一、課程導(dǎo)入：從生活觀察到科學(xué)問題的提出演講人01課程導(dǎo)入：從生活觀察到科學(xué)問題的提出02認(rèn)識植物的根：從結(jié)構(gòu)到功能的基礎(chǔ)鋪墊03老根功能退化的具體表現(xiàn)：從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)到現(xiàn)象解讀04老根功能退化的原因：從細(xì)胞到整體的生命邏輯05老根功能退化的意義：從個體到生態(tài)的深層價值06總結(jié)與拓展：從課堂到生活的科學(xué)實(shí)踐目錄2025小學(xué)三年級科學(xué)下冊植物的老根功能退化課件01課程導(dǎo)入：從生活觀察到科學(xué)問題的提出課程導(dǎo)入：從生活觀察到科學(xué)問題的提出同學(xué)們，上周科學(xué)課上我們一起觀察了教室窗臺上的綠蘿。當(dāng)小宇同學(xué)輕輕拔起一株綠蘿時，大家注意到它的根系了嗎？有的根白白嫩嫩，像細(xì)線一樣扎進(jìn)土壤；有的根卻顏色發(fā)褐，表面皺巴巴的，甚至用手指輕輕一捏就會碎裂。當(dāng)時有同學(xué)問：“為什么有的根看起來‘老’了？老根還能像新根一樣工作嗎？”今天，我們就帶著這個問題，一起走進(jìn)“植物的老根功能退化”的科學(xué)探索之旅。02認(rèn)識植物的根：從結(jié)構(gòu)到功能的基礎(chǔ)鋪墊認(rèn)識植物的根：從結(jié)構(gòu)到功能的基礎(chǔ)鋪墊要理解“老根功能退化”，首先需要明確“根”在植物生命活動中的基礎(chǔ)作用，以及不同階段根的結(jié)構(gòu)差異。1植物根的基本功能回顧（聯(lián)系舊知）我們在三年級上學(xué)期已經(jīng)學(xué)習(xí)過，根是植物重要的營養(yǎng)器官，主要承擔(dān)兩大核心功能：吸收功能：通過根尖的根毛區(qū)吸收土壤中的水分和無機(jī)鹽，這些是植物進(jìn)行光合作用、細(xì)胞分裂等生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)；固定功能：龐大的根系像“植物的錨”，將植株穩(wěn)定固定在土壤中，尤其是高大的樹木，即使面對強(qiáng)風(fēng)也能“站得穩(wěn)”；貯藏功能（拓展認(rèn)知）：部分植物的根還能貯藏養(yǎng)分，比如我們常吃的胡蘿卜、紅薯，其實(shí)就是植物的貯藏根。2根的生長階段劃分：新根與老根的界定植物的根并非“一出生”就固定不變，而是隨著生長周期不斷更新。我們可以將根的生長分為兩個主要階段：新生根（幼根）：剛從主根或側(cè)根上萌發(fā)的根，長度較短（通常1-5厘米），顏色呈乳白色或淺黃，表面覆蓋密集的根毛（用放大鏡觀察可見細(xì)小絨毛）；老根（成熟根/衰老根）：生長時間超過2-3個月的根（不同植物周期略有差異），顏色加深為棕褐色或深灰色，表面根毛脫落，部分表皮細(xì)胞木質(zhì)化（摸起來更硬），側(cè)根分支增多。小觀察任務(wù)：請同學(xué)們回家后觀察家中盆栽（如多肉、綠蘿、吊蘭）的根系（可輕輕松動土壤后觀察），用表格記錄新根與老根的顏色、觸感、表面特征差異，下節(jié)課分享。03老根功能退化的具體表現(xiàn)：從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)到現(xiàn)象解讀老根功能退化的具體表現(xiàn)：從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)到現(xiàn)象解讀通過前期觀察，我們發(fā)現(xiàn)老根與新根在外觀上有明顯差異。這種差異是否會導(dǎo)致功能變化？我們通過三個小實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。1吸收功能退化：水分吸收效率對比實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：選取同一株綠蘿的新根（長約2厘米，帶根毛）和老根（長約10厘米，無明顯根毛），分別插入裝有等量紅墨水（模擬水分）的試管中，2小時后觀察莖稈的染色高度。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：插入新根的莖稈從基部向上染色約3厘米，而插入老根的莖稈僅基部1厘米處略有染色?？茖W(xué)解釋：新根的根毛區(qū)是吸收水分的“主力部隊(duì)”——根毛細(xì)胞表面積大（一個根毛細(xì)胞的表面積約為普通表皮細(xì)胞的10倍），細(xì)胞壁薄，能快速通過滲透作用吸收水分；老根的根毛脫落，表皮細(xì)胞逐漸木質(zhì)化（細(xì)胞壁增厚并沉積木質(zhì)素），相當(dāng)于“穿了一層防水外衣”，水分難以透過，吸收效率顯著下降。2固定功能的“量變”與“質(zhì)變”我們常認(rèn)為“根越老越牢固”，但實(shí)際情況并非如此。以校園里的樟樹為例：幼樹階段：主根發(fā)達(dá)（向下生長），側(cè)根較少，主要依靠主根的“垂直拉力”固定植株；成樹階段：主根生長減緩，側(cè)根向四周擴(kuò)展（水平生長），此時老根的木質(zhì)部（負(fù)責(zé)支撐的結(jié)構(gòu)）逐漸發(fā)達(dá)，固定能力反而增強(qiáng)；衰老階段：老根內(nèi)部的木質(zhì)部開始被微生物分解（如真菌分泌的纖維素酶），出現(xiàn)中空或腐爛，固定能力急劇下降——這就是為什么一些老樹在暴雨中容易倒伏的原因之一。關(guān)鍵結(jié)論：老根的固定功能在“成熟階段”會增強(qiáng)，但進(jìn)入“衰老階段”后會因結(jié)構(gòu)破壞而退化，其功能變化與生長周期密切相關(guān)。3貯藏功能的“轉(zhuǎn)移”現(xiàn)象（以蘿卜為例）我們以常見的蘿卜（貯藏根）為例：生長期（秋季）：新生的肉質(zhì)根不斷積累淀粉、糖分（所以秋冬的蘿卜更甜）；次年春季：蘿卜進(jìn)入生殖生長階段（開花結(jié)籽），老根中的貯藏養(yǎng)分逐漸轉(zhuǎn)移到花、種子中，根變得干癟中空——這是老根貯藏功能退化的典型表現(xiàn)。04老根功能退化的原因：從細(xì)胞到整體的生命邏輯老根功能退化的原因：從細(xì)胞到整體的生命邏輯為什么植物的老根會出現(xiàn)功能退化？這不是“植物的缺陷”，而是經(jīng)過億萬年進(jìn)化形成的“生存智慧”。1細(xì)胞層面的自然衰老（內(nèi)在原因）根的生長依賴于根尖的分生區(qū)（細(xì)胞分裂區(qū)）。當(dāng)根生長到一定階段，分生區(qū)的細(xì)胞分裂能力逐漸減弱，細(xì)胞內(nèi)的“衰老基因”被激活，導(dǎo)致：根毛細(xì)胞凋亡（程序性死亡），吸收表面積減少；表皮細(xì)胞木質(zhì)化，通透性降低；導(dǎo)管（運(yùn)輸水分的管道）內(nèi)逐漸積累礦物質(zhì)沉淀（類似水管結(jié)垢），運(yùn)輸效率下降。2資源優(yōu)化配置的生存策略（外在驅(qū)動）植物的養(yǎng)分和能量是有限的。如果老根持續(xù)消耗資源（如維持細(xì)胞活性需要呼吸作用消耗葡萄糖），卻無法高效吸收水分和養(yǎng)分，就會成為“資源消耗者”。因此，植物會通過“養(yǎng)分再分配”機(jī)制：將老根中的可利用養(yǎng)分（如蛋白質(zhì)分解后的氨基酸）轉(zhuǎn)移到新根、嫩葉等生長旺盛的部位；減少對老根的資源供給，加速其功能退化——這就像我們整理書包時，會把舊書本收起來，給新課本騰出空間。3環(huán)境適應(yīng)的進(jìn)化結(jié)果（長期選擇）在自然環(huán)境中，土壤的養(yǎng)分分布并非均勻。表層土壤（0-20厘米）因落葉分解，養(yǎng)分較豐富，但容易干旱；深層土壤（50厘米以下）水分穩(wěn)定，但養(yǎng)分較少。植物通過老根退化、新根不斷向不同方向生長（向肥性、向水性），能更高效地探索土壤空間——這種“舊根退化、新根萌發(fā)”的動態(tài)平衡，是植物適應(yīng)環(huán)境的重要策略。05老根功能退化的意義：從個體到生態(tài)的深層價值老根功能退化的意義：從個體到生態(tài)的深層價值理解了老根功能退化的表現(xiàn)和原因，我們需要進(jìn)一步思考：這種“退化”對植物來說是“壞事”嗎？1個體層面：維持整體生長的“自我更新”就像我們定期更換磨損的鞋子，植物通過老根退化實(shí)現(xiàn)根系的“自我更新”。例如：盆栽植物換盆時，花農(nóng)會修剪部分老根，目的是減少無效消耗，促進(jìn)新根萌發(fā)，讓植物長得更茂盛；水稻在分蘗期（長出新莖的階段），老根逐漸退化，新根快速生長，能更好地吸收分蘗所需的養(yǎng)分。0102032生態(tài)層面：物質(zhì)循環(huán)的“微型引擎”老根退化后，會逐漸被土壤中的微生物（如細(xì)菌、真菌）和小動物（如蚯蚓）分解，釋放出其中的有機(jī)物（如纖維素、蛋白質(zhì)）和礦物質(zhì)（如鉀、磷），這些物質(zhì)又能被其他植物吸收利用。例如：森林中的樹木老根分解后，為林下的草本植物提供養(yǎng)分；農(nóng)田里的作物老根腐爛后，增加土壤有機(jī)質(zhì)，減少化肥使用。3生命教育價值：理解“衰老與新生”的自然規(guī)律通過學(xué)習(xí)老根功能退化，我們能更深刻地理解：衰老是生命的自然過程，退化不是“終結(jié)”，而是為新生創(chuàng)造條件。就像秋天的落葉是為了春天的新芽，老根的退化是為了新根的生長——這正是自然界“生生不息”的智慧。06總結(jié)與拓展：從課堂到生活的科學(xué)實(shí)踐1核心知識回顧老根是植物根系生長到一定階段的產(chǎn)物，與新根在結(jié)構(gòu)（顏色、根毛、木質(zhì)化程度）上有顯著差異；功能退化的原因包括細(xì)胞自然衰老、資源優(yōu)化配置和環(huán)境適應(yīng)；退化對植物個體和生態(tài)系統(tǒng)都具有重要意義，是“衰老與新生”自然規(guī)律的體現(xiàn)。老根的吸收功能、貯藏功能會明顯退化，固定功能在衰老階段也會下降；2課后實(shí)踐任務(wù)觀察記錄：連續(xù)2周觀察家中盆栽的根系（每次澆水后輕撥土壤），記錄老根顏色、質(zhì)地變化及新根萌發(fā)情況，繪制“根系生長日記圖”；科學(xué)小實(shí)驗(yàn)：用兩個相同的花盆種植綠豆，一盆保留所有根（包括老根），另一盆小心剪去部分老根（注意不要損傷新根），觀察2周內(nèi)兩盆綠豆的生長差異（測量株高、葉