植物向光性原因的探究教案

第四章生命活动的调节
植物向光性原因的探究
一、教学思路
（一）教材介绍
《植物的激素调节》是高中生物必修第一册第四章第一节的内容。

生命活动的调节是继生命活动的物质基础、结构基础和新陈代谢之后的教学内容。

生物体作为一个独立的个体，各种新陈代谢活动及生殖发育能够严格有序地进行，需要各系统、器官及基本单位的协调统一；生物体作为某一环境中的成员，能够生存下来，需要自身对外界环境的变化做出相适应的反应。

那么生物体内的协调统一，生物与环境的协调统一，内在因素就是生物体本身具有调节能力。

可见，生命活动的调节对生物体的生存与发展是至关重要，由此也决定了本章在全书中的重要地位。

第一章的细胞分裂、第五章的植物个体发育、第八章的生物因素对生物的影响和生物对环境适应等内容都渗透了本节植物激素调节的内容。

（二）教学目标
知识目标：使学生了解植物的向性运动；使学生了解生长素的发现过程及向光性的原因。

能力目标：让学生观察自己设计的植物向性运动的实验现象，通过引导、启发学生提出问题，做出假设，设计植物生长素发现的系列实验并预期、观察、分析实验结果，从而得出结论，使学生初步掌握科学研究的方法和过程，发展学生的科学思维，培养学生自主探索问题的方法和实践能力。

德育目标：通过学生的研究性学习，培养学生执着探索的精神、科学的认知理念和新颖的独特的创新思维品质，提高学生的科学素质。

（三）教学总体安排
两课时，第一课时讲述实验设计，学生分组做关于植物向性运动的有关实验。

通过观察实验现象，让学生在教师的引导下主动地完成第二课时植物向光性原因的研究。

二、教学设计
教学目标
1、知识目标：使学生了解生长素的发现过程及植物向光性的原因。

2、能力目标：使学生初步掌握科学实验的设计程序、研究方法和过程。

3、德育目标：培养学生科学研究的执著精神和严谨态度，同时发挥并培养学生在思维新颖性和独特性等方面的创新思维品质。

（二）教学重点和难点
教学重点：
生长素的发现：使学生初步掌握科学研究的方法和过程。

教学难点：生长素发现的实验设计
课前准备
用三周的时间来准备：第一周学生做实验设计的报告；第二、三周学生开始做实验，并纪录分析实验结果。

教学过程
整个教学过程的设计目的：课前开展实验使学生成为主动学习的研究者，教师成为教学活动的组织者、参与者和指导者。

本课在植物向光性原因的研究过程中，引导学生设计一系列实验展示对生长素发现过程的探究，使学生亲自去经历一个“发现的过程”。

在实践活动中，对于实验过程的设计教师要鼓励引导学生有新的发现，新的创新，而不是简单的去重复科学
家的工作，从而对经典实验进行补充和完善。

这样学生是通过亲自实践获取的直接经验，从中初步学会了科学方法，培养了科学精神和科学态度及思维的新颖性与独特性等创新思维品质。

在本课的设计中教师的引导很关键，引导完全是从学生的认知角度出发。

引言：
我们在绪论中学习了生物体具有应激性，应激性是生物体对外界的刺激做出的一定的反应，以适应环境的变化的过程，而生命活动的调节也是为了适应环境的变化。

那么就植物来说是如何进行生命活动调节的呢？
在课前，同学们分组作了几个相关的实验，下面我们就请这几组同学来介绍一下他们所做的实验：向水性、向光性、向重力性、茎的背地性。

（学生介绍实验）
目的：培养学生的试验操作能力和语言的表达能力。

几组同学都介绍的很详细，实验结果也很清楚，我们通过观察几组实验的结果会发现植物的向性运动其实就是对环境的一种适应，而这种适应性都是为了使植物体自身获得更好的生存条件。

那么植物体为什么会表现出这种适应性？现在我们就以植物向光性为例来研究一下：
同学们作了向光性这个实验，幼苗一个放在黑暗中，一个放在单侧光下。

(图一)同学们看到的实验结果是已经长出幼叶的植物的向光性，其实植物一出芽就具有向光性，所以我们今天利用胚芽鞘来研究向光性，幼芽外包有胚芽鞘（看图解释），我们现在看到的这个图就是被胚芽鞘包着的幼芽。

结果：黑暗中直立生长、单侧光下弯向光源生长。

这个实验说明：植物具有向光性，其弯曲生长与单侧光有关。

目的：培养学生观察总结的能力。

问：弯曲与生长有关，那么胚芽鞘究竟哪个部位明显生长了？采用什么方法去研究？提示：生长一定有变化，如何看到这个变化这就需要做标记。

（讨论）（让学生做出预期）（图二）目的：培养学生创新思维和预期实验结果的能力。

可能情况：
①切去尖端：不可以，尖端切下来，下部长或不长都不能证明尖端是否生长了，也不能证明尖端存在是否会影响下部的生长，只能在整体情况下才能研究。

②染色：可以，生长部可能会变浅，但很难设计对照，实验结论不严密。

（让学生做出预期）
③画等距离的横线：可以，精确的测量，并且每一段都要测量，操作复杂。

（学生作预期结果）
④画一条竖线：可以，实线都断开说明都长；只有上部断开说明尖端长；只有下部断开说明尖端下部明显生长。

证明：尖端下部明显生长了，而尖端不长。

问：尖端不长，那么尖端对向光性生长有什么作用，如何设计实验来研究尖端对向光性的作用？提示：尖端没有行不行（讨论）（图三）
目的：培养学生发现问题、提出问题、剖析问题的能力。

①切去尖端：可能会出现什么结果，说明什么问题？
②直立生长：生长与尖端无关
③弯曲生长：弯曲与尖端无关
④不长也不弯曲：尖端对生长和向光性都有明显的作用
所以：尖端存在植物才表现出向光弯曲生长。

说明：尖端对生长和向光性都有明显的作用
问：那么尖端是如何对尖端以下部位造成影响的？提示：是尖端本身还是尖端产生某种物质引起的下部的生长？假设：尖端产生的物质运输到下部，对下部产生的影响。

目的：进一步培养学生利用假设来研究问题，设计实验并完善实验的能力，着重培养学生严谨的科学思维。

怎样设计实验去验证假设是否成立？提示：如果产生了某种物质，物质与尖端不分开，就无法研究是那个因素在起作用，分开用什么方法？(讨论)
学生：提取。

如何提取？把尖端切下来（演示：用琼脂块来提取。

）把尖端放在琼脂块上一段时间后会怎样？接下来如何通过实验来判断提取物的作用？（讨论）（图四）
切下放过尖端的琼脂块，放在正上方去尖端的胚芽鞘上，预期可能现象：
①直立生长：有物质产生
②没有生长：没有产生任何物质
结果：直立生长证明产生了物质，那么是尖端产生了物质还是琼脂的作用使下部生长了？怎么证明？
学生：对照。

没有放过尖端的琼脂也放在没有尖端的胚芽鞘上看有没有生长：长：没有产生物质；不长：确实产生了某种促进生长的物质。

结论：有物质产生运输到下面促进下部生长——是生长素。

问：如果放置在一侧会怎样？预测：向有琼脂块的一方弯曲，可能是压的；向放琼脂块的对侧弯曲，应该是物质向下运输有琼脂块的一侧生长造成的。

结论：生长素分布不均引起弯曲。

目的：培养学生知识迁移的能力。

问：向光性中的弯曲也应该是生长素的分布不均造成的，那么单侧光照在胚芽鞘哪个部位才会引起向光性？设计实验
提示：是照在尖端还是照在尖端下部？
（讨论，设计实验并作预期）（图五）
目的：思考时，简化问题，学会从简单入手来剖析科学真理的能力。

①如果照尖端，尖端下部遮上：直立生长，弯曲与尖端无关；弯曲生长，弯曲与尖端有关
②如果照尖端下部，尖端遮上：直立生长，弯曲与尖端下部无关；弯曲生长，弯曲与尖端下部有关。

结论：感光部位是尖端。

我们从观察现象，看到向光弯曲生长，生长部位是尖端下部，弯曲部位是由于两侧生长素分布不均，生长素是由尖端产生的，分布不均是由于尖端出现了横向运输，横向运输的出现又是由于尖端是感光部位。

最后总结：
结论：
①向光性与植物的生长素有关
②生长素有植物胚芽鞘的尖端产生向下运输引起尖端以下部位的生长
③尖端是感光部位
通过这节课的研究，同学们感觉向光性原因的研究过程难吗？但科学家为了弄清向光性的原因却研究了50年，可见同学们都是很聪明，很有潜质的，只要勤于观察积极思考，成为科学家也不难。

练习：都在单侧光下的生长情况：
图一图二
图三图四
图五
练习
教学后记：
该课例对于教师：课前准备要十分充分，把课上"发现的过程"每个环节所遇到的问题，学生
将可能出现的想法要尽可能的考虑周到，这样能够对课堂出现的问题做好灵活的处理。

还要注意教师的引导要正确到位，并对学生的新想法给予及时鼓励和评价。

对于学生在课前开展实验活动，让学生亲历实践获取直接经验，可以培养学生的实验能力和独立设计、思考解决问题的能力；在课堂不仅能够调动学生的积极性，使学生成为主动学习的研究者，还培养了学生的科学精神和科学态度及思维的新颖性与独特性等创新思维品质。

通过本节课的学习研究，学生能够清楚的掌握实验设计的方法和原则。