叶片的结构

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知识目标

能够准确描述叶片的各部分结构与其功能相适应的特征。

能力目标

1、练习徒手切片；

2、通过观察叶片的横切面，使学生使用显微镜观察植物组织的动作技能达到熟练水平；

3、学会绘制叶片的表皮

4、通过“探究影响叶绿素形成的环境因素”的实验，学习用实验法进行研究性学习的方法。

情感目标

1、通过学习叶片的结构与其功能相适应的特征，让学生接受辨证唯物主义观点与科学方法的教育；

2、通过讨论“探究影响叶绿素形成的环境因素”的实验设计，训练学生科学的思维过程。

教学建议

教材分析

植物能够进行光合作用以及呼吸作用和蒸腾作用，其根本原因在于叶具有执行这些生理功能的结构。这节课的关键就是要讲清楚叶片的结构与功能的辨证关系，徒手切片的制作是本节课的难点。

教法建议

在教学过程中，从观察到的现象入手，如："叶片的颜色为什么大都呈现绿色？为什么叶片正面的绿色比背面深一些？"带着问题去探究叶片的基本结构。宜采用讲授与实验观察同步的教学模式，具体教学环节如下：（1）先用手撕开菠菜叶片，大致将其分成几部分，然后通过练习徒手切片，用显微镜观察叶片的横切，从宏观到微观来认识叶片的基本结构，识别各部分的细胞结构特点，并思考有关问题。（2）对照叶的横切永久制片，结合挂图、模型讨论叶片的结构有哪些与其功能相适应的特点。（3）分小组讨论、设计"探究影响叶绿素形成的环境因素"的实验方案并在课下实施。这样采用边观察、边实验、边进行讲授的方式，引导学生从感性认识上升到理性认识，并且使学生的观察与思考紧密结合起来，会取得较好的教学效果。这一节关键是讲清楚叶片的结构与功能相适应的辨证统一关系：表皮细胞排列紧密，外壁有易透光不易透水的角质层，从而起到保护作用；表皮细胞无色透明，从而有利于光线透过；表皮上有气孔和保卫细胞，从而使叶肉细胞与外界环境能进行气体交换；叶肉细胞里含有许多叶绿体，因而使绿叶能够进行光合作用，制造有机物；叶脉支持着叶片，有利于叶片充分得到光照；叶脉里的输导组织，是运输光合作用原料和产物的通道。这些都说明了植物体的形态结构与其功能是相适应、相统一的，进而也就对学生进行了辨证唯物主义的思想教育。

对于《观察叶片的结构》这一实验来说，这是学生第一次将徒手切下的叶片的薄片制成临时切片，并且进行观察，难度很大。教学中，在阐明实验的目的要求的前提下，要注意发挥教师在实验课教学中的示范作用。对于实验的操作步骤，要一步一步地讲述操作要领，一步一步的进行示范，一步一步的组织学生进行操作，从而保证在预定的时间内完成教学任务。学生能否通过自己制作的临时切片来观察清楚叶片的结构，关键之一是看徒手切片时所切的叶片薄不薄。首先，要让学生明确显微镜下所要观察的材料必须是薄而透明的，学生明白了道理，就会开动脑筋，想办法切出薄而完整的叶片横切。其次，要想切出薄而完整的切片，一定要掌握操作技术，如：两个刀片如何放置，手捏刀片的位置和姿势，切割的方向和速度等等，都要向学生一一讲清楚。最后，在观察临时切片时，往往很难在同一个视野内观察到叶片的各部分结构，这就需要轻轻移动切片，在不同的视野中进行寻找，并对照挂图分辨叶片的几部分结构。

实验《探究影响叶绿素形成的环境因素》，可以用研究性学习的方式，根据现象提出问题，分小组作出假设，并讨论、设计实验方案，由各组代表进行发言，大家一起讨论实验方案的可行性及需要注意的问题，使得实验方案不断完善，然后在课下分小组进行实验，根据实验结果检验设计方案，并总结成功的经验及失败的教训。这样不仅激发了学生科学探究的意识，而且锻炼了他们的实践能力并培养他们小组合作的精神。

教学设计方案

重点：叶片的结构与其功能相适应的特点

难点：叶片的结构与功能相适应的特点

徒手切片的制作与观察

教学过程：

（第一课时）观察叶片的结构

课前活动：请学生利用课余时间在校园、公园等处观察10种以上植物的叶，观察时请注意以下问题：1、观察不同植物叶的组成部分，注意叶片上下表面的色泽差异。2、观察不同植物叶在茎上的着生方式，注意相邻两叶片的排列关系，思考叶的排列特点与光合作用的关系。

引言：通过观察不同植物的叶，我们已经知道在同一枝条上的许多叶片呈镶嵌式排列这有利于接受阳光的照射。那么，大多数植物的叶片为什么是绿色的呢？为什么有些植物的叶片上表面呈深绿色，而下表面呈浅绿色呢？叶片的结构又有哪些与其功能相适应的特点呢？（引出课题：第一节 叶片的结构）

分发一些新鲜的菠菜叶片给学生，指出先粗略观察研究叶片的结构。将叶片向上面对折，可以轻轻的从叶片的表面撕下一层透明的薄膜。将叶片向另一面对折，也可以从其表面撕下一层透明的薄膜。我们把这两层透明的薄膜分别叫做叶片的上表皮和下表皮。夹在两层表皮之间较厚的绿色部分，叫叶肉。在叶片表面我们可以看到纵横交错的脉络，是叶脉。由此可见，叶片的结构可以分为三部分：表皮、叶肉和叶脉。那么，每一部分又是怎样与光合作用相适应的呢？用显微镜观察叶片的结构，将会得到问题的答案。

整片叶子放在显微镜下面行吗？显然不行。显微镜下所要观察的材料必须是薄而透明的，我们今天要自己练习徒手切片，制成叶横切的临时切片，来观察叶片的结构。

1、练习徒手切片，制作叶片横切面的临时切片

（1）选切叶片：选一片新鲜的菠菜叶片，平放在玻璃板上，用刀片切去叶片基部、叶片尖端以及叶片两侧的边缘。留下部分为宽约左右、中央带有主脉的长方形小块叶片。

（2）切取材料：用左手食指指尖压住材料一端，右手捏紧并排的两个刀片，从另一端沿和主叶脉垂直方向多次切割材料，每切一次刀片要沾水一次，以便将切下的叶片薄片放入盛有清水的玻璃皿中。

（3）选材制片：用镊子从水中选取最薄的叶片切片，放在洁净的载玻片上，制成临时切片。

2、观察叶片的结构

用低倍显微镜观察叶片的临时切片，找出薄而比较完整的叶片部位，对照图Ⅲ―15观察叶片的结构，区分出上表皮、下表皮、叶肉和叶脉，识别各个部分的细胞结构特征，并思考有关问题。（可印发给每位同学）

（1）叶片的上表面和下表面都有由一层细胞组成的表皮，表皮细胞的颜色和排列状况如何？

（2）叶肉位于上下表皮之间，接近上表皮的叶肉细胞与接近下表皮的叶肉细胞在形状、排列方式和内部绿色颗粒数目等方面有什么不同？能否解释上课时提出的问题？想一想叶肉细胞内部的绿色颗粒结构与光合作用的关系。

（3）叶脉贯穿于叶肉组织中，叶脉细胞的颜色、形状和排列方式如何？

3、观察叶片的下表皮

（1）用镊子撕下一小块菠菜叶的下表皮，制成临时装片。

（2）用低倍显微镜观察叶表皮上成对的'半月形细胞，这就是保卫细胞。保卫细胞与一般表皮细胞的形态、结构和排列方式有什么不同？

（3）画出叶片下表皮上由两个保卫细胞组成的气孔及其相连的几个表皮细胞图。

讨论：在叶片结构的哪些细胞内部有绿色颗粒结构？叶片内绿色颗粒结构的分布有什么特点？

总结实验过程中临时切片制作效果及观察情况，对表现好的组给予表扬。

实验结束后，要求学生认真清洗和整理实验用具，养成良好的实验习惯。

板书设计：

观察叶片的结构

目的要求：

1、练习制作临时装片

2、用显微镜观察叶的横切面和表皮，识别叶片的结构

3、画叶片的表皮细胞和保卫细胞图

材料用具：课本71页

方法步骤：

1、练习徒手切片，制作叶的横切临时切片（板图示每一步骤）

2、观察叶片的结构并思考问题

3、观察叶片下表皮

4、绘制叶片表皮细胞和保卫细胞图（板图示范）

注意：刀片很锋利，用时要小心！

教学设计方案

（第二课时）叶片的结构

上一节我们观察了叶横切的临时切片，知道叶片的结构分为三部分，哪三部分呢？请同学对照挂图指出表皮、叶肉和叶脉三部分。这三部分的细胞排列有什么特点呢？这些特点又是怎样与其功能相适应的呢？我们这节课继续讨论。

要求学生遵循显微镜的使用程序，在低倍镜下找到叶片横切结构的清晰物像（永久制片），为观察实验教学过程的推进创造条件。

调控学生依次观察上下表皮，栅栏组织和海绵组织，叶脉，辨认各部分结构的分布部位、细胞形状、排列疏密状况等。

首先看表皮细胞有什么特点，请同学回答。（结合上节课的记录和这节课的观察回答）

总结：表皮细胞排列紧密，无色透明，细胞外壁上有一层透明不透水的角质层。这样的表皮有什么用呢？功能：这种结构既有利于透光，又可防止叶片过多的散失水分，对叶片还有保护作用。因此，表皮属于保护组织。

我们看到的菠菜叶的下表皮细胞是什么样的？从不同角度观察，看到表皮细胞的不同形态，就此想象表皮细胞的立体结构。（比如拼图块）

表皮上有什么特殊结构？看图指出表皮细胞之间有一些特殊细胞两两成对，其中每一个半月形的细胞叫做保卫细胞，一对保卫细胞之间的孔隙，叫气孔。气孔是叶片与外界进行气体交换的"窗口"，保卫细胞控制气孔的开闭。

保卫细胞的结构决定了它的功能：每个保卫细胞临近气孔一侧的细胞壁比较厚，远离气孔一侧的细胞壁比较薄。用自制教具演示，当保卫细胞吸水时，分别向两侧凸起，气孔张开，反之则气孔关闭。

一般情况下，陆生植物上表皮的气孔数少于下表皮的气孔数。某些浮水植物，如睡莲，其气孔全部分布在下表皮。

上下表皮之间大部分是叶肉细胞。请同学观察叶肉细胞的形状和排列有什么规律？

总结：栅栏组织：接近上表皮，细胞呈圆柱形，排列较整齐，含绿色颗粒较多。

海绵组织：接近下表皮，细胞形状不规则，排列较疏松，含绿色颗粒较少。

叶肉细胞内部的许多绿色颗粒结构是叶绿体，叶绿体中含有叶绿素等多种色素，它是光合作用的场所。

那么，你们现在能回答大多数植物的叶为什么是绿的？而且总是靠近上表面绿色更深一些？（学生回答）

归纳总结：叶肉细胞内有许多叶绿体，叶绿体内含有绿色的叶绿素，使叶片呈绿色。叶片的上表面颜色一般较叶片下表面深，主要是因为接近上表皮的栅栏组织细胞里面含有的叶绿体比较多，而接近下表皮的海绵组织细胞里面含有的叶绿体比较少。

在叶肉之间有束状结构是叶脉。从叶的外部看，叶脉是许多交织的脉络，构成叶片的"骨架"，具有支持作用。一些植物的叶脉相互交错，称网状叶脉；还有些植物的叶脉大体上平行分布，称平行叶脉。

叶脉是由一些什么形状的细胞构成的呢？观察永久制片。

指图说明：叶脉主要是由两种细胞构成的管道组成的。图中被染成红色的部分是导管，导管是由一些中空、横壁消失的细胞连接成的长管，这些细胞是死细胞，导管具有运输水和无机盐的功能。图中被染成蓝色的部分是筛管，也是由一些管状细胞上下连接而成，在细胞上下连接的横壁上有许多小孔，叫筛孔，这些细胞是活细胞，筛管是运输有机物的通道。

由此看来，叶脉不仅具有支持作用，而且还有疏导作用。

总结：叶片的结构有哪些与光合作用相适应的特点？

1、表皮透光保水，气孔可进行气体交换；

2、叶肉含大量叶绿体，是进行光合作用的场所；

3、叶脉可运输光合作用所需要的物质。

整理好显微镜，放回原位。

板书设计：

第一节 叶片的结构

探究活动

叶脉标本的制作

1．摘取若干叶脉清晰、坚韧的叶片，如桑叶、桂花叶。

2．称取碳酸钠克，氢氧化钠克（或3克）置于烧杯中，注入清水100毫升，放在火上煮沸。

3．投入树叶，让它们全部浸在溶液里。继续加热6～8分钟，不时用玻璃棒轻轻拌动，使各叶分离，受热均匀。叶片受药品的腐蚀，柔软的部分就易被除去而留下叶脉。

4．用镊子取出煮过的叶片，放在盛有清水的玻璃杯内。

5．从清水里取出漂净的树叶，平铺在左手掌中，用右手食指在自来水流水中仔细地擦去叶片的柔软部分，露出清晰的叶脉，然后贴在玻璃片上凉干。

6．趁叶脉还未干透，用毛笔涂上水彩颜料（也可浸在彩色墨水中染色）。凉干后，放在书中压平。然后在叶柄上系上一条彩色的丝带，就做成美观的书签了。

仔细地观察叶脉在叶片上的分布。

你所做的叶片的叶脉是什么类型的叶脉？

叶脉里含有什么？有什么功能？

探究影响叶绿素形成的环境因素

提出问题：植物生活需要哪些基本条件？其中的哪个条件可能对叶绿素形成起着决定性作用呢？请举出实例或收集有关资料作为依据提出假设。

做出假设：小组讨论后代表发言，提出本组所做的假设以及提出假设的依据。学生可能做出的假设：（1）叶绿素的形成与阳光有关：青蒜和蒜黄都是用大蒜蒜瓣培育成的。青蒜是露天生长的，它的叶片是绿色的；蒜黄是在遮光条件下生长的，它的叶片是黄色的。大葱埋在土中的部分是白色的，而暴露在外的部分是绿色的。有关的科学研究证实，黄白色的叶中没有叶绿素。（2）叶绿素的形成与温度有关：夏天树叶是绿色的，到了秋天气温下降，树叶就变黄了。对此做出解释：叶里除了含有绿色的叶绿素以外，还含有橙黄色的胡萝卜素和黄色的叶黄素。通常情况下，叶绿素的含量最多，其他色素的含量少，于是叶就显出绿色来。但是，叶绿素很容易被低温破坏，秋天气温下降，叶绿素在叶里分解、消失得很快，而胡萝卜素和叶黄素则比较稳定，因此树叶就变黄了。叶绿素的形成是否与阳光、温度都有关系呢？我们需要通过实验来检验。

设计实验：

可提供的用具有：2个约40ml的容器（用于种子萌发形成幼苗）、两张吸水纸或少许棉花、2支温度计、1个水杯、1支滴管、密封性好的纸盒（大于种子萌发器皿），以及本组实验设计方案必需的其他用具。想一想，为什么准备两份主要实验用具呢？（学生回答）

提示：

1、实验材料最好选用长出第一片幼叶后的小麦幼苗，种子到实验室领。

2、在适宜的条件下，第一片幼叶在长出之前即开始形成叶绿素，实验进入关键阶段。请思考你的实验装置应分别放在怎样的环境条件中？

3、注意，对照实验中除了需要探究的一个条件不同外，其他条件应当完全相同。

4、建议用表格形式记录实验观察结果。

你的实验设计思路是什么？实验中设置的对照有什么作用？

各小组讨论实验设计思路，并将方法步骤写在投影片上。

各组派代表进行交流，全班对每组的实验设计思路给予评价和补充，使实验方案更加完善。例如：有个对照实验方案是，把一盆蒜黄放到阳台上培养，另一盆相同的蒜黄放到冰箱内培养。对这个实验方案做出分析和评价。

预期实验结果并讨论：实验结果如果支持你们小组的假设，能够得出什么结论？实验结果如果不支持你们小组的假设，应当怎样做？若取得成功，请总结2-3条成功经验，若实验出现差错，请分析失误的原因。