2019-2020年高中生物《植物生命活動的調節(jié)》教案2 蘇教版必修3.doc

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2019-2020年高中生物《植物生命活動的調節(jié)》教案2 蘇教版必修3 一、教學目標 1.概述植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程。 2.體驗發(fā)現(xiàn)生長素的過程和方法。 3.評價實驗設計和結論，訓練邏輯思維的嚴密性。 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插條生根的最適濃度。 二、教學重點和難點 1.教學重點 1.生長素的發(fā)現(xiàn)過程。 2.生長素的生理作用 2.教學難點 （1）生長素的產生、運輸和分布。 （2）科學實驗設計的嚴謹性分析。 （3）探究活動：探索生長素類似物促進插條生根的最適濃度。 三、教學步驟 〖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.是較長時間的單側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節(jié)功能有密切的聯(lián)系，而不同種的生物調節(jié)方式不同，植物是通過激素調節(jié)，動物則是通過神經(jīng)調節(jié)和體液調節(jié)，其中神經(jīng)調節(jié)的作 教師：“生長素是什么？科學家是怎樣發(fā)現(xiàn)生長素的？” 〖板書〗一、生長素的發(fā)現(xiàn)過程 教師：給出達爾文向光性實驗示意圖。1880年，達爾文研究了光照對金絲雀虉草胚芽鞘生長的影響。 實驗一：胚芽鞘受到單側光照射時，彎向光源生長。 實驗二：切去胚芽鞘的尖端，胚芽鞘既不生長，也不彎曲。 實驗三：用錫箔小帽罩住胚芽鞘的尖端，胚芽鞘直立生長。 實驗四：用錫箔套住胚芽鞘尖端下面一段，單側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光刺激時，胚芽鞘的反應，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光照射后，產生某種刺激傳遞到下面，引起下面一段彎曲生長。 （讓學生分別回答。最后總結：達爾文推想，胚芽鞘尖端可能會產生某種物質，這種物質在單側光的照射下，對胚芽鞘下面的部分會產生某種影響。（鼓勵學生從科學家的用詞教育學生在以后的學習中要養(yǎng)成嚴謹?shù)乃季S習慣，要有事實求是的態(tài)度。）） 教師：“學生們繼續(xù)思考胚芽鞘尖端真的會產生某種物質嗎？這種物質怎么會影響下面部分的生長呢？ 1928年，荷蘭科學家溫特，把切下的胚芽鞘尖端放在瓊脂塊上，幾小時后，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，結果胚芽鞘向放瓊脂的對側彎曲生長。 教師：“現(xiàn)在能說明達爾文的推想是正確的嗎？” 學生分析，并說明理由。有的學生說是正確的；有的說是不能說明，因為不能排除瓊脂塊的影響。 教師總結：不能。因為沒有排除瓊脂本身對去尖胚芽鞘的影響。 （介紹實驗的設計原則：） 1、單一的變量 2、要有對照組 〖旁欄思考題2、3〗生思考回答師提示 2.提示：因為該刺激（生長素）在向光一側和背光一側的分布（濃度）存在差異，因而引起兩側的生長不均勻。 3.提示：沒有。他是在對實驗結果進行嚴密分析的基礎上作出這個推斷的。要得出這樣的結論，既需要以事實為依據(jù)進行嚴密的邏輯推理，還需要一定的想像力。 〖講述〗由此說明，胚芽鞘尖端確實會產生某種物質，這種物質從尖端運輸?shù)较虏浚⒛艽偈古哐壳氏旅婺承┎糠值纳L。這種物質是什么呢？學生閱讀教材，得出1934年，荷蘭科學家郭葛等人從一些植物中分離出了這種物質，經(jīng)鑒定這種物質是吲哚乙酸。吲哚乙酸具有促進植物生長的功能，因此給它取名為生長素。后來科學家又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他植物激素包括赤霉素、細胞分裂素、乙烯和脫落酸。 〖板書〗植物激素：由植物體內產生，能從產生部位運送到作用部位，對植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機物，稱作植物激素。 師生共同回顧生長素的發(fā)現(xiàn)過程： 設計實驗 提出假說 實驗驗證 得出結論（指出：這是真理發(fā)現(xiàn)的模式之一） 以“問題探討”引入，引導學生思考回答，師提示。 〖提示〗1.不同。如圖所示，對于根來說，最適濃度大約是10-10 mol/L；對于芽來說，最適濃度大約是10-8 mol/L；而對于莖來說，最適濃度大約是10-4 mol/L。 2.不同的生長素濃度，對于同一器官所起的作用也不同。在一定濃度范圍內促進生長，超過這一范圍則抑制生長。〖問題〗以“本節(jié)聚焦”再次引起學生的思考注意。 【講述】生長素可以促進雌花的形成、單性結實、子房壁的生長；維管束的分化、形成層活性；葉片的擴大；不定根、側根的形成；種子的生長、果實的生長、座果；傷口的愈合；頂端優(yōu)勢。同時可以抑制花、果實、幼葉的脫落；側枝的生長；塊根的形成等。 從細胞水平上看，生長素可以影響細胞的伸長、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，會因濃度、植物的種類、器官、細胞的年齡不同而有差異。一般情況下，生長素在低濃度時促進生長，濃度較高時則抑制生長，濃度過高甚至會殺死細胞。對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，幼嫩細胞敏感，衰老細胞遲鈍。雙子葉植物一般比單子葉植物敏感。 關于植物為什么會有頂端優(yōu)勢現(xiàn)象，目前主要存在兩種假說。 教材中介紹的是“生長素學說”，即認為是頂芽合成的生長素極性運輸?shù)絺妊刻帲瑥亩种苽妊康纳L。這個學說是由K.V.Thimann和F.Skoog于1924年提出的，許多實驗支持該學說。 另一種解釋是1900年K.Goebel提出的“營養(yǎng)學說”。該假說認為頂芽構成營養(yǎng)庫，壟斷了大部分營養(yǎng)物質，側芽由于缺乏營養(yǎng)物質而生長受抑制。這個學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)狀結構，但其側鏈與IAA相同，比IAA穩(wěn)定，因此常代替IAA使用。 2,4-D的化學名稱是2,4-二氯苯氧乙酸，它是一種除草劑，現(xiàn)在廣泛應用于無菌培養(yǎng)體系，用于誘導細胞增殖。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，使用時必須格外小心。 生根粉是一類可以用來促進插條生根的復合型植物生長調節(jié)劑?？扇芙庥诰凭蛩?，一般以生長素類物質為其主要有效成分，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物質，能促進插條內源激素的合成，能促進一個根原基分化形成多個根尖，以誘導插條不定根的形態(tài)建成。 二、嘗試運用生長素促進插條生根 〖探究實驗〗（有條件的按下面指導做） 在上節(jié)課結束時，應布置學生預習探究活動“探索生長素類似物促進插條生根的最適濃度”的指導，并準備好實驗用具，如楊樹枝條、礦泉水瓶等。教師如果能提前做本探究活動的預實驗，可避免人力、物力、財力和時間的浪費，也可做到心中有數(shù)，有的放矢。 （一）材料用具的準備 1.實驗材料 可以用楊、加拿大楊、月季等的枝條。 2.實驗用具：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 插條質量和規(guī)格對探究實驗效果影響很大。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年生枝條形成層細胞分裂能力強、發(fā)育快、易成活）。實驗表明，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。實驗室用插穗長5～7 cm，直徑1～1.5 cm為宜。由于一個年級幾百名學生同時用枝條，要適當考慮對樹木的保護。 扦插枝條的處理： （1）枝條的形態(tài)學上端為平面，下端要削成斜面，這樣在扦插后可增加吸收水分的面積，促進成活。 （2）每一枝條留3～4個芽，所選枝條的芽數(shù)盡量一樣多。 （二）實驗設計 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溶解）。 3.設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，及時貼上相應標簽。NAA有毒，配制時最好戴手套和口罩。 剩余的母液應放在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行實驗。浸泡法也可設置不同的浸泡時間。應該鼓勵學生設計多種方案，以便交流，資源共享。 （三）探究活動 1.提出問題 不同濃度的生長素類似物，如2，4-D或NAA，促進楊插條生根的最適濃度是多少呢？ 2.作出假設 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胞恢復分裂能力，產生愈傷組織，長出大量不定根。 3.預測實驗結果 經(jīng)過一段時間后（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.實驗步驟 （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、浸泡時間等可多組。如可分別在NAA中浸泡1、2、4、8、12、24 h等）。 （3）進行實驗：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驗材料的生根情況。教師可以設計記錄表格，更應讓學生自行設計記錄表格，提供學生創(chuàng)造性活動的空間和機會。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；時間長一些會在枝條下端斜面樹皮與木質部之間長有白色根原體）。每隔2～3 d記錄也可。 （5）研究實驗中出現(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分析與本實驗相關的其他因素。 A.溫度要一致； B.設置重復組。即每組不能少于3個枝條； C.設置對照組。清水空白對照；設置濃度不同的幾個實驗組之間進行對比，目的是探究2，4-D或α-萘乙酸促進扦插枝條生根的最適濃度。 5.分析實驗結果，得出實驗結論 本探究活動關鍵是時間安排。建議課前提交藥品選擇和藥液濃度控制的設計方案，培訓關于選取枝條、怎樣做插條的方法，說明注意事項，并確定各小組的分工。 要求學生在實驗過程中按照小組分工認真進行觀察，實事求是地對實驗前、實驗中（包括課內、課外）和實驗后插條生根的情況進行記錄，并及時整理數(shù)據(jù)，繪制成表格或圖形。最后分析實驗結果與實驗預測是否一致，得出探究實驗的結論。不要求實驗結果都一致，但要求有分析研究。 6.表達與交流 實驗小組的每一個成員都要寫出自己個性化的實驗報告，向小組和全班匯報探究過程和結果、經(jīng)驗、教訓或體會，包括在科學態(tài)度、科學方法和科學精神方面的收獲。 7.進一步探究 “進一步探究”旨在鼓勵學生進行擴展性的探究和實踐，大多數(shù)需要在課外完成。教師應當提供機會，讓學生互相進行交流和討論。 鼓勵有興趣的學生進一步探究不同季節(jié)和枝條老幼部位對生長素類似物的反應，讓學生自行設計和實施。