資源簡(jiǎn)介

第5章 植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)
第1節(jié) 植物生長(zhǎng)素
一、教學(xué)目標(biāo)
（1）分析植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過程，闡明其中蘊(yùn)含的科學(xué)本質(zhì)特點(diǎn)。
（2）概述植物生長(zhǎng)素的合成、運(yùn)輸、分布和生理作用，嘗試闡釋植物生長(zhǎng)素
作用特點(diǎn)中蘊(yùn)含的適度與平衡觀。
二、教學(xué)重點(diǎn)
（1）植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)、植物生長(zhǎng)素的生理作用。
三、教學(xué)難點(diǎn)
（1）植物生長(zhǎng)素的合成、運(yùn)輸、分布和生理作用。
四、課時(shí)安排
2課時(shí)
五、教學(xué)過程
（一）新課導(dǎo)入
教師展示黃瓜開花圖片，引導(dǎo)學(xué)生閱讀章首頁(yè)，讓學(xué)生初步了解乙烯作為植物激素可以誘導(dǎo)黃瓜雌花分化，使得黃瓜多結(jié)果實(shí)。
引導(dǎo)學(xué)生閱讀章首頁(yè)小詩(shī)，讓學(xué)生初步體會(huì)在植物的整個(gè)生命歷程中，都存在植物激素的調(diào)節(jié)作用。
那么，除了乙烯，還有哪些植物激素，它們分別有什么樣的生理作用？
（二）講授新課
1、生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過程
教師展示植物向光性圖片，引導(dǎo)學(xué)生討論問題探討的3個(gè)問題，使學(xué)生先獲得感性認(rèn)識(shí)，進(jìn)而得出向光性的概念。
在單側(cè)光的照射下，植物朝向光源方向生長(zhǎng)的現(xiàn)象叫作向光性。
向光性屬于植物的向性運(yùn)動(dòng)，即植物受到單一方向的外界刺激而引起的定向運(yùn)動(dòng)，除向光性外還有向水性、向肥性、向地性（向重力性）等。
關(guān)于植物向光性的形成原因，人們進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)探究，在探究過程中，人們發(fā)現(xiàn)了一種重要的植物激素——生長(zhǎng)素。下面，我們一起來(lái)學(xué)習(xí)生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過程。
（1）達(dá)爾文父子的實(shí)驗(yàn)
材料介紹：胚芽鞘是指單子葉植物，特別是禾本科植物胚芽外的錐形套狀物，能保護(hù)胚芽、出土后還可以進(jìn)行光合作用。胚芽鞘分為兩部分：尖端和尖端下面一段，即伸長(zhǎng)區(qū)。（圖片展示胚芽鞘）
錫箔紙：錫鋁合金，薄而不透光。
讓學(xué)生描述達(dá)爾文的四個(gè)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象，然后分組討論：
①四個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)膫€(gè)是對(duì)照組，哪些是實(shí)驗(yàn)組？
②1組和2組實(shí)驗(yàn)對(duì)照，說明什么？（胚芽鞘的向光彎曲生長(zhǎng)與胚芽鞘尖端有關(guān)）
③1組、3組、4組實(shí)驗(yàn)對(duì)照，說明什么？（胚芽鞘的感光部位在尖端，發(fā)生彎曲的部位是尖端下面的一段。）
④達(dá)爾文設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)遵循了哪些原則？（單一變量原則、對(duì)照原則）
⑤達(dá)爾文根據(jù)實(shí)驗(yàn)作出的解釋是什么？（胚芽鞘的尖端受單側(cè)光刺激后，向下面的伸長(zhǎng)區(qū)傳遞了某種“影響”，造成伸長(zhǎng)區(qū)背光面比向光面生長(zhǎng)快，因而使胚芽鞘出現(xiàn)向光性彎曲。）
這種“影響”究竟是什么？科學(xué)家進(jìn)一步探索。
（2）鮑森·詹森的實(shí)驗(yàn)
材料介紹：瓊脂：從海藻中提取的多糖體，常溫下為無(wú)色、無(wú)固定形狀的固體，果凍的主要成分就是它。在這里瓊脂片起物質(zhì)傳遞的作用，不能感受光的刺激。云母片：絕緣材料，物質(zhì)不能透過云母片。
讓學(xué)生描述鮑森·詹森的實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象，然后討論：
①鮑森·詹森的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？（胚芽鞘尖端產(chǎn)生的“影響”可以透過瓊脂片傳遞給下部）
②頂端產(chǎn)生的“影響”傳遞到下部后，為什么會(huì)造成伸長(zhǎng)區(qū)兩側(cè)生長(zhǎng)不均勻？（因?yàn)檫@種“影響”在向光面和背光面分布的濃度存在差異）
真的是這種“影響”的濃度有差異嗎？怎么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明呢？
（3）拜耳的實(shí)驗(yàn)
讓學(xué)生描述拜耳的實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象，然后討論：
①拜耳的實(shí)驗(yàn)為什么在黑暗中進(jìn)行？（避免光照的影響）
②從拜耳的實(shí)驗(yàn)可以看出，胚芽鞘尖端產(chǎn)生這種“影響”時(shí)，必須有光才行嗎？
③拜耳的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？（胚芽鞘彎曲生長(zhǎng)，是因?yàn)榧舛水a(chǎn)生的影響在其下部分布不均勻造成的）
綜上實(shí)驗(yàn)，可以初步推測(cè)尖端產(chǎn)生的影響可能是一種化學(xué)物質(zhì)。溫特設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明了這種化學(xué)物質(zhì)的存在。
（4）溫特的實(shí)驗(yàn)
讓學(xué)生描述溫特的實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象，然后討論：
①溫特的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么？
②溫特的對(duì)照組是如何設(shè)計(jì)的？
③自變量是什么？因變量是如何體現(xiàn)的？
④溫特的是結(jié)論是什么？（胚芽鞘彎曲生長(zhǎng)確實(shí)是尖端產(chǎn)生的一種化學(xué)物質(zhì)在尖端以下伸長(zhǎng)區(qū)分布不均勻造成的）
⑤溫特給這種化學(xué)物質(zhì)命名為什么？
（5）生長(zhǎng)素的化學(xué)本質(zhì)
旁欄思考：溫特提出植物體內(nèi)存在生長(zhǎng)素時(shí)，有沒有提取出這種物質(zhì)，他是怎樣作出這一推測(cè)的？
1）1934年，科學(xué)家郭葛從人尿中分離出了與生長(zhǎng)素作用相同的化學(xué)物質(zhì)——吲哚乙酸（IAA）（人體中無(wú)分解生長(zhǎng)素的酶）
2）1946年從高等植物中分離出了生長(zhǎng)素， 并確認(rèn)其化學(xué)本質(zhì)也是IAA。（生長(zhǎng)素在植物體內(nèi)含量極少）
3）進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)植物體內(nèi)還有與IAA生理作用相同的物質(zhì)苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸（IBA）（照片展示吲哚乙酸和吲哚丁酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)），它們都是生長(zhǎng)素。
（6）植物向光性的原因
學(xué)生思考：根據(jù)我們所講的生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過程，請(qǐng)大家解釋一下植物向光性的原因：
在單側(cè)光的照射下，植物胚芽鞘尖端產(chǎn)生的生長(zhǎng)素會(huì)發(fā)生橫向運(yùn)輸，由向光面移至背光面，然后向下運(yùn)輸?shù)郊舛艘韵拢斐杉舛艘韵聝蓚?cè)生長(zhǎng)素分布不均勻，背光面生長(zhǎng)素多，生長(zhǎng)快，向光面生長(zhǎng)素少，生長(zhǎng)慢。因此，胚芽鞘彎向光源生長(zhǎng)。
教師提醒：生長(zhǎng)素的產(chǎn)生部位、感光部位、橫向運(yùn)輸部位、發(fā)揮作用部位。
外因：?jiǎn)蝹?cè)光的照射，內(nèi)因：生長(zhǎng)素分布不均勻
關(guān)于植物向光性的原因，有學(xué)者還提出，是由于單側(cè)光的照射引起某些抑制生長(zhǎng)的物質(zhì)分布不均勻造成的，目前還有爭(zhēng)議。
2、植物激素
（1）概念
由植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運(yùn)輸?shù)阶饔貌课唬瑢?duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)物。（植物激素作為信息分子，幾乎參與植物生長(zhǎng)發(fā)育的整個(gè)過程）
（2）種類：生長(zhǎng)素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸、乙烯等。
3、動(dòng)植物激素的比較
相同點(diǎn)：（1）調(diào)節(jié)生命活動(dòng)的化學(xué)物質(zhì)；（2）能從產(chǎn)生部位運(yùn)輸?shù)阶饔貌课话l(fā)揮作用；（3）微量、高效；（4）一旦作用即失活。不同點(diǎn)：
4、生長(zhǎng)素的合成、運(yùn)輸與分布
（1）合成部位
主要是芽、幼嫩的葉和發(fā)育中的種子（成熟葉片也能合成，只不過量很少），由色氨酸經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)變形成。
（2）運(yùn)輸方向
極性運(yùn)輸：在幼嫩組織如胚芽鞘、芽、幼葉和幼根中，生長(zhǎng)素只能由形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸至形態(tài)學(xué)下端，而不能反過來(lái)運(yùn)輸（圖片展示不同部位的形態(tài)學(xué)上下端）。極性運(yùn)輸?shù)姆绞绞且环N主動(dòng)運(yùn)輸，即從低濃度到高濃度，需要載體和能量。
非極性運(yùn)輸：在成熟組織中，生長(zhǎng)素可以通過輸導(dǎo)組織進(jìn)行非極性運(yùn)輸，即由形態(tài)學(xué)下端向形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸，非極性運(yùn)輸?shù)姆绞绞且环N被動(dòng)運(yùn)輸。
橫向運(yùn)輸：在單方向刺激下，生長(zhǎng)素還能進(jìn)行橫向運(yùn)輸，如在單側(cè)光照射下胚芽鞘尖端的橫向運(yùn)輸以及在重力作用下根尖和莖部的橫向運(yùn)輸。
（3）分布部位
植物各器官都有，但相對(duì)集中分布在生長(zhǎng)旺盛的部位，如胚芽鞘、芽、根尖分生組織、形成層、發(fā)育中的種子和果實(shí)等。
5、生長(zhǎng)素的生理作用
細(xì)胞水平：促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，誘導(dǎo)細(xì)胞分化
器官水平：影響器官的生長(zhǎng)、發(fā)育，如促進(jìn)側(cè)根和不定根的發(fā)生，促進(jìn)雌花的形成，葉片的擴(kuò)大，果實(shí)和種子的生長(zhǎng)等。
生長(zhǎng)素的作用僅僅是“促進(jìn)”嗎？下面我們一起來(lái)看不同濃度的生長(zhǎng)素對(duì)植物不同器官的影響。
影響生長(zhǎng)素生理作用的因素：
（1）生長(zhǎng)素濃度
①a－c段（不含a點(diǎn)）——隨生長(zhǎng)素濃度升高，對(duì)生長(zhǎng)的促進(jìn)作用逐漸增強(qiáng)
②c點(diǎn)——促進(jìn)生長(zhǎng)的最適濃度
③c－e段（不含e點(diǎn)）——仍為促進(jìn)作用，只是隨生長(zhǎng)素濃度升高，對(duì)生長(zhǎng)的促進(jìn)作用逐漸減弱
④e點(diǎn)——促進(jìn)生長(zhǎng)的濃度“閾值”。低于此值時(shí)均為促進(jìn)生長(zhǎng)的“低濃度”，超過此值時(shí)，將由“促進(jìn)”轉(zhuǎn)向“抑制”，從而進(jìn)入抑制生長(zhǎng)的“高濃度”，e點(diǎn)對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)素濃度對(duì)植物生長(zhǎng)既不促進(jìn)也不抑制
⑤b、d兩點(diǎn)——生長(zhǎng)素濃度雖然不同，但促進(jìn)效果相同
（2）器官種類
不同器官對(duì)生長(zhǎng)素的敏感程度不同，其大小依次為根>芽>莖。促進(jìn)根生長(zhǎng)的最適濃度大約是10-10mol·L－1,促進(jìn)芽生長(zhǎng)的最適濃度約為10-8mol·L-1,促進(jìn)莖生長(zhǎng)的最適濃度約為10-4mol·L-1。
（3）植物種類
不同植物對(duì)生長(zhǎng)素的敏感程度不同，雙子葉植物比單子葉植物敏感，因此，可用適宜濃度的生長(zhǎng)素類似物清除單子葉農(nóng)作田中的雙子葉雜草。
總結(jié)：生長(zhǎng)素在濃度較低時(shí)促進(jìn)生長(zhǎng)，在濃度較高時(shí)抑制生長(zhǎng)。敏感度：幼嫩細(xì)胞>衰老細(xì)胞，雙子葉植物>單子葉植物，根>芽>莖。
6、生長(zhǎng)素生理作用的應(yīng)用
（1）頂端優(yōu)勢(shì)
指頂芽?jī)?yōu)先生長(zhǎng)，側(cè)芽生長(zhǎng)受抑制的現(xiàn)象。（展示松樹等圖片）
原理：頂芽產(chǎn)生生長(zhǎng)素向下運(yùn)輸至側(cè)芽，導(dǎo)致側(cè)芽生長(zhǎng)素濃度較高，由于側(cè)芽對(duì)生長(zhǎng)素敏感，因此側(cè)芽生長(zhǎng)受抑制，植物表現(xiàn)出頂端優(yōu)勢(shì)。
思考：如何去除頂端優(yōu)勢(shì)？（棉花打頂、果樹整枝等）
（2）根的向地性和莖的背地性
重力作用導(dǎo)致生長(zhǎng)素濃度：D>C,B>A，由于根對(duì)生長(zhǎng)素敏感，高濃度抑制，近地側(cè)生長(zhǎng)受抑制，遠(yuǎn)地側(cè)生長(zhǎng)素濃度低，促進(jìn)生長(zhǎng)。莖對(duì)生長(zhǎng)素不敏感，近地側(cè)促進(jìn)作用大于遠(yuǎn)地側(cè)，表現(xiàn)為背地生長(zhǎng)。
六、板書設(shè)計(jì)
第1節(jié) 植物生長(zhǎng)素
一、生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過程
（1）達(dá)爾文父子
（2）鮑森·詹森
（3）拜耳
（4）溫特
二、植物激素
（1）概念
（2）種類
三、生長(zhǎng)素的合成、運(yùn)輸與分布
（1）合成部位
（2）運(yùn)輸方向
（3）分布部位
四、生長(zhǎng)素的生理作用
（1）頂端優(yōu)勢(shì)
（2）根的向地性和莖的背地性
七、作業(yè)布置
八、教學(xué)反思

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