水分蒸腾的主要通道，叶柄和嫩茎也能进行少量蒸腾。实验现象解释：保留叶片的枝条蒸腾作用强，塑料袋内出现较多水珠；去除叶片的枝条蒸腾作用弱，水珠较少或无。设计意图通过实验观察和问题引导，帮助学生理解蒸腾作用的实质和发生部位，培养科学探究能力。结合实验装置图，增强学生对实验设计的理解，提升观察和分析能力。（二）影响蒸腾作用的因素创设情景在不同天气条件下，植物的蒸腾作用强度会发生变化。例如，晴天比阴天植物更容易失水，风大时植物更容易萎蔫。这些现象说明蒸腾作用受到环境因素的影响。教师引导教师引导学生回顾实验中将装置放在阳光下、温暖环境中的原因：“为什么实验要选择阳光充足和温暖的环境？”提问：“如果实验在阴凉或潮湿的环境中进行，结果会有什么不同？”引导学生思考光照、温度、湿度、风速等因素对蒸腾作用的影响。学生活动学生以小组为单位，完成以下任务：列举生活中影响植物蒸腾作用的常见因素。结合实验现象，分析光照和温度对蒸腾作用的影响。设计一个简单的对比实验，验证风速是否会影响蒸腾作用的强度。教师点评肯定学生对环境因素的归纳能力，指出蒸腾作用不仅与植物结构有关，还受外界环境条件的影响。强调实验设计中变量控制的重要性，避免多个因素同时变化导致结果不可比。教师总结影响蒸腾作用的环境因素：光照：光照增强，气孔张开，蒸腾作用增强。温度：温度升高，水分蒸发加快，蒸腾作用增强。湿度：空气湿度大，蒸腾作用减弱。风速：风速大，蒸腾作用增强。蒸腾作用的意义：蒸腾作用不仅帮助植物体运输水分和无机盐，还能降低植物体温度，维持植物体内水分平衡。设计意图通过生活现象与实验分析，引导学生理解蒸腾作用与环境因素的关系，培养科学思维和实验设计能力。帮助学生建立“结构与功能相适应”的生物学观念，为后续学习植物与环境的关系奠定基础。植物气孔的数目和分布实验准备教师讲解实验目的探究不同生态环境中植物气孔的数目和分布情况，理解植物蒸腾作用与气孔之间的关系，通过对不同植物叶片气孔的观察、计数与分析得出相应结论。教师简要概括实验需要用到的实验器材不同生态环境中的植物叶片（如阳生植物柳、槐、小麦、水稻的叶片，阴生植物玉簪、绿萝的叶片）、显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、刀片、清水、吸水纸等。问题分析不同生态环境的植物，其气孔数目和分布可能存在差异，如何提出合理的探究问题？

——思考不同植物生活环境与蒸腾速度的关系，提出如“阳生植物与阴生植物叶片气孔的数目和分布有何不同？”或“同一植物不同部位叶片以及同一片叶不同表面的气孔数目和分布有差异吗？”等问题。依据不同植物生活环境及光照情况，对气孔数目和分布可作出怎样的假设？

——假设阳生植物叶片气孔数目多于阴生植物，或同一植物上部叶子气孔数目多于下部叶子，同一片叶下表面气孔数目多于上表面等。制作叶表皮装片时，选取叶的什么部位的表皮更合适？

——一般选取叶片的下表皮，因为下表皮气孔数目相对较多，便于观察。用显微镜观察叶表皮的气孔数目和分布，怎样保证数据准确？

——多次观察计数、取平均值，观察时注意视野清晰、范围全面等。实验展开实验步骤简要概括选取叶片：按照实验设计方案，选取阳生植物和阴生植物的叶片，以及同一植物不同部位的叶片（如上部和下部叶片），同一片叶也要准备用于观察上下表面。制作叶表皮装片：用刀片在叶片下表皮轻轻划一个小方块，用镊子小心撕下表皮，放在载玻片的清水中展平，盖上盖玻片，用吸水纸吸去多余水分。对于观察上表皮，操作类似。显微镜观察与计数：将制作好的装片放在显微镜下，先用低倍镜找到清晰的气孔图像，再换高倍镜仔细观察气孔的形态、数目及分布情况，小组同学分工协作，同时观察并记录数据。数据统计与分析：设计表格，将观察到的数据进行整理，统计不同叶片、不同部位表皮的气孔数目，计算气孔占气孔总数的比例等，分析数据得出结论。对步骤相关的深入理解选取叶片：目的：为后续观察不同植物、不同部位叶片气孔提供样本，确保实验具有代表性。注意事项：选取的叶片要新鲜，避免选取有损伤、病虫害的叶片，以保证气孔的正常形态和功能不受影响。制作叶表皮装片：撕下表皮：目的：获取用于观察气孔的材料。注意事项：操作要轻，避免表皮破损，影响观察效果；撕下的表皮不宜过大或过小，以能在载玻片上展平且便于观察为宜。展平与盖盖玻片：目的：使表皮细胞均匀分布，避免细胞重叠，盖盖玻片时防止产生气泡，影响观察。注意事项：展平表皮时可用镊子轻轻拨动，盖盖玻片时要让盖玻片一侧先接触水滴，然后缓缓放下。吸去多余水分：目的：防止水分过多影响显微镜观察清晰度。注意事项：吸水纸放置位置要合适，避免吸走表皮。显微镜观察与计数：低倍镜观察：目的：快速找到叶片表皮的大致位置和气孔的轮廓。注意事项：调节粗准焦螺旋时要缓慢，避免物镜压碎装片。高倍镜观察：目的：更清晰地观察气孔的形态、数目及分布细节。注意事项：转换高倍镜后，只能调节细准焦螺旋，且要小心操作，防止镜头碰到装片。分工协作观察计数：目的：提高观察效率，保证数据的准确性和可靠性。注意事项：小组成员要明确分工，观察时要专注，记录数据要及时、准确。数据统计与分析：设计表格：目的：便于系统记录和整理观察数据，方便后续分析。注意事项：表格设计要合理，包含植物种类、叶片部位、上表皮气孔数、下表皮气孔数、气孔总数等必要信息。计算比例与分析数据：目的：通过数据分析得出关于气孔数目和分布的结论，验证假设。注意事项：计算要准确，分析数据时要结合假设，全面考虑各种可能影响因素。实验结果及结论教师展示部分实验数据，引导学生分析观察你们统计的数据，比较阳生植物与阴生植物叶片气孔数目和分布，以及同一植物不同部位叶片、同一片叶不同表面的气孔情况，能得出什么结论？学生观察实验数据，讨论并回答教师的问题结论1：阳生植物叶片的气孔数目可能多于阴生植物，这可能与阳生植物在阳光直射环境下需要更快的蒸腾作用来散热、调节体温及促进水分和养分运输有关。结论2：同一植物上部叶子的气孔数目可能多于下部叶子，因为上部叶子接受光照更多，蒸腾作用需求可能更大。结论3：同一片叶的下表面气孔数目通常多于上表面，这样可减少水分过度散失，同时保证气体交换。因为上表面直接接受光照，温度较高，气孔过多易导致水分过快流失。讨论怎样统计叶上表皮或下表皮的气孔占气孔总数的比例？

——用叶上表皮或下表皮的气孔数目除以叶片上下表皮气孔总数，再乘以100%，即：气孔占比=分析你们小组获得的数据，确定作出的假设是否成立。

——如果数据显示阳生植物气孔数目多于阴生植物，或同一植物上部叶子气孔多于下部叶子、同一片叶下表面气孔多于上表面等，与假设相符，则假设成立；反之则不成立。若不成立，需分析可能的原因，如样本选取是否合适、实验操作是否准确等。用简明的语句表述得出的结论。

——不同生态环境中的植物，其气孔的数目和分布存在差异，这种差异与植物的生活环境及对蒸腾作用的需求相适应。归纳总结气孔与蒸腾作用：植物主要以气孔蒸腾散失水分，蒸腾作用是植物散失体内水的主要方式，植物体吸收的水大部分通过蒸腾作用散失到体外，只有1%-5%保留在植物体内或被利用。不同植物的气孔特点：阳生植物与阴生植物由于生活环境不同，气孔数目和分布存在差异，阳生植物可能气孔数目较多；同一植物不同部位叶片以及同一片叶的不同表面，因接受光照不同，气孔数目和分布也有不同，一般上部叶子、下表面气孔相对较多。结构与功能相适应：植物气孔的数目和分布特点是与其生活环境和生理功能相适应的，这种适应性保证了植物在不同环境下正常的蒸腾作用、气体交换等生理活动。设计意图通过本实验，培养学生提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、分析数据和得出结论的科学探究能力，提高学生动手操作能力，如制作叶表皮装片、使用显微镜等。引导学生理解植物结构与功能相适应的生物学观点，以及植物与环境相适应的理念。同时，在小组合作中培养学生的协作交流能力，让学生通过自主探究深入理解植物气孔与蒸腾作用的关系，提升学生对生物学知识的兴趣和理解深度。蒸腾作用促进植物对水的吸收和运输（一）蒸腾作用促进植物对水的吸收和运输创设情景在炎热的夏季，植物为什么会持续不断地从土壤中吸收水分？如果植物没有叶片，或者叶片被遮挡，植物体内的水分运输会不会受到影响？这些问题与植物的蒸腾作用密切相关。蒸腾作用不仅帮助植物调节体温，还对水分和无机盐的运输起着关键作用。教师引导教师展示植物叶片的结构模型，引导学生观察叶片表面的气孔结构，并提问：“叶片上的气孔有什么作用？水分是如何从植物体内散失到空气中的？”接着，教师引导学生思考：“当叶片细胞失去水分后，植物体内会发生什么变化？根部又是如何响应这种变化的？”学生活动学生以小组为单位，观察植物叶片的显微结构图，讨论并完成以下任务：标注叶片中气孔的位置，并说明其在蒸腾作用中的作用。模拟水分从根部运输到叶片的过程，用箭头在图中表示水分运输路径。讨论蒸腾作用如何促进根部对水分的吸收。教师点评教师对学生标注气孔位置的准确性进行点评，强调气孔是水分散失的主要通道。针对水分运输路径的模拟，指出水分运输是通过导管完成的，并强调蒸腾作用产生的拉力是水分向上运输的重要动力。教师总结蒸腾作用的定义：植物通过叶片的气孔将体内的水分以气体形式散失到空气中的过程。蒸腾作用的作用：促进植物根部对水分的吸收。推动水分从根部运输到叶片。无机盐的运输：溶解在水中的无机盐也随着水分一起被运输到植物体的各个部分。

图4-26蒸腾作用促进水的吸收和运输示意图设计意图通过观察叶片结构和水分运输路径的模拟活动，帮助学生理解蒸腾作用在植物体内的作用机制。结合图片展示，增强学生对水分运输过程的直观认识，培养观察、分析和归纳能力，建立结构与功能相统一的生物学观念。蒸腾作用可以降低叶面温度（一）蒸腾作用可以降低叶面温度创设情景在炎热的夏季，阳光直射下，地表温度迅速升高。植物叶片长时间暴露在强光下，如果不能有效散热，叶肉细胞可能会因高温而受损。然而，我们发现植物并没有像金属物体那样迅速升温，而是维持在一个相对稳定的温度范围内。这是为什么呢？教师引导教师展示植物叶片在阳光下的图片，引导学生观察叶片表面的结构特征，并提出问题：“叶片是如何在高温下保持自身温度稳定的？植物是否也有类似‘出汗’的机制？”随后引入蒸腾作用的概念，引导学生思考蒸腾作用与叶片温度之间的关系。

叶片表面气孔结构示意图学生活动以小组为单位，结合教师提供的资料进行讨论并完成以下任务：观察图片，指出气孔的位置及其开闭状态与蒸腾作用的关系。阅读蒸腾作用过程中水分蒸发吸收热量的数据（1g水蒸发吸收约2.45×10³J能量），分析蒸腾作用对叶片温度的影响。设计一个模拟实验方案，比较有蒸腾作用和无蒸腾作用下叶片温度的变化情况（可用湿布和干布模拟）。教师点评肯定学生对气孔与蒸腾关系的理解，指出气孔是水分散失的主要通道。针对学生提出的实验方案，引导其思考实验变量控制的合理性，如光照强度、空气流动等因素对实验结果的影响。教师总结蒸腾作用的定义：植物通过气孔将体内的水分以水蒸气的形式散失到大气中的过程。蒸腾作用与温度的关系：水分蒸发时会吸收热量，从而降低叶面温度。蒸腾作用的意义：有助于防止叶肉细胞因高温而被阳光灼伤，维持植物正常生理活动。

蒸腾作用过程示意图设计意图通过生活中的高温现象引入蒸腾作用，激发学生探究植物如何适应环境的兴趣。结合图片观察与数据分析，引导学生理解蒸腾作用的物理机制及其生物学意义，培养科学思维和实验设计能力。课堂练习第1题【题文】下列有关树木移栽过程中采取的措施与其作用相符的是（

）A．根部带土坨——保护幼根和根毛B．剪去部分枝叶——减弱光合作用C．打针输液——补充有机物D．盖遮阳网——增强蒸腾作用【答案】A第2题【题文】气孔是叶表皮上一对保卫细胞之间的空隙。下列不能通过气孔进出植物体的是（）A．无机盐B．水C．氧气D．二氧化碳【答案】A第3题【题文】为探究绿色植物的生理活动，某同学组装了以下装置（气密性良好），下列说法错误的是（

）A．经充足光照，瓶内气体可使快要熄灭的卫生香复燃B．经充足光照，装置内叶片脱色后能被碘液染成蓝色C．光照条件下，叶片只进行光合作用和蒸腾作用D．暗处理后，瓶内抽出的气体可使澄清石灰水变浑浊【答案】C板书设计植物的蒸腾作用蒸腾作用的概念植物体内的水以水蒸气的形式散失到体外的生理过程叫蒸腾作用。蒸腾作用的主要部位叶的气孔是蒸腾作用的主要通道叶柄和嫩茎也能进行一定的蒸腾作用蒸腾作用的意义蒸腾作用促进植物对水的吸收和运输蒸腾作用促进无机盐的运输蒸腾作用可以降低叶面温度，防止叶肉细胞被阳光灼伤探究蒸腾作用的实验设计选用两组枝条：一组无叶，一组保留上部叶观察塑料袋内是否出现水珠实验条件：温暖、有阳光的环境实验现象：有叶的装置塑料袋内出现水珠，无叶的装置无明显现象实验操作要点水面滴加植物油：防止试管内水分直接蒸发使用透明塑料袋：便于观察水蒸气凝结现象放置温暖有阳光处：促进蒸腾作用进行教学反思本节课通过演示实验引导学生观察植物蒸腾作用的现象，理解蒸腾作用的概念及其意义，结合讨论问题帮助学生掌握蒸腾作用的实质、部位及其对植物体的影响。教学设计贴近学生认知水平，通过直观实验现象激发学生思考，培养了学生的观察能力和逻辑思维能力，较好地达成了教学目标。成功之处在于实验设计简单易行，问题引导层层递进，帮助学生建立知识联系；不足在于对蒸腾作用与气孔结构关系的讲解略显简略，若能结合叶片结构图或实物观察，将更有助于学生理解蒸腾作用的主要部位和机制，后续教学中可适当补充相关内容以增强理解深度。课后任务生物与物理——探究蒸腾作用中的能量变化学生重复教材中的蒸腾失水实验，使用两个带叶的枝条，一个去除全部叶片，另一个保留叶片，观察塑料袋内壁水珠的形成情况。在此基础上，引入物理中的热量与蒸发知识，通过测量实验前后试管中水的体积变化，结合水的蒸发潜热数据（如教材中提到的2.45×10³J/g），估算植物蒸腾过程中吸收的总能量。学生可进一步思考：为什么在阳光下蒸腾作用更强？这与叶片表面温度变化有何关系？从而理解蒸腾作用不仅是一个生物学过程，也涉及物理中的热能转换，帮助植物调节体温并适应环境。拓展迁移植物蒸腾作用不仅影响水分的吸收和运输，还与环境温度密切相关。研究表明，蒸腾过