生物必修3第3章第1节《植物生长素的发现》教学设计
一、设计指导思想
本节课突出对学生科学素质的培养,精心设计课堂教学,以科学探索的脉络为主线安排内容,适当总结提升科学的特点。以科学发现中折射出的科学研究的严谨与科学的魅力为主线,激发学生的探究欲望,体会其中的科学方法。 二、教材分析
《植物生长素的发现》节选自人教版新课程标准教材必修3第3章第1节,是在前面学习了有关动物和人体生命活动的调节基础上学习的。学生对激素调节的机理有所理解。通过学习本节,学生体验科学家探索的过程和科学知识形成的过程,领悟科学家是怎样发现问题、寻找证据、在严密推理的基础之上作出判断的,理解科学的本质和科学研究的方法。 三、教学目标 (一)知识目标
1. 概述植物生长素的发现过程 2. 体验发现生长素的过程和方法 3. 说明植物向光性的原因
(二)能力目 标
1.初步学会科学探究实验的设计方法; 2.训练严密的逻辑思维能力和观察能力;
(三)情感目标
通过生长素发现过程的学习,养成严谨的科学作风、不断探索新知识的精神,实事求是的科学态度。
四、教学重点和难点
1.教学重点:生长素的发现过程 2.教学难点:生长素发现的实验设计,及科学实验设计的严谨性分析;植物向光性的原因 五、教学方法
教的方法:本节内容在探究胚芽鞘向光生长的过程中,引导学生层层设疑、合作探究设计实验
来解决。使学生学会分析实验设计,得出相应结论,训练逻辑思维的严密性。
学的方法:小组合作交流,让学生选择不同方式展示本小组对“生长素发现过程”的理解。
六、教学策略与方法
教与学的方法 探究教学法 图片辅助教学法 合作学习 教 学 策 略 问题为主线、探究为主轴、学生为主体、教师为主导,激发学习兴趣,调 动学习热情。 图片再现,教师引领、步步为营、寻根问底,重点提升学生的科学素养, 实现知识立意到能力立意的转变。 学生主要以小组合作交流的形式进行学习(每组设置小组长和中心发言 人),培养学生团结协作的精神。 倡导主动参与、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识 的能力,从而提高课堂学习效率。 自主学习
五、教学过程
教师活动 导入新课: 观看图片老师引导学生回答“春色满园关不住,_______?”老师设问:说明外面的世界很精彩。外面的诱惑是什么?老师由现象引入向光性的概念。 过渡:大家都知道牛顿看到苹果落地,发现学生活动 由这些学生身边的生活现象唤醒学生的好奇天性,激发全体学生的学习兴趣,调动了他们学习的积极性,使他们主动地参与到学习中来。 1.通过教师对实验描述为学生做示范,注意实验语言的规范和准确 2.通过对达尔文实验组的分析讨论,小组内交流,体会合作学习的快乐。 3.通过实验结果对照分析,学会评价实验设计和结论,训练逻辑思维的严密性,总结实验设计的原则。 1.通过对实验的改进,使学生产生满足感,进一步增加学习兴趣,学会评价实验结论和结果必须有一定逻辑性。 设计意图 通过身边常见现象,引发学生思考,带着问题进入新课的学习。 了万有引力;达尔文看见了植物的向光,开启了 生长素的探索历程。这节课让我们一起来重科学研究总是在问题中产生,达尔文提现探索历程的四个实验。 一、生长素的发现过程 出“植物为什么向光1.1880年,达尔文的实验 弯曲生长”呢? 首先,展示达尔文的实验示意图。 其次,教师解释胚芽鞘和锡箔纸,不透光。 第三,教师引导学生描述实验现象。 第四,教师描述各组的实验处理(对照实验, 自变量、因变量),归纳实验现象。 第五,教师逐步设出问,引导学生分析和推 测,教师归纳:①感受单侧光刺激的是胚芽鞘的学生分组讨论, 尖端,发生弯曲的是尖端下部。②植物弯向光源 3min 生长需要尖端和单侧光。 第六,教师设问:为什么胚芽鞘的向光性与 尖端有关,而弯曲的却是尖端下部?尖端和下部可 能的联系是什么? 第七,教师引导学生分析,作出推测:单侧 光照射使胚芽鞘尖端产生某种刺激(像动物的神 经接受外界刺激产生冲动),并传到下部,造成背 光面比向光面生长快,使胚芽鞘向光生长。 最后,教师归纳总结,提出问题:用什么方 法可以证明这种刺激从尖端传到了下部呢?让学 生思考,以此来引出詹森 拜尔 温特实验。 2.1910年,詹森实验 老师提问这种“影响”是什么呢?真的能从让学生分角色扮演詹尖端传递到下部? 森、拜尔、温特。 1. 詹森的实验设计严谨吗?如果不严谨,如 何改进?(设置对照,排除琼脂本身的影响) 2. 詹森实验的巧妙之处在哪里?(选择琼学生观察并讲解脂)如果选用云母片呢?(实验扩展) 实验示意图,并描述【教师提示】教师介绍阻断运输的材料: 实验处理和实验现云母-水分和小分子物质不能通过;琼脂片象,分析得出结论。-水分和小分子物质能通过 其他小组提出疑问。 3.1914年,拜尔的实验 展示实验示意图 提出问题,引导学生分析: ①拜尔为什么要选择黑暗的环境? ②拜尔为什么要将切下的尖端放在胚芽鞘的一侧?这个实验说明了什么? ③单侧光所起的作用是什么? 鼓励学生大胆做出推理,并给予鼓励性评价。 总结詹森和拜尔的实验,对达尔文的假说进行评价和修正。 提出问题:如果想要证明这种“刺激”是一种化学物质,最好的方法是直接将这种化学物质加在胚芽鞘的上方,然后观察现象。但詹森和拜尔的实验都还是离不开胚芽鞘的尖端。那么结合之前的几个实验,你有没有更好的实验设计。 4.1928温特的实验 介绍实验中用到的介质转移方法。 注意对照组的设置 说明温特实验进一步证明了前面的推测:造成胚芽鞘弯曲的刺激的确是一种化学物质。温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质,并命名为生长素。 介绍生长素的化学名称(吲哚乙酸),提取、结构和在植物体中的含量,以及植物体内具有生长素效应的其他物质(苯乙酸、吲哚丁酸等)。 【展示多媒体】 生长素发现过程的总结与应用 生长素产生的部位: 感光的部位: 横向运输的部位: 作用部位: 弯曲的部位: 二、对植物向光性的解释 【过渡】那么,联系科学家的实验,你现在能解释为什么植物具有向光性了吗?分析向光性的内因和外因、以及作用机理。 三、植物激素的概念 【过渡】继发现生长素之后,人们又陆续发现了赤霉素,细胞分裂素、脱落酸和乙烯等植物激素。人们把这类由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长有显著影响的微量有机物,称作植物激素。而生长素,是人们发现的第一种植物激素。 【提问】生长素产生部位运送到作用部位,所以 拜耳组学生观察并讲解实验示意图,并描述实验处理和实验现象,分析得出结论。其他小组提出疑问。 温特组学生观察并讲解实验示意图,并描述实验处理和实验现象,分析得出结论。其他小组提出疑问。 引导学生总结归纳:这些实验初步证明尖端产生的刺激可能是一种化学物质,这种化学物质的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。 学生回答问题 师生共同表述:单侧光照射后。胚芽鞘背光一侧生长素含量多于向光侧,引起两侧的生长不均匀,从而造成向光弯曲。 观察、倾听、体会 学生体验实验设计的思路,学会分析实验的方法,注意实验设计的一般原则,单一变量原则 培养学生换角度的思考问题。利用琼脂将该物质转移到琼脂上,再用空白琼脂作对比,从而排除琼脂材料本身对实验的干扰,遵循单一变量原则,从而弥补了詹森的实验,让学生感受到执着严谨的科学精神科学进步发展的灵魂。 总结四个“部位”,加强植物向光性的掌握 让学生联系前面的知识,加深对新知识的理解和掌握。 引导学生用发展的观点,理解科学在不断发展中前进的科学思维观。 产生部位小于积累部位。和动物激素一样,它是一类微量高效的有机物,所以我们预测生长素一旦发挥完作用可能被植物体内的酶水解了。 四、生长素的产生、运输和分布 【教师总结】 主要合成部位:幼嫩的叶、芽和发育中的种子 主要分布:生长旺盛的部位 运输方式:横向运输、极性运输、非极性运输 (都需要消耗能量) 五、课堂小结 自学总结 师生共同回顾本节内容 七、课堂反馈
1、胚芽鞘产生生长素的部位,感受光刺激的部位,弯曲生长的部位分别是 ( )
A、尖端、尖端、尖端 B、尖端、尖端、尖端下面的部分 C、尖端、尖端下面的部分、尖端下面的部分 D、尖端、尖端下面的部分、尖端 2.茎产生向光性的原因在于生长素 ( ) A.向光侧分布的多 B.背光侧分布的多 C.在茎中分布均匀 D.在茎的顶端产生
3.将燕麦胚芽鞘尖端以下部分用不透光的锡箔遮住,然后放在右侧光照条件下培养。胚芽鞘弯曲的方向是 ( )
A.向左侧 B.向右侧 C.不弯曲 D.先向右后向左 4.固定花盆,暗箱在 旋转器匀速、水平 旋转,一段时间后 生长为 。
5. 若固定暗箱,花盆放在旋转器上匀速、水平旋转,一段时间后幼苗生长状况为________________.
第三章第一节 植物生长素的发现
【 学习目标 】1.体验植物生长素的发现过程和方法,2.解释植物向光性生长的原因。3.生长素的产生、 运输和分布。
【 学习 重点 】生长素的发现过程。 【 学习 难点 】
1.生长素的产生、运输和分布。2.科学实验设计的严谨性分析。 【 知识链接 】
胚芽鞘:单子叶植物,特别是禾本科植物胚芽外的锥形套状物叫做胚芽鞘,他能保护生长中的胚芽。种子
萌发时,胚芽鞘首先钻出地面,出土后还能进行光合作用。
琼脂块:是一种海藻多糖,也是人类最早开始使用的凝胶剂。其特点是具有凝固性、稳定性,能与一些物
质形成络合物,也可以携带和传送生长素。
云母片:一种矿物质,有天然云母与人工合成云母两大系别,具有不透水性。 【 学法指导 】
充分理解实验中的对照原则和单一变量原则,以达到理解生长素发现过程中那些科学家所作的实验中得到
的结论。关于生长素的运输中,要分清形态学的上下端和地理方位的上下的区别。 【 自主预习 】
一、向光性:在________光的照射下,植物朝向___________生长的现象。 二、生长素的发现过程
1、达尔文实验实验结论:胚芽鞘尖端受 刺激后,就向下面的 传递某种“影响”, 造成伸长区 面比 面生长快,因而出现向光性弯曲。 2、1910 年詹森的实验结论:胚芽鞘尖端产生的影响可 。
3、1914 年拜尔的实验结论:胚芽鞘的弯曲生长,是因为顶尖产生的影响在其下部_____________造成
的。
4、1928 年温特的实验:温特进一步证明胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起额。他把这种物质 命名为__ ____。
5、1931 年,科学家首先从人尿中分理出 。1946 年,人们确认生长素的化学本质 是 。除 IAA 外,植物体内具有生长素效应的物质还有 。 6、向光性产生的解释:
由于生长素____________造成的:______光照射后,胚芽鞘_______一侧的生长素含量多于_____一
侧,因而引起两侧的________不均匀,从而造成向光弯曲。
三、植物激素:由植物_______产生,能从_________部位运送到________部位,对植物的__________有显
著影响的________有机物。植物激素除了生长素外,还有_____________________________等。 四、生长素的产生、运输和分布
1、产生:主要合成部位:____________________________,合成原料:_________。 2、运输
方向 部 位 特 点 备 注
①_________ 胚芽鞘、芽、幼叶和幼根 只能由________________运输到 _______________,而不能反过来运输。 运输方式: ___________
②_________ 成熟组织 可以通过____________动输。 补:横向运输 胚芽鞘尖端
由向光一侧向背光侧运输,使顶尖生长 素分布不均匀。
3、分布:生长素的分布集中在___________的部分,如__ ____等处。 抚宁一中“一三五”导学案 班级 姓名 学号
2
【 课堂研学 】
探究一 、 生长素的发现过程 : 1 1 . 达尔文实验
(1)发现问题:植物的向光性,即在 的照射下,植物朝向 方向生长的现象。 (2)进行实验:
①取材:金丝雀虉草的 。②条件: 照射。 ③操作及现象
实验① 实验② 实验③ 实验④
处理: 处理:去掉顶尖 条件:锡箔罩上尖端 条件:锡箔罩上
现象:胚芽鞘_________ 现象:胚芽鞘________ 现象:胚芽鞘_________ 现象:胚芽鞘
(3)分析结果:
实验①②形成对照,单一变量是
实验①②对比分析表明:胚芽鞘向光弯曲生长与 有关。
实验③④形成对照,再加上实验①的 对照,单一变量是 ,分析表明: 感光部位是 ,发生弯曲部位是 。
(4)得出结论:胚芽鞘尖端受 刺激后,就向下面的 传递某种“影响”,造成伸长区 面
比 面生长快,因而出现向光性弯曲。 2 2 .0 1910 年 詹森的实验
实验现象:第一组胚芽鞘 ,第二组胚芽鞘
实验结论:胚芽鞘尖端产生的刺激可通过 传递给下部。
思考:如果把透水的琼脂片换成不透水的云母片呢?胚芽鞘生长情况应是________(猜一猜)。
3 3 .4 1914 年 拜尔的实验 ( 黑暗中 )
注意思考:尖端放置的位置及后来弯曲的方向有什么关系。 实验现象:将尖端切下,放到胚芽鞘一侧时,胚芽鞘总是 生长。
实验结论:胚芽鞘的弯曲生长,是因为顶尖产生的刺激在其下部_____________造成
的。
4 4 .8 1928 年 温特的实验 首先根据课本分析实验过程: 实验处理与现象:
(1)实验组:①处理:把 琼脂放于切去尖端的胚芽鞘一侧。 抚宁一中“一三五”导学案 班级 姓名 学号 3
②现象:胚芽鞘会 生长。
(2)对照组:①处理:把 琼脂放于切去尖端的胚芽鞘一侧。 ②现象:胚芽鞘 。
(3)实验结论:胚芽鞘尖端能产生 ,会造成胚芽鞘弯曲生长,这种化学物质被命名 为 。
5 5 .6 1946 年科学家分离并鉴定出生长素的化学本质为 ( IAA )。 6 6 、 请尝试总结胚芽鞘实验中的四个重要部位 1、生长素产生部位—— 2、生长素发挥作用部位—— 3、感受单侧光刺激的部位—— 4、弯曲生长的部位—— 探究 二 、 试分析 植物向光性 产生 的原因 : 植物向光性的原因是 :
1、胚芽鞘的尖端: 照射后,胚芽鞘尖端产生的 发生横向运输,使两侧分布不均 匀,背光一侧生长素含量 向光一侧,生长素向下运输。
2、胚芽鞘尖端下面一段:背光一侧生长素含量 向光一侧,因而引起两侧的生长 , 侧 生长较快,从而造成向光弯曲。
探究 三 、 生长素的产生 、 运输和分布 :
1、产生:主要合成部位:____________________________,合成原料:_________。 注:成熟的叶片和根尖虽然也产生生长素,但是数量很少。
2、分布:生长素在植物体各器官中都有分布,但相对集中地分布在 ,如胚芽鞘、芽和根
顶端的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。 一般具有如下特点:
①产生部位<积累部位,如顶芽<侧芽、分生区<伸长区。 ②生长旺盛的部位>衰老组织,如分生区>老根。 3、运输方向:
a、极性运输:生长素只能从形态学 运输到形态学 ,而不能倒转过来。
b、横向运输:单侧光照射胚芽鞘,使生长素从形态学 到形态学 极性运输的同时,在尖
端产生一定程度的横向运输,从而使尖端下部背光一侧比向光一侧生长素分布多。 c、非极性运输:在成熟组织中,生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。 4、运输方式:主动运输:生长素的极性运输是一种消耗 、需要 的主动运输。 探究 四 、 技能训练 : 评价实验设计和结论 实验: 改进:
结论:1.下端琼脂块上的生长素来自上端的琼脂块。
2.生长素在胚芽鞘内只能由形态学的上端运输到形态学的下端。
讨论:1.这个实验设计的是否严谨?2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨? 3.如果要验证上述结论是否正确,应该对实验如何改进?(在方框内画图说明) 深入拓展 :针对胚芽鞘进行的一系列实验得出以下结论 1、 与尖端有关的结论:
①产生生长素的部位在尖端,而发生生长及弯曲部位在尖端以下的伸长区。 上端 下端
抚宁一中“一三五”导学案 班级 姓名 学号 4
②感受光照的部位在尖端,而且横向运输只发生在尖端。 ③生长素产生的多少与尖端是否感受光照无关。 2、 判断胚芽鞘生长与弯曲的依据。
①生长:看有无生长素。生长素可能是自身产生的,也可能是外源的如含生长素的琼脂等。
②弯曲:看生长素分布是否均匀,若分布均匀则直立生长;若分布不均匀,则弯向浓度低的一侧生长。
讨论思考 : 下列情况下 一段时间后胚芽鞘的生长情况 ( 都是左侧单侧光照射 ) 【 课堂练习 】
1、将燕麦胚芽鞘尖端略下方用不透光的锡纸遮住,在暗室中从右侧照光,胚芽鞘将( )
A、向左弯曲 B、直立生长 C、向右弯曲 D、无规律弯曲
2、在单侧光照射下,植物能产生向光性,其感受光刺激和发生弯曲的部位分别是 ( ) A、胚芽鞘的尖端和尖端的下部 B、尖端的下部和尖端 C、都在胚芽鞘的尖端 D、都在尖端的下部
3、将燕麦胚芽鞘尖端放在琼脂小块上,正中插入生长素不能透过的云母片,琼脂被分成相等的两部分。单
侧光照射后,琼脂内生长素含量:( )
A.左右相等 B.左多右少 C.左少右多 D.左右均无
4、如图是一组探究金丝雀虉草胚芽鞘生长情况的实验,每组处理方法不 同,其中能说明“感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端”的是
5.为了验证胚芽鞘尖端确实能产生促进生长的某种物质,用胚芽鞘和琼脂块等材料进行实验的设计思路是
A.完整胚芽鞘分别置于单侧光照射和黑暗条件下
B.胚芽鞘尖端和未放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧 C.未放过尖端的琼脂块和放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧 D.胚芽鞘尖端和放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧
六、教学过程
【新课导入】视频展示,植物生长
长寿花表现出生长弯曲的特征,这是生活中非常常见的现象,是什么环境刺因素导致这种变化的?也就是说,如果我们给予单侧光刺激,植物会弯向光源生长,我们把这种特性叫做植物的向光性。许多人可能对植物向光性的现象视若无睹,然而,正是对向光性的研究,揭开了植物生命活动调节的奥秘,发现了第一种植物激素-生长素。今天我们就一起随科学家探索植物生长素的发现历程,体会科学的研究方法。
设计意图:由这些学生身边的生活现象唤醒学生的好奇天性,激发全体学生的学习兴趣,调动了他们学习的积极性,使他们主动地参与到学习中来。
(一)生长素的发现过程
1.1880年,达尔文的实验
【过渡】科学研究总是在问题中产生,达尔文提出“植物为什么向光弯曲生长”呢? 【教师描述】介绍胚芽鞘,实验过程:
实验一:单侧光的照射胚芽鞘一段时间后,发现胚芽鞘向光弯曲生长; 实验二:单侧光照切去尖端的胚芽鞘,发现胚芽鞘不生长,不弯曲;
实验三:用锡箔小帽套住胚芽鞘顶端,用单侧光照射,幼苗继续直立生长;
实验四:用锡箔小帽环套住胚芽鞘尖端下面的一段,用单侧光照射,幼苗向光生长。 (胚芽鞘的生理状况相同) 【学生讨论】思考:
1.达尔文的实验组中哪些可以形成对照,为什么?各种对照分别能得出怎样的结论? 预设问题:③与④是否能形成对照?为什么? 2.达尔文实验的巧妙之处在何处?
设计对照实验,实验材料,无关变量处理相同
胚芽鞘:单子叶植物,特别是禾本科植物胚芽外的锥形状物。
分析实验结论:植物的向光弯曲与尖端有关,植物的感光部位在尖端,不在伸长区。 【教师归纳】
实验设计的原则:对照原则和单一变量原则
达尔文提出:单侧光照使胚芽鞘向下面的伸长区传递某种“影响”,传递到伸长区的“影响”会造成背光面比向光面生长快
达尔文的结论其实是一种推论,科学重视实证,也需要一定创造性思维。推论正不正确,还需要实验去进一步验证。
设计意图:
1.通过教师对实验描述为学生做示范,注意实验语言的规范和准确
2.通过对达尔文实验组的分析讨论,小组内交流,体会合作学习的快乐。
3.通过实验结果对照分析,学会评价实验设计和结论,训练逻辑思维的严密性,总结实验设计的原则。
2.1910年,詹森实验 【过渡】“这种影响究竟是什么”爱因斯坦说,科学永远是一本写不完的书,我们一起来看看詹森的实验: 【学生展示】
实验过程:在单侧光照射一段时间后,切去胚芽鞘的尖端后加上琼脂片,再将琼脂片上放置尖端。
【教师提问】
1. 詹森的实验设计严谨吗?如果不严谨,如何改进?(设置对照,排除琼脂本身的影响) 2. 詹森实验的巧妙之处在哪里?(选择琼脂)如果选用云母片呢? 【教师提示】教师介绍阻断运输的材料:
云母-水分和小分子物质不能通过;琼脂片-水分和小分子物质能通过
【教师归纳】该实验的自变量是琼脂片上是否有尖端产生的影响,詹森的实验就很好的证明了胚芽鞘的尖端确实产生了一种影响,这种影响可以通过琼脂片传递给下部。
设计意图:
1.描述科学家的实验,体验正确的实验设计思路及过程,训练规范的语言描述,培养严谨的科学态度。
2.通过对实验的改进,使学生产生满足感,进一步增加学习兴趣,学会评价实验结论和结果必须有一定逻辑性。
3.1914年,拜尔的实验 【学生展示】
实验过程:黑暗环境中切去胚芽鞘的尖端放在胚芽鞘的一侧,结果发现胚芽鞘弯向对侧生长。 【教师提问】
1.实验的自变量是什么?从实验结果中我们能得出怎样的结论?
尖端的位置(影响分布不均匀,有尖端的位置“影响”分布较多,无尖端的位置影响几乎没有);结论:胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀导致的。
2. 拜尔的实验设计思路是什么?即他进行了怎样的假设?(胚芽鞘弯曲生长是因为影响分布不均匀导致的)
3. 该实验为什么要在黑暗环境中进行?(排除单侧光的影响,控制单一变量)
【教师归纳】拜尔的实验证明,胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的影响在其下部分不均匀造成的。在拜尔的实验中,是什么因素导致分布不均匀的?在达尔文的实验的钟,是什么因素导致
影响分布不均匀的呢?
【教师归纳】总结三位科学家的实验,这些实验初步证明尖端产生的影响可能是一种化学物质造成的,这种化学物质的分布不均匀造成了胚芽鞘弯曲生长。
设计意图:学生体验实验设计的思路,学会分析实验的方法,注意实验设计的一般原则,单一变量原则
【过渡】影响究竟是不是化学物质呢?科学的脚步依然没有停止,探究总是在新问题中产生。温特为我们揭开了谜团,下面我们有请学习小组为我们展示温特的实验:
4.1928年,温特的实验
【学生展示】 小组展示(小组板书模式图)
实验过程:把切下的燕麦尖端放在琼脂块上,几个小时后,取下胚芽鞘的尖端,将琼脂切成小块。再将处理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧,结果胚芽鞘会朝向对侧弯曲生长。但是如果放置的是没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块,胚芽鞘将既不生长也不弯曲。
1. 温特实验的自变量是?实验结论是? 自变量:胚芽鞘的尖端是否接触过琼脂块。
温特的实验结论:胚芽鞘弯曲生长确实是由一种化学物质引起的,并且这种化学物质留在琼脂块上。
2.温特的实验想要解决什么问题?即他实验的假设是什么?(这种影响是一种化学物质) 3.琼脂在实验中起什么作用?(介绍物质转移法,化学物质可以在琼脂中扩散) 4.温特的实验和拜尔实验比较区别在于何处?有什么意义?(单一指向性)
【教师归纳】温特认为这可能和动物激素类似的物质,并给这种物质命名为生长素。温特提出植物体内存在生长素时,有没有提取出这一种物质?没有。要得出这样的结论,既需要以事实为依据进行严密的逻辑推理,还需要一定的想像力。
这种化学物质究竟是什么呢?1931年,科学家首先从人尿中分离出具有生长效应的化学物质-吲哚乙酸。1946年,郭葛等人从植物中分离出生长素,并确认它就是IAA,进一步研究发现,植物体内具有生长素效应的物质除了IAA以外,还有苯乙酸,吲哚丁酸等。
设计意图:培养学生换角度的思考问题。利用琼脂将该物质转移到琼脂上,再用空白琼脂作对比,从而排除琼脂材料本身对实验的干扰,遵循单一变量原则,从而弥补了詹森的实验,让学生感受到执着严谨的科学精神科学进步发展的灵魂。
【总结】科学的发展是承前启后,继往开来的。从19世纪末达尔文最先注意到植物的向光性,提出问题,作出假说,到1946年人们从植物中分离出生长素并确认就是吲哚乙酸的过程,实验验证,得出结论,经历了约50年的时间,人类的许多科学发现,就是像这样经过一代又一代的探索,才一步步接近事实的真相。
科学研究的方法:提出问题-作出假说-实验验证-得出结论
(二)对植物向光性的解释
【过渡】那么,联系科学家的实验,你现在能解释为什么植物具有向光性了吗? 【设置情境】
1、甲乙两组实验条件不同,而结果却相同,我们从中可以得到结论,植物为什么能向光生长的原因吗?
学生思考总结向光性的机理:
尖端以下部分背光面生长素浓度高于向光面的生长素浓度,所以背光面的生长速度要快与向光面的生长速度,导致植物出现向光性生长现象
设计意图:通过对不同现象相互比较,找出两者内在联系,从而揭示了植物向光性的本质—生长素分布不匀
2.为什么植物在单侧光照射下,背光侧的生长素浓度高于向光侧呢? 学生可能提出的:
①光抑制了向光侧生长素的合成②光促进向光侧生长素的分解③光促进生长素从向光侧转移到背光侧
设计意图:培养思考问题能力
3.我们比较倾向于第三种解释,总结植物向光性原因:
在单侧光照射下,背光侧生长素生长素从向光侧横向运输至背光侧,在向下运输至尖端以下,导致背光侧生长素浓度高于向光侧,背光侧生长速度比向光侧快。 外因:单侧光刺激
内因:生长素分布不均匀。
机理:背光侧生长素分布多,细胞生长快,向光侧生长素分布少,细胞生长慢。 【学生活动】
学生根据描述画出生长素的运输方向示意图。
设计意图:培养学生将复杂的理论用简单的图示表示,既加深理解,又便于记忆。
(三)植物激素的概念
【过渡】继发现生长素之后,人们又陆续发现了赤霉素,细胞分裂素、脱落酸和乙烯等植物激素。人们把这类由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长有显著影响的微量有机物,称作植物激素。而生长素,是人们发现的第一种植物激素。
【提问】生长素产生部位运送到作用部位,所以产生部位小于积累部位。和动物激素一样,它是一类微量高效的有机物,所以我们预测生长素一旦发挥完作用可能被植物体内的酶水解了。
(四)生长素的产生、运输和分布 【教师总结】
主要合成部位:幼嫩的叶、芽和发育中的种子 主要分布:生长旺盛的部位
运输方式:极性运输(形态学上端运到形态学下端) 思考:极性运输消耗能量吗?
(设计意图:理解植物激素是从产生部位运输到作用部位的,加深印象。) (五)课堂小结 你有哪些收获? (六)课堂检测
练习,判断胚芽鞘生长和弯曲的方向 (七)板书设计
第一节 植物生长素的发现
〖板书〗一、生长素的发现过程
科学研究的方法:提出问题-作出假说-设计实验-得出结论。 实验设计的原则:单一变量原则和对照原则 二、植物向光性的解释 外因:单侧光刺激
内因:生长素分布不均匀。
作用机理:背光侧生长素分布多,细胞生长快,向光侧生长素分布少,细胞生长慢。
三、植物激素
由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微
量有机物,称作植物激素。