教学内容

教师活动

学生活动

时

第一课时

第四章 生命活动的调节

实验十
植物向性运动的实验设计和观察

引言：通过“新陈代谢”一章的学习，我们知道了生物体内随时都在进行着非常复杂的生命活动。那么，这些活动为什么能够非常顺利地进行？为什么生物体对外界的刺激变化又会做出非常精确的反应呢？这一切依靠的是生物体自身的调节作用。
　观察：请同学们通过录像观察植物的几种生命现象。然后回答以下几个问题：

　　（利用录像演示：向日葵一天的变化；窗台上的花的变化；一粒菜豆种子萌发过程的快放，根和茎的生长情况。）
　　提问：植物体表现出的向性运动对它的生活有什么意义？
　　讲述：生活中你还知道哪些现象属于向性运动？
　　那么，本节课我们就通过自己设计实验来亲自观察一下。
　　以前的实验都是书本上写好的方法步骤，这一次我们要求同学们亲自去设计。

    《植物向性运动的实验设计和观察》的教学安排 
　　一、什么是实验设计？
　　教师引导学生思考以下两个问题：
　　一个比较完整的实验设计方案应该包括哪些内容？
　　在实验设计中必须要遵循的两个重要原则是什么？ 
　　（利用胶片让学生回顾“酶的专一性”实验，引导学生分析、归纳出实验设计方案中的重要环节，并强调设计实验中的两个原则：对照性原则和控制单一变量原则。）
　　 
　　二、介绍本实验的原理、目的、实验材料。
　　三、设计实验题目：
　　植物的向光性。
　　植物的向水性。
　　植物的向重力性。
　　 
　　四、三个小组的学生分述自己设计的方案，并互相交流。
老师引导学生分析。找出可行性方案及最佳方案。 
　　五、三个小组的同学按可行性方案实施操作。
　　六、教师提示学生注意：定期观察，做好数据记录。（下节课展示结果）
　　七、作业：完成实验报告册内容

1．你看到了哪些现象？　

2．各种现象分别是由哪种刺激引起？　

3．引起它们的刺激在方向上有什么特点？
（学生观察。分析后回答：略。）

（学生讨论，并以实例分析回答：适应环境。）

（让学生分析，归纳，并阅读实验设计的补充材料，加深对实验设计方法的理解。）

学生按二个设计题目分为三个大组，分别研究、探讨设计方案，并以小组为单位写出设计方案。

（第二课时）

　引言：上节课我们要求同学们设计了向性运动的实验，

提问：引起这些向性运动的内因究竟是什么？
　　达尔文等科学家研究认为，对植物的调节靠的是激素。
　　讲述：从录像中看到：幼苗一出土，受到单侧光照射，就会表现出向光性，可见，引起向光性的外界因素是单侧光。那么，单侧光这个外因又是通过什么内因在起作用？如果假设内因是植物激素，同学们可能会问：激素在幼苗的哪一部分呢？

为了弄清楚这个问题，我们首先要了解玉米幼苗的结构。
　 （教师引导学生推测：由于单侧光会先照到胚芽鞘，激素可能会在胚芽鞘。）
　 提问：用什么实验证明：向光性与外面的胚芽鞘确实有重要的关系？
　　 （教师注意引导学生提出对照组。）

（出示实验结果。）
　 （学生说出观察结果，推导出结论：玉米幼苗向光性与胚芽鞘有关。）
　　提问：上面这个实验剥去的是近乎全部胚芽鞘，范围太大了，能否进一步探讨：激素是在胚芽鞘的尖端，还是在尖端的下部？
　　　讲述：下面请实验小组同学介绍他们的实验方案和结果，同学可用自己的设计方案与他们比较，看看你提出的假设是否可行。
　　讲述：根据我们上体育课列队转弯跑步的经验可以推测：胚芽鞘弯向光源，是两侧生长速度不同。看来，激素影响的是生长速度。既然影响生长，可不可叫生长素，本节我们研究的课题就是生长素的发现。
　　提问：那么，生长素主要影响的是胚芽鞘哪一部分的生长速度？如何利用一种巧妙的方法能够让大家看清楚胚芽鞘某个部位明显生长了？
　（教师引导学生分析选用最佳方案，即画竖线。指出画竖线不仅方便可行，又可以反映细胞微量的变化。）
　　（利用录像展示画竖线实验及其结果。）
　　讲述：通过实验结果看到尖端没有生长，实线很清楚，引导学生想方法测出胚芽鞘尖端的长度。）通过切尖实验知道，激素有可能在尖端，而划线实验又看出明显生长的部位在尖端以下，这时同学们会提出什么疑问？
　　　真能运下来吗？要有一种实验材料能把尖端的生长素提出来就好了。这种物质就是海藻的提取物——琼脂。
　　　请同学们考虑：怎么才能让胚芽鞘尖端的生长素转移到凝固的琼脂块中呢？　　
　　这样做真能转移成功吗？既使成功，转移过来的生长素能不能替代真正的尖端发挥作用？怎么设计实验来证明？将关键步骤画成简图。
　　（教师引导学生分析该方案的利弊，强调注意可行性，以及对照原则。）

　　（教师利用计算机演示出生长素转移的具体过程。引导学生推导出：玉米幼苗胚芽鞘尖端产生了生长素，生长素是向下运输的。）
　　胚芽鞘弯向光源生长，是两边生长速度不同，从而推知鞘两边生长素浓度不同。那么，是生长素多，细胞长得快，还是生长素少，细胞长得快？如何证明你的推论呢？如果还用接触了胚芽鞘尖端的琼脂做实验，怎么摆放琼脂块，才会使胚芽鞘两边生长素的量不同？
　　（教师利用录像演示偏放琼脂块的实验及其结果。并利用计算机演示生长素具体运输过程。）
　　（教师用计算机演示植物向光性生长的原因，让学生自己判断刚才解释是否正确。并归纳板书。）
　　提问：那单侧光必须照到胚芽鞘的什么部位，即尖端还是尖端的下部，才会引起生长素分布不均呢？怎样设计实验来证明？　　
　（教师展示实验小组同学的实验结果。并引导学生得出结论：玉米幼苗的感光部位是胚芽鞘尖端。）
　　小结：植物表现出的向光性确实是受生长素调节作用的结果。经科学家郭葛测定，生长素的化学成分是蚓跺乙酸。可见，蚓跺乙酸可以使细胞生长，特别是细胞纵向伸长的生长。
　　达尔文。温特。郭葛等科学家在探索生长素的过程中做过的经典实验，其他3个是我们自己设计的。说明只要掌握了科学的思路和科学的方法，就能有所创新。经过了亲身体验后，请同学们谈谈一个完整的实验方案应包括哪些内容？
　　　提问：是否生长素越多，细胞纵向伸长越快？如何设计实验证明？课下试着写一份实验方案。

（出示向光性明显的花）我们以向光性为例，亲自通过实验来验证：激素真的存在吗？在植物的什么部位？是怎样引起植物弯向光源生长的？

（学生分组解剖玉米幼苗，观察胚芽鞘和胚芽。）

（学生讨论、发言，提出的办法是：剥去鞘后看看胚芽对单侧光照射是否有反应。）
 同学们可大胆假设，设计出证明实验。
　　（学生分组讨论后提出假设。实验设计及预期结果。）
（学生观察后推导出结论：玉米幼苗的向光性与胚芽鞘尖端有关。）

（学生讨论，建议在胚芽鞘上涂色、画线…）

（学生说出观察结果，推导出结论：玉米幼苗胚芽鞘尖端的下部明显生长。）

（回答：尖端的生长素怎么影响到了下部生长？会不会是从尖端运下来的？）

（通过录像演示同学在实验室配制琼脂平板的过程。）
（学生讨论后提议：将尖端切下来放在琼脂上。）

（学生讨论。画图，然后，请同学将简图在实物投影仪上打出，讲解提出的假设。实验设计及预期结果等。）
（实验小组同学利用录像介绍具体操作过程。其他同学通过观察结果得出结论：转移成功。）

（学生提议：可偏放琼脂块。）

（学生观察。分析后解释胚芽鞘弯向放琼脂块对侧生长的原因，即生长素浓度不同引起胚芽鞘弯曲生长。并试着解释自然情况下，单侧光引起植物向光生长的原因。）

（学生讨论后提出假设。实验设计和预期结果。）

（第三课时）二、生长素的生理作用——调节生长

（一）两重性：

低浓度：促进生长
高浓度：抑制生长

（二）同一植物不同器官对生长素的敏感程度不同。根>芽>茎

三、生长素在农业生产上的应用：

（一）修剪整枝
（二）生长素类似物在农业生产中的应用。
　1．促进扦插枝条生根。
　2．促进果实发育。
　3．防止落花落果。

四、其他植物激素

　　复习提问：上节课通过同学们的实验设计我们理解了向光性的原因（请一位同学说明原因）。那么，引起玉米幼苗向光生长的生长素是在什么部位产生的？
　　　　在植物体内主要还有哪些部位可以产生生长素，生长素主要分布在哪些部位？是以什么方式运输到作用部位的？要回答这些问题，请同学们阅读课本中有关小字内容。同学们在阅读中发现了哪些不易理解的词语，请提出来。
　　好了，上节课我们留了一个问题：是否生长素浓度越高，细胞纵向伸长生长得越快？同学是怎么通过设计实验来研究这个问题的？
　　讲述：是不是如同学们所预期的呢？让我们来看看科学家深入研究的结果。
　（出示植物某一器官对不同浓度生长素的反应图投影片。）
　　教师引导学生归纳出：生长素浓度不同对植物器官的作用不同，生长素对植物生长的作用是一种调节作用，即一般情况下，低浓度促进生长、高浓度抑制生长。（注意指出向光性生长的植物，背光侧生长素分布多，但仍在低浓度范围之内。）
　　提问：生活中有没有体现上述作用特点的实例呢？
　　（利用计算机展示“松树”塔形树冠，引导学生思考原因；演示生长素由顶芽向下运输情况，及侧芽生长现象，并引导学生思考原因。）
　　　（教师引出“顶端优势”现象，并强调：离顶芽越近的侧芽受抑制越明显。）

（用计算机演示动画：横放的幼苗，根向地生长，茎背地生长。）
　提问：为什么同样是在近地面部分，根、茎的长势却不同？
    （出示根、茎、芽三个器官对不同生长素浓度反应图投影片。）
　　　　讲述：既然上面讲到生长素调节生长有两大特点，所以应用时必须从这两大特点出发。
　　比如可以根据顶端优势原理，在种植果树或柿等作物时，要想丰产，就需要去顶芽，适时修剪整枝。
　　植物体内产生的生长素的量很少，因此在农业生产上大量应用的不是生长素，而是生长素类似物。如：奈乙酸、2，4-D。（布置同学阅读“生长素类似物在农业生产上的应用”内容。）
　　（出示胶片）展示带芽多的枝条，带芽少的枝条和不带芽的枝条扦插生根情况，引导学生分析后得出：生长素可以促进扦插枝条生根。
　　提问：用什么办法可使不易生根的扦插枝条生根？
　（出示胶片）展示植株受粉与否对子房发育的影响。引导学生分析后得出：发育着的种子里产生的生长素可以促进子房发育成果实。
　　提问：由于没有受粉，这种果实有什么特点？
　　讲述：除上面谈到的两点作用外，生长素类似物还可以防止落花落果，如在棉株上喷洒一定浓度的生长素类似物，可以达到保铃、丰产的效果。
　　请同学们阅读课文中“其他植物激素”部分，了解其产生。分布和主要生理功能。
　　除了生长素外，植物体中还有其他的激素。有些是同学熟悉的。（教师引导学生讲生活中如何让生柿子尽快变熟的经验引出乙烯等其他激素。）
    提问：一株植物体内只存在一种激素吗？
　　如果同一植株同时含有多种激素，那么，在生长发育过程中怎样起作用呢？
　　　（教师小结本节所学内容。）（略）
    反馈测试：
　A、B、C三朵花，在花未开放前，A、B去雄蕊，套袋处理，待花成熟后，A花柱头涂抹一定浓度生长素类似物，C不做任何处理。试问：A、C果实的发育情况如何？为什么？

（学生回答：略。）

（学生会提出“叶原基”、“形态学”等词语。教师可以利用芽的模式图和一盒柱顶红的叶片解释学生提出的问题。）

（学生汇报，课下讨论方案）推测结论。）

学生观察后说出各段曲线的含义。　

　（引导学生分析：由于重力作用生长素在近地面部分分布较多；根和茎近地面部分与远地面部分生长速度不同。）

（引导学生推测：不同器官对生长素浓度敏感程度不同。）
（学生观察后找出三个器官最适浓度，归纳出根的敏感度大于芽的敏感度大于茎的敏感度。由此分析解释根、茎近地面部分生长速度不同的原因。）

　回答：用一定浓度生长素类似物浸泡枝条下端。

（回答：无子。）

（回答：大都含有多种激素。）

　（回答：多种激素相互协调，共同调节。）