葉片的結構

知識目標
能夠準確描述葉片的各部分結構與其功能相適應的特征。

能力目標
1、練習徒手切片；

2、通過觀察葉片的橫切面，使學生使用顯微鏡觀察植物組織的動作技能達到熟練水平；

3、學會繪制葉片的表皮

4、通過“探究影響葉綠素形成的環(huán)境因素”的實驗，學習用實驗法進行研究性學習的方法。

情感目標
1、通過學習與其功能相適應的特征，讓學生接受辨證唯物主義觀點與科學方法的教育；

2、通過討論“探究影響葉綠素形成的環(huán)境因素”的實驗設計，訓練學生科學的思維過程。

教學建議

教材分析
植物能夠進行光合作用以及呼吸作用和蒸騰作用，其根本原因在于葉具有執(zhí)行這些生理功能的結構。這節(jié)課的關鍵就是要講清楚與功能的辨證關系，徒手切片的制作是本節(jié)課的難點。

教法建議
在教學過程 中，從觀察到的現(xiàn)象入手，如："葉片的顏色為什么大都呈現(xiàn)綠色？為什么葉片正面的綠色比背面深一些？"帶著問題去探究葉片的基本結構。宜采用講授與實驗觀察同步的教學模式，具體教學環(huán)節(jié)如下：（1）先用手撕開菠菜葉片，大致將其分成幾部分，然后通過練習徒手切片，用顯微鏡觀察葉片的橫切，從宏觀到微觀來認識葉片的基本結構，識別各部分的細胞結構特點，并思考有關問題。（2）對照葉的橫切永久制片，結合掛圖、模型討論有哪些與其功能相適應的特點。（3）分小組討論、設計"探究影響葉綠素形成的環(huán)境因素"的實驗方案并在課下實施。這樣采用邊觀察、邊實驗、邊進行講授的方式，引導學生從感性認識上升到理性認識，并且使學生的觀察與思考緊密結合起來，會取得較好的教學效果。這一節(jié)關鍵是講清楚與功能相適應的辨證統(tǒng)一關系：表皮細胞排列緊密，外壁有易透光不易透水的角質層，從而起到保護作用；表皮細胞無色透明，從而有利于光線透過；表皮上有氣孔和保衛(wèi)細胞，從而使葉肉細胞與外界環(huán)境能進行氣體交換；葉肉細胞里含有許多葉綠體，因而使綠葉能夠進行光合作用，制造有機物；葉脈支持著葉片，有利于葉片充分得到光照；葉脈里的輸導組織，是運輸光合作用原料和產(chǎn)物的通道。這些都說明了植物體的形態(tài)結構與其功能是相適應、相統(tǒng)一的，進而也就對學生進行了辨證唯物主義的思想教育。

對于《觀察》這一實驗來說，這是學生第一次將徒手切下的葉片的薄片制成臨時切片，并且進行觀察，難度很大。教學中，在闡明實驗的目的要求的前提下，要注意發(fā)揮教師在實驗課教學中的示范作用。對于實驗的操作步驟，要一步一步地講述操作要領，一步一步的進行示范，一步一步的組織學生進行操作，從而保證在預定的時間內完成教學任務。學生能否通過自己制作的臨時切片來觀察清楚，關鍵之一是看徒手切片時所切的葉片薄不薄。首先，要讓學生明確顯微鏡下所要觀察的材料必須是薄而透明的，學生明白了道理，就會開動腦筋，想辦法切出薄而完整的葉片橫切。其次，要想切出薄而完整的切片，一定要掌握操作技術，如：兩個刀片如何放置，手捏刀片的位置和姿勢，切割的方向和速度等等，都要向學生一一講清楚。最后，在觀察臨時切片時，往往很難在同一個視野內觀察到葉片的各部分結構，這就需要輕輕移動切片，在不同的視野中進行尋找，并對照掛圖分辨葉片的幾部分結構。

實驗《探究影響葉綠素形成的環(huán)境因素》，可以用研究性學習的方式，根據(jù)現(xiàn)象提出問題，分小組作出假設，并討論、設計實驗方案，由各組代表進行發(fā)言，大家一起討論實驗方案的可行性及需要注意的問題，使得實驗方案不斷完善，然后在課下分小組進行實驗，根據(jù)實驗結果檢驗設計方案，并總結成功的經(jīng)驗及失敗的教訓。這樣不僅激發(fā)了學生科學探究的意識，而且鍛煉了他們的實踐能力并培養(yǎng)他們小組合作的精神。

教學設計方案

重點：與其功能相適應的特點

難點：與功能相適應的特點

徒手切片的制作與觀察

教學過程 ：

（第一課時）觀察

課前活動：請學生利用課余時間在校園、公園等處觀察10種以上植物的葉，觀察時請注意以下問題：1、觀察不同植物葉的組成部分，注意葉片上下表面的色澤差異。2、觀察不同植物葉在莖上的著生方式，注意相鄰兩葉片的排列關系，思考葉的排列特點與光合作用的關系。

引言：通過觀察不同植物的葉，我們已經(jīng)知道在同一枝條上的許多葉片呈鑲嵌式排列這有利于接受陽光的照射。那么，大多數(shù)植物的葉片為什么是綠色的呢？為什么有些植物的葉片上表面呈深綠色，而下表面呈淺綠色呢？又有哪些與其功能相適應的特點呢？（引出課題：第一節(jié) ）

分發(fā)一些新鮮的菠菜葉片給學生，指出先粗略觀察研究。將葉片向上面對折，可以輕輕的從葉片的表面撕下一層透明的薄膜。將葉片向另一面對折，也可以從其表面撕下一層透明的薄膜。我們把這兩層透明的薄膜分別叫做葉片的上表皮和下表皮。夾在兩層表皮之間較厚的綠色部分，叫葉肉。在葉片表面我們可以看到縱橫交錯的脈絡，是葉脈。由此可見，可以分為三部分：表皮、葉肉和葉脈。那么，每一部分又是怎樣與光合作用相適應的呢？用顯微鏡觀察，將會得到問題的答案。

整片葉子放在顯微鏡下面行嗎？顯然不行。顯微鏡下所要觀察的材料必須是薄而透明的，我們今天要自己練習徒手切片，制成葉橫切的臨時切片，來觀察。

1、練習徒手切片，制作葉片橫切面的臨時切片

（1）選切葉片：選一片新鮮的菠菜葉片，平放在玻璃板上，用刀片切去葉片基部、葉片尖端以及葉片兩側的邊緣。留下部分為寬約0.5cm左右、中央帶有主脈的長方形小塊葉片。

（2）切取材料：用左手食指指尖壓住材料一端，右手捏緊并排的兩個刀片，從另一端沿和主葉脈垂直方向多次切割材料，每切一次刀片要沾水一次，以便將切下的葉片薄片放入盛有清水的玻璃皿中。

（3）選材制片：用鑷子從水中選取最薄的葉片切片，放在潔凈的載玻片上，制成臨時切片。

2、觀察

用低倍顯微鏡觀察葉片的臨時切片，找出薄而比較完整的葉片部位，對照圖Ⅲ―15觀察，區(qū)分出上表皮、下表皮、葉肉和葉脈，識別各個部分的細胞結構特征，并思考有關問題。（可印發(fā)給每位同學）

（1）葉片的上表面和下表面都有由一層細胞組成的表皮，表皮細胞的顏色和排列狀況如何？

（2）葉肉位于上下表皮之間，接近上表皮的葉肉細胞與接近下表皮的葉肉細胞在形狀、排列方式和內部綠色顆粒數(shù)目等方面有什么不同？能否解釋上課時提出的問題？想一想葉肉細胞內部的綠色顆粒結構與光合作用的關系。

（3）葉脈貫穿于葉肉組織中，葉脈細胞的顏色、形狀和排列方式如何？

3、觀察葉片的下表皮

（1）用鑷子撕下一小塊菠菜葉的下表皮，制成臨時裝片。

（2）用低倍顯微鏡觀察葉表皮上成對的半月形細胞，這就是保衛(wèi)細胞。保衛(wèi)細胞與一般表皮細胞的形態(tài)、結構和排列方式有什么不同？

（3）畫出葉片下表皮上由兩個保衛(wèi)細胞組成的氣孔及其相連的幾個表皮細胞圖。

討論：在葉片結構的哪些細胞內部有綠色顆粒結構？葉片內綠色顆粒結構的分布有什么特點？

總結實驗過程中臨時切片制作效果及觀察情況，對表現(xiàn)好的組給予表揚。

實驗結束后，要求學生認真清洗和整理實驗用具，養(yǎng)成良好的實驗習慣。

板書設計 ：

教學設計方案

（第二課時）

上一節(jié)我們觀察了葉橫切的臨時切片，知道分為三部分，哪三部分呢？請同學對照掛圖指出表皮、葉肉和葉脈三部分。這三部分的細胞排列有什么特點呢？這些特點又是怎樣與其功能相適應的呢？我們這節(jié)課繼續(xù)討論。

要求學生遵循顯微鏡的使用程序，在低倍鏡下找到葉片橫切結構的清晰物像（永久制片），為觀察實驗教學過程 的推進創(chuàng)造條件。

調控學生依次觀察上下表皮，柵欄組織和海綿組織，葉脈，辨認各部分結構的分布部位、細胞形狀、排列疏密狀況等。

首先看表皮細胞有什么特點，請同學回答。（結合上節(jié)課的記錄和這節(jié)課的觀察回答）

總結：表皮細胞排列緊密，無色透明，細胞外壁上有一層透明不透水的角質層。這樣的表皮有什么用呢？功能：這種結構既有利于透光，又可防止葉片過多的散失水分，對葉片還有保護作用。因此，表皮屬于保護組織。

我們看到的菠菜葉的下表皮細胞是什么樣的？從不同角度觀察，看到表皮細胞的不同形態(tài)，就此想象表皮細胞的立體結構。（比如拼圖塊）

表皮上有什么特殊結構？看圖指出表皮細胞之間有一些特殊細胞兩兩成對，其中每一個半月形的細胞叫做保衛(wèi)細胞，一對保衛(wèi)細胞之間的孔隙，叫氣孔。氣孔是葉片與外界進行氣體交換的"窗口"，保衛(wèi)細胞控制氣孔的開閉。

保衛(wèi)細胞的結構決定了它的功能：每個保衛(wèi)細胞臨近氣孔一側的細胞壁比較厚，遠離氣孔一側的細胞壁比較薄。用自制教具演示，當保衛(wèi)細胞吸水時，分別向兩側凸起，氣孔張開，反之則氣孔關閉。

一般情況下，陸生植物上表皮的氣孔數(shù)少于下表皮的氣孔數(shù)。某些浮水植物，如睡蓮，其氣孔全部分布在下表皮。

上下表皮之間大部分是葉肉細胞。請同學觀察葉肉細胞的形狀和排列有什么規(guī)律？

總結：柵欄組織：接近上表皮，細胞呈圓柱形，排列較整齊，含綠色顆粒較多。

海綿組織：接近下表皮，細胞形狀不規(guī)則，排列較疏松，含綠色顆粒較少。

葉肉細胞內部的許多綠色顆粒結構是葉綠體，葉綠體中含有葉綠素等多種色素，它是光合作用的場所。

那么，你們現(xiàn)在能回答大多數(shù)植物的葉為什么是綠的？而且總是靠近上表面綠色更深一些？（學生回答）

歸納總結：葉肉細胞內有許多葉綠體，葉綠體內含有綠色的葉綠素，使葉片呈綠色。葉片的上表面顏色一般較葉片下表面深，主要是因為接近上表皮的柵欄組織細胞里面含有的葉綠體比較多，而接近下表皮的海綿組織細胞里面含有的葉綠體比較少。

在葉肉之間有束狀結構是葉脈。從葉的外部看，葉脈是許多交織的脈絡，構成葉片的"骨架"，具有支持作用。一些植物的葉脈相互交錯，稱網(wǎng)狀葉脈；還有些植物的葉脈大體上平行分布，稱平行葉脈。

葉脈是由一些什么形狀的細胞構成的呢？觀察永久制片。

指圖說明：葉脈主要是由兩種細胞構成的管道組成的。圖中被染成紅色的部分是導管，導管是由一些中空、橫壁消失的細胞連接成的長管，這些細胞是死細胞，導管具有運輸水和無機鹽的功能。圖中被染成藍色的部分是篩管，也是由一些管狀細胞上下連接而成，在細胞上下連接的橫壁上有許多小孔，叫篩孔，這些細胞是活細胞，篩管是運輸有機物的通道。

由此看來，葉脈不僅具有支持作用，而且還有疏導作用。

總結：有哪些與光合作用相適應的特點？

1、表皮透光保水，氣孔可進行氣體交換；

2、葉肉含大量葉綠體，是進行光合作用的場所；

3、葉脈可運輸光合作用所需要的物質。

整理好顯微鏡，放回原位。

板書設計 ：

第一節(jié)

探究活動

葉脈標本的制作

1.摘取若干葉脈清晰、堅韌的葉片，如桑葉、桂花葉。

2.稱取碳酸鈉2.5克，氫氧化鈉3.5克（或3克）置于燒杯中，注入清水100毫升，放在火上煮沸。

3.投入樹葉，讓它們全部浸在溶液里。繼續(xù)加熱6～8分鐘，不時用玻璃棒輕輕拌動，使各葉分離，受熱均勻。葉片受藥品的腐蝕，柔軟的部分就易被除去而留下葉脈。

4.用鑷子取出煮過的葉片，放在盛有清水的玻璃杯內。

5.從清水里取出漂凈的樹葉，平鋪在左手掌中，用右手食指在自來水流水中仔細地擦去葉片的柔軟部分，露出清晰的葉脈，然后貼在玻璃片上涼干。

6.趁葉脈還未干透，用毛筆涂上水彩顏料（也可浸在彩色墨水中染色）。涼干后，放在書中壓平。然后在葉柄上系上一條彩色的絲帶，就做成美觀的書簽了。

仔細地觀察葉脈在葉片上的分布。

你所做的葉片的葉脈是什么類型的葉脈？

葉脈里含有什么？有什么功能？

探究影響葉綠素形成的環(huán)境因素

提出問題：植物生活需要哪些基本條件？其中的哪個條件可能對葉綠素形成起著決定性作用呢？請舉出實例或收集有關資料作為依據(jù)提出假設。

做出假設：小組討論后代表發(fā)言，提出本組所做的假設以及提出假設的依據(jù)。學生可能做出的假設：（1）葉綠素的形成與陽光有關：青蒜和蒜黃都是用大蒜蒜瓣培育成的。青蒜是露天生長的，它的葉片是綠色的；蒜黃是在遮光條件下生長的，它的葉片是黃色的。大蔥埋在土中的部分是白色的，而暴露在外的部分是綠色的。有關的科學研究證實，黃白色的葉中沒有葉綠素。（2）葉綠素的形成與溫度有關：夏天樹葉是綠色的，到了秋天氣溫下降，樹葉就變黃了。對此做出解釋：葉里除了含有綠色的葉綠素以外，還含有橙黃色的胡蘿卜素和黃色的葉黃素。通常情況下，葉綠素的含量最多，其他色素的含量少，于是葉就顯出綠色來。但是，葉綠素很容易被低溫破壞，秋天氣溫下降，葉綠素在葉里分解、消失得很快，而胡蘿卜素和葉黃素則比較穩(wěn)定，因此樹葉就變黃了。葉綠素的形成是否與陽光、溫度都有關系呢？我們需要通過實驗來檢驗。

設計實驗：

可提供的用具有：2個約40ml的容器（用于種子萌發(fā)形成幼苗）、兩張吸水紙或少許棉花、2支溫度計、1個水杯、1支滴管、密封性好的紙盒（大于種子萌發(fā)器皿），以及本組實驗設計方案必需的其他用具。想一想，為什么準備兩份主要實驗用具呢？（學生回答）

提示：
1、實驗材料最好選用長出第一片幼葉后的小麥幼苗，種子到實驗室領。

2、在適宜的條件下，第一片幼葉在長出之前即開始形成葉綠素，實驗進入關鍵階段。請思考你的實驗裝置應分別放在怎樣的環(huán)境條件中？

3、注意，對照實驗中除了需要探究的一個條件不同外，其他條件應當完全相同。

4、建議用表格形式記錄實驗觀察結果。

你的實驗設計思路是什么？實驗中設置的對照有什么作用？

各小組討論實驗設計思路，并將方法步驟寫在投影片上。

各組派代表進行交流，全班對每組的實驗設計思路給予評價和補充，使實驗方案更加完善。例如：有個對照實驗方案是，把一盆蒜黃放到陽臺上培養(yǎng)，另一盆相同的蒜黃放到冰箱內培養(yǎng)。對這個實驗方案做出分析和評價。

預期實驗結果并討論：實驗結果如果支持你們小組的假設，能夠得出什么結論？實驗結果如果不支持你們小組的假設，應當怎樣做？若取得成功，請總結2-3條成功經(jīng)驗，若實驗出現(xiàn)差錯，請分析失誤的原因。