人民教育出版社高一生物教材必修一第6章第1节《细胞的增殖》

人民教育出版社高一生物教材必修一第6章第1节《细胞的增殖》
细胞大小与物质运输的关系
一、使用教材
人民教育出版社高一生物教材必修一第6章第1节《细胞的增殖》中的实验课题。

教材运用了含酚酞的琼脂块模型浸入NaOH溶液中，用扩散体积／琼脂块的体积比值模拟细胞进行物质运输效率。

二、实验器材
（一）实验一：琼脂、酚酞、质量分数为0.1%的NaOH溶液、吸水纸、毫米尺、防护手套、烧杯、塑料勺、小刀
（二）实验二：琼脂、碘液、吸水纸、毫米尺、烧杯、塑料勺、小刀
（三）实验三：土豆、萝卜、碘液、吸水纸、毫米尺、烧杯、塑料勺、小刀
（四）实验四：记忆海绵、水、烧杯、量筒、塑料薄板、漏斗
三、实验创新要点／改进要点
创新要点：实验原理、实验材料和试剂的改进。

教学上过程，布置学生自己先去查阅资料，准备实验材料，以学生为主体，教师进行指导点拨。

实验探究过程符合中学生探究的基本思路，本次实验我们分成了4个小组，对课本实验进行质疑、提出建议、逐步完善而展开的探索与拓展。

改进要点：实验探究可以多次重复平行实验以减小误差、浸泡时间、琼脂块的配制
比例、NaOH溶液的浓度、碘液浓度等课下可
以进行进一步探索。

四、实验原理／实验设计思路
本节课共分成了四组学生实验：
（一）第一组进行了初步改进的课本原实验，不同大小含酚酞琼脂块置于NaOH溶液中，测量扩散深度，计算扩散体积与琼脂块体积比值来模拟细胞物质运输效率。

（含酚酞琼脂块实验完丢弃造成浪费、NaOH溶液是强碱有腐蚀性）
（二）第二组用琼脂块和碘液，不同大小琼脂块置于碘液中，测量扩散深度，计算扩散体积与琼脂块体积比值来模拟细胞物质运输效率。

（碘液可以在实验结束后加热蒸发掉，琼脂重复使用，但碘液的味道刺鼻；碘液在琼脂块中的扩散不太均匀，可能是琼脂块制备时并不均匀）
（三）第三组就尝试不用琼脂块，改用土豆块、萝卜块置于碘液中，但无论生、熟的土豆或萝卜，扩散效果均不够理想。

（可能是浸泡时间不够）（四）第四组通过查阅文献资料，用不同大小的记忆海绵模拟细胞，在等时间内的吸水量与记忆
海绵体积的比值模拟物质运输效率。

（操作性最强，实验材料可以重复使用）
五、实验教学目标
（一）知识与技能：理解细胞表面积与体积的关系，以及细胞大小与物质运输效率的关系。

（二）过程与方法：在实验探究的过程中提高分析问题和解决问题的能力，提高运用理科思维处理和分析实验数据的能力。

（三）情感态度与价值观：养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。

六、实验教学内容
鼓励学生通过查阅文献资料，从多角度出发设计不同的实验来探索模拟细胞大小与物质运输的关系。

1．课本原实验（用含酚酞的琼脂块与NaOH溶液
进行实验）
2．用琼脂块、碘液实验来进行实验模拟
3．用土豆块萝卜块、碘液进行实验来模拟4．用记忆海绵等时间内吸水实验来模拟
学生分组实验，讨论探究这四个实验的优劣之处并不断改进完善。

七、实验教学过程
（一）课前准备：
1.将学生分成四组，每组4人，布置学生查找文
献资料，共同讨论实验完善方案
2.分享各组完善的实验方案，并准备好实验试剂
与器材
（二）分组实验与实验结果分析
1.第一组进行了初步改进的课本原实验，完善之
处：
（1）提前探究好琼脂粉与水的配比，酚酞在琼脂中加入量的多少，使实验更容易出结果（2）准备好边长为1cm、2cm、3cm的模具，更能节省琼脂块准备的时间
提出的质疑：
（1）琼脂块制备时间长，配比等要探究，较为繁琐
（2）含酚酞的琼脂块在实验结束之后只能丢弃，造成浪费
讨论总结：
（1）实验结果较为明显，细胞越小，相对表面积越大，物质运输效率越高
（2）含酚酞琼脂块实验完丢弃造成浪费、NaOH 溶液是强碱有腐蚀性。

2.第二组实验用琼脂块、碘液来探究，完善之处：（1）不用含酚酞的琼脂块，直接用琼脂块，避免了制备的繁琐
（2）实验后碘液扩散到琼脂块中，可以加水后加热，蒸发掉碘，这样琼脂可以重复使用避
免浪费
提出的质疑：
（1）碘液味道刺鼻
（2）碘液在琼脂块中的扩散不太均匀，可能是琼脂块制备时并不均匀
讨论总结：
（1）碘液实验相对于第一组实验，碘液扩散速度更快，边界更为清晰，实现现象更为明显，更容易得出细胞越小，相对表面积越大，物
质运输效率越高的实验结论
（2）碘液在琼脂块中扩散得并不均匀，可能是琼脂块制备过程中密度并不均匀
3.第三组用土豆块和萝卜块置于碘液中实验，完
善之处：
（1）用土豆、萝卜组织代替琼脂块实验，避免了琼脂块制备密度不均匀的问题
（2）尝试用生的土豆（萝卜）块、熟的土豆（萝卜）块，浸入碘液中进行实验
讨论总结：
（1）本实验跟一二组一样，都只浸泡了5分钟，土豆块和萝卜块无论生熟只有表面一层
有碘液扩散入内，浸泡时间可以进一步探究（2）可以尝试改变实验一二三的实验思路，进行创新
4.第四组用记忆海绵吸水模拟细胞物质运输效
率，完善之处：
（1）完全改变以往实验的思路，用边长为3cm、6cm的记忆海绵置入水中8s，测量吸水体积
讨论总结：
（1）打破一二三组实验的常规思维，创新型最强，操作简单
（2）实验材料可以重复使用
八、实验效果评价
教学效果良好，学生进一步理解了细胞大小与物质运输的关系，在实验探索的过程中学生不断解决问题实现自我认同，反思与自我评价如下：
（一）实现了学生动脑、动手、动口的多角度能力训练，很好地锻炼了学生分析问题和解决问题的能力，实验操作能力也得到提升。

（二）学生学会质疑并通过讨论、查阅资料、从身边的材料出发来进行探索，收获更大。

（三）学生在实践过程中遇到的问题，及时反馈给教师，共同找到问题症结，解决问题，实现良好的师生互动。

（四）不同思路的实验开阔学生思维。

（五）课下要鼓励学生再多次重复以探索最优的实验条件，再进行推广。

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