生物人教版 (2019)植物生长素教学设计

这是一份生物人教版 (2019)植物生长素教学设计，共11页。
教材分析
本章在生物的新陈代谢等生命活动知识基础上,进一步讲述关于生物生命活动的调节机制。植物生命活动是由植物体特定部位产生的植物激素进行调节的。第一节以发现和研究历史悠久的生长素作为切入点来说明植物激素对于植物生命活动的调节作用。“植物生长素”一节中的植物的向性运动内容与后话中的生态因素对生物的影响与生物对环境的适应的内容有关。生长素和其他激素的内容与后续讲述的植物的个体发育的内容,以及第一章讲述的细胞分裂等内容有关。植物激素合成的内容与必修1讲述的细胞的结构和功能的内容有关。因此,本章节的内容非常重要。
学情分析
在学习本章内容前,学生可能对植物的向性生长,尤其是向光性、向重力性生长已经有了初步认识,为后续的学习奠定了基础,顶端优势现象,也是日常生活中常见的自然现象;顶端优势的解除,如园艺上对绿篱的修剪、农业生产上的打顶等,学生或多或少有些接触;生活中用成熟苹果、香蕉催熟未成熟的果实,学生可能也有了解;农业和园艺生产实际中,有许多事例可以与本章的内容产生联系。同时,报纸、杂志、互联网等媒体关于植物生长调节剂应用方面的报道,可以作为学生对植物生长调节剂的应用进行评价的参考依据。以上所有内容都可以作为学生学习本节内容的初步认识。在化学课上,乙烯仅仅是一种有机分子;在本章,它被赋予了新的生命意义——成为了一种植物激素。学生学习本章内容的过程,就是对已有经验和新知识进一步融合的过程,就是在已有经验和新知识的基础上深化认识与理解的过程。
重点难点
重点
(1)生长素的发现过程。
(2)生长素的生理作用。
(3)其他植物激素的种类和作用。
难点
(1)生长素的合成、运输与分布。
(2)科学实验设计的严谨性分析。
(3)植物生长调节剂的应用。
课时安排
本章4节内容建议5课时完成。
第1节通过PPT课件展示生长素的发现过程,让学生认识到植物向光性的原因和植物激素的概念,学生对植物向光性原因熟悉后,让学生掌握生长素的合成、运输与分布。
第2节通过PPT课件展示其他植物激素的种类和作用,让学生能直观认识其他植物激素的类型和功能,再以表格的形式分类整理,帮助学生辨析其他植物激素作用的异同。
第3节通过生活中的各种现象帮助学生理解植物生长调节剂在日常生活中的应用,联系生活实际,进一步学习该节课的知识。
第4节引用大量生物实例,如莴苣种子的萌发、豆芽豆苗的变化、菠菜的开花、年轮的形成、冬小麦的春化作用等等,通过介绍以上现象不仅能引发学生思考现象背后的本质问题,而且还会引发学生对生命现象的思考,逐渐形成生物与环境相适应的观念。
第5章 植物生命活动的调节
第1节 植物生长素
教学分析
教学目标
1.概述植物生长素的发现过程,体验发现生长素的过程和方法。
2.了解生长素的合成、运输与分布。
3.概述植物生长素的生理作用。
核心素养
生命观念:植物的生长与植物激素的作用有关。
科学思维:了解生长素的合成、运输与分布,并能以此解释植物向光性产生的原因。
科学探究:通过体验生长素的发现过程、实验设计,进行实验,得出实验结论,完成实验评价。
社会责任:将生长素的作用原理应用于农业生产,提高农作物的产量。
教学重难点
重点:1.植物生长素的发现过程。
2.生长素的生理作用。
难点:1.生长素的合成、运输与分布。
2.科学实验设计的严谨性分析。
教学方法
本节课主要从学生核心素养的形成入手,通过探究性实验和问题的引导,培养学生的探究能力和科学的思维方法。
课时安排
2课时。
教学准备
多媒体,白板,学案,PPT等。
教学设计
导入新课
PPT展示向着光源生长的植物图片,组织学生思考、回答问题。
【师】图中植物的生长方向有什么特点?
【生】弯向窗外生长。
【师】可能是哪种环境因素刺激引发了这株植物的形态改变?
【生】是较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外光源生长。
【师】植株对这种刺激的反应有什么意义?
【生】这样可以使植株获得更多阳光,从而可以通过更高效的光合作用合成更多的有机物,满足自身生长发育的需要。
【师】这种生长方向的改变是发生在植物的幼嫩部分还是成熟部分?
【生】植株的弯曲生长发生在植物的幼嫩部位。
(设计意图:通过展示图片,从实际生活中的生物学现象开始,调动学生的学习积极性和求知欲。)
讲授新课
探究一、生长素的发现过程
1.达尔文实验
【师】请同学们看教材P90图5-1。
【师】①组发生的条件是什么,发生了什么现象?
【生】在单侧光照射的条件下,几天后,胚芽鞘向光弯曲生长。
【师】②组发生的条件是什么,发生了什么现象?
【生】在切除金丝雀草的胚芽鞘尖端,将其放置在单侧光照射的条件下,几天后,胚芽鞘既不生长也不弯向光源。
【师】③组发生的条件是什么,发生了什么现象?
【生】在胚芽鞘尖端罩上不透光的锡箔罩,单侧光照射的条件下,胚芽鞘直立生长。
【师】④组发生的条件是什么,发生了什么现象?
【生】将锡箔围在胚芽鞘尖端下方,单侧光照射的条件下,胚芽鞘向光弯曲生长。
【师】①②对照,你能得出什么结论?
【生】胚芽鞘生长和向光弯曲生长与尖端有关。
【师】③④对照,你能得出什么结论?
【生】胚芽鞘接受光刺激部位为尖端。
【师】通过分析结果,最终能得出什么结论?
【生】结论:胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后,向下面的伸长区传递了某种“影响”,造成伸长区背光面比向光面生长快,因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。
2.鲍森·詹森实验
【师】请同学们看教材P91图5-2。
【师】通过分析结果,你能得出什么结论?
【生】结论:胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。
3.拜尔实验
【师】请同学们看教材P91图5-3。
【师】通过分析结果,你能得出什么结论?
【生】结论:尖端产生的影响可能是一种化学物质,这种化学物质在胚芽鞘尖端以下部位的分布不均造成了胚芽鞘的弯曲生长。
4.温特实验
【师】请同学们看教材P92图5-4。
【师】温特的实验过程和实验结果是什么?
【生】把切下的燕麦胚芽鞘尖端放在琼脂块上,几小时后,移去尖端,将琼脂切成小块;再将经处理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧,结果胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。如果放上的是没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块,胚芽鞘则既不生长也不弯曲。
【师】通过分析结果,你能得出什么结论?
【生】结论:温特的实验进一步证明胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的,并且把这种物质命名为生长素。
(设计意图:通过学习各位科学家相关实验,让学生领略科学家创造性的思维方式和严谨的科学方法。)
5.植物生长素
阅读教材P92内容,回答下列问题。
【师】生长素究竟是什么物质呢?
【生】1934年,科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸(IAA)。但是,由于生长素在植物体内含量极少,直到1946年人们才从高等植物中将其分离出来,并确认它也是IAA。进一步研究发现,植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等,它们都属于生长素。
【师】利用课件展示植物向光弯曲生长的动画模拟图。师生共同分析植物向光弯曲生长的原因。
【生】植物的向光性是由生长素分布不均匀造成的:单侧光照射后,胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧,因而引起两侧的生长不均匀,从而造成向光弯曲。
6.植物激素的概念
【师】什么是植物激素?有哪些种类?
【生】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,叫作植物激素。除了生长素,后来科学家又陆续发现了其他植物激素,包括赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸等。
【师】思考植物激素与动物激素的异同。
【生】同:二者都是调节生命活动的化学物质,都能从产生部位,运输到作用部位发挥作用,且都具有微量、高效的特点。
异:
探究二、生长素的合成、运输与分布
阅读教材P93内容,回答以下问题。
【师】生长素的合成部位在哪里?由什么物质合成?
【生】生长素主要合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子。在这些部位,色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。
【师】生长素是如何从合成部位运输到植物体全身的呢?
【生】在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中,进行极性运输;在成熟组织中,通过输导组织进行非极性运输。
【师】什么是极性运输?属于哪种跨膜运输方式?
【生】极性运输,即生长素只能从植物体形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输,也就是只能单方向的运输。极性运输是一种主动运输。
【师】生长素分布在哪些部位?
【生】生长素在植物体各器官中都有分布,但相对集中分布在生长旺盛的部分,如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。
(设计意图:问题驱动教学,既提高了学生的学习兴趣,又巩固了学生对知识的理解。)
【师】大家能不能设计实验证明极性运输的方向呢?阅读教材P95“思维训练”。
PPT展示:思维训练,评价实验设计和结论。
【师】这个实验的设计是否严密?为什么?
【生】不严密,没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。
【师】从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨?为什么?
【生】结论(2)不严谨,没有实验证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端。
【师】如果要验证上述结论,应该如何改进实验方案?
【生】应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验,以研究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端。
【师】鼓励学生在学案相应位置画出对照组。
(设计意图:训练学生的逻辑推理能力,使其能够依据科学实验的要素分析其实验设计的严密性,提出改进意见。)
探究三、生长素的生理作用
【师】在植物体内,生长素有什么生理作用?
【生】生长素在细胞水平上起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用;在器官水平上则影响器官的生长、发育,如促进侧根和不定根发生,影响花、叶和果实发育等。
【师】生长素的作用似乎就是“促进”。真的是这样吗?阅读教材P94“思考·讨论”。
PPT展示生长素浓度与植物不同器官生长反应的关系示意图,思考下列问题。
1.“促进”或“抑制”的作用效果是与哪一组别对比得到的?
2.对于同一器官来说,生长素的作用与浓度有什么关系?
3.对于不同的器官来说,生长素促进生长的最适浓度相同吗?
【生】1.“促进”或“抑制”,是相对于生长素处于最低浓度时各器官的生长速度而言,当生长素浓度过高而“抑制”生长时,器官表现为生长速度减慢,甚至生长停滞。
2.一般表现为较低的浓度促进生长,浓度过高则抑制生长。
3.对于不同的器官来说,生长素促进生长的最适浓度不同。
总结:一般情况下,生长素在浓度较低时促进生长,在浓度过高时则会抑制生长;不同器官对生长素的敏感程度不同;幼嫩的细胞对生长素敏感,衰老细胞则比较迟钝。
【师】PPT展示不同浓度生长素对根的作用曲线图,描述曲线图。
【生】曲线AB段表示:在一定范围内,随生长素浓度升高,对根生长的促进作用逐渐增强;B点对应的浓度为促进根生长的最适浓度;曲线BC段表示:超过最适浓度,随生长素浓度升高,对根生长的促进作用逐渐减弱;C点的生长素浓度对根生长的效应是既不促进,也不抑制;曲线CD段表示:随生长素浓度升高,对根生长的抑制作用逐渐增强;E、F点表示:生长素浓度大小虽然不同,但对植物根生长的促进效果相同。
【师】体现生长素两重性的实例有哪些?
【生】顶端优势、根的向地性、双子叶杂草的除草剂。
【师】顶端优势的概念是什么?
【生】植物的顶芽优先生长,而侧芽生长受到抑制的现象。
【师】产生顶端优势的原因是什么?
【生】顶芽产生的生长素逐渐向下运输,枝条上部的侧芽处生长素浓度较高。由于侧芽对生长素浓度比较敏感,因此它的发育受到抑制,植株因而表现出顶端优势。
【师】顶端优势的应用有哪些?
【生】1.解除顶端优势——摘掉棉花顶芽,以促进侧芽发育;2.玉米等植株需要保留顶端优势,使其主茎保持直立生长。
【师】设计实验探究顶端优势产生的原因。
【生】1.自然生长:顶芽优先生长,侧芽生长受抑制。
2.去掉顶芽:侧芽生长快,成为侧枝。
3.去掉顶芽,切口放含生长素的琼脂块:侧芽生长受抑制。
4.去掉顶芽,切口放不含生长素的琼脂块:侧芽生长快,成为侧枝。
【师】试分析茎的背地性、根的向地性原理。
【生】当幼苗横放时,由于重力的作用,生长素发生横向运输,在近地侧浓度较高,即B>A,D>C;茎对生长素敏感性低,C、D两侧都是促进作用,且D侧促进作用更强,使茎背地弯曲生长;根对生长素敏感性高,B侧浓度高,抑制生长,因此生长速度A>B,使根向地弯曲生长,这体现了生长素生理作用的两重性。
【师】双子叶杂草的除草剂的原理及应用。
【生】对生长素的敏感程度:双子叶植物>单子叶植物。
应用:在单子叶农作物田里面施加适量浓度的生长素类似物,除去双子叶杂草。
(设计意图:训练学生正确分析曲线坐标图、获取有效信息并能运用语言准确表达的能力。)
课堂小结
以时间轴的方式对本节课生长素的发现过程进行总结。
布置作业
学案中的核心素养专练。
教学反思
通过本节课的教学,基本能够达到教学目标,但通过课下与学生沟通,我们从中得到一些反思。本节内容教学适宜采用探究法,模拟科学发现的过程(观察实验——发现问题——提出假设——进行实验——得出结果——整理分析——获得初步结论),提高获取信息、分析解决问题的能力以及探究能力。通过对生长素的合成、运输与分布的学习,培养学生运用所学知识解决问题的能力,以及联系实际、学以致用的能力。学生也可以根据学习过程中发现的问题自己设计相关的实验,从而培养学生掌握实验设计和观察的方法以及创新能力。
在教学中如何激发学生的科学探究的兴趣,是本节成功的关键,比如生长素的发现过程对学生来说较难理解、分析,可以提前安排学生做向光性实验,这样更有利于理解。
板书设计
第1节 植物生长素
一、生长素的发现过程
1.达尔文的实验
2.鲍森·詹森的实验
3.拜尔的实验
4.温特的实验
5.植物生长素
6.植物激素的概念
二、生长素的合成、运输与分布
1.合成部位
2.分布部位
3.运输方式
三、生长素的生理作用
1.生长素的生理作用
2.生长素的作用特点
3.生长素两重性的实例
(1)顶端优势
(2)根的向地性
(3)除草剂
备课资源
1.金丝雀草
金丝雀草(Phalaris Canariensis),属于禾本科草属,草本植物。栽培或逸生,生活周期类似于春小麦。广泛分布于北半球的温带地区,是一种谷类作物,果实一般用作鸟食。
2.吲哚乙酸(IAA)的合成和代谢
在植物体内,IAA除以游离状态存在以外,还常以结合态的形式存在:IAA可以和氨基酸、糖类、肌醇结合。结合态的IAA本身没有活性,当它们被水解时,释放出游离态IAA。结合态IAA在种子等贮藏器官里较多。IAA可以通过酶促反应等而降解。通过吲哚乙酸氧化酶、过氧化物酶的作用,IAA可以分解为CO2等物质。
植物体内的生长素水平可以通过合成、降解、运输、结合等途径来进行调节,以适应生长发育的需要。
3.单侧光引起生长素分布不均匀的假说
实验证明,引起植物向光性生长的光是短波光,植物胚芽鞘中接受这种光刺激的受体是与β-胡萝卜素和核黄素类似的物质。受体接受单侧光刺激后,会引起一系列反应,使胚芽鞘不同部位产生电势差:向光一侧带负电荷,背光一侧带正电荷。弱酸性的IAA阴离子带负电荷,因而会向背光一侧移动,使背光一侧生长素含量升高。
4.关于植物向光性原因的争议
长期以来,人们认为植物向光性生长是由于生长素分布不均匀造成的。有关原因教材和上述资料中已有详细介绍。
20世纪80年代以来,有学者在对向光性生长的植物器官向光面和背光面生长素含量进行精确测定后,发现两侧并没有差别,结果如下表。
IAA在向光和背光面的含量比较
因此,有人提出,是单侧光刺激导致生长抑制物质在向光一侧积累,从而造成植物向光性生长的。但是这些抑制物质究竟是什么,目前还没有定论。
类别
分泌器官
化学本质
作用部位
运输方式
植物
激素
无特定的分泌器官
有机小分子物质
无明显的靶器官
易受重力、光等外界因素影响
动物
激素
有特定的内分泌腺和细胞
蛋白质类、固醇类等
靶器官、靶细胞
随着血液循环运输
器官
IAA分布/%
测定方法
向光
一侧
背光
一侧
黑暗
对照
绿色向日葵下胚轴
51
49
48
分光荧光法
绿色萝卜下胚轴
51
49
45
电子俘获检测法
黄花燕麦胚芽鞘
49.5
50.5
50
电子俘获检测法