叶片保卫细胞气孔开放

叶片保卫细胞气孔开放、关闭原理模拟实验的设计

张谷英镇中心学校李平李石中

一、课题选择

1、在教材中所处的地位

本实验来自人教版初中生物七年级上册第三章《绿色植物与生物圈的水循环》。教材作为一个章节主要讲述了绿色植物与水的关系。其中又主要阐述了植物的蒸腾作用。它不仅是植物的主要生理功能之一，而且对生物圈的水循环具有重要的影响。

植物的蒸腾作用主要童工气孔实现，气孔是由两个半月形的保卫细胞组成的，其开闭与保卫细胞外侧细胞壁的厚薄有关。气孔是如何调节蒸腾作用的是学生学习中难点之一。

2、教材不足之处

对于蒸腾作用的概念来说，大多数学生并不太难理解，而对于“植物通过保卫细胞控制气孔的开闭来调节蒸腾作用”这一原理来说，学生就难以理解。教材只是用抽象的文字和图片描述了一下气孔的结构与调节，另外对于气孔在什么情况下开放，什么情况下关闭，教材对此也没有详细的说明，在显微镜下也很难看到气孔动态的变化过程。

二、实验构想

针对以上问题，我特意设计了“模拟实验”来说明气孔开放，闭合的原理，帮助学生加深印象，促进对知识的理解，激发学生对实验的兴趣。

在该实验中，我选择用长条形气球模拟保卫细胞进行实验，用透明胶带粘住气球的内侧模拟保卫细胞的“内侧厚，外侧薄”的特点。气球充气模拟细胞吸水，气球消气模拟细胞失水。

当往气球内充气时，由于内侧贴有胶带，和外侧相比无法完全伸长，而外侧伸长不受影响，于是长形气球向外弯曲，示意气孔开放状态。当气球放气时，被拉长的外侧弹性收缩，示意气孔关闭的过程。实验操作过程中，为保证两个气球起气压一致，我利用“Y”形管联通。

三、实验创新之处

（1）此实验是自行设计。

（2）本模拟实验中，用长形气球模拟保卫细胞，用气球的充气与放气状态分别演示保卫细胞的吸水、失水状态，形象生动。

（3）无需使用显微镜等仪器，操作简单，形象直观。

（4）取材方便，可进行重复使用。

四、实验过程

实验目的：1、认识保卫细胞的特殊结构

2、掌握气孔开闭与保卫细胞吸失水的关系

实验材料：长条气球，胶带，Y形连通管，橡皮管，气筒，止水夹

实验过程：模拟演示气孔开闭原理

①放气（失水）------气孔闭合状态甲图

②充气（吸水）------气孔开放状态乙图

实验结论：

（1）气孔由两个半月形保卫细胞组成，保卫细胞的内外细胞壁厚度不同，靠近气孔一侧的壁较厚，靠近表皮细胞一侧的壁较薄。

（2）当业内水分多时，保卫细胞吸水膨胀，较薄的外壁比内壁扩张得多，气孔便张开，叶内的水分便散发出来。当保卫细胞失水缩小时，细胞向内收缩，气孔关闭。

五、实验评价

自制的这套实验装置，形象的演绎了气孔开放、关闭原理，将抽象的知识具体化，简单化，有利于学生对该知识点的理解。还能将气孔开放---关闭这一过程动态化演示，让学生提高对实验的兴趣，让学生在实践中领悟知识，培养学生良好的思维拓展能力。实验易于操作，可在课堂上演示，也可用于学生课外实验，有利于培养学生动手能力。这样，通过实验，学生的知识水平、学习能力、实践能力均能得到有效的提高。

由于实验器材的局限性：气球的厚壁、装置的气密性等诸多影响，使本实验现象过程中，气球无法很好地达到同时充气、消气，以致影响两侧保卫细胞的大小。