5.5植物生長素的探索史教案設(shè)計(jì)上海師范大學(xué)劉星星2015-10-20授課班級(jí)：高二（3）、（4）班課題：DNA是主要的遺傳物質(zhì)課時(shí)安排：一課時(shí)一、教材分析本課內(nèi)容上?？萍汲霭嫔绺叨?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(xué)探究方法和過程，以及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)所要控制的“單一變量”問題，在整個(gè)必修課本中處于相當(dāng)重要的地位，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的很好載體，對學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、提出問題、分析問題、解決問題等能力培養(yǎng)是一個(gè)好素材。二、學(xué)情分析高二的學(xué)生經(jīng)過一年的學(xué)習(xí)對該學(xué)科有一定的感性認(rèn)識(shí)和理論基礎(chǔ)，在日常生活中對植物向光性有所觀察，在高中實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)也知道控制變量的重要性。但對科學(xué)的生物研究方法沒有形成系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，通過在教學(xué)中教師對科學(xué)史的層層深入引導(dǎo)，提高學(xué)生科學(xué)的素養(yǎng)，加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性和原則性的認(rèn)知。設(shè)計(jì)思路以同學(xué)們生活中最常見的植物向光性，引出探究問題。通過層層設(shè)置疑問引出達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)、杰遜的實(shí)驗(yàn)、拜耳的實(shí)驗(yàn)、溫特的實(shí)驗(yàn)，逐層推進(jìn)揭開生長素神秘的面紗。最后通過探究實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對生長素的認(rèn)識(shí)。教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)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(yàn)發(fā)現(xiàn)生長素的過程和方法。2．過程與方法在教學(xué)過程中采用互動(dòng)式教學(xué)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(yán)密的邏輯推理，層層深入，探究問題，引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)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(jià)值觀目標(biāo)從探索生長素發(fā)現(xiàn)過程，體驗(yàn)感知科學(xué)探究的曲折，提高科學(xué)素養(yǎng)，端正科學(xué)研究的態(tài)度和形成勇于探索精神，拓展知識(shí)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(xí)慣：能評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)論；能養(yǎng)成邏輯思維的嚴(yán)密性，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。五、重點(diǎn)與難點(diǎn)1．教學(xué)重點(diǎn)：概述植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程、解釋原因。2．教學(xué)難點(diǎn)：理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性。六教學(xué)過程教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖圖片設(shè)疑導(dǎo)入多媒體展示“植物向光性”的圖片，讓學(xué)生討論這種生長狀況特征，引導(dǎo)學(xué)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(diǎn)?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(jì)80年代，就有科學(xué)家觀察到植物的向光性，并進(jìn)行了深入研究，今天我們就跟隨他們的腳步來學(xué)習(xí)這種現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的。觀察圖片，思考，回答創(chuàng)設(shè)情景，

讓學(xué)生能積極思考，引出課題。生長素的發(fā)現(xiàn)過程一達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)（板書1）最早的一個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)是1880達(dá)爾文父子的實(shí)驗(yàn)。達(dá)爾文用的是英國常見的金絲雀虉草的胚芽鞘進(jìn)行向光性實(shí)驗(yàn)。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(hù)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(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果，讓學(xué)生思考以下問題：8達(dá)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(gè)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(xué)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(gè)實(shí)驗(yàn)思考一下能得出什么結(jié)論？學(xué)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(guān)在實(shí)驗(yàn)室中，想要驗(yàn)證達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)，我們?nèi)绾卧O(shè)計(jì)單側(cè)光裝置？同學(xué)：可以將空紙盒放在臺(tái)燈下，紙盒上打一個(gè)透光孔。10為什么會(huì)彎曲呢？達(dá)爾文父子提出了一種假說：——同學(xué)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(xué)家們從事這方面的研究，1913年，杰遜設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對達(dá)爾文的化學(xué)信號(hào)假說進(jìn)行驗(yàn)證。二杰遜的實(shí)驗(yàn)（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(xué)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(xué)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(xué)回答，因?yàn)橹虚g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(yùn)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(yùn)輸）杰遜的實(shí)驗(yàn)是否驗(yàn)證了達(dá)爾文的假說呢？13既然刺激向下傳遞了，為何會(huì)出現(xiàn)背光側(cè)生長快，向光側(cè)生長慢，導(dǎo)致彎曲生長呢？三拜爾的實(shí)驗(yàn)（板書3）1914拜爾設(shè)計(jì)了一個(gè)很巧妙的實(shí)驗(yàn)。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(dǎo)致什么？同學(xué)：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(gè)實(shí)驗(yàn)都是有尖端，如果沒有尖端會(huì)怎樣？1926年，23歲的植物學(xué)家溫特，就設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)特別的實(shí)驗(yàn)。三溫特的實(shí)驗(yàn)（板書3）將胚芽鞘尖端切下，放到瓊脂塊上，一段時(shí)間后，尖端物質(zhì)可以擴(kuò)散到瓊脂塊中。用瓊脂塊代替尖端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)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(xué)們預(yù)測一下每組最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同學(xué)回答：1和4組在一定時(shí)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(jìn)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(yùn)輸?shù)较虏?，促進(jìn)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(dòng)到背光側(cè)副板書生長素的這種運(yùn)輸方式稱為橫向運(yùn)輸（副板書）用自己的話總結(jié)：植物為什么會(huì)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(shí)驗(yàn)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(guān)。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(guān)。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(shí)驗(yàn)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(shí)會(huì)造成背光面比向光面長得快，因而出現(xiàn)向光性。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。實(shí)驗(yàn)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(shí)分布不均造成的。向瓊脂塊的對側(cè)彎曲生長。不可以，應(yīng)該再設(shè)置一個(gè)空白對照實(shí)驗(yàn)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(xué)生對胚芽鞘的理解缺乏感性認(rèn)識(shí)，直觀圖片和抽象語言相結(jié)合的講解，更易使學(xué)生接受。通過對各組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較、思考、討論，培養(yǎng)學(xué)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(shí)也能讓學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)以及研究成果的來之不易。綜合、分析信息，培養(yǎng)學(xué)生處理信息和歸納總結(jié)的能力問題串引導(dǎo)學(xué)生積極思考，讓學(xué)生能更專心地投入課堂學(xué)習(xí)同前兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的講解的意圖相似讓學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)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(shí)的真相探究生長素的極性運(yùn)輸讓學(xué)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(yùn)輸方式。一起來看一下，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是如何設(shè)計(jì)的。植物幼苗的靠近芽這端稱為形態(tài)學(xué)上端這里用A表示，與之對應(yīng)的為形態(tài)學(xué)下端用B表示。藍(lán)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(biāo)記為ab。I組，A端在上，B端在下，藍(lán)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(lán)色在上，白色在下。從圖中可以看出，生長素只能從A到B運(yùn)輸不能從倒過來運(yùn)輸。這種運(yùn)輸方式為生長素的極性運(yùn)輸。即只能從形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸。對本小節(jié)內(nèi)容做簡要總結(jié)。認(rèn)真聽課，專心思考，做好筆記對極性運(yùn)輸?shù)睦斫馐且粋€(gè)難點(diǎn)，因此在教學(xué)時(shí)，應(yīng)該注意學(xué)生對極性運(yùn)輸?shù)睦斫庹J(rèn)識(shí)是否到位，若學(xué)生掌握較好，還可以適當(dāng)?shù)鼗貞?、比較其他運(yùn)輸方式的特點(diǎn)。作業(yè)布置完成練習(xí)冊中本節(jié)課的相關(guān)練習(xí)思考、設(shè)計(jì)一個(gè)塑造造型獨(dú)特的盆景方案課后完成加強(qiáng)學(xué)生對新知識(shí)的鞏固和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用知識(shí)的基本技能。教學(xué)反思達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)開拓了生長素研究的先河，之后的科學(xué)家杰遜、溫特等人都是在達(dá)爾文基礎(chǔ)上進(jìn)行促進(jìn)生長物質(zhì)的探索。這一實(shí)驗(yàn)應(yīng)著重、細(xì)致講解，我講解時(shí)間短，對于學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)思路和后面科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)有一定難度。教學(xué)設(shè)計(jì)中，可以先向同學(xué)展示切除尖端、尖端遮光、尖端不遮光實(shí)驗(yàn)圖片，以實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果為課程講解做鋪墊,以便學(xué)生更好的理解胚芽鞘生長條件。根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)及時(shí)對講解速度進(jìn)行調(diào)整。高二（3）班在討論環(huán)節(jié)表現(xiàn)活躍，有4個(gè)同學(xué)為大家講解自己的探究思路，每組同學(xué)都有自己的研究方法，在以后的生物課中可以多給同學(xué)機(jī)會(huì)展示自己，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。高二（4）班與老師互動(dòng)相對較少，探究實(shí)驗(yàn)有2位同學(xué)講解思路，在以后的教學(xué)中要結(jié)合生活實(shí)例講解，培養(yǎng)學(xué)生對生物學(xué)的興趣。引導(dǎo)學(xué)生自主探究能力。六、板書5.5植物生