5.5植物生長素的探索史教案設計上海師范大學劉星星2015-10-20授課班級：高二（3）、（4）班課題：DNA是主要的遺傳物質(zhì)課時安排：一課時一、教材分析本課內(nèi)容上海科技出版社高二第5章第五節(jié)，“植物的激素調(diào)節(jié)”這一內(nèi)容在全書中所占的比例并不多，但其內(nèi)容與生產(chǎn)生活聯(lián)系密切，所以極其重要。特別是其中的“生長素的發(fā)現(xiàn)過程”隱含的科學探究方法和過程，以及設計實驗所要控制的“單一變量”問題，在整個必修課本中處于相當重要的地位，也是培養(yǎng)學生科學探究能力的很好載體，對學生實驗設計能力、提出問題、分析問題、解決問題等能力培養(yǎng)是一個好素材。二、學情分析高二的學生經(jīng)過一年的學習對該學科有一定的感性認識和理論基礎，在日常生活中對植物向光性有所觀察，在高中實驗學習也知道控制變量的重要性。但對科學的生物研究方法沒有形成系統(tǒng)的認識，通過在教學中教師對科學史的層層深入引導，提高學生科學的素養(yǎng)，加強對實驗設計的嚴謹性和原則性的認知。設計思路以同學們生活中最常見的植物向光性，引出探究問題。通過層層設置疑問引出達爾文的實驗、杰遜的實驗、拜耳的實驗、溫特的實驗，逐層推進揭開生長素神秘的面紗。最后通過探究實驗，加深學生對生長素的認識。教學目標1、知識與技能(1)概述植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程。(2)解釋植物向光性的原因。(3)體驗發(fā)現(xiàn)生長素的過程和方法。2．過程與方法在教學過程中采用互動式教學模式，以生長素的發(fā)現(xiàn)史為主線，教師提供圖片、討論的資料等素材，通過嚴密的邏輯推理，層層深入，探究問題，引導學生思考實驗設計的嚴謹性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學生科學實驗的參與精神，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。1.3情感、態(tài)度與價值觀目標從探索生長素發(fā)現(xiàn)過程，體驗感知科學探究的曲折，提高科學素養(yǎng)，端正科學研究的態(tài)度和形成勇于探索精神，拓展知識視野。能養(yǎng)成“由表及里、從現(xiàn)象到本質(zhì)”分析問題的思維習慣：能評價實驗設計和結(jié)論；能養(yǎng)成邏輯思維的嚴密性，提高學生的科學素養(yǎng)。五、重點與難點1．教學重點：概述植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程、解釋原因。2．教學難點：理解實驗設計的嚴謹性。六教學過程教學過程教師活動學生活動設計意圖圖片設疑導入多媒體展示“植物向光性”的圖片，讓學生討論這種生長狀況特征，引導學生簡述“向光性”的定義。1-2圖中植物的生長方向有何相同特點?向光性：在單側(cè)光的照射下，植物朝向光源方向生長的現(xiàn)象。3你思考過這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因嗎？早在19世紀80年代，就有科學家觀察到植物的向光性，并進行了深入研究，今天我們就跟隨他們的腳步來學習這種現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的。觀察圖片，思考，回答創(chuàng)設情景，

讓學生能積極思考，引出課題。生長素的發(fā)現(xiàn)過程一達爾文實驗（板書1）最早的一個經(jīng)典實驗是1880達爾文父子的實驗。達爾文用的是英國常見的金絲雀虉草的胚芽鞘進行向光性實驗。向?qū)W生介紹“胚芽鞘”是什么？展示圖片，結(jié)合講解。6這是玉米胚芽鞘，胚芽外面較硬的組織起保護作用；7不同生長程度的玉米苗，第一片真葉被完整的胚芽鞘包裹，隨著幼苗生長，胚芽鞘破裂，葉片隨之抽出多媒體課件展示實驗過程和結(jié)果，讓學生思考以下問題：8達爾文父子將胚芽鞘分成4組，①不做處理②尖端用不透明小帽遮蓋③用透明小帽遮蓋④4個然后用單側(cè)光照射，結(jié)果發(fā)現(xiàn)4組胚芽鞘都生長了，其中①③④向光源彎曲生長，只有②直立生長。比較①③④②有什么區(qū)別？學生回答：都是單側(cè)光①③④尖端能夠受到光的照射而②尖端不能，從這個實驗思考一下能得出什么結(jié)論？學生回答：尖端可能是其感光部位。把③組去掉可以嗎？得出結(jié)論：（板書）胚芽鞘彎曲與其尖端感受單側(cè)光有關在實驗室中，想要驗證達爾文的實驗，我們?nèi)绾卧O計單側(cè)光裝置？同學：可以將空紙盒放在臺燈下，紙盒上打一個透光孔。10為什么會彎曲呢？達爾文父子提出了一種假說：——同學們思考一下：哪一側(cè)生長快？哪一側(cè)生長慢11胚芽鞘的尖端是否真的向下傳遞了某種物質(zhì)？許多科學家們從事這方面的研究，1913年，杰遜設計實驗對達爾文的化學信號假說進行驗證。二杰遜的實驗（板書2）他將胚芽鞘橫切，分為AB兩組，A組胚芽鞘尖端與其下部插入可滲透水和化學物質(zhì)的明膠。牛、魚、豬骨頭和筋腱中提煉的膠體。B組插入不透水和化學物質(zhì)的云母片，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，A組向光生長彎曲，B組不生長也不彎曲。AB兩組的區(qū)別是什么？同學回答，因為中間插入物質(zhì)不同。A可以透過尖端物質(zhì)，B不能。說明尖端的物質(zhì)可能運輸?shù)较虏?，致使胚芽鞘彎曲。結(jié)論：胚芽鞘尖端產(chǎn)生的物質(zhì)可以通過明膠片傳遞給下部（板書：尖端物質(zhì)向下運輸）杰遜的實驗是否驗證了達爾文的假說呢？13既然刺激向下傳遞了，為何會出現(xiàn)背光側(cè)生長快，向光側(cè)生長慢，導致彎曲生長呢？三拜爾的實驗（板書3）1914拜爾設計了一個很巧妙的實驗。將胚芽鞘尖端切下分別將其放在左側(cè)和右側(cè)，黑暗中處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，放在左側(cè)的向右彎曲生長，放在右側(cè)向左彎曲生長。尖端放置的位置不一樣，可能導致什么？同學：位置不同，尖端產(chǎn)生物質(zhì)的分布就不一樣，所以就向不同方向彎曲?？偨Y(jié)：分布不均造成了胚芽鞘的彎曲生長。（板書：不均勻彎曲）以上三個實驗都是有尖端，如果沒有尖端會怎樣？1926年，23歲的植物學家溫特，就設計了這樣一個特別的實驗。三溫特的實驗（板書3）將胚芽鞘尖端切下，放到瓊脂塊上，一段時間后，尖端物質(zhì)可以擴散到瓊脂塊中。用瓊脂塊代替尖端進行實驗。實驗過程：將所有胚芽鞘尖端切除后分為4組，1對照，2正上方放處理過瓊脂塊，3和4分別放在切口的左側(cè)和右側(cè)，4組作為23的對照放上空白瓊脂塊。請同學們預測一下每組最終的實驗結(jié)果。同學回答：1和4組在一定時間內(nèi)都不生長2組直立生長，說明瓊脂塊中的物質(zhì)有促進生長的作用3分別向著放瓊脂塊相反的一側(cè)生長。通過結(jié)果我們可以得出什么結(jié)論？

結(jié)論：胚芽鞘尖端產(chǎn)生某種物質(zhì)，并能從尖端運輸?shù)较虏浚龠M生長。溫特把這種物質(zhì)命名為生長素。（板書：生長素）171934年荷蘭的郭葛等人……思考：彎曲生長是什么原因?qū)е碌?？生長素分布不均在自然界中，我們看到植物的向光性，光在其中起了什么作用？生長素分布不均，哪側(cè)多？光的作用是：生長素由尖端向光側(cè)橫向移動到背光側(cè)副板書生長素的這種運輸方式稱為橫向運輸（副板書）用自己的話總結(jié)：植物為什么會向光彎曲？植物向光彎曲的原因是生長素分布不均造成的：單側(cè)光造成生長素分布不均，背光側(cè)比向光側(cè)生長素含量多，引起兩側(cè)生長不均而造成向光彎曲。第一組的實驗說明在單側(cè)光的照射下，胚芽鞘背光面比向光面長得快，具有向光性。第一、二組起對照作用，證明向光性可能與尖端有關。由此推斷：尖端可能產(chǎn)生某種“影響”。第一、三組說明了尖端可能產(chǎn)生的“影響”與光照無關。第三、四組與第一組對照說明了感光部位在胚芽鞘的尖端，而向光彎曲的部位在尖端以下。該實驗的結(jié)論是：單側(cè)光照射使胚芽鞘的尖端產(chǎn)生某種“影響”，這種“影響”傳遞到下部的伸長區(qū)時會造成背光面比向光面長得快，因而出現(xiàn)向光性。實驗證明，胚芽鞘尖端產(chǎn)生的影響可以透過瓊脂片傳遞給下部。選擇黑暗是排除單側(cè)光對實驗結(jié)果的干擾。實驗結(jié)論：胚芽鞘的彎曲生長是尖端產(chǎn)生的影響向下傳遞時分布不均造成的。向瓊脂塊的對側(cè)彎曲生長。不可以，應該再設置一個空白對照實驗組，排除瓊脂塊的影響。用沒有接觸過胚芽鞘尖端的瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘的一側(cè)。學生對胚芽鞘的理解缺乏感性認識，直觀圖片和抽象語言相結(jié)合的講解，更易使學生接受。通過對各組實驗結(jié)果的比較、思考、討論，培養(yǎng)學生的語言組織能力、觀察能力、分析問題的能力以及合作精神，同時也能讓學生體驗到科學探究的嚴謹以及研究成果的來之不易。綜合、分析信息，培養(yǎng)學生處理信息和歸納總結(jié)的能力問題串引導學生積極思考，讓學生能更專心地投入課堂學習同前兩個實驗的講解的意圖相似讓學生體驗到科學發(fā)現(xiàn)并不是一蹴而就，而是經(jīng)過一代又一代的不懈探索才能一小步一小步地接近事實的真相探究生長素的極性運輸讓學生利用所給材料：生活玉米幼苗若干，瓊脂塊若干，含適宜濃度生長素瓊脂塊若干，刀片。小組討論探究生長素的運輸方式。一起來看一下，這個實驗是如何設計的。植物幼苗的靠近芽這端稱為形態(tài)學上端這里用A表示，與之對應的為形態(tài)學下端用B表示。藍色表示含有生長素的，白色不含生長素的。將植物莖切下一段，標記為ab。I組，A端在上，B端在下，藍色瓊脂塊放在A處，白瓊脂塊放在B處。II組B端在上，A端在下。同樣藍色在上，白色在下。從圖中可以看出，生長素只能從A到B運輸不能從倒過來運輸。這種運輸方式為生長素的極性運輸。即只能從形態(tài)學上端向形態(tài)學下端運輸。對本小節(jié)內(nèi)容做簡要總結(jié)。認真聽課，專心思考，做好筆記對極性運輸?shù)睦斫馐且粋€難點，因此在教學時，應該注意學生對極性運輸?shù)睦斫庹J識是否到位，若學生掌握較好，還可以適當?shù)鼗貞?、比較其他運輸方式的特點。作業(yè)布置完成練習冊中本節(jié)課的相關練習思考、設計一個塑造造型獨特的盆景方案課后完成加強學生對新知識的鞏固和應用，培養(yǎng)學生靈活應用知識的基本技能。教學反思達爾文實驗開拓了生長素研究的先河，之后的科學家杰遜、溫特等人都是在達爾文基礎上進行促進生長物質(zhì)的探索。這一實驗應著重、細致講解，我講解時間短，對于學生理解實驗思路和后面科學家的實驗有一定難度。教學設計中，可以先向同學展示切除尖端、尖端遮光、尖端不遮光實驗圖片，以實際實驗結(jié)果為課程講解做鋪墊,以便學生更好的理解胚芽鞘生長條件。根據(jù)學生表現(xiàn)及時對講解速度進行調(diào)整。高二（3）班在討論環(huán)節(jié)表現(xiàn)活躍，有4個同學為大家講解自己的探究思路，每組同學都有自己的研究方法，在以后的生物課中可以多給同學機會展示自己，培養(yǎng)學生綜合能力。高二（4）班與老師互動相對較少，探究實驗有2位同學講解思路，在以后的教學中要結(jié)合生活實例講解，培養(yǎng)學生對生物學的興趣。引導學生自主探究能力。六、板書5.5植物生