第1节植物生长素的发现优质课教案整理

第1节　植物生长素的发现 … 高中生物       人教2003课标版

知识方面：概述植物生长素的发现过程，理解植物向光性的机理，说出生长素的产生、运输和分布部位。

能力方面：进行实验设计和实验结论的评价，训练逻辑思维的严密性。

情感与价值观方面：体验生长素发现过程中蕴含的科学精神。认同科学发现是一个开拓、继承、修正和发展的过程。

     本课内容是人教版生物必修三第3 章第一节，“植物的激素调节”这一内容在全书中所占的比例并不多，但其内容与生产生活联系密切，所以极其重要。特别是其中的“生长素的发现过程”隐含的科学探究方法和过程，以及设计实验所要控制的“单一变量”问题，在整个必修课本中处于相当重要的地位，也是培养学生科学探究能力的很好载体，对学生实验设计能力、提出问题、分析问题、解决问题等能力培养是一个好素材。

     高二的学生经过一年的学习对该学科有一定的感性认识和理论基础，在日常生活中对植物向光性有所观察，在高中实验学习也知道控制变量的重要性，但对科学的生物研究方法没有形成系统的认识，通过在教学中教师对科学史的层层深入引导，提高学生的科学素养，加强对实验设计的严谨性和原则性的认知，培养从日常生活中发现问题进行科学探究的意识。

1. 教学重点：生长素的发现过程

2. 教学难点：

(1)    植物向光性的解释

(2)    科学实验设计和实验结论的评价和分析

知识方面：概述植物生长素的发现过程，理解植物向光性的机理，说出生长素的产生、运输和分布部位。

能力方面：进行实验设计和实验结论的评价，训练逻辑思维的严密性。

情感与价值观方面：体验生长素发现过程中蕴含的科学精神。认同科学发现是一个开拓、继承、修正和发展的过程。

生长素的发现过程

 植物向光性的解释

 科学实验设计和实验结论的评价和分析

复习：

以同学们熟悉的运动员起跑的照片导入，帮助同学们回忆人和高等动物生命活动调节的机制——神经体液免疫调节网络。

提出问题：

联系日常生活中植物开花的现象引发学生思考植物的生命活动靠什么调节？

导入本章标题：

3 植物的激素调节

导入本节标题：

人们发现的第一种植物激素是什么呢？是生长素。下面我们来学习生长素发现的历程。

3.1 生长素的发现

教师引入植物向光性：

很多科学规律的发现都是和人们对自然现象的观察分不开的，比如万有引力定律发现是因为牛顿对苹果落地的深入思考，我们在日常生活中也经常看到如图所示的现象。

PPT展示窗台上植株的图片。

解释图片：这是一株窗台上久不移动的植物，我们可以观察到这株植物的生长是直立的吗？（不是）

是不是弯向窗口生长？（是）

这就是植物的向光性。

PPT展示大田中植物的图片。

但是我们在大田中种植的植物，却并没有弯向某个方向生长，为什么？他们的光源有什么区别？

后者是均匀照射的光源，而前者是来自窗口的单侧光。

总结向光性概念：

在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象

导入达尔文实验：

古往今来很多人观察到了植物的向光性，也有文人写出了春色满园关不住，一枝红杏出墙来这样的诗句，但是没有人对这个现象进行深入的科学探索，直到一个伟大的科学家达尔文出现。

达尔文实验材料选择：

很多伟大实验的成功都来自于实验材料的正确选择，孟德尔选择豌豆，摩尔根选择果蝇，达尔文也不例外，他选择的是金丝雀虉草的胚芽鞘。

胚芽鞘解释：

什么是胚芽鞘呢？

单子叶植物，尤其是禾本科植物（禾本科植物其实大家都很熟悉，比如日常所吃的玉米、小麦、燕麦、稻米等等都是禾本科植物），它们在发芽的时候幼嫩的胚芽需要拱出地面，但是胚芽就和娇贵的婴儿一样，需要呵护，所以在他的外面有一个锥形的套状物，这就是胚芽鞘。

PPT展示胚芽鞘模式图

胚芽鞘不同部分讲解：

胚芽鞘可以分为两个部分，尖端和伸长区或者叫做尖端下部，顾名思义，伸长区是使胚芽鞘伸长的部分。

达尔文第一组实验

达尔文提出这样一个问题，尖端有什么用？

大胆进行假设可能是没用的。

怎么去设计实验证明这个假设呢？去掉胚芽鞘的尖端施以单侧光，观察胚芽鞘的生长情况。

达尔文设置了两组实验，变量是？

是不是单一变量?

其中对照组是？左边还是右边。

左边不做任何处理自然条件下胚芽鞘施以单侧光的生长情况是对照组。

达尔文观察到，对照组弯向光源生长，而去掉尖端的实验组不生长也不弯曲，这就是实验结果，同学们注意，实验结果是看到什么就是什么，是对观察到实验现象的客观描述。

从中我们可以得到什么结论呢？尖端对胚芽鞘生长有没有用？

胚芽鞘传递某种影响使胚芽鞘伸长区伸长。【教师板书关键字写出达尔文实验结果】

结论是根据实验设计和实验结果做出的主观的分析、推理和总结。

这个实验是从简单的问题入手，实验设计思路也很简洁，其实当同学们在生活中对某件事情产生疑问时也可以采用这样的流程进行科学探究。

达尔文第二组实验

达尔文那个时候已经观察到黑暗条件下胚芽鞘是直立生长的，而单侧光照射后胚芽鞘弯向光源生长，看来单侧光是给了胚芽鞘刺激。达尔文又产生疑问，胚芽鞘感受光刺激的究竟是哪个部分呢？

是尖端还是尖端下部？怎么假设都行。我们暂且猜想他假设感受光刺激的是尖端。

怎么设计实验证明这一点？

如果有学生反应就提问，没有就设问。

是不是可以把尖端遮住？

达尔文就是这么做的，首先还是自然条件下的对照组，然后给实验组罩了一个不透光的锡箔小帽。

如果实验组弯曲生长说明什么？

达尔文发现实验组直立生长。

这说明尖端能够感受单侧光刺激。

尖端产生使伸长区生长的影响和有光无光有没有关系？

能不能说明感受光刺激的不是伸长区？有没有可能伸长区也能够感受光刺激？是不是有可能啊？

所以还需要设置一组实验组，用锡箔纸遮住伸长区，观察胚芽鞘生长情况，如果发现它也直立生长，说明伸长区也能感受光刺激，如果是弯曲伸长，说明伸长区不能感受光刺激。

达尔文观察到遮住伸长区植株是弯曲生长的。这说明胚芽鞘感受光刺激的是尖端而不是伸长区。

我们通过这个实验可以看到实验的设计，从实验结果导出结论，逻辑要非常严密才有说服力。

达尔文的猜想

根据这些结论呢，达尔文对植物向光性原理做了一个大胆的猜想，就是：胚芽鞘尖端受到光刺激以后，向伸长区传递某种影响，使得伸长区背光面比向光面生长快，因而使植物向光弯曲生长。

现在问题来了，这种影响究竟是什么？为什么这种影响使得伸长区生长速度不同？

但是做这个实验的时候达尔文已经七十一岁高龄了，两年以后他就去世了，他没有时间去探索相关的问题。

教师布置活动任务：

但是，人的脚步会停，科学的脚步不会停止，后人在达尔文的基础上做了一系列实验，当然他们的实验探究也是伴随着问题提出，假设建立，实验设计，结果观察和结论分析，下面请同学们整体阅读P47页内容然后以小组为单位讨论他们的实验，找出这五个部分并完成下列表格。请每个小组选出组长，等会儿由组长或组长指定发言人向大家汇报讨论结果。

第一行汇报詹森实验，第二行汇报拜耳实验，第三行汇报温特的实验。

教师巡视，参与学生讨论。

教师引导学生进行汇报。

学生通过小组讨论和汇报总结，进行实验设计和实验结论的评价，体验生长素发现过程中蕴含的科学精神。

教师总结温特实验的不足

温特虽然给这种化学物质命名为生长素，但有没有将它提取出来？知不知道生长素究竟是什么化学物质？

后来在1931年人们才从人尿中提取出具有生长素效应的化学物质——吲哚乙酸，简称IAA。

能不能确定它就是植物产生的？

所以不能确定它是生长素，直到我们在1946年从高等植物体内提取出来生长素，并确认它是吲哚乙酸，我们才确定生长素的化学本质是什么？

教师总结生长素发现过程

由此我们看到生长素的发现从达尔文开始经历了半个多世纪的发展，每位科学家都站在巨人的肩膀上继承前人的结果，又善于质疑和创新做出新的进展，每个科学家的一小步最后汇集成了科学的一大步。

引入

迄今为止，同学们思考一下，单侧光为什么让生长素分布不均匀呢？生长素分布不均匀为什么会让植物向光弯曲呢？

接下来我们来学习植物向光性的具体解释。

无光条件下，尖端能否产生生长素？能。但是这个时候生长素分布是均匀的，除非受到单侧光照射。单侧光照射下，在胚芽鞘尖端就会出现从向光一侧到背光一侧的横向运输，使得背光一侧生长素多，然后生长素又从胚芽鞘尖端向伸长区向下传递，使伸长区哪一侧生长素多？背光一侧。而生长素又有促进伸长区细胞伸长的效果，所以使得背光一侧细胞伸长速度比向光侧怎么样？快！

所以胚芽鞘出现了向光性弯曲。

植物向光性的解释是一个难点，请同学们完成练习一，来进行巩固和强化。

这节课我们学习了生长素的发现过程、生长素的合成、运输及分布，和向光性的解释，以及植物激素的概念。

这里面生长素的发现过程是重点，同学们要仔细的领会科学家们严谨又巧妙的实验设计，学案上有一道实验设计，请同学们课后练习一下，看看它的实验设计是否严密。

第1节　植物生长素的发现

第1节　植物生长素的发现

知识方面：概述植物生长素的发现过程，理解植物向光性的机理，说出生长素的产生、运输和分布部位。

能力方面：进行实验设计和实验结论的评价，训练逻辑思维的严密性。

情感与价值观方面：体验生长素发现过程中蕴含的科学精神。认同科学发现是一个开拓、继承、修正和发展的过程。

生长素的发现过程

 植物向光性的解释

 科学实验设计和实验结论的评价和分析

复习：

以同学们熟悉的运动员起跑的照片导入，帮助同学们回忆人和高等动物生命活动调节的机制——神经体液免疫调节网络。

提出问题：

联系日常生活中植物开花的现象引发学生思考植物的生命活动靠什么调节？

导入本章标题：

3 植物的激素调节

导入本节标题：

人们发现的第一种植物激素是什么呢？是生长素。下面我们来学习生长素发现的历程。

3.1 生长素的发现

教师引入植物向光性：

很多科学规律的发现都是和人们对自然现象的观察分不开的，比如万有引力定律发现是因为牛顿对苹果落地的深入思考，我们在日常生活中也经常看到如图所示的现象。

PPT展示窗台上植株的图片。

解释图片：这是一株窗台上久不移动的植物，我们可以观察到这株植物的生长是直立的吗？（不是）

是不是弯向窗口生长？（是）

这就是植物的向光性。

PPT展示大田中植物的图片。

但是我们在大田中种植的植物，却并没有弯向某个方向生长，为什么？他们的光源有什么区别？

后者是均匀照射的光源，而前者是来自窗口的单侧光。

总结向光性概念：

在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象

导入达尔文实验：

古往今来很多人观察到了植物的向光性，也有文人写出了春色满园关不住，一枝红杏出墙来这样的诗句，但是没有人对这个现象进行深入的科学探索，直到一个伟大的科学家达尔文出现。

达尔文实验材料选择：

很多伟大实验的成功都来自于实验材料的正确选择，孟德尔选择豌豆，摩尔根选择果蝇，达尔文也不例外，他选择的是金丝雀虉草的胚芽鞘。

胚芽鞘解释：

什么是胚芽鞘呢？

单子叶植物，尤其是禾本科植物（禾本科植物其实大家都很熟悉，比如日常所吃的玉米、小麦、燕麦、稻米等等都是禾本科植物），它们在发芽的时候幼嫩的胚芽需要拱出地面，但是胚芽就和娇贵的婴儿一样，需要呵护，所以在他的外面有一个锥形的套状物，这就是胚芽鞘。

PPT展示胚芽鞘模式图

胚芽鞘不同部分讲解：

胚芽鞘可以分为两个部分，尖端和伸长区或者叫做尖端下部，顾名思义，伸长区是使胚芽鞘伸长的部分。

达尔文第一组实验

达尔文提出这样一个问题，尖端有什么用？

大胆进行假设可能是没用的。

怎么去设计实验证明这个假设呢？去掉胚芽鞘的尖端施以单侧光，观察胚芽鞘的生长情况。

达尔文设置了两组实验，变量是？

是不是单一变量?

其中对照组是？左边还是右边。

左边不做任何处理自然条件下胚芽鞘施以单侧光的生长情况是对照组。

达尔文观察到，对照组弯向光源生长，而去掉尖端的实验组不生长也不弯曲，这就是实验结果，同学们注意，实验结果是看到什么就是什么，是对观察到实验现象的客观描述。

从中我们可以得到什么结论呢？尖端对胚芽鞘生长有没有用？

胚芽鞘传递某种影响使胚芽鞘伸长区伸长。【教师板书关键字写出达尔文实验结果】

结论是根据实验设计和实验结果做出的主观的分析、推理和总结。

这个实验是从简单的问题入手，实验设计思路也很简洁，其实当同学们在生活中对某件事情产生疑问时也可以采用这样的流程进行科学探究。

达尔文第二组实验

达尔文那个时候已经观察到黑暗条件下胚芽鞘是直立生长的，而单侧光照射后胚芽鞘弯向光源生长，看来单侧光是给了胚芽鞘刺激。达尔文又产生疑问，胚芽鞘感受光刺激的究竟是哪个部分呢？

是尖端还是尖端下部？怎么假设都行。我们暂且猜想他假设感受光刺激的是尖端。

怎么设计实验证明这一点？

如果有学生反应就提问，没有就设问。

是不是可以把尖端遮住？

达尔文就是这么做的，首先还是自然条件下的对照组，然后给实验组罩了一个不透光的锡箔小帽。

如果实验组弯曲生长说明什么？

达尔文发现实验组直立生长。

这说明尖端能够感受单侧光刺激。

尖端产生使伸长区生长的影响和有光无光有没有关系？

能不能说明感受光刺激的不是伸长区？有没有可能伸长区也能够感受光刺激？是不是有可能啊？

所以还需要设置一组实验组，用锡箔纸遮住伸长区，观察胚芽鞘生长情况，如果发现它也直立生长，说明伸长区也能感受光刺激，如果是弯曲伸长，说明伸长区不能感受光刺激。

达尔文观察到遮住伸长区植株是弯曲生长的。这说明胚芽鞘感受光刺激的是尖端而不是伸长区。

我们通过这个实验可以看到实验的设计，从实验结果导出结论，逻辑要非常严密才有说服力。

达尔文的猜想

根据这些结论呢，达尔文对植物向光性原理做了一个大胆的猜想，就是：胚芽鞘尖端受到光刺激以后，向伸长区传递某种影响，使得伸长区背光面比向光面生长快，因而使植物向光弯曲生长。

现在问题来了，这种影响究竟是什么？为什么这种影响使得伸长区生长速度不同？

但是做这个实验的时候达尔文已经七十一岁高龄了，两年以后他就去世了，他没有时间去探索相关的问题。

教师布置活动任务：

但是，人的脚步会停，科学的脚步不会停止，后人在达尔文的基础上做了一系列实验，当然他们的实验探究也是伴随着问题提出，假设建立，实验设计，结果观察和结论分析，下面请同学们整体阅读P47页内容然后以小组为单位讨论他们的实验，找出这五个部分并完成下列表格。请每个小组选出组长，等会儿由组长或组长指定发言人向大家汇报讨论结果。

第一行汇报詹森实验，第二行汇报拜耳实验，第三行汇报温特的实验。

教师巡视，参与学生讨论。

教师引导学生进行汇报。

学生通过小组讨论和汇报总结，进行实验设计和实验结论的评价，体验生长素发现过程中蕴含的科学精神。

教师总结温特实验的不足

温特虽然给这种化学物质命名为生长素，但有没有将它提取出来？知不知道生长素究竟是什么化学物质？

后来在1931年人们才从人尿中提取出具有生长素效应的化学物质——吲哚乙酸，简称IAA。

能不能确定它就是植物产生的？

所以不能确定它是生长素，直到我们在1946年从高等植物体内提取出来生长素，并确认它是吲哚乙酸，我们才确定生长素的化学本质是什么？

教师总结生长素发现过程

由此我们看到生长素的发现从达尔文开始经历了半个多世纪的发展，每位科学家都站在巨人的肩膀上继承前人的结果，又善于质疑和创新做出新的进展，每个科学家的一小步最后汇集成了科学的一大步。

引入

迄今为止，同学们思考一下，单侧光为什么让生长素分布不均匀呢？生长素分布不均匀为什么会让植物向光弯曲呢？

接下来我们来学习植物向光性的具体解释。

无光条件下，尖端能否产生生长素？能。但是这个时候生长素分布是均匀的，除非受到单侧光照射。单侧光照射下，在胚芽鞘尖端就会出现从向光一侧到背光一侧的横向运输，使得背光一侧生长素多，然后生长素又从胚芽鞘尖端向伸长区向下传递，使伸长区哪一侧生长素多？背光一侧。而生长素又有促进伸长区细胞伸长的效果，所以使得背光一侧细胞伸长速度比向光侧怎么样？快！

所以胚芽鞘出现了向光性弯曲。

植物向光性的解释是一个难点，请同学们完成练习一，来进行巩固和强化。

这节课我们学习了生长素的发现过程、生长素的合成、运输及分布，和向光性的解释，以及植物激素的概念。

这里面生长素的发现过程是重点，同学们要仔细的领会科学家们严谨又巧妙的实验设计，学案上有一道实验设计，请同学们课后练习一下，看看它的实验设计是否严密。