生物人教版 (2019)植物生长素教案设计

这是一份生物人教版 (2019)植物生长素教案设计，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
课前准备:
栽培两组小麦幼苗。一组幼苗罩上完全不透光的盒子,另一组幼苗罩上一侧带小孔的盒子。培养一周。
导入新课
【师】展示两组幼苗,介绍其培养条件,学生总结该过程的自变量、因变量和无关变量,从而得出植物向光性的原因。
【生】自变量:有无单侧光照射;因变量:植物是否弯曲生长;无关变量:温度、湿度等条件。植物向光性的原因:单侧光的照射。
(设计意图:创设真实情境,教师有目的地启发、引导学生进行观察、思考,讲授学习方法,提供学习线索,调动学生思维的活跃性,激发学生的学习动机和求知欲,使学生快速进入本课各环节。)
讲授新课
探究一、生长素的发现过程
【师】这个现象早在19世纪末,达尔文和他的儿子就注意到了,为了研究具体的原因,多位科学家不懈努力,终于揭晓了答案。现在我们分小组把整个研究历程再重新回顾一下。
教师提前将各位科学家的实验放在不同任务卡中,要求学生尽可能地展示实验过程,讲解对照实验的各个变量及结论。各小组抽取任务卡。
1.达尔文实验
【生】①②对照,对照组是①,实验组是②,自变量是有无胚芽鞘尖端,因变量是胚芽鞘是否生长和向光弯曲生长,结论:胚芽鞘生长和向光弯曲生长与尖端有关。
①③④对照,对照组是①,实验组是③④,自变量是单侧光照射的部位,因变量是胚芽鞘是否向光弯曲生长,结论:胚芽鞘接受光刺激部位为尖端。
【师】最终得出什么结论?
【生】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,因此胚芽鞘出现向光性弯曲。
2.鲍森·詹森实验
胚芽鞘向光弯曲生长
【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
胚芽鞘向放置尖端的对侧弯曲生长
【生】结论:胚芽鞘的弯曲生长的原因,是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀。
4.温特实验
胚芽鞘向放置琼脂的对侧弯曲生长
胚芽鞘既不生长也不弯曲
【生】①实验组处理:把接触过胚芽鞘尖端的琼脂放于切去尖端的胚芽鞘一侧。
现象:胚芽鞘会朝向对侧弯曲生长。
②对照组处理:把没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂放于切去尖端的胚芽鞘一侧。
现象:胚芽鞘既不弯曲,也不生长。
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,并把这种物质命名为生长素。
5.植物生长素
【师】究竟什么是生长素呢?
【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),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)等都属于生长素。
【师】让我们共同分析植物向光弯曲生长的原因。
【生】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。
【师】设计实验:探究尖端感受到单侧光刺激后,是加速合成生长素还是改变生长素的分布?(实验材料:带胚芽鞘的小麦幼苗、刀片、琼脂块、单侧光等。)
【生】在学案中画出设计图像,展示。
6.植物激素的概念
【师】什么是植物激素?种类有哪些?
【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】植物激素有什么作用?
【生】植物激素作为信息分子,几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。
【师】思考植物激素与动物激素的异同。
【生】
(设计意图:发放任务卡,提高学生学习积极性和主动性,通过学生的讲述,提高语言表达能力。)
探究二、生长素的合成、运输与分布
【师】生长素的合成部位在哪里?由什么物质合成?
【生】生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子。由色氨酸经过一系列反应转变成生长素。
【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。
【师】植物运输生长素的方式有哪些?
【生】在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中,进行极性运输;在成熟组织中,可以通过输导组织进行非极性运输;在茎尖,可以进行横向运输。
【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。
(设计意图:通过问题串,让学生掌握学习重点。)
【师】阅读教材P95生长素极性运输的验证实验,回答以下问题。
1.这个实验的设计是否严密?为什么?
2.从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨?为什么?
3.如果要验证上述结论,应该如何改进实验方案?
【生】1.不严密,没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。
2.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。
3.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】在领略过各位科学家的巧妙实验设计之后,请同学们尝试设计以下实验。
1.验证生长素的产生部位在尖端。
2.探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度。
【生】各小组讨论,给出答案。
(设计意图:进一步熟悉科学探究的方法和步骤,提高学生团队合作能力和语言表达能力。)
探究三、生长素的生理作用
1.生长素的生理作用
【师】生长素的生理作用是什么?
【生】(1)从细胞水平看:促进细胞伸长生长、诱导细胞分化。
(2)从器官水平看:影响器官的生长、发育。
2.植物生长素的作用特点
【师】生长素有促进生长的作用,请结合下图探究生长素生理作用的特点。
【师】促进根、芽、茎生长的最适生长素浓度是否相同?从而得到什么结论?
【生】不同。由此推断不同器官对生长素的敏感程度不同,由高到低依次为根、芽、茎。
【师】以根为例分析曲线中各段的含义。
【生】①AB段:生长素浓度低于最适浓度时,随生长素浓度的增加,对根的促进作用逐渐加强。
②BC段:生长素浓度高于最适浓度时,随生长素浓度的增加,对根的促进作用逐渐减弱。
③CD段:生长素浓度过高,抑制根生长的作用逐渐加强。
【师】由图可知,生长素对根、芽、茎的生长调节都表现出在浓度较低时促进生长,在浓度过高时则会抑制生长的特性,称之为两重性。
【师】在生长素浓度为10-6 ml·L-1时,生长素对根、芽、茎的生理作用分别是什么?这说明了什么问题?
【生】对根的生长是抑制作用,对芽的生长是既不促进也不抑制,对茎的生长是促进作用。这说明同一浓度的生长素对不同器官的作用不同。
【师】据图分析除草剂“除”草的原理。
【生】图示说明不同种类的植物对生长素的敏感性不同,双子叶植物较单子叶植物敏感。所以在农业中用较高浓度的生长素类似物来抑制单子叶作物中的双子叶杂草的生长。
3.两重性的实例
【师】自然界木本植物的树型常常呈“宝塔形”,这是由于植物的顶芽优先生长,而侧芽的生长被抑制的缘故,生物学家将该现象称为“顶端优势”。结合下图分析下列问题。
(1)根据图1,解释产生顶端优势的原因。
(2)根据图2,解释如何打破顶端优势。
(3)图3中,去掉顶芽后用含生长素的琼脂块代替,推测侧芽A、B、C的发育情况。
(4)顶芽具有顶端优势,作为地表下的植物的根有顶端优势吗?原理与地上部分相同吗?
【生】(1)图1中,顶芽产生的生长素向下运输,使侧芽A、B、C的生长素浓度过高,其生长发育受到抑制。顶芽生长素浓度较低,优先发育,植株表现为顶端优势。
(2)图2中,顶芽被去掉,侧芽的生长素合成来源减少,浓度降低,抑制被解除,侧芽得以发育,顶端优势被打破。
(3)图3中,推测侧芽A、B、C的发育情况仍受抑制,说明顶端优势是由生长素分布不均匀造成的。
(4)有,原理与地上部分相同。
【师】将幼小的植株在适宜条件下横放,一段时间后,茎弯曲向上生长,根弯曲向下生长(如下图所示)。根据图示回答下列问题。
(1)解释茎背地生长和根向地生长的原因。
(2)若该植物在太空中的空间站横放生长,情况会如何?
【生】(1)当幼苗横放时,由于重力的作用,生长素在近地侧浓度较高,即D>C,B>A;茎对生长素敏感性弱,A、B两侧都是促进作用,且近地侧促进作用更强,使茎背地生长;根对生长素敏感性高,D侧浓度高,抑制生长,因此生长速度C>D,使根向地生长,这体现了生长素生理作用的两重性。
(2)由于没有受到单一方向刺激,根和茎将水平生长。
课堂小结
1.让学生快速浏览全节教材内容,并回忆教师的讲述内容,从整体上感知和把握所学知识。
2.让学生口头表述自己的收获。
布置作业
完成学案。
教学反思
本节课涉及的实验,在现有的实验室条件下无法完成,在传统的教学中,教师“一言堂”方法教学,课堂气氛沉闷,教学效率低下,不能培养学生自主学习的能力和探究能力。本节课采用了引导探究式的教学方法后,教师通过创设自主合作的学习情境,激发学生的学习积极性。教师由单纯的信息表达者转变成信息的加工者、组织者,处于主导地位;学生不再是被动地接受知识,而是走进科学家的探究历程,在观察和思考中,愉快地学习,处于主体地位。这样在课堂教学过程中通过师生互动、生生互动,让课堂充满活力,新课改理念得到了落实。
本教学设计依据课程标准,挖掘了教学内容中的科学探究内涵,让学生感受、理解知识的产生和发展过程,掌握科学探究的基本方法。达尔文、鲍森·詹森、拜尔和温特的实验,既包含了科学家持之以恒的宝贵品质,又反映了科学家在研究过程中的创造性思维(将胚芽鞘进行各种处理)。在潜移默化中,培养了学生的探究精神和创造性思维。
板书设计
第1节 植物生长素
一、生长素的发现过程
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
3.两重性的实例
(1)顶端优势
(2)根的向地性
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。
项目
植物激素
动物激素
产生
部位
无特定的分泌器官
由特定的内分泌器官或内分泌细胞分泌
作用
部位
不明显作用于特定的靶器官、靶细胞
随血液循环作用于特定的靶器官、靶细胞
相同点
①由自身产生;②种类多、微量、高效;③调节生物体的新陈代谢、生长发育等生理活动
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