植物生长素的发现的教学设计(比赛)

教学设计 执行时间：

高中课程标准•生物必修3

第三章.第一节　植物生长素的发现

一、教材内容及其解析

1．内容：植物生长素的发现

2．解析：主要内容包括：植物生长素的发现；生长素的产生、分布和运输。植物生长素的发现一节作为本章开篇一节层层深入揭示了植物向光性这一生命现象是在生长素调节作用下产生的个体适应性，随着生长素的发现学生认识到植物激素的存在，并初步了解生长素作用──促进生长，这也为继续探索第二、三节生长素的其他生理作用及激素应用奠定基础，本节内容起着承上启下的作用。这一节内容其中“生长素的发现过程” 隐含的科学研究的方法与过程，在整个必修课本中处于相当重要的地位。

二、教学目标

1．知识目标：

    ①概述生长素的发现过程。 

    ②说明植物向光生长的原因。

    ③生长素的产生、运输和分布。

2．能力目标：

    ①体验发现生长素的过程和方法。初步学会科学探究实验的设计方法。

    ②训练严密的逻辑思维能力，观察能力，养成良好的生物学素养。

3．情感目标：利用生长素发现过程进行科学发展史教育，学生关注生活现象，体验科学发现之美，形成积极探索、勇于进取的求知精神和追求真理的良好意志品质。

三、教法设想

1、设计理念

    通过创设情景，培养学生自主合作探究意识，通过引导生生交流、师生评价，获取知识。“创设情境现象→ 发现提出问题→合作探究/合作发现→释疑→归纳→反馈→应用”为施教方法，完成目标。

2、主要教法：

    a．达尔文实验 

    学生之间进行合作学习，以此为思路展开教学，学生合作制定探究方案、预测结果、得出结论，突出知识线索对向光性的可能原因的推测，同时教师引导归纳实验设计方法和要点。

    b．詹森、拜尔、温特实验

    知识上以问题引导阅读合作讨论突破为线索，方法上迁移达尔文实验设计方法判断詹森实验的巧妙之处，补充对照实验，对比拜尔实验和达尔文实验领悟单侧光引发向光生长原因

    c．生长素的产生、运输、分布

    以幻灯片展示图片、识图、填图牵引阅读兴趣、抽象知识形象化，理解应用知识。

四、重点和难点分析

   1．重点及分析：生长素发现过程是本节课的重点。

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）、根据观察发现问题并提出问题、根据分析提出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。同时也是学生体会科学研究的实验方法以及严谨的思维逻辑过程。

   2．难点及分析：

  ① 生长素发现的实验设计，及科学实验设计的严谨性分析是本节的教学难点。

在探索胚芽鞘向光生长的过程中，以科学的严密的逻辑思维引导学生层层设疑、合作探究设计实验来解决。这个能力对于学生来说有难度也有挑战性，运用科学方法：假说-演绎法解决这个教学难。初步学会遵守实验设计中的单一变量原则和对照原则，学会分析实验设计，得出相应结论，训练逻辑思维的严密性。

  ② 生长素的产生、运输和分布。

学生对芽、顶端分生组织、形成层、形态学上端等缺乏感性认识，通过图片展示加深印象，感悟形象思维到抽象思维的转换。

五、教学过程设计

（一）教学基本流程

    （二）教学情景

引入：以“问题探讨”引入，学生思考回答，老师提示。

1.弯向窗外生长。

2.是较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外光源生长。这样，可以使植株获得更多阳光，从而可以通过光合作用合成更多的有机物，满足自身生长发育的需要。

3.植株的弯曲生长发生在幼嫩部位。

教师讲述：植物为什么具有向光性呢？这让很多人感到困惑，如何才能解开这个谜团？

教师：在1880年的时候，达尔文为了证明植物向光性，设计了一个实验。（让学生小组交流讨论下列老师提出的问题，老师写板书）

〖板书〗一、生长素的发现过程

（一）、达尔文的实验

  [在屏幕上呈现出达尔文的实验过程及实验结果]请学生分析达尔文的实验过程及实验结果，讨论回答下列思考题：

A.达尔文对第一组实验会提出什么问题呢？

  （植物的向光弯曲生长与尖端有关吗？）

B.达尔文的第一组实验作出了什么样的假设？

（植物的向光弯曲生长与尖端有关。）

C.请分析第一组实验的结果，得出结论。

（植物向光弯曲生长与尖端有关。）

D.达尔文在第一组实验的基础上所提出的第二组实验问题可能是什么？

 (感受光的刺激是胚芽鞘的尖端还是尖端的下端?)

E.达尔文在第一组实验的基础上所做的第二组实验的假设是什么？

（感受单侧光刺激的部位是尖端）

F.请分析第二组实验的结果，得出结论。

（感受单侧光刺激的部位是尖端）

G.为什么要分别遮盖胚芽鞘顶端和它下面的一段？

（两者形成相互对照,来确定能够感受单侧光刺激的部位）

H.胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分？感受单侧光刺激的又是哪一部分？

〖旁栏思考题1〗

（胚芽鞘弯曲生长的是尖端下面的一段。感受单侧光刺激的是尖端。这说明胚芽鞘尖端接受单侧光照射后，产生某种刺激传递到下面，引起下面一段弯曲生长。）

教师组织学生交流、讨论后，再呈现达尔文得出的结论：

〖旁栏思考题2〗生思考回答师提示

2.提示：因为该刺激（生长素）在向光一侧和背光一侧的分布（浓度）存在差异，因而引起两侧的生长不均匀。

单侧光照使胚芽鞘的尖端产生某种影响，当这种影响传递到下部的伸长区时，会造成背光面比向光面生长快，因而出现向光性。

   教师：“学生们继续思考胚芽鞘尖端真的会产生某种物质吗？这种物质怎么会影响下面部分的生长呢？ 

   教师：达尔文提出的实验结论从一定程度上解释了植物的向光性，但达尔文的结论其实只是分析实验现象后作出的假定性的解释，这种解释究竟是不科学事实，还需要更进一步的实验验证。下面请看詹森是如何在此基础上进行研究的。

  （二）、詹森的实验

   [屏幕上呈现出詹森的实验过程及实验结果] 请学生分析詹森的实验过程及实验结果，讨论回答下列思考题：

   詹森提出的问题是什么？

  （尖端产生的影响究竟是什么？）

作出的假设是什么？

  （这种影响是一种化学物质）

分析结果，得出的实验结论。

  （胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片传递给下部）

可以透过琼脂片传递给下部的影响，最可能是哪一类影响？

  （化学物质）

教师组织学生交流、讨论、评价

教师：詹森通过实验得出了传递到下部的影响最可能是一种化学物质，从而解答了达尔文所假定的影响是什么的问题，那么，除此之外，达尔文的实验中还有什么问题需要解决呢？

（三）、拜尔的实验

   [屏幕上呈现出拜尔的实验过程及实验结果] 请学生分析拜尔的实验过程及实验结果，讨论回答下列思考题：

拜尔提出的问题是什么？

（顶端产生的影响能传到下部，那么它为什么能使伸长区两侧生长不均匀呢？）

作出的假设是什么？

（顶端产生的刺激在尖端下部分布不均匀，使得伸长区两侧生长不均匀）

分析结果，得出的实验结论。

（证明假设成立）

  请在詹森和拜尔实验的基础上解释植物具有向光性的原因。（胚芽鞘的尖端产生的影响可能是某种化学物质，单侧光照射使这种化学物质在尖端下面一段分布不均匀,从而使胚芽鞘表现出向光性。）

教师：达尔文、詹森和拜尔等科学家们不断地发现问题、作出假设、寻找证据、得出结论、在此基础上进一步发现新的问题、作出新的假设…… ，在这样的过程中，对于植物向光性原因的解释不断趋于完善。但是，对于植物向光性原因的探究并没到此终止。那么，后来的科学家又在詹森和拜尔的实验结论中发现了什么样的新问题呢？请看温特发现的新问题和继续进行的研究。

（四）、温特的实验

   [屏幕上呈现出温特的实验过程及实验结果] 请学生分析温特的实验过程及实验结果，讨论回答下列思考题：

   温特提出的问题是什么？

   （胚芽鞘的尖端产生的刺激是一种化学物质吗？是由于它在伸长区两侧的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长吗？）

   作出的假设是什么？

   （由于胚芽鞘的尖端产生的一种化学物质向下运输，在伸长区两侧分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长）

分析结果，得出的实验结论是什么？

  温特的实验进一步证明了胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起的。

（证明假设成立）

是否可以取消对照组实验？请阐述理由。

 （不可以。否则不能排除琼脂本身对实验结果的干扰作用）

   请利用温特的实验结论解释植物具有向光性的原因。

  〖旁栏思考题〗 3.提示：没有。他是在对实验结果进行严密分析的基础上作出这个推断的。要得出这样的结论，既需要以事实为依据进行严密的逻辑推理，还需要一定的想像力。

   教师组织学生交流、讨论、评价。

  教师：温特认为这种化学物质可能与动物激素类似，并把这种物质命名为生长素，也是发现的第一个植物激素。

   那么，植物生长素的发现是不是到此完成了呢？既然生长素是一种化学物质，只有分离出这种物质，才能最终证明其存在。后来，科学家终于分离出了植物生长素，并确定了其化学本质，植物生长素的发现才算告一段落，整个过程经历了大约半个世纪。

〖板书〗二、植物向光性的解释

    胚芽鞘的尖端在单侧光的照射下，引起尖端的生长素分布不均匀，向光侧的生长素分布少，生长慢；背光侧的生长素分布多，生长快。导致植物向光弯曲生长。

〖板书〗三、生长素的产生、运输和分布。

要求学生看书解决下列问题：

1.植物体内生长素在哪些部位合成的？

2.植物体内的生长素主要在哪些部位起作用呢？

3.植物体内生长素是如何从合成部位运输到起作用的部位呢？

4.举例说明什么是极性运输。

5.根据生长素的产生、作用及化学本质，尝试给植物激素下定义。

〖技能训练〗生阅读思考回答师提示

1.提示：不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。

2.提示：结论2不严谨。没有实验证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端。

3.提示：应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，以研究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端。

(三）．板书设计

   一、生长素的发现过程

       （一）、达尔文实验

单侧光     尖端    通过“某种影响”   尖端下段（背光侧生长快、向光侧生长慢）

   （二）、詹森实验

         尖端产生的“某种影响”可能是一种化学物质

  （三）、拜尔实验

        单侧光使化学物质在尖端下段分布不均匀，导致生长不均匀。

   （四）、温特实验

       证明胚芽鞘的生长确实是化学物质引起的。

 二、对植物向光性的解释

 三、生长素的产生、运输和分布

(四）．目标检测

1、胚芽鞘产生生长素的部位，感受单侧光刺激的部位和弯曲生长的部位分别是（   ）

  A、尖端、尖端、尖端                B、尖端、尖端、尖端下面的部分

C、尖端、尖端下面部分、尖端下面部分  D、尖端、尖端下面部分、尖端

2．植物向光性的形成,是由于单侧光使（       ） 

  A.生长素在茎尖向光侧比背光侧的含量高

  B.生长素在茎尖背光侧比向光侧的含量高 　　　　　　　

  C.茎尖感光部位的感光能力发生改变

  D.茎尖芽的顶端分生组织合成生长素的能力发生改变

3.如图是燕麦胚芽鞘受到单侧光照射，下列叙述不正确的是（         ）

A、生长素由④向③移动

B、生长素由②向①移动

C、生长素由①向③移动

D、③处生长比④处快

4.下图示三盆燕麦幼苗。A、C盆中是正常幼苗，B盆中是切去胚芽鞘尖端的幼苗。将A、B盆分别放在缓慢匀速旋转的圆盘上，将C盆放在不旋转的圆盘上，三盆都有单侧光照射。几天后，A盆的幼苗________生长；B盆幼苗 ________生长， C盆的幼苗___________生长。 

设计意图： 通过对生长素相关知识的学习，进一步对基础知识的掌握和运用，达到强化知识记忆的目的。

师生活动：老师给出练习，学生积极思考作答，老师给出点评。

5．小结

小结：以板书内容师生共同总结

配餐作业

一、基础题（A组题）

1、把含有生长素的琼脂小块放在切去尖端的胚芽鞘切面的左侧，然后置于黑暗处，胚芽鞘将（    ）

  A、向左侧弯曲    B、向右侧弯曲   C、直立生长   D、向前弯曲

2、在方形暗箱内放一盆幼苗，暗箱一侧开一小窗，光源的光可以从窗口射入。把暗箱放在旋转器上水平旋转，保持每15分钟匀速转一周。（如下图所示）一星期后幼苗生长状况为（    ）

3、植物地上部分向光生长，根背光生长。取正在萌发的种子贴附在琼脂板上，再将琼脂板插入透明盒内培育，五面遮光，仅从一侧给予光照（见图）。幼苗根的生长方向将是（   ）

       A、↓    B       C、→   D、      

4、侧芽生长素的浓度总是高于顶芽，但是顶芽产生的生长素仍大量积存于侧芽部位，这是因为生长素运输的方式属于（   ）

A、自由扩散  B、极性运输  C、主动运输  D、渗透作用

5、植物生长具有向光性是由于（   ）

A、植物对地心引力发生的反应  B、植物处于黑暗中

B、植物处于强光下            D、单侧光引起生长素分布不均匀的缘故

6、将燕麦胚芽鞘作如图处理，经过几天的变化情况是（　　）

Ａ、向左弯曲　  Ｂ、向右弯曲

Ｃ、直立生长　　Ｄ、停止生长                                                

二、巩固题（B组题）                                       

1、如图为用燕麦胚芽鞘进行的向光性实验，下列叙述中正确的是

A.不生长也不弯曲的是③④    B.生长且向光弯曲的是②⑤

C.生长但不弯曲的是①④      D.生长且向左弯曲的是①⑤

2、图中能说明胚芽鞘尖端是感受光刺激的部位的最佳实验组合是（　）

A.①②　　B.③④　　C.④⑤　　D.⑤⑥

3、由甲乙两图直接可以得出的结论有(　)

A.生长素能促进植物生长

B.生长素的化学成分为吲哚乙酸

C.单侧光照射引起生长素分布不均匀

D.感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端

教学反思：