2025 小学六年级科学上册茎的支撑作用与结构关系课件

一、认识茎的基本功能：从“运输官”到“支撑柱”演讲人CONTENTS认识茎的基本功能：从“运输官”到“支撑柱”茎的支撑作用如何实现？结构是关键实验与观察：验证茎的结构与支撑作用的关系联系生活：从植物茎到人类工程的启示总结：结构与功能的统一——茎的“生存智慧”目录2025小学六年级科学上册茎的支撑作用与结构关系课件各位同学、老师们：今天我们要共同探索一个与植物生命息息相关的科学主题——茎的支撑作用与结构关系。作为一名从事小学科学教育十余年的教师，我常在校园里看到同学们蹲在花坛边观察三叶草的茎如何托起花朵，或是指着教学楼前的梧桐树惊叹“树干好粗，难怪能长这么高”。这些日常的观察，恰恰是我们打开“茎的秘密”的钥匙。接下来，让我们从“是什么”“为什么”“如何验证”三个维度，逐步揭开茎的支撑作用与结构之间的紧密联系。01认识茎的基本功能：从“运输官”到“支撑柱”认识茎的基本功能：从“运输官”到“支撑柱”要理解茎的支撑作用，首先需要明确茎在植物体内的核心功能。同学们可能都知道，根负责吸收水分和无机盐，叶通过光合作用制造有机物，而茎则像植物的“交通枢纽”——它通过内部的“运输通道”将根吸收的水分和叶制造的有机物输送到植物各部分。但大家是否注意到，无论是纤细的草茎还是粗壮的树干，它们都能将叶片、花朵、果实“托举”在空中？这便是茎的另一项关键功能：支撑作用。1支撑作用的表现形式在自然界中，植物的茎呈现出丰富的形态，但支撑作用的表现却有共通规律：直立支撑：如校园里的杨树、向日葵，它们的茎能独立直立，将叶片伸展向阳光，花朵朝向昆虫或天空，果实悬挂于枝头。这类茎的支撑作用最直观，也是我们最常观察到的。攀援支撑：如葡萄、牵牛花的茎，它们自身无法直立，却能通过缠绕（如牵牛花）或卷须（如葡萄）攀附在其他物体上，借助外部结构实现“间接支撑”，从而获取更多光照。匍匐支撑：如草莓、红薯的茎，它们贴地生长，通过节上的不定根固定自身，同时将新的枝叶平铺在地面，扩大生长范围。2支撑作用的生物学意义从生命进化的角度看，茎的支撑作用是植物适应陆地环境的重要成果。早期的低等植物（如地钱、葫芦藓）没有真正的茎，只能贴地生长，无法长高；而随着维管植物的出现（如蕨类、种子植物），茎的支撑功能逐渐强化，使植物能够“站”起来，叶片得以在更广阔的空间中接收阳光，花朵和果实也能更有效地完成传粉与传播。可以说，支撑作用是植物“向上生长”的基础，直接影响着植物的生存竞争力。02茎的支撑作用如何实现？结构是关键茎的支撑作用如何实现？结构是关键同学们可能会问：“同样是茎，为什么竹子能长到十几米高却不易折断，而草莓的茎贴地生长却容易被踩弯？”答案就藏在茎的内部结构里。接下来，我们通过“宏观形态”和“微观结构”两个层面，深入分析茎的支撑机制。1宏观形态：不同植物茎的“外形设计”植物的茎在长期进化中形成了与支撑需求相匹配的形态特征。我们以常见植物为例：木本茎（如杨树、樟树）：呈圆柱形，表皮坚硬（树皮），茎的直径随生长逐年增粗。这种“粗而硬”的形态能有效抵抗风力、重力等外力，支撑高大的树冠。草本茎（如玉米、芹菜）：多为圆柱形或棱柱形（如薄荷茎呈四棱形），表皮较柔软，但茎内有明显的“节”（如竹节）。节的存在不仅是生长的标记，更能增强茎的抗弯曲能力——就像我们用硬纸板卷成纸筒时，每隔一段压出折痕，纸筒会更坚固。特殊形态茎（如仙人掌、莲藕）：仙人掌的肉质茎呈扁圆形或柱形，内部储存大量水分，同时通过增厚的表皮和内部纤维结构支撑自身重量；莲藕的根状茎（地下茎）呈长圆柱形，内部有通气孔道，其表皮和机械组织能支撑地下生长时的土壤压力。2微观结构：细胞与组织的“协作工程”如果我们用刀片将茎切成薄片，放在显微镜下观察，会发现茎的支撑作用依赖于不同细胞和组织的“分工合作”。以下是茎中与支撑相关的关键结构：2微观结构：细胞与组织的“协作工程”2.1机械组织：茎的“钢筋骨架”机械组织是专门负责支撑的细胞群，根据细胞形态和细胞壁增厚方式的不同，可分为两类：厚角组织：细胞呈长梭形，细胞壁在角隅处增厚（类似“加固角”），但仍保持一定的柔韧性。这类组织常见于幼嫩茎的表皮下方（如芹菜茎的“棱角”处），既能支撑幼茎，又不妨碍茎的生长（因为细胞壁未完全木质化，可随茎的伸长而扩展）。厚壁组织：细胞的细胞壁全面增厚并木质化（木质素是一种坚硬的有机物质，类似木材的主要成分），细胞成熟后常死亡，仅留下坚硬的细胞壁。厚壁组织包括两种类型：纤维：细胞细长，两端尖细，成束分布（如亚麻茎中的纤维），能像“麻绳”一样增强茎的抗拉能力；石细胞：细胞短而宽，细胞壁极度增厚，形成坚硬的“石粒”（如梨果肉中的“石细胞团”），常见于果皮或茎的特定部位，增强局部支撑力。2微观结构：细胞与组织的“协作工程”2.2维管组织：茎的“复合支撑系统”维管组织（包括木质部和韧皮部）不仅是运输水分和有机物的“管道”，也是支撑茎的重要结构：木质部：主要由导管（运输水分）和木纤维（属于厚壁组织）组成。木纤维细胞壁木质化程度高，是木本茎（如树干）硬度的主要来源。例如，松树茎的木质部中木纤维含量高，因此木材坚硬，适合作为建筑材料。韧皮部：主要由筛管（运输有机物）和韧皮纤维（属于厚壁组织）组成。韧皮纤维细胞壁虽不如木纤维坚硬，但柔韧性更强（如苎麻的韧皮纤维可用于织布），能增强茎的抗弯折能力。2微观结构：细胞与组织的“协作工程”2.3其他辅助结构：从“填充”到“加固”除了机械组织和维管组织，茎的其他结构也参与支撑：表皮与周皮：表皮（幼茎）或周皮（老茎，如树皮）的细胞壁厚且角质化（覆盖角质层），能保护内部组织，同时防止茎因失水而软化；髓与髓射线：髓（茎中心的薄壁细胞）和髓射线（连接髓与皮层的薄壁细胞）虽主要起储存和横向运输作用，但它们的存在能填充茎的内部空间，使茎的结构更紧凑，间接增强支撑力。03实验与观察：验证茎的结构与支撑作用的关系实验与观察：验证茎的结构与支撑作用的关系科学探究离不开实证。接下来，我们通过三个简单易操作的实验，直观感受茎的结构如何影响其支撑能力。1实验一：不同茎的承重对比（宏观观察）材料准备：新鲜芹菜茎（草本）、细竹枝（木本）、葡萄藤（攀援茎）、电子秤、细线。步骤：将三种茎分别截取15厘米长的段，下端固定在桌面；用细线将砝码（或小沙袋）悬挂在茎的顶端，逐渐增加重量，记录茎开始弯曲或折断时的重量。现象与结论：竹枝能承受的重量最大（约500克），芹菜茎次之（约100克），葡萄藤最小（约50克）；这是因为竹枝的木质部发达，木纤维含量高；芹菜茎的厚角组织和维管束（含少量木纤维）提供支撑；葡萄藤的机械组织较薄弱，依赖攀附生长，自身支撑力弱。2实验二：茎的横切面观察（微观验证）材料准备：芹菜茎、竹子茎、显微镜（或放大镜）、刀片、载玻片、碘液（染色）。步骤：用刀片将茎切成极薄的横切片（越薄越容易观察）；将切片放在载玻片上，滴一滴碘液染色（木质化的细胞壁会被染成黄色）；用显微镜（低倍镜）观察，对比不同茎的结构。现象与结论：芹菜茎横切面上，表皮下方有几个染成黄色的“小团”（厚角组织），内部有散生的维管束（含木质部和韧皮部）；竹子茎横切面上，维管束密集分布，木质部区域大（染成深黄色），周围有大量木纤维；这说明木本茎（竹子）的机械组织更发达，支撑能力更强。3实验三：模拟茎的结构（工程思维）材料准备：吸管（模拟薄壁细胞）、硬纸条（模拟厚角组织）、细铁丝（模拟木纤维）、透明胶带。步骤：制作“草本茎模型”：将吸管排成束，用硬纸条在外部缠绕（模拟厚角组织包裹薄壁细胞）；制作“木本茎模型”：在吸管束中插入细铁丝（模拟木纤维），再用硬纸条缠绕；分别测试两个模型的承重能力。现象与结论：草本茎模型承重约30克，木本茎模型承重约80克；这说明“添加”机械组织（硬纸条、细铁丝）能显著增强模型的支撑能力，与真实茎的结构原理一致。04联系生活：从植物茎到人类工程的启示联系生活：从植物茎到人类工程的启示STEP1STEP2STEP3STEP4植物茎的“结构-功能”关系不仅是生物学知识，更给人类的工程设计带来了灵感。例如：建筑中的“柱”与“梁”：高楼的钢筋混凝土柱模仿了木本茎的结构——混凝土（填充作用）包裹钢筋（类似木纤维，抗拉抗压）；桥梁的“桁架结构”：桥梁的金属桁架模仿了草本茎的维管束分布，通过密集的“支撑单元”分散重量；农业中的“搭架技术”：种植番茄、黄瓜时，农民会搭竹架帮助茎攀援，这是对攀援茎自然习性的利用，减少茎因承重过大而倒伏的风险。05总结：结构与功能的统一——茎的“生存智慧”总结：结构与功能的统一——茎的“生存智慧”通过今天的学习，我们认识到：茎的支撑作用并非单一结构的“孤军奋战”，而是宏观形态（如圆柱形、节的存在）与微观结构（机械组织、维管组织）协同作用的结果。从纤细的草茎到粗壮的树干，从攀援的葡萄藤到匍匐的草莓茎，每种茎的结构都是长期进化中“适应环境”的选择——结构决定功能，功能反推结构优化，这正是生物学中“