2023學(xué)年度 植物生長素的發(fā)現(xiàn)

《植物生長素的發(fā)現(xiàn)》——親身體驗(yàn)感受切膚一、基本說明1．教學(xué)內(nèi)容所屬模塊：高中生物必修32．年級(jí)：高二3．所用教材出版單位：人民教育出版社4．所屬的章節(jié)：第3章第1節(jié)5．學(xué)時(shí)數(shù)：45分鐘二、教學(xué)設(shè)計(jì)1．教學(xué)目標(biāo)（1）知識(shí)目標(biāo)①概述植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程。②體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)生長素的過程和方法。（2）能力目標(biāo)①通過探究實(shí)驗(yàn)的參與，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和科學(xué)探究能力。②通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)、通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的分析，訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維的嚴(yán)密性。（3）情感目標(biāo)通過探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生執(zhí)著的探索精神、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。2．內(nèi)容分析（1）教學(xué)內(nèi)容分析①本節(jié)課是高中生物必修3第3章《植物的激素調(diào)節(jié)》第1節(jié)植物生長素的發(fā)現(xiàn)。本章內(nèi)容包括植物生長素的發(fā)現(xiàn)、生長素的生理作用、其他植物激素這三個(gè)部分的內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容則包括生長素的發(fā)現(xiàn)過程，生長素的產(chǎn)生、運(yùn)輸和分布兩部分。本節(jié)內(nèi)容是后2節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)和鋪墊。本書是以生物個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)層次系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)的維持為主線展開的，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)生命系統(tǒng)的整體性和穩(wěn)態(tài)，以及穩(wěn)態(tài)與環(huán)境的關(guān)系。本章內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立，和第2章動(dòng)物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)一起屬于個(gè)體層次生命系統(tǒng)調(diào)節(jié)的內(nèi)容，也是此后種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)等群體層次生命系統(tǒng)學(xué)習(xí)的鋪墊和銜接。②生物體作為一個(gè)獨(dú)立的個(gè)體，各種代謝活動(dòng)及生殖發(fā)育能夠嚴(yán)格有序的進(jìn)行，需要各系統(tǒng)、器官及細(xì)胞的協(xié)調(diào)統(tǒng)一；生物體作為環(huán)境的成員，能夠生存下來，需要自身對(duì)外界環(huán)境的變化作出相應(yīng)的反應(yīng)。本節(jié)中的植物向性運(yùn)動(dòng)的內(nèi)容，體現(xiàn)了環(huán)境對(duì)生物的影響及生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)。③生長素的發(fā)現(xiàn)史滲透著科學(xué)的思維方法和研究方法，這為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)提供了一定的條件，為學(xué)生進(jìn)行自主性探究提供了基礎(chǔ)。并且，利用胚芽鞘作材料還可以有許多新的研究?jī)?nèi)容，讓學(xué)生參與到探究的過程中，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)密思維，科學(xué)的探究能力有重要的作用。（2）教學(xué)重難點(diǎn)①教學(xué)重點(diǎn)：生長素的發(fā)現(xiàn)過程②教學(xué)難點(diǎn)：生長素的產(chǎn)生、運(yùn)輸與分布；科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性分析3．學(xué)情分析本章內(nèi)容在于學(xué)生學(xué)習(xí)《動(dòng)物和人體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)》之后，因此學(xué)生對(duì)于生物的調(diào)節(jié)作用有了一定的認(rèn)識(shí)。在此知識(shí)基礎(chǔ)上，高二的學(xué)生觀察思維能力較強(qiáng)，但邏輯思維能力及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析能力、表達(dá)能力有待提高。因此在教學(xué)過程中，教師應(yīng)注重啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探討，通過精心設(shè)置疑問，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行探究和學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的分析和理解能力。4．設(shè)計(jì)思路（1）新課程理念倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，注重生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)。（2）高中生物包含許多生物科學(xué)史內(nèi)容，如“分析細(xì)胞學(xué)說建立的過程”、“光合作用的發(fā)現(xiàn)過程”、“酶的發(fā)現(xiàn)過程”、“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”等等。但是有關(guān)科學(xué)史的內(nèi)容教材重在闡述科學(xué)家的探索過程，重在強(qiáng)調(diào)科學(xué)思想、方法和科學(xué)的本質(zhì)。學(xué)生只是被動(dòng)學(xué)習(xí)，感受不深，收獲不大。本節(jié)課打破了以往學(xué)生一貫接受結(jié)論性知識(shí)的模式，選取關(guān)鍵史實(shí)進(jìn)行組織，以引導(dǎo)學(xué)生參與科學(xué)探索過程，讓學(xué)生通過觀察、質(zhì)疑、表達(dá)和交流等活動(dòng)，從而更深刻領(lǐng)悟科學(xué)思想，理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)研究的方法，從而提高其科學(xué)素養(yǎng)。5.教法學(xué)法分析本節(jié)課采用探究式教學(xué)，結(jié)合觀察法、探究法、討論法等多種教學(xué)方法。應(yīng)用FLASH和POWERPOINT課件加強(qiáng)直觀教學(xué)，使學(xué)生積極參與課堂，初步掌握生物科學(xué)研究的一般方法：提出問題→提出猜想或假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案→預(yù)期結(jié)果→實(shí)驗(yàn)探究→收集資料并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析→得出結(jié)論。在教學(xué)過程中，通過問題的設(shè)置，引導(dǎo)學(xué)生思考、分析討論、觀察總結(jié)，充分體現(xiàn)課堂教學(xué)中學(xué)生的主體性。三、教學(xué)過程描述教學(xué)環(huán)節(jié)及時(shí)間教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖

導(dǎo)入探究問題

介紹實(shí)驗(yàn)材料

課件示許多株單向生長的幼苗。引導(dǎo)：①看到這株植物，你有什么問題或想法？②用什么辦法可以培養(yǎng)這樣的植株？課件展示實(shí)際培養(yǎng)方法。介紹向光性。植物為什么會(huì)向光生長？科學(xué)家正是通過對(duì)植物向光性的研究最終發(fā)現(xiàn)了植物生長素。這節(jié)課，就讓我們和科學(xué)家們一起來探究植物生長素的發(fā)現(xiàn)。介紹一下實(shí)驗(yàn)材料：胚芽鞘。

學(xué)生觀察思考，積極答問。學(xué)生觀察分析

培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、提出問題的能力和鑒別問題有效性的能力。探究一

胚芽鞘具有向光性嗎？提示：如何實(shí)現(xiàn)單測(cè)光？注意設(shè)置對(duì)照和控制變量。得出結(jié)論：胚芽鞘具有向光性（且生長與光照無關(guān)）你的下一個(gè)研究方向是什么？

小組合作，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。交流匯報(bào)。其他組質(zhì)疑修正。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、語言表達(dá)能力、鑒別信息的能力和科學(xué)質(zhì)疑的精神。探究二

胚芽鞘的向光生長與哪一部分有關(guān)？學(xué)生1：“既然是胚芽鞘的上端發(fā)生彎曲，那么這種彎曲就可能與它的尖端有關(guān)。”怎樣才能證明這種猜想？學(xué)生2：切去胚芽鞘的尖端，觀察其生長情況；有的提出是否可以用遮光的辦法，分別遮住胚芽鞘的不同部分，再比較各自的生長情況。學(xué)生3：……假設(shè)：胚芽鞘的生長與其尖端有關(guān)。實(shí)驗(yàn)：去除尖端和保留尖端的胚芽鞘在單側(cè)光下的生長情況。現(xiàn)象：去除尖端的胚芽鞘既不生長也不彎曲。保留尖端的胚芽鞘向光彎曲生長。結(jié)論：胚芽鞘的向光生長確實(shí)與尖端有關(guān)。向光生長受到單側(cè)光的刺激，那感受這種刺激的是尖端，還是尖端以下的部位？小組合作，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。交流匯報(bào)。其他組質(zhì)疑修正。選擇最佳方案進(jìn)行分析。探究三感受這種刺激的是胚芽鞘的尖端，還是尖端以下的部位？假設(shè)：感受光的部位為胚芽鞘尖端下方。實(shí)驗(yàn)：①胚芽鞘尖端遮光；②胚芽鞘尖端以下一段遮光現(xiàn)象：胚芽鞘直立生長，胚芽鞘向光彎曲結(jié)論：感光部位是尖端（而彎向光源生長的是尖端的下方）質(zhì)疑：為什么會(huì)這樣呢？彎向光源生長的是不是尖端下方？有沒有一種很好的方法可以用來判斷胚芽鞘的某個(gè)部位是否明顯生長了？學(xué)生：標(biāo)記。。。。。質(zhì)疑：為什么會(huì)這樣呢？為什么感光的部位是尖端，而彎向光源生長的卻是尖端下方？據(jù)此你有沒有什么大膽地猜想？學(xué)生：大膽想象，提出自己的猜想。課件示達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)論、猜想。教師：剛才同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)其實(shí)也就是達(dá)爾文19世紀(jì)末進(jìn)行過的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，他的結(jié)論是：胚芽鞘感光的部位是尖端，而發(fā)生彎曲的部位是胚芽鞘尖端以下的一段。據(jù)此他大膽地推測(cè)，胚芽鞘的尖端在單側(cè)光的照射下可能會(huì)產(chǎn)生某種刺激，且該刺激的向下運(yùn)輸會(huì)造成背光一側(cè)比向光一側(cè)生長快，因而出現(xiàn)向光性彎曲。引導(dǎo)：下一步，你會(huì)怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證你的猜想？小組合作，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。交流匯報(bào)。其他組質(zhì)疑修正。選擇最佳方案進(jìn)行分析。學(xué)生思考，表達(dá)。學(xué)生觀察，感悟。探究四胚芽鞘產(chǎn)生的這種刺激究竟是什么？教師：這個(gè)問題對(duì)我們中學(xué)生來說，難度其實(shí)非常大。下面我們一起來學(xué)習(xí)一下科學(xué)家們是如何進(jìn)行探究的。介紹鮑森·詹森實(shí)驗(yàn)（展示過程圖解）1910—1913年，丹麥人鮑森·詹森用燕麥做了如下實(shí)驗(yàn)：將燕麥胚芽鞘尖端切去，取一塊瓊脂薄片放在切口上，再把切下的胚芽鞘尖端放在瓊脂薄片上，用單側(cè)光照射。結(jié)果瓊脂薄片下面的胚芽鞘彎向光源生長。介紹瓊脂。鮑森·詹森得出的結(jié)論是？（胚芽鞘尖端產(chǎn)生的刺激可以透過瓊脂片傳遞給下部）引導(dǎo)：鮑森詹森的實(shí)驗(yàn)有沒有什么不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤?？學(xué)生：沒有設(shè)置瓊脂的對(duì)照教師：鮑森·詹森推測(cè)，這種刺激可能是一種化學(xué)物質(zhì)。質(zhì)疑：到底是不是一種化學(xué)物質(zhì)呢？介紹拜爾實(shí)驗(yàn)1914—1918年，匈牙利人拜爾又做了如下實(shí)驗(yàn)：將胚芽鞘的尖端切下，放回到胚芽鞘切面的一側(cè)(無論放置在哪一側(cè))，在沒有單側(cè)光照射下，也能促進(jìn)這一側(cè)生長，并彎向放置尖端的對(duì)側(cè)。討論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？結(jié)論：拜爾實(shí)驗(yàn)初步證明了尖端產(chǎn)生的刺激可能是一種化學(xué)物質(zhì)，質(zhì)疑：為什么彎曲生長？這種化學(xué)物質(zhì)的分布不均勻造成了胚芽鞘的彎曲生長。質(zhì)疑：如果確實(shí)存在某種物質(zhì)，能否設(shè)計(jì)更直接的實(shí)驗(yàn)證明該物質(zhì)的存在？（學(xué)生可能提出直接提取該物質(zhì)，原因：量太少，沒法提取、純化和測(cè)定其化學(xué)結(jié)構(gòu)）介紹溫特實(shí)驗(yàn)將瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘一側(cè)將瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘一側(cè)瓊脂塊放上胚芽鞘尖端幾小時(shí)后切小塊向放瓊脂塊的對(duì)側(cè)彎曲1928年，荷蘭植物學(xué)家溫特做了如下實(shí)驗(yàn)：他將切下的燕麥胚芽鞘的尖端放在瓊脂塊上，1—2小時(shí)后，移去胚芽鞘尖端，再把瓊脂切成小塊，放置在切去尖端的胚芽鞘切面上，結(jié)果這個(gè)胚芽鞘就恢復(fù)了生長。如果將瓊脂塊放在胚芽鞘切面的一側(cè)，只蓋住切面的一半，則胚芽鞘生長并彎向放置瓊脂塊的對(duì)側(cè)；相反，如果放置一塊未經(jīng)處理的瓊脂小塊，則切去尖端的胚芽鞘就不會(huì)出現(xiàn)生長和彎曲現(xiàn)象。溫特的實(shí)驗(yàn)結(jié)論？進(jìn)一步證明了引起胚芽鞘彎曲生長的物質(zhì)確實(shí)是一種化學(xué)物質(zhì)。思考：溫特實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的精妙之處是什么？學(xué)生：把尖端和尖端以下分開，通過瓊脂中轉(zhuǎn)，判斷尖端是不是產(chǎn)生了化學(xué)物質(zhì)。教師：溫特認(rèn)為這種化學(xué)物質(zhì)可能是和動(dòng)物激素類似的物質(zhì)，并把它取名為生長素。學(xué)生小組合作，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。交流匯報(bào)。（不修正完善）學(xué)生讀圖，口述實(shí)驗(yàn)過程。質(zhì)疑科學(xué)家實(shí)驗(yàn)。學(xué)生領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)原理，了解實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)生領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)原理，了解實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。通過對(duì)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的分析，訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維的嚴(yán)密性。加深學(xué)生對(duì)科學(xué)思想和方法的認(rèn)識(shí)，對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。探究五生長素究竟是一種什么化學(xué)物質(zhì)？介紹郭葛實(shí)驗(yàn)1934年荷蘭科學(xué)家郭葛從人尿中分離出了一種有機(jī)化合物吲哚乙酸，將其混入瓊脂中后，再把瓊脂切成小塊，放置在切去尖端的胚芽鞘切面的一側(cè)，結(jié)果這個(gè)胚芽鞘生長并彎向放置瓊脂塊的對(duì)側(cè)?；煊羞胚嵋宜岬沫傊瑝K混有吲哚乙酸的瓊脂塊放在胚芽鞘切面一側(cè)胚芽鞘彎向?qū)?cè)生長后來，郭葛、西蒙等人從玉米油、根霉、麥芽中分離和純化了一種物質(zhì)。經(jīng)過鑒定，這種物質(zhì)是吲哚乙酸。思考：郭葛、西蒙得出的結(jié)論？（引起植物向光生長的化學(xué)物質(zhì)是吲哚乙酸IAA，也就是通常所說的生長素）【強(qiáng)調(diào)生長素的化學(xué)本質(zhì)——有機(jī)物，得名原因——促進(jìn)生長發(fā)育】教師：科學(xué)家進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，植物體內(nèi)具有生長素效應(yīng)的物質(zhì)，除IAA以外，還有萘乙酸（PAA）、吲哚丁酸（IBA）等。即發(fā)現(xiàn)生長素之后，人們又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸和乙烯等植物激素。小結(jié)：請(qǐng)你給植物激素一個(gè)定義（產(chǎn)生、運(yùn)輸、作用）。學(xué)生：由植物體內(nèi)一定部位產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運(yùn)送到作用部位，對(duì)植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)物，叫植物激素。學(xué)生領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)原理，了解實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)生通過對(duì)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的分析，加深對(duì)科學(xué)思想和方法的認(rèn)識(shí)，加深對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。植物向光生長的原因？學(xué)生：向光性是因?yàn)樯L素的分布不均勻造成的。單測(cè)光照射后，胚芽鞘背光一側(cè)的生長素含量多于向光一側(cè)，引起了兩側(cè)生長素分布不均勻，導(dǎo)致了植物的向光性。學(xué)生小結(jié)歸納和表達(dá)能力培養(yǎng)探究六尖端產(chǎn)生的生長素是怎樣運(yùn)輸?shù)较虏康模拷處熤v解生長素的產(chǎn)生、運(yùn)輸和分布。著重分析形態(tài)學(xué)上端、形態(tài)學(xué)下端和生長素的橫向運(yùn)輸。課堂回顧課堂小結(jié)下面我們來對(duì)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)生長素的過程進(jìn)行小結(jié)和回顧。本節(jié)課通過植物的向光性入手，學(xué)習(xí)了生長素發(fā)現(xiàn)的過程。從達(dá)爾文首次進(jìn)行胚芽鞘的向光性實(shí)驗(yàn)到最后分離出吲哚乙酸，生長素的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的研究。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)有了哪些新的認(rèn)識(shí)？（復(fù)雜、艱辛、繼承、發(fā)展、持之以恒）通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有什么收獲？（知識(shí)、能力培養(yǎng)、情感態(tài)度價(jià)值觀等方面）人類的許多科學(xué)發(fā)現(xiàn)，就是像這樣經(jīng)過一代又一代人的探索，才一步一步接近事實(shí)的真相。每一位科學(xué)家所取得的進(jìn)展可能只是一小步，眾多的一小步終將匯合成科學(xué)前進(jìn)的一大步。學(xué)生回顧科學(xué)發(fā)現(xiàn)的大致過程學(xué)生袒露對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的理解和感悟加強(qiáng)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。課堂反饋1．在胚芽鞘實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生生長素的部位是__________。感受光刺激的部位是_____________________。向光彎曲生長的是_______________________。2．光只能影響生長素的__________，不能影響生長素的合成。3．胚芽鞘向光彎曲的原因是______________________。4．生長素的化學(xué)本質(zhì)是__________，植物體內(nèi)具有生長素效應(yīng)的還有____________。5．判斷胚芽鞘的生長方向6．如果你是園藝工作者，你會(huì)怎樣培植這樣的盆景？（“S”型生長的盆景）學(xué)生分析作答考察學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握和運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題能力課后探究1．將一盆花水平放置，一段時(shí)間后花的生長方向會(huì)發(fā)生什么變化？試分析原因。2．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明生長素的運(yùn)輸方向是極性運(yùn)輸。學(xué)生探究四、教學(xué)反思本節(jié)課我打破了科學(xué)