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植物的激素調節
教學目標
知識目標：
通過教學活動使學生知道植物感性運動和向性運動的現象；知道科學家研究認識生長素的過程；知道生長素的生理作用及其在農業生產上的應用；理解植物向光生長的機理；通過了解其他植物激素的作用，理解植物激素對植物生命活動調節的基本原理。
能力目標：
通過引導學生設計實驗，進行實驗觀察，培養學生投身科學實驗的參與精神；通過組織學生活動，培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力；培養學生的創新精神，訓練學生細致觀察的能力和動手操作能力。
態度情感目標：
通過教學和實驗、實習活動，培養學生“科學為社會、科學為大眾”的意識；培養學生的探究意識；使學生養成“由表及里、從現象到本質”分析問題的思維習慣和認真的工作態度。
教學建議
教材分析
“能夠適應環境”是生物的一個基本特征。但對“生物如何適應環境?”，特別是“植物如何適應環境？”這些問題學生過去很少接觸。本節內容沿著科學家的足跡向學生逐一介紹了一種植物激素——生長素的合成部位、產生影響的部位、在植物體內運輸的規律、化學性質、生理作用以及在生產實踐中的應用等多方面的知識。
有關生長素的合成部位、在植物體內運輸規律以及生長素生理作用的知識，能夠使學生能夠從化合物、細胞的角度理解植物產生向性運動的原因，了解有關生長素的知識在生產實踐中的應用，因而成為本節的重點知識。
由于不同植物器官要求的最適生長素濃度不同，植物產生“向地性”與產生“向光性”、“背地性”的機理并不完全相同，如果在教師在講述的過程中未能給予明確的區分，將會造成學生理解上的混亂，而成為學生學習上的一個難點。
在介紹主干知識的同時，教材并沒有把學生的眼光局限在知識本身，局限在對某一種激素的認識上，而是及時介紹了科學研究成果怎樣應用于農業生產實踐，以及與植物產生向光性有關的生長抑制物和其他植物激素，使學生能夠認識到科學研究與生產實踐的關系，也對植物生命活動的調節機理有一個較全面的認識。
對學生進行能力訓練，使學生初步具備一種能力需要一個過程。這就需要教師在教學過程中有意識地抓住教材中提供的機會，不失時機地對學生進行能力訓練。利用科學研究的過程呈現科學知識在教材中有四處。其中比較集中而完整地反映科學研究全過程的有兩處。生長素的發現過程是第一處，孟德爾研究遺傳的基本規律是第二處。與孟德爾發現遺傳基本規律的過程相比較，對生長素的發現、認識過程歷時較長，其中提出假設、通過實驗求證（或檢驗）假設的過程也不很清晰。因此，教師在處理教材時要特別給學生點明這條科學研究的線索，讓學生初步了解人類認識自然的過程。并在活動的過程中理解知識，學會運用知識，掌握科學研究的一般方法。
植物的根向下生長，莖尖向光生長的雖然是生活中常的現象，但學生有可能對此熟視無睹，并不深究其中的原因。以此作為研究內容，啟發學生自己設計驗證實驗，使學生在活動中學習，既可以調動學生學習的積極性，又給學生提供了展示自己創新能力的機會。教師在此過程中要充分發揮主導作用，引導學生在實驗材料的選擇、實驗裝置的設置上拓展思路，幫助學生靈活運用所學知識，考慮如何實施好自己的實驗方案。以達到使學生掌握知識、提高能力的目的。
教法建議
一．導入新課：
1．方式一，以問題導入：
問題1：“當我們把一粒種子種在土壤中，各種條件合適、種子開始萌發。它的根和芽會朝向什么方向生長？”――根向下，芽向上、向光生長。
問題2：“為什么植物的根總是向下，而芽總是向上、向光生長？”
陳述：對于植物的芽總是向光生長，很早就有人注意到了這一現象。達爾文不僅觀察到了這一現象，而且還針對這一現象，進行了實驗，提出了自己的看法。
2．方式二，以觀察活動引入：
陳述：種子播撒在土壤中，它的方向并不是固定的。讓我們看一看種子的方向對它萌發出的根和芽的生長方向有什么影響。組織學生觀察教師事先準備好的實驗裝置或課文中的彩圖。
“植物的芽為什么總是朝向固定的方向――光源的方向生長呢？”生物進化論的創立人――達爾文曾對這一現象進行過研究。
二．主體知識的呈現方式：
對于生長素發現的科學史實可以采用動畫媒體呈現的方式，使學生沿著科學家的足跡親歷科學發現的過程。教師可以呈現一個實驗，與學生一起分析、討論一個實驗的結論。這樣逐步推進，給學生在課堂上說話的機會，學生的積極性就會被調動起來。學生真正參與進來了，他們對知識的理解和掌握就會更加深入和透徹，他們對問題進行分析的能力才能得到真正的提高。
三．學生活動的組織：
1．演示實驗的組織：
教師在上課前可提前4－5天請兩三名同學預先將達爾文的實驗用玉米種子（或其他在形態上有明顯方向性、容易萌發的種子）重復出來。到上課時，由完成實驗的學生對實驗的全過程向全班進行介紹。然后，再由教師組織學生討論。這種方法需要教師提前進行準備，但可以引起學生的興趣，對完成實驗的學生在各個方面都是一個鍛煉。如果能在課堂上經常安排這樣的活動，也可以考慮讓班級中的學生輪換，以保證能有較多的學生參與到課堂教學活動中來。
2．實驗方案設計活動的組織：
這是學生第一次自己設計并實施一個實驗。教師首先要就實驗方案的設計要求做一介紹。在實驗處理上不僅要考慮設置對照組，還要考慮設置單因子變量以保證實驗的信度。在對實驗材料的選擇上，課本中用了玉米種子，學生很容易想到用植物的種子。教師可引導學生：“比較明顯的向性運動發生在植物的根和芽。我們在生活當中可以找到的既能長根又能長芽的材料還有什么？”當學生的思路打開以后，就可以以分組討論的方式開展實驗方案的設計活動了。
教師同時還要幫助學生考慮實驗裝置的可行性：所投入的成本、實驗裝置是否能夠滿足植物生長所需要的各項條件，以及實驗裝置的安全性、操作是否方便等。
因為觀察到植物產生向性運動的時間會稍長一點，所以“植物向性運動的實驗設計和觀察”活動應在本章教學活動結束之前安排、實施并完成。
教學設計方案
第一節 植物的激素調節
設計思想：
1、設計主線
以植物生長素的發現實驗、生長素的生理作用及其在農業生產中的應用、植物激素調節的作用機理為主線展開教學活動。在此過程中及時滲透科學史、科學方法、科學精神、科學價值觀的教育；培養學生的參與意識、訓練學生的觀察能力、設計實驗的能力、動手操作的能力。
2、課時計劃：
采用互動式教學模式，用三課時完成。以教師提供討論素材，組織引導學生討論、活動，最后由師生共同總結的形式進行。
第一課時：第一階段，由教師提問或呈現植物感性運動、向性運動的材料，啟發學生思考、討論；練習，提出假說、設計實驗求證假說；第二階段，由教師介紹達爾文的實驗以及達爾文根據實驗觀察提出的假說。
第二課時：第一階段，由教師提供有關驗證達爾文假說的實驗素材，組織學生討論分析實驗素材，引導學生得出對達爾文假說的驗證實驗結果，并總結對激素進行研究的具體實驗方法；第二階段，組織學生進行實驗設計的練習。
第三課時：提供素材使學生了解生長素的生理作用以及各種植物激素間的相互關系，懂得植物激素調節的作用機理，以及在生產實踐中如何應用有關生長素的知識。
3、重難點分析
重點：
（1）生長素發現過程中的三個實驗以及對實驗結果的分析。
在科學研究與發現的歷史過程中，不斷發生著觀察（包括實驗觀察）、根據觀察過程中所發現問題進行的分析、根據分析提出的假說和對假說的求證活動。課文中所介紹的生長素發現歷史中的三個實驗，完整地再現了一個假說的提出和求證過程，是對學生進行科學史教育的極好素材。如果能很好地利用這一素材，也可以使它成為對學生進行科學方法訓練的一個極好機會。
（2）生長素的生理作用及其在農業生產中的應用。
科學研究的成果只有通過技術轉化為社會生產力才能造福于人類。通過教學活動使學生理解生長素的生理作用，及其在生產實踐中的應用，既有助于學生理解科學研究要為社會生產服務，也有助于學生理解激素調節的作用機理。
（3）植物激素間的相互作用。
其他植物激素以及植物激素間的相互作用這部分內容，也是在教學中應著重處理的一個重點。只有讓學生對植物體內的其他激素有所了解，才能使學生理解植物的生命活動是由多種激素共同調節的。
難點：生長素生理作用的兩重性及其運用兩重性分析問題。
“引起不同器官（莖尖、根尖）細胞生長的生長素濃度不同”。如果學生沒有很好地掌握這一特點，就會在運用生長素生理作用的兩重性分析實際問題時出現混亂，因此此部分是學生掌握知識的一個難點。因此，教師在教學過程中一定要設法突出地明確兩點：第一：生長素對各種器官具有低濃度促進生長、高濃度抑制生長的特點；第二：生長素對不同器官促進生長的最適濃度不同。
4、教學過程：
導入新課：通過語言陳述、由課本的彩圖呈現或由教師呈現事先準備好的植物的向性運動實驗裝置，首先應與緒論課的內容聯系，明確所發生的現象是植物應激性的表現。提出問題：為什么會產生這種現象？引起學生的興趣，吸引學生的注意。
主要教學過程：通過動畫媒體介紹發現生長素的一系列實驗，介紹科學研究的一般過程，訓練學生根據實驗結果，分析問題，提出假說、求證假說、得出結論的能力。
第一課時
對實驗結果的分析與討論：
“植物為什么會表現出向性運動呢？早在1880年達爾文就針對這一現象進行過實驗。”（可利用動畫課件,分為兩部分對達爾文實驗的進行介紹，從而實現引導學生學會對實驗結果的分析）“根據實驗的第一部分結果，你認為產生向光運動的部位在植物體的什么位置？” “――在胚芽鞘的尖端。”學生會很自然地得出這個結論。
“根據實驗的第二部分結果，你是否能夠知道胚芽鞘的尖端是受了環境中的什么因素的刺激才產生影響的？它的影響方向大概是朝向哪個方向？” “――胚芽鞘的尖端是受到單側光的刺激才發生影響的。”但要得出“它的影響作用方向是從胚芽鞘的尖端朝向下方。”這個結論，還需要教師進一步引導學生注意觀察：胚芽鞘尖端之所以產生向光運動是因為在胚芽尖端的下方發生了彎曲。至此，就可以介紹達爾文根據實驗結果提出的假說――尖端產生了某種向下的影響。
科學方法訓練：
要落實對學生的科學素質培養和訓練，既要把對科學研究一般過程的介紹貫穿在生物學的知識教學過程之中，還要注意及時為學生總結前人進行工作的具體的實驗（操作）方法。
“回顧生長素的發現歷史，我們可以發現：在1880年到1934年的幾十年時間里，有不同國家的科學家在為揭開植物生命活動的奧秘進行了不懈地努力。我們還可以嘗試著分析一下科學家們所使用的一些具體的實驗方法。”“在達爾文實驗的第一部分中，他對胚芽鞘進行了什么樣的處理？”“――切除了一部分胚芽鞘的尖端。”“這就是達爾文使用的實驗方法――切除的方法。”“在切除了這部分胚芽鞘尖端的同時，是否只觀察被切除胚芽鞘尖端的幼苗呢？”“――是將切除了胚芽鞘尖端的幼苗和沒有切除胚芽鞘尖端的幼苗對比觀察。” “這就是開展實驗必須設置的對比實驗的方法。”
第二課時
對實驗結果的分析與討論：
“1928年，荷蘭科學家溫特利用胚芽鞘進行了進一步的實驗。他在達爾文實驗的基礎上，對實驗的操作進行了技術上的改進。”（利用動畫課件介紹溫特的實驗）“從溫特的實驗結果我們可以得到什么結論？”――“證實了達爾文關于植物向光性運動原因的假說――確實存在一種物質致使胚芽尖端產生了向光運動”。
“1934年，荷蘭科學家郭葛等人從植物中分離出了這種能使植物產生向光性的物質，并確定它就是吲哚乙酸。”這就真正從化學物質的角度證實了達爾文的假設。
科學方法訓練：
“溫特的實驗不僅證實了達爾文關于植物產生向光運動原因的假說――確實存在某種物質致使胚芽鞘的尖端彎向光源生長，而且在實驗方法上又做了進一步的改進――在切除之后又設法把假設存在的物質添加回植物體，然后進行對比觀察。這成為后來的植物學家對激素進行研究常用的‘切除－添加’的實驗方法。”
第三課時
科學方法訓練：
學生了解了研究植物體激素的具體操作方法，才能展開思維的翅膀，使教師對學生進行拓展思維的訓練成為可能。
（1）“根據溫特的實驗，你能否設計一個實驗證明：胚芽鞘尖端產生的生長素，只能向下運輸，而不能向上運輸？”通過這樣提問，可以激發學生的興趣、啟發學生的思考。
（2）“要想知道在植物體內，除了胚芽鞘尖端能產生生長素之外，還有哪些部位的細胞能產生生長素？你認為應該選擇哪種細胞進行檢測？”經此一問，可以啟發學生思考，也可轉入對生長素的產生部位和分布的教學活動。
（3）“在能夠從植物體中分離提取出生長素之后，要想知道：‘除了能使植物產生向光運動之外，生長素對于植物的器官還有什么作用？’你可以采用哪種方法來進行試驗？”通過這一提問，既可以啟發學生思考，也可以順利地轉入關于生長素的生理作用的教學活動。
對難點的破解：生長素作用的兩重性
陳述：當科學家們能夠分離、提取生長素后，利用生長素做進一步的實驗就成為可能。
引導分析：從對實驗結果的描述中我們能發現什么？三種生長素難點變化曲線圖
師生討論：從圖中我們可以看出：隨著添加的生長素濃度加大，植物器官的生長速度并不總是隨之加大。而是當濃度超過一定值以后，隨著生長素濃度增加植物器官的生長速度反而呈下降趨勢。這就使科學家們得出了這樣一條結論：“生長素促進生長的生理作用具有兩重性――低濃度促進生長、高濃度抑制生長”。
進一步的分析：“那么，促進或抑制生長的生長素濃度是否對植物體的所有器官都是相同的呢？”從實驗結果我們可以看出：根、芽、莖所需要的促進生長的生長素濃度各不相同，對它們起抑制作用的生長素濃度也是各不相同的。如： 這個濃度值對根和芽都是起抑制生長作用的，而對莖來說則是起促進作用的。
創設問題情景：把一粒正在萌發的蠶豆種子水平放置，持續提供生長所需要的條件，蠶豆的胚芽會向上生長、胚根會向下生長。分析在胚芽、胚根轉彎的那一部分，生長素濃度的分布情況是怎樣的呢？動畫片段
進一步的討論分析：莖的背地性是較高濃度的生長素促進了近地一側細胞的生長。而根的向地性是較高濃度的生長素抑制了近地一側細胞的生長。根和莖在生長素的作用下都表現出了應激性的現象，但生長素對它們的作用機理并不相同。這其中的原因主要是：不同器官對生長素濃度的敏感性不同。
總結提高：無論是生長素的生理作用，還是其他植物激素的調節作用，都存在著促進或抑制某種植物生命活動兩個方面的過程。這兩個相互矛盾的過程，共同調節著植物體的生命活動。
【板書設計】
第一節 植物的激素調節
一、生長素的發現過程：
1．達爾文通過對比觀察提出了假設：尖端產生了某種物質，在光的刺激下對下面的部分產生了影響。
2．溫特通過實驗證實了達爾文的假設：確實存在某種物質。
3．郭葛分離并鑒定出了產生影響的物質：吲哚乙酸，即生長素。
二、生長素的合成與分布：
合成部位：生長旺盛的細胞、分生組織。
分布：1、向光一側比背光一側少
2、在尖端產生，向下運輸
三、生長素的生理作用：
1、低濃度促進生長，高濃度抑制生長。例：頂端優勢。
2、能促進植物不同器官生長的生長素濃度不同
四、生長素在生產中的應用：
1、促進扦插枝條生根
2、促進果實發育
3、防止落花落果
五、其他植物激素：
1、赤霉素
2、脫落酸
3、細胞分裂素
4、乙烯
探究活動
探究芽的向性運動
在驗證植物向性運動的設計實驗中，可以提示學生將大蒜、洋蔥、蘿卜等植物倒放或側放，觀察芽的向性運動。
探究植物的莖運輸生長素運輸的方向
可以就"植物的莖是否會把生長素向上運輸？"這個問題展開探究活動，指導學生從選材到實驗的設計與實施開展探究活動。具體的實施方法是：在春天（3月），選未長葉的楊樹將幾個枝條折彎，使其頂芽向下，觀察生長發育的現象。在實驗設置完成以后，應對可能的實驗結果做出預期，并做觀察記錄。當枝條上的葉片全部長出后，匯總觀察記錄，做出總結報告和實驗結果分析。
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