[高二]植物的激素调节(人教版)

　　知识目标：
　　通过教学活动使学生知道植物感性运动和向性运动的现象；知道科学家研究认识生长素的过程；知道生长素的生理作用及其在农业生产上的应用；理解植物向光生长的机理；通过了解其他植物激素的作用，理解植物激素对植物生命活动调节的基本原理。
　　能力目标：
　　通过引导学生设计实验，进行实验观察，培养学生投身科学实验的参与精神；通过组织学生活动，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力；培养学生的创新精神，训练学生细致观察的能力和动手操作能力。
　　态度情感目标：
　　通过教学和实验、实习活动，培养学生“科学为社会、科学为大众”的意识；培养学生的探究意识；使学生养成“由表及里、从现象到本质”分析问题的思维习惯和认真的工作态度。
　　教学建议
　　教材分析
　　“能够适应环境”是生物的一个基本特征。但对“生物如何适应环境?”，特别是“植物如何适应环境？”这些问题学生过去很少接触。本节内容沿着科学家的足迹向学生逐一介绍了一种植物激素——生长素的合成部位、产生影响的部位、在植物体内运输的规律、化学性质、生理作用以及在生产实践中的应用等多方面的知识。
　　有关生长素的合成部位、在植物体内运输规律以及生长素生理作用的知识，能够使学生能够从化合物、细胞的角度理解植物产生向性运动的原因，了解有关生长素的知识在生产实践中的应用，因而成为本节的重点知识。
　　由于不同植物器官要求的最适生长素浓度不同，植物产生“向地性”与产生“向光性”、“背地性”的机理并不完全相同，如果在教师在讲述的过程中未能给予明确的区分，将会造成学生理解上的混乱，而成为学生学习上的一个难点。
　　在介绍主干知识的同时，教材并没有把学生的眼光局限在知识本身，局限在对某一种激素的认识上，而是及时介绍了科学研究成果怎样应用于农业生产实践，以及与植物产生向光性有关的生长抑制物和其他植物激素，使学生能够认识到科学研究与生产实践的关系，也对植物生命活动的调节机理有一个较全面的认识。
　　对学生进行能力训练，使学生初步具备一种能力需要一个过程。这就需要教师在教学过程中有意识地抓住教材中提供的机会，不失时机地对学生进行能力训练。利用科学研究的过程呈现科学知识在教材中有四处。其中比较集中而完整地反映科学研究全过程的有两处。生长素的发现过程是第一处，孟德尔研究遗传的基本规律是第二处。与孟德尔发现遗传基本规律的过程相比较，对生长素的发现、认识过程历时较长，其中提出假设、通过实验求证（或检验）假设的过程也不很清晰。因此，教师在处理教材时要特别给学生点明这条科学研究的线索，让学生初步了解人类认识自然的过程。并在活动的过程中理解知识，学会运用知识，掌握科学研究的一般方法。
　　植物的根向下生长，茎尖向光生长的虽然是生活中常的现象，但学生有可能对此熟视无睹，并不深究其中的原因。以此作为研究内容，启发学生自己设计验证实验，使学生在活动中学习，既可以调动学生学习的积极性，又给学生提供了展示自己创新能力的机会。教师在此过程中要充分发挥主导作用，引导学生在实验材料的选择、实验装置的设置上拓展思路，帮助学生灵活运用所学知识，考虑如何实施好自己的实验方案。以达到使学生掌握知识、提高能力的目的。
　　教法建议
　　一．导入新课：
　　1．方式一，以问题导入：
　　问题1：“当我们把一粒种子种在土壤中，各种条件合适、种子开始萌发。它的根和芽会朝向什么方向生长？”――根向下，芽向上、向光生长。
　　问题2：“为什么植物的根总是向下，而芽总是向上、向光生长？”
陈述：对于植物的芽总是向光生长，很早就有人注意到了这一现象。达尔文不仅观察到了这一现象，而且还针对这一现象，进行了实验，提出了自己的看法。
　　2．方式二，以观察活动引入：
　　陈述：种子播撒在土壤中，它的方向并不是固定的。让我们看一看种子的方向对它萌发出的根和芽的生长方向有什么影响。组织学生观察教师事先准备好的实验装置或课文中的彩图。
“植物的芽为什么总是朝向固定的方向――光源的方向生长呢？”生物进化论的创立人――达尔文曾对这一现象进行过研究。
　　二．主体知识的呈现方式：
　　对于生长素发现的科学史实可以采用动画媒体呈现的方式，使学生沿着科学家的足迹亲历科学发现的过程。教师可以呈现一个实验，与学生一起分析、讨论一个实验的结论。这样逐步推进，给学生在课堂上说话的机会，学生的积极性就会被调动起来。学生真正参与进来了，他们对知识的理解和掌握就会更加深入和透彻，他们对问题进行分析的能力才能得到真正的提高。
　　三．学生活动的组织：
　　1．演示实验的组织：
　　教师在上课前可提前4－5天请两三名同学预先将达尔文的实验用玉米种子（或其他在形态上有明显方向性、容易萌发的种子）重复出来。到上课时，由完成实验的学生对实验的全过程向全班进行介绍。然后，再由教师组织学生讨论。这种方法需要教师提前进行准备，但可以引起学生的兴趣，对完成实验的学生在各个方面都是一个锻炼。如果能在课堂上经常安排这样的活动，也可以考虑让班级中的学生轮换，以保证能有较多的学生参与到课堂教学活动中来。
　　2．实验方案设计活动的组织：
　　这是学生第一次自己设计并实施一个实验。教师首先要就实验方案的设计要求做一介绍。在实验处理上不仅要考虑设置对照组，还要考虑设置单因子变量以保证实验的信度。在对实验材料的选择上，课本中用了玉米种子，学生很容易想到用植物的种子。教师可引导学生：“比较明显的向性运动发生在植物的根和芽。我们在生活当中可以找到的既能长根又能长芽的材料还有什么？”当学生的思路打开以后，就可以以分组讨论的方式开展实验方案的设计活动了。
　　教师同时还要帮助学生考虑实验装置的可行性：所投入的成本、实验装置是否能够满足植物生长所需要的各项条件，以及实验装置的安全性、操作是否方便等。
　　因为观察到植物产生向性运动的时间会稍长一点，所以“植物向性运动的实验设计和观察”活动应在本章教学活动结束之前安排、实施并完成。
　　教学设计方案
　　第一节植物的激素调节
　　设计思想：
　　1、设计主线
　　以植物生长素的发现实验、生长素的生理作用及其在农业生产中的应用、植物激素调节的作用机理为主线展开教学活动。在此过程中及时渗透科学史、科学方法、科学精神、科学价值观的教育；培养学生的参与意识、训练学生的观察能力、设计实验的能力、动手操作的能力。
　　2、课时计划：
　　采用互动式教学模式，用三课时完成。以教师提供讨论素材，组织引导学生讨论、活动，最后由师生共同总结的形式进行。
　　第一课时：第一阶段，由教师提问或呈现植物感性运动、向性运动的材料，启发学生思考、讨论；练习，提出假说、设计实验求证假说；第二阶段，由教师介绍达尔文的实验以及达尔文根据实验观察提出的假说。
　　第二课时：第一阶段，由教师提供有关验证达尔文假说的实验素材，组织学生讨论分析实验素材，引导学生得出对达尔文假说的验证实验结果，并总结对激素进行研究的具体实验方法；第二阶段，组织学生进行实验设计的练习。
　　第三课时：提供素材使学生了解生长素的生理作用以及各种植物激素间的相互关系，懂得植物激素调节的作用机理，以及在生产实践中如何应用有关生长素的知识。
　　3、重难点分析
　　重点：
　　（1）生长素发现过程中的三个实验以及对实验结果的分析。
　　在科学研究与发现的历史过程中，不断发生着观察（包括实验观察）、根据观察过程中所发现问题进行的分析、根据分析提出的假说和对假说的求证活动。课文中所介绍的生长素发现历史中的三个实验，完整地再现了一个假说的提出和求证过程，是对学生进行科学史教育的极好素材。如果能很好地利用这一素材，也可以使它成为对学生进行科学方法训练的一个极好机会。
　　（2）生长素的生理作用及其在农业生产中的应用。
　　科学研究的成果只有通过技术转化为社会生产力才能造福于人类。通过教学活动使学生理解生长素的生理作用，及其在生产实践中的应用，既有助于学生理解科学研究要为社会生产服务，也有助于学生理解激素调节的作用机理。
　　（3）植物激素间的相互作用。
　　其他植物激素以及植物激素间的相互作用这部分内容，也是在教学中应着重处理的一个重点。只有让学生对植物体内的其他激素有所了解，才能使学生理解植物的生命活动是由多种激素共同调节的。
　　难点：生长素生理作用的两重性及其运用两重性分析问题。
　　“引起不同器官（茎尖、根尖）细胞生长的生长素浓度不同”。如果学生没有很好地掌握这一特点，就会在运用生长素生理作用的两重性分析实际问题时出现混乱，因此此部分是学生掌握知识的一个难点。因此，教师在教学过程中一定要设法突出地明确两点：第一：生长素对各种器官具有低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特点；第二：生长素对不同器官促进生长的最适浓度不同。
　　4、教学过程：
　　导入新课：
　　通过语言陈述、由课本的彩图呈现或由教师呈现事先准备好的植物的向性运动实验装置，首先应与绪论课的内容联系，明确所发生的现象是植物应激性的表现。提出问题：为什么会产生这种现象？引起学生的兴趣，吸引学生的注意。
　　主要教学过程：通过动画媒体介绍发现生长素的一系列实验，介绍科学研究的一般过程，训练学生根据实验结果，分析问题，提出假说、求证假说、得出结论的能力。
　　第一课时
　　对实验结果的分析与讨论：
　　“植物为什么会表现出向性运动呢？早在1880年达尔文就针对这一现象进行过实验。”（可利用动画课件,分为两部分对达尔文实验的进行介绍，从而实现引导学生学会对实验结果的分析）“根据实验的第一部分结果，你认为产生向光运动的部位在植物体的什么位置？”“――在胚芽鞘的尖端。”学生会很自然地得出这个结论。
　　“根据实验的第二部分结果，你是否能够知道胚芽鞘的尖端是受了环境中的什么因素的刺激才产生影响的？它的影响方向大概是朝向哪个方向？”“――胚芽鞘的尖端是受到单侧光的刺激才发生影响的。”但要得出“它的影响作用方向是从胚芽鞘的尖端朝向下方。”这个结论，还需要教师进一步引导学生注意观察：胚芽鞘尖端之所以产生向光运动是因为在胚芽尖端的下方发生了弯曲。至此，就可以介绍达尔文根据实验结果提出的假说――尖端产生了某种向下的影响。
　　科学方法训练：
　　要落实对学生的科学素质培养和训练，既要把对科学研究一般过程的介绍贯穿在生物学的知识教学过程之中，还要注意及时为学生总结前人进行工作的具体的实验（操作）方法。
　　“回顾生长素的发现历史，我们可以发现：在1880年到1934年的几十年时间里，有不同国家的科学家在为揭开植物生命活动的奥秘进行了不懈地努力。我们还可以尝试着分析一下科学家们所使用的一些具体的实验方法。”“在达尔文实验的第一部分中，他对胚芽鞘进行了什么样的处理？”“――切除了一部分胚芽鞘的尖端。”“这就是达尔文使用的实验方法――切除的方法。”“在切除了这部分胚芽鞘尖端的同时，是否只观察被切除胚芽鞘尖端的幼苗呢？”“――是将切除了胚芽鞘尖端的幼苗和没有切除胚芽鞘尖端的幼苗对比观察。”“这就是开展实验必须设置的对比实验的方法。”
　　第二课时
　　对实验结果的分析与讨论：
　　“1928年，荷兰科学家温特利用胚芽鞘进行了进一步的实验。他在达尔文实验的基础上，对实验的操作进行了技术上的改进。”（利用动画课件介绍温特的实验）“从温特的实验结果我们可以得到什么结论？”――“证实了达尔文关于植物向光性运动原因的假说――确实存在一种物质致使胚芽尖端产生了向光运动”。
　　“1934年，荷兰科学家郭葛等人从植物中分离出了这种能使植物产生向光性的物质，并确定它就是吲哚乙酸。”这就真正从化学物质的角度证实了达尔文的假设。
　　科学方法训练：
　　“温特的实验不仅证实了达尔文关于植物产生向光运动原因的假说――确实存在某种物质致使胚芽鞘的尖端弯向光源生长，而且在实验方法上又做了进一步的改进――在切除之后又设法把假设存在的物质添加回植物体，然后进行对比观察。这成为后来的植物学家对激素进行研究常用的‘切除－添加’的实验方法。”
　　第三课时
　　科学方法训练：
　　学生了解了研究植物体激素的具体操作方法，才能展开思维的翅膀，使教师对学生进行拓展思维的训练成为可能。
　　（1）“根据温特的实验，你能否设计一个实验证明：胚芽鞘尖端产生的生长素，只能向下运输，而不能向上运输？”通过这样提问，可以激发学生的兴趣、启发学生的思考。
　　（2）“要想知道在植物体内，除了胚芽鞘尖端能产生生长素之外，还有哪些部位的细胞能产生生长素？你认为应该选择哪种细胞进行检测？”经此一问，可以启发学生思考，也可转入对生长素的产生部位和分布的教学活动。
　　（3）“在能够从植物体中分离提取出生长素之后，要想知道：‘除了能使植物产生向光运动之外，生长素对于植物的器官还有什么作用？’你可以采用哪种方法来进行试验？”通过这一提问，既可以启发学生思考，也可以顺利地转入关于生长素的生理作用的教学活动。
　　对难点的破解：生长素作用的两重性
　　陈述：当科学家们能够分离、提取生长素后，利用生长素做进一步的实验就成为可能。
　　引导分析：从对实验结果的描述中我们能发现什么？三种生长素难点变化曲线图
　　师生讨论：从图中我们可以看出：随着添加的生长素浓度加大，植物器官的生长速度并不总是随之加大。而是当浓度超过一定值以后，随着生长素浓度增加植物器官的生长速度反而呈下降趋势。这就使科学家们得出了这样一条结论：“生长素促进生长的生理作用具有两重性――低浓度促进生长、高浓度抑制生长”。
　　进一步的分析：“那么，促进或抑制生长的生长素浓度是否对植物体的所有器官都是相同的呢？”从实验结果我们可以看出：根、芽、茎所需要的促进生长的生长素浓度各不相同，对它们起抑制作用的生长素浓度也是各不相同的。如：这个浓度值对根和芽都是起抑制生长作用的，而对茎来说则是起促进作用的。
　　创设问题情景：把一粒正在萌发的蚕豆种子水平放置，持续提供生长所需要的条件，蚕豆的胚芽会向上生长、胚根会向下生长。分析在胚芽、胚根转弯的那一部分，生长素浓度的分布情况是怎样的呢？动画片段
　　进一步的讨论分析：茎的背地性是较高浓度的生长素促进了近地一侧细胞的生长。而根的向地性是较高浓度的生长素抑制了近地一侧细胞的生长。根和茎在生长素的作用下都表现出了应激性的现象，但生长素对它们的作用机理并不相同。这其中的原因主要是：不同器官对生长素浓度的敏感性不同。
　　总结提高：无论是生长素的生理作用，还是其他植物激素的调节作用，都存在着促进或抑制某种植物生命活动两个方面的过程。这两个相互矛盾的过程，共同调节着植物体的生命活动。
　　【板书设计】
　　第一节植物的激素调节
　　一、生长素的发现过程：
　　1．达尔文通过对比观察提出了假设：尖端产生了某种物质，在光的刺激下对下面的部分产生了影响。
　　2．温特通过实验证实了达尔文的假设：确实存在某种物质。
　　3．郭葛分离并鉴定出了产生影响的物质：吲哚乙酸，即生长素。
　　二、生长素的合成与分布：
　　合成部位：生长旺盛的细胞、分生组织。
　　分布：1、向光一侧比背光一侧少
　　2、在尖端产生，向下运输
　　三、生长素的生理作用：
　　1、低浓度促进生长，高浓度抑制生长。例：顶端优势。
　　2、能促进植物不同器官生长的生长素浓度不同
　　四、生长素在生产中的应用：
　　1、促进扦插枝条生根
　　2、促进果实发育
　　3、防止落花落果
　　五、其他植物激素：
　　1、赤霉素
　　2、脱落酸
　　3、细胞分裂素
　　4、乙烯
　　探究活动
　　探究芽的向性运动
　　在验证植物向性运动的设计实验中，可以提示学生将大蒜、洋葱、萝卜等植物倒放或侧放，观察芽的向性运动。
　　探究植物的茎运输生长素运输的方向
　　可以就"植物的茎是否会把生长素向上运输？"这个问题展开探究活动，指导学生从选材到实验的设计与实施开展探究活动。具体的实施方法是：在春天（3月），选未长叶的杨树将几个枝条折弯，使其顶芽向下，观察生长发育的现象。在实验设置完成以后，应对可能的实验结果做出预期，并做观察记录。当枝条上的叶片全部长出后，汇总观察记录，做出总结报告和实验结果分析。