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2019-2020年高中生物《植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)》教案2 蘇教版必修3 一、教學(xué)目標(biāo) 1.概述植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程。 2.體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)生長素的過程和方法。 3.評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)論，訓(xùn)練邏輯思維的嚴(yán)密性。 4.概述植物生長素的生理作用。 5.嘗試探索生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度。 二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 1.教學(xué)重點(diǎn) 1.生長素的發(fā)現(xiàn)過程。 2.生長素的生理作用 2.教學(xué)難點(diǎn) （1）生長素的產(chǎn)生、運(yùn)輸和分布。 （2）科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性分析。 （3）探究活動(dòng)：探索生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度。 三、教學(xué)步驟 〖引入〗以“問題探討”引入，生思考回答師提示。 1.彎向窗外生長。 2.是較長時(shí)間的單側(cè)光刺激引起植株彎向窗外光源生長。這樣，可以使植株獲得更多陽光，從而可以通過光合作用合成更多的有機(jī)物，滿足自身生長發(fā)育的需要。 3.植株的彎曲生長發(fā)生在幼嫩部位。 教師講述：以上都與生物體本身所具有的調(diào)節(jié)功能有密切的聯(lián)系，而不同種的生物調(diào)節(jié)方式不同，植物是通過激素調(diào)節(jié)，動(dòng)物則是通過神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)，其中神經(jīng)調(diào)節(jié)的作 教師：“生長素是什么？科學(xué)家是怎樣發(fā)現(xiàn)生長素的？” 〖板書〗一、生長素的發(fā)現(xiàn)過程 教師：給出達(dá)爾文向光性實(shí)驗(yàn)示意圖。1880年，達(dá)爾文研究了光照對(duì)金絲雀虉草胚芽鞘生長的影響。 實(shí)驗(yàn)一：胚芽鞘受到單側(cè)光照射時(shí)，彎向光源生長。 實(shí)驗(yàn)二：切去胚芽鞘的尖端，胚芽鞘既不生長，也不彎曲。 實(shí)驗(yàn)三：用錫箔小帽罩住胚芽鞘的尖端，胚芽鞘直立生長。 實(shí)驗(yàn)四：用錫箔套住胚芽鞘尖端下面一段，單側(cè)光只照射胚芽鞘尖端，胚芽鞘仍然彎向光源生長。 〖旁欄思考題1〗生思考回答師提示 1.提示：分別遮蓋胚芽鞘頂端和它下面一段，是采用排除法，觀察某一部分不受單側(cè)光刺激時(shí)，胚芽鞘的反應(yīng)，從而確定是胚芽鞘哪一部分在起作用。胚芽鞘彎曲生長的是頂端下面的一段，感受光刺激的是頂端。這說明，是胚芽鞘頂端接受單側(cè)光照射后，產(chǎn)生某種刺激傳遞到下面，引起下面一段彎曲生長。 （讓學(xué)生分別回答。最后總結(jié)：達(dá)爾文推想，胚芽鞘尖端可能會(huì)產(chǎn)生某種物質(zhì)，這種物質(zhì)在單側(cè)光的照射下，對(duì)胚芽鞘下面的部分會(huì)產(chǎn)生某種影響。（鼓勵(lì)學(xué)生從科學(xué)家的用詞教育學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中要養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S習(xí)慣，要有事實(shí)求是的態(tài)度。）） 教師：“學(xué)生們繼續(xù)思考胚芽鞘尖端真的會(huì)產(chǎn)生某種物質(zhì)嗎？這種物質(zhì)怎么會(huì)影響下面部分的生長呢？ 1928年，荷蘭科學(xué)家溫特，把切下的胚芽鞘尖端放在瓊脂塊上，幾小時(shí)后，移去胚芽鞘尖端，并將這塊瓊脂切成小塊，放在切去尖端的胚芽鞘切面的一側(cè)，結(jié)果胚芽鞘向放瓊脂的對(duì)側(cè)彎曲生長。 教師：“現(xiàn)在能說明達(dá)爾文的推想是正確的嗎？” 學(xué)生分析，并說明理由。有的學(xué)生說是正確的；有的說是不能說明，因?yàn)椴荒芘懦傊瑝K的影響。 教師總結(jié)：不能。因?yàn)闆]有排除瓊脂本身對(duì)去尖胚芽鞘的影響。 （介紹實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則：） 1、單一的變量 2、要有對(duì)照組 〖旁欄思考題2、3〗生思考回答師提示 2.提示：因?yàn)樵摯碳ぃㄉL素）在向光一側(cè)和背光一側(cè)的分布（濃度）存在差異，因而引起兩側(cè)的生長不均勻。 3.提示：沒有。他是在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行嚴(yán)密分析的基礎(chǔ)上作出這個(gè)推斷的。要得出這樣的結(jié)論，既需要以事實(shí)為依據(jù)進(jìn)行嚴(yán)密的邏輯推理，還需要一定的想像力。 〖講述〗由此說明，胚芽鞘尖端確實(shí)會(huì)產(chǎn)生某種物質(zhì)，這種物質(zhì)從尖端運(yùn)輸?shù)较虏?，并能促使胚芽鞘下面某些部分的生長。這種物質(zhì)是什么呢？學(xué)生閱讀教材，得出1934年，荷蘭科學(xué)家郭葛等人從一些植物中分離出了這種物質(zhì)，經(jīng)鑒定這種物質(zhì)是吲哚乙酸。吲哚乙酸具有促進(jìn)植物生長的功能，因此給它取名為生長素。后來科學(xué)家又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他植物激素包括赤霉素、細(xì)胞分裂素、乙烯和脫落酸。 〖板書〗植物激素：由植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運(yùn)送到作用部位，對(duì)植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)物，稱作植物激素。 師生共同回顧生長素的發(fā)現(xiàn)過程： 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 提出假說 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 得出結(jié)論（指出：這是真理發(fā)現(xiàn)的模式之一） 以“問題探討”引入，引導(dǎo)學(xué)生思考回答，師提示。 〖提示〗1.不同。如圖所示，對(duì)于根來說，最適濃度大約是10-10 mol/L；對(duì)于芽來說，最適濃度大約是10-8 mol/L；而對(duì)于莖來說，最適濃度大約是10-4 mol/L。 2.不同的生長素濃度，對(duì)于同一器官所起的作用也不同。在一定濃度范圍內(nèi)促進(jìn)生長，超過這一范圍則抑制生長?！紗栴}〗以“本節(jié)聚焦”再次引起學(xué)生的思考注意。 【講述】生長素可以促進(jìn)雌花的形成、單性結(jié)實(shí)、子房壁的生長；維管束的分化、形成層活性；葉片的擴(kuò)大；不定根、側(cè)根的形成；種子的生長、果實(shí)的生長、座果；傷口的愈合；頂端優(yōu)勢。同時(shí)可以抑制花、果實(shí)、幼葉的脫落；側(cè)枝的生長；塊根的形成等。 從細(xì)胞水平上看，生長素可以影響細(xì)胞的伸長、分裂和分化。從器官水平上看，生長素可以影響器官的生長、成熟和衰老。 生長素發(fā)揮的生理作用，會(huì)因濃度、植物的種類、器官、細(xì)胞的年齡不同而有差異。一般情況下，生長素在低濃度時(shí)促進(jìn)生長，濃度較高時(shí)則抑制生長，濃度過高甚至?xí)⑺兰?xì)胞。對(duì)于同一植物不同器官來說，一般營養(yǎng)器官比生殖器官敏感；根比芽敏感，芽比莖敏感，幼嫩細(xì)胞敏感，衰老細(xì)胞遲鈍。雙子葉植物一般比單子葉植物敏感。 關(guān)于植物為什么會(huì)有頂端優(yōu)勢現(xiàn)象，目前主要存在兩種假說。 教材中介紹的是“生長素學(xué)說”，即認(rèn)為是頂芽合成的生長素極性運(yùn)輸?shù)絺?cè)芽處，從而抑制側(cè)芽的生長。這個(gè)學(xué)說是由K.V.Thimann和F.Skoog于1924年提出的，許多實(shí)驗(yàn)支持該學(xué)說。 另一種解釋是1900年K.Goebel提出的“營養(yǎng)學(xué)說”。該假說認(rèn)為頂芽構(gòu)成營養(yǎng)庫，壟斷了大部分營養(yǎng)物質(zhì)，側(cè)芽由于缺乏營養(yǎng)物質(zhì)而生長受抑制。這個(gè)學(xué)說也有不少支持的證據(jù)。 〖介紹〗α-萘乙酸（NAA）、2,4-D、生根粉 NAA是具有生長素類活性的萘類植物生長調(diào)節(jié)劑，廣泛用于組織培養(yǎng)體系，可以誘發(fā)不定根形成，提高樹木扦插成活率，提高座果率，防止采前落果。它具有與IAA不同的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，但其側(cè)鏈與IAA相同，比IAA穩(wěn)定，因此常代替IAA使用。 2,4-D的化學(xué)名稱是2,4-二氯苯氧乙酸，它是一種除草劑，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于無菌培養(yǎng)體系，用于誘導(dǎo)細(xì)胞增殖。2,4-D除了作為除草劑之外，它最顯著的用途是引起脫分化和未組織化的細(xì)胞生長，另外，它還具有使幼苗矮化粗壯的功能。但2,4-D能夠引起染色體變異，使用時(shí)必須格外小心。 生根粉是一類可以用來促進(jìn)插條生根的復(fù)合型植物生長調(diào)節(jié)劑?？扇芙庥诰凭蛩?，一般以生長素類物質(zhì)為其主要有效成分，如ABT生根粉（商品名稱艾比蒂生根粉）就含有萘乙酸和吲哚乙酸等。它的主要作用是：能提供插條生根所需的生長促進(jìn)物質(zhì)，能促進(jìn)插條內(nèi)源激素的合成，能促進(jìn)一個(gè)根原基分化形成多個(gè)根尖，以誘導(dǎo)插條不定根的形態(tài)建成。 二、嘗試運(yùn)用生長素促進(jìn)插條生根 〖探究實(shí)驗(yàn)〗（有條件的按下面指導(dǎo)做） 在上節(jié)課結(jié)束時(shí)，應(yīng)布置學(xué)生預(yù)習(xí)探究活動(dòng)“探索生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度”的指導(dǎo)，并準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)用具，如楊樹枝條、礦泉水瓶等。教師如果能提前做本探究活動(dòng)的預(yù)實(shí)驗(yàn)，可避免人力、物力、財(cái)力和時(shí)間的浪費(fèi)，也可做到心中有數(shù)，有的放矢。 （一）材料用具的準(zhǔn)備 1.實(shí)驗(yàn)材料 可以用楊、加拿大楊、月季等的枝條。 2.實(shí)驗(yàn)用具：天平、量筒、容量瓶、燒杯、滴管、試劑瓶、玻璃棒、木箱或塑料筐（下方帶流水孔）、盛水托盤、礦泉水瓶。 3.插條選擇 插條質(zhì)量和規(guī)格對(duì)探究實(shí)驗(yàn)效果影響很大。大樹上的1～2年生枝條，可以作為扦插的材料，但以1年生苗木為最好（1年或2年生枝條形成層細(xì)胞分裂能力強(qiáng)、發(fā)育快、易成活）。實(shí)驗(yàn)表明，插條部位以種條中部剪取的插穗為最好，基部較差，梢部插穗仍可利用。實(shí)驗(yàn)室用插穗長5～7 cm，直徑1～1.5 cm為宜。由于一個(gè)年級(jí)幾百名學(xué)生同時(shí)用枝條，要適當(dāng)考慮對(duì)樹木的保護(hù)。 扦插枝條的處理： （1）枝條的形態(tài)學(xué)上端為平面，下端要削成斜面，這樣在扦插后可增加吸收水分的面積，促進(jìn)成活。 （2）每一枝條留3～4個(gè)芽，所選枝條的芽數(shù)盡量一樣多。 （二）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 1.選擇生長素類似物：2，4-D或α-萘乙酸（NAA）等。 2.配制生長素類似物母液：5 mg/mL（用蒸餾水配制，加少許無水乙醇以促進(jìn)溶解）。 3.設(shè)置生長素類似物的濃度梯度：用容量瓶將母液分別配成0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5 mg/mL的溶液，分別放入小磨口瓶，及時(shí)貼上相應(yīng)標(biāo)簽。NAA有毒，配制時(shí)最好戴手套和口罩。 剩余的母液應(yīng)放在4 ℃保存，如果瓶底部長有綠色毛狀物，則不能繼續(xù)使用。 4.枝條處理方法：浸泡法和沾蘸法 建議各小組采用不同方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。浸泡法也可設(shè)置不同的浸泡時(shí)間。應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)多種方案，以便交流，資源共享。 （三）探究活動(dòng) 1.提出問題 不同濃度的生長素類似物，如2，4-D或NAA，促進(jìn)楊插條生根的最適濃度是多少呢？ 2.作出假設(shè) 適宜濃度的2，4-D或NAA可以使楊或月季插條基部的薄壁細(xì)胞恢復(fù)分裂能力，產(chǎn)生愈傷組織，長出大量不定根。 3.預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果 經(jīng)過一段時(shí)間后（約3～5 d），用適宜濃度的2，4-D或NAA處理過的插條基部和樹皮皮孔處（插條下1/3處）出現(xiàn)白色根原體，此后逐漸長出大量不定根；而用較低濃度、較高濃度或清水處理的枝條長出極少量的不定根或不生根。 4.實(shí)驗(yàn)步驟 （1）制作插條。 （2）分組處理：將插條分別用不同的方法處理（藥物濃度、浸泡時(shí)間等可多組。如可分別在NAA中浸泡1、2、4、8、12、24 h等）。 （3）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：將處理過的插條下端浸在清水中,注意保持溫度（25～30 ℃）。 （4）小組分工，觀察記錄：前三天每天都要觀察記錄各小組實(shí)驗(yàn)材料的生根情況。教師可以設(shè)計(jì)記錄表格，更應(yīng)讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)記錄表格，提供學(xué)生創(chuàng)造性活動(dòng)的空間和機(jī)會(huì)。記錄過程是意志與耐心的鍛煉，既有分工也有協(xié)作。 記錄用不同濃度生長素類似物處理后枝條生根情況，如生根條數(shù)，最長與最短根的長度等。（濃度適宜的生長素類似物處理后，在綠色樹皮的皮孔處長有白色幼根；時(shí)間長一些會(huì)在枝條下端斜面樹皮與木質(zhì)部之間長有白色根原體）。每隔2～3 d記錄也可。 （5）研究實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題。 ① 分析不同插條的生根情況。 不能生出不定根：有可能是枝條上沒有芽、枝條倒插等。 都能生出不定根：促進(jìn)扦插枝條生根是指刺激枝條的下端生出不定根，而不是刺激根生長。不同的枝條可能生出的不定根的數(shù)目多少不一樣，如枝條上芽多，則產(chǎn)生的生長素就多，就容易促使不定根的萌發(fā)。 ②分析與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的其他因素。 A.溫度要一致； B.設(shè)置重復(fù)組。即每組不能少于3個(gè)枝條； C.設(shè)置對(duì)照組。清水空白對(duì)照；設(shè)置濃度不同的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組之間進(jìn)行對(duì)比，目的是探究2，4-D或α-萘乙酸促進(jìn)扦插枝條生根的最適濃度。 5.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論 本探究活動(dòng)關(guān)鍵是時(shí)間安排。建議課前提交藥品選擇和藥液濃度控制的設(shè)計(jì)方案，培訓(xùn)關(guān)于選取枝條、怎樣做插條的方法，說明注意事項(xiàng)，并確定各小組的分工。 要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中按照小組分工認(rèn)真進(jìn)行觀察，實(shí)事求是地對(duì)實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中（包括課內(nèi)、課外）和實(shí)驗(yàn)后插條生根的情況進(jìn)行記錄，并及時(shí)整理數(shù)據(jù)，繪制成表格或圖形。最后分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)預(yù)測是否一致，得出探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。不要求實(shí)驗(yàn)結(jié)果都一致，但要求有分析研究。 6.表達(dá)與交流 實(shí)驗(yàn)小組的每一個(gè)成員都要寫出自己個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，向小組和全班匯報(bào)探究過程和結(jié)果、經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)或體會(huì)，包括在科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法和科學(xué)精神方面的收獲。 7.進(jìn)一步探究 “進(jìn)一步探究”旨在鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行擴(kuò)展性的探究和實(shí)踐，大多數(shù)需要在課外完成。教師應(yīng)當(dāng)提供機(jī)會(huì)，讓學(xué)生互相進(jìn)行交流和討論。 鼓勵(lì)有興趣的學(xué)生進(jìn)一步探究不同季節(jié)和枝條老幼部位對(duì)生長素類似物的反應(yīng)，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)和實(shí)施。