生長(zhǎng)素類似物高三生物教案

　　教學(xué)設(shè)計(jì)

　　“探索生長(zhǎng)素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度”是人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《生物》必修模塊3“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”，第3章“植物的激素調(diào)節(jié)”第2節(jié)“生長(zhǎng)素的生理作用”中的探究活動(dòng)欄目。它是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)。該實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，有利于學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的一般步驟，用實(shí)驗(yàn)的方法解決生產(chǎn)生活中遇見(jiàn)的實(shí)際問(wèn)題，嘗試探索如何將科學(xué)發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行應(yīng)用，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的實(shí)用性。同時(shí)，對(duì)于理解生長(zhǎng)素的生理作用，激素作用的特點(diǎn)，以及生長(zhǎng)素的產(chǎn)生、極性運(yùn)輸和分布的特點(diǎn)有重要作用，訓(xùn)練學(xué)生遇見(jiàn)實(shí)際問(wèn)題時(shí)如何轉(zhuǎn)化成可行的實(shí)驗(yàn)方案，加深設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、對(duì)照、單因子變量、隨機(jī)性、重復(fù)性、簡(jiǎn)約性。

　　一.教學(xué)目標(biāo)：

　　1.進(jìn)一步學(xué)會(huì)探究性實(shí)驗(yàn)的一般方法和步驟，培養(yǎng)科學(xué)探究能力，提高創(chuàng)新思維能力。

　　2.學(xué)會(huì)用探究的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)研究生長(zhǎng)素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度。

　　3.理解適宜濃度的生長(zhǎng)素可以促進(jìn)生根，體會(huì)科學(xué)理論在應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐的過(guò)程中，往往也有許多要探索的問(wèn)題。

　　4.體會(huì)預(yù)實(shí)驗(yàn)的必要性和意義。

　　二.學(xué)情分析

　　本節(jié)課的設(shè)計(jì)是基于生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，生長(zhǎng)素的生理作用的學(xué)習(xí)，以及在理論上認(rèn)識(shí)生長(zhǎng)素的作用特點(diǎn)，即：低濃度促進(jìn)生長(zhǎng)，高濃度抑制生長(zhǎng)，存在促進(jìn)植物生長(zhǎng)的最適濃度。

　　此外，學(xué)生對(duì)于必修1必修2以及必修3的探究實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，已經(jīng)基本上掌握了探究實(shí)驗(yàn)的一般設(shè)計(jì)步驟，本實(shí)驗(yàn)重在鞏固該技能，過(guò)程表格設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表格設(shè)計(jì)要合理簡(jiǎn)潔。注意解決實(shí)際問(wèn)題。該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，以及對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐的指導(dǎo)。此外，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果并非重點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)的步驟設(shè)計(jì)的科學(xué)性、可行性、簡(jiǎn)易性，以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析是重點(diǎn)，且需要老師予以指導(dǎo)。

　　三.前期準(zhǔn)備：

　　在教學(xué)過(guò)程中，先讓學(xué)生搜集資料，確定實(shí)驗(yàn)的材料和方法，并且對(duì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程有合理的假想和猜測(cè)，對(duì)實(shí)驗(yàn)可能遇到的問(wèn)題加以分析討論，最后小組討論，各小組之間討論。這種討論，加上老師的引導(dǎo)，可以讓學(xué)生少走實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的彎路，避免不合理、不科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生提出的富有想象力的實(shí)驗(yàn)方案，不束縛學(xué)生的思路;也不一定局限于教材中提供的方案，要鼓勵(lì)學(xué)生大膽設(shè)想、求異創(chuàng)新，設(shè)計(jì)出既簡(jiǎn)便易行，又科學(xué)準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。同時(shí)注意提醒實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的規(guī)范和簡(jiǎn)易可行性，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇見(jiàn)的常見(jiàn)問(wèn)題采用的一般解決方法。

　　四.教學(xué)建議：

　　1.枝條選取：三角梅、迎春花、月季、葡萄等植物枝條均可。枝條質(zhì)量和規(guī)格對(duì)探究實(shí)驗(yàn)效果影響很大。以1—2年生枝條中部剪取的插穗為最好(1年或2年生枝條形成層細(xì)胞分裂能力強(qiáng)、發(fā)育快、易成活)。迎春花枝條插穗長(zhǎng)約1O一15cm，發(fā)育狀況、粗細(xì)相同，去掉大部分葉片。同時(shí)各個(gè)枝條保持芽體的數(shù)目盡量相同，枝條下端削尖。

　　2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能采集到的數(shù)據(jù)，盡量多采集。實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，教師要教給學(xué)生認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，如盡量用列表式或函數(shù)圖表式表示。還要引導(dǎo)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行科學(xué)推理，得出相應(yīng)的結(jié)論，最后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

　　五.實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

　　提出問(wèn)題：NAA促進(jìn)插條生根的最適濃度是多少?

　　確定實(shí)驗(yàn)題目：探索NAA促進(jìn)插條生根的最適濃度。

　　做出假設(shè)：適宜濃度的NAA可以使插條基部的薄壁細(xì)胞恢復(fù)分裂能力，產(chǎn)生愈傷組織，長(zhǎng)出大量不定根。

　　實(shí)驗(yàn)預(yù)期：經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，用適宜濃度的NAA處理的插條基部長(zhǎng)出大量不定根，而用較低濃度或較高濃度的NAA和用清水處理的枝條長(zhǎng)出極少量的不定根。

　　設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：

　　[請(qǐng)學(xué)生思考：是否采用對(duì)照實(shí)驗(yàn)的方法，確定的實(shí)驗(yàn)變量是什么?]

　　[教師提示:控制無(wú)關(guān)變量非常重要。如果單因子變量是NAA的不同濃度，處理的時(shí)間長(zhǎng)短應(yīng)該一致;同一組實(shí)驗(yàn)中所用到的植物材料，也應(yīng)該盡可能做到條件相同。]

　　預(yù)實(shí)驗(yàn)：

　　1)枝條的選取、處理：

　　選取一年生的、發(fā)育狀況相同、粗細(xì)相同的且把芽和樹(shù)葉去掉的迎春花枝條35支，長(zhǎng)約10-15cm，用刀將枝條的下端削成光滑的斜面(最好在節(jié)下)。把它分成7組，每組五支。

　　[請(qǐng)學(xué)生思考：為何要選取一年生的枝條?枝條下端為何要削成斜面?為什么要每組五支不是一支就足夠?]

　　2)配制溶液

　　配制好的2、4、6、8、10、12ppm濃度的NAA溶液各100ml，和清水100ml分別裝入七只燒杯中。并編號(hào)A、B、C、D、E、F、G。

　　[請(qǐng)學(xué)生思考：將第一組浸沒(méi)在清水中的意圖是什么?]

　　3)浸泡NAA

　　將各組枝條分別浸入相應(yīng)的燒杯中，深約1.5cm，記時(shí)，浸泡24小時(shí)。浸泡后的枝條取出，晾干4小時(shí)(處理方法、浸泡、涼干時(shí)間可不同，實(shí)驗(yàn)后可討論最佳方案)(沾蘸法)

　　4)水培觀察或者砂土法

　　將涼干后的根，分別插入相應(yīng)的燒杯進(jìn)行水培，觀察各組的生根情況，并做好記錄。

　　[注意：將處理過(guò)的插條下端浸在清水中，注意保持溫度(25～30℃)。]

　　[請(qǐng)學(xué)生比較水培法和砂土法哪個(gè)效果更好?]

　　5)結(jié)果分析

　　記錄用不同濃度生長(zhǎng)素類似物處理后枝條生根情況，如生根條數(shù)，長(zhǎng)度等。(濃度適宜的生長(zhǎng)素類似物處理后，在綠色樹(shù)皮的皮孔處長(zhǎng)有白色幼根);每天記錄。

　　附表1：預(yù)實(shí)驗(yàn)記錄

　　NAA濃度

　　時(shí)間

　　空白

　　2ppm

　　4ppm

　　6ppm

　　8ppm

　　10ppm

　　12pmm

　　根據(jù)生根數(shù)目確定比較適宜的濃度范圍(以濃度為4ppm和6ppm為例)

　　正式實(shí)驗(yàn)：

　　在預(yù)實(shí)驗(yàn)濃度區(qū)間進(jìn)一步以0.2(根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要確定濃度梯度)作為濃度梯度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究扦插枝條生根的最適濃度。

　　1)枝條的選取、處理

　　選取一年生的、發(fā)育狀況相同、粗細(xì)相同的且把芽和樹(shù)葉去掉的迎春花枝條44支，分成11組(處理方法同上)。

　　2)配制溶液

　　分別配制4.04.24.44.64.85.05.25.45.65.86.0ppm濃度的NAA溶液150ml，裝入11只燒杯。

　　3)浸泡與觀察同上

　　附表2：學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)記錄

　　NAA濃度

　　時(shí)間

　　4.0

　　4.2

　　4.4

　　4.6

　　4.8

　　5.0

　　5.2

　　5.4

　　5.6

　　5.8

　　6.0

　　4)推出結(jié)論

　　要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中按照小組分工認(rèn)真進(jìn)行觀察，實(shí)事求是地對(duì)實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中(包括課內(nèi)、課外)和實(shí)驗(yàn)后插條生根的情況進(jìn)行記錄，并及時(shí)整理數(shù)據(jù)，繪制成表格或圖形。最后分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)是否一致，得出探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。不要求實(shí)驗(yàn)結(jié)果都一致，但要求有分析研究。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：從(附表2：學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)記錄)可以看出，NAA促進(jìn)迎春花插條生根的最適濃度范圍。(不一定是規(guī)則的單峰曲線)

　　5)表達(dá)與交流：

　　實(shí)驗(yàn)小組的每一個(gè)成員都要寫(xiě)出自己個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，向小組和全班匯報(bào)探究過(guò)程和結(jié)果、經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)或體會(huì)，包括在科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法和科學(xué)精神方面的收獲。

　　讓學(xué)生獲得科學(xué)探究活動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)，初步確立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)。學(xué)會(huì)分享成功的快樂(lè)，或敢于面對(duì)失敗，積極分析原因，尊重客觀事實(shí)。

　　六.課題討論

　　1)NAA為什么能促進(jìn)扦插的枝條生根?

　　提示：萘乙酸(NAA)是人工合成的具有植物激素活性的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，其分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)、生理作用及作用機(jī)理與生長(zhǎng)素相同，屬于植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑。萘乙酸能促使植物細(xì)胞分裂，細(xì)胞伸長(zhǎng)，因而能使植物生長(zhǎng)加速。人們很早就知道，如果在插枝上保留正在生長(zhǎng)的芽或幼葉時(shí)，插枝基部很容易產(chǎn)生愈傷組織和根。這就是因?yàn)檠亢腿~中產(chǎn)生的生長(zhǎng)素，通過(guò)極性運(yùn)輸并積累在插技基部，使之得到足量的生長(zhǎng)素。所以，在插枝基部外加植物生長(zhǎng)素類似物(如NAA)，自然促進(jìn)插條生根。

　　2)本實(shí)驗(yàn)采用了哪些對(duì)照實(shí)驗(yàn)法?目的是什么?

　　提示：本實(shí)驗(yàn)采用了設(shè)置清水的空白對(duì)照，目的是了解NAA對(duì)生根的影響。還設(shè)置了濃度不同的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組之間的相互對(duì)照，目的是探究NAA促進(jìn)扦插枝條生根的最適宜濃度。

　　3)為什么要選取一年生的枝條?插條下端為什么要削成斜面?

　　提示：因?yàn)橐荒晟�的枝條形成層細(xì)胞分裂能力強(qiáng)、發(fā)育快、易成活。插條下端削成斜面，這樣在扦插后可增加吸水和生根的面積，促進(jìn)成活。

　　4)生長(zhǎng)素的濃度越低越好嗎?

　　提示：生長(zhǎng)素對(duì)植物的生長(zhǎng)具有兩重性，即低濃度促進(jìn)生長(zhǎng)，高濃度抑制生長(zhǎng)。但并不是濃度越低越能促進(jìn)生長(zhǎng)。生長(zhǎng)素“低濃度”促進(jìn)生長(zhǎng)是指在一定的濃度范圍內(nèi)，并非無(wú)條件的越低越好�！暗蜐舛取迸c“高濃度”有一定的適用范圍。植物的不同器官對(duì)生長(zhǎng)素的敏感程度不同，某一濃度對(duì)根是“高濃度”，而對(duì)莖或芽是“低濃度”。因此促進(jìn)不同器官生長(zhǎng)的生長(zhǎng)素濃度是不同的。

　　5)扦插枝條內(nèi)部有沒(méi)有生長(zhǎng)素?沒(méi)有生長(zhǎng)素植物會(huì)不會(huì)生長(zhǎng)?測(cè)得的生長(zhǎng)素的濃度是外源的還是內(nèi)源的?

　　提示：扦插枝條內(nèi)部有生長(zhǎng)素，因?yàn)榍げ逯�條有幼嫩的芽、幼嫩的莖等可以產(chǎn)生生長(zhǎng)素的部位。即使體內(nèi)沒(méi)有生長(zhǎng)素，植物也會(huì)生長(zhǎng)，生長(zhǎng)素不是植物生長(zhǎng)的唯一物質(zhì)，還有赤霉素、細(xì)胞分裂素等都可以促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。這里測(cè)得的生長(zhǎng)素是外源的，實(shí)際的促進(jìn)生長(zhǎng)的效果應(yīng)該是由外源的生長(zhǎng)素與枝條本身存在的生長(zhǎng)素共同作用決定的。課本P50頁(yè)問(wèn)題探討，以及其它地方出現(xiàn)的生長(zhǎng)素濃度與植物生長(zhǎng)關(guān)系的曲線，所說(shuō)的濃度都是外源的。

　　6)影響生根的因素除了生長(zhǎng)素的濃度還有什么因素?

　　提示：生長(zhǎng)素發(fā)揮的作用因濃度、植物細(xì)胞的成熟情況、培養(yǎng)溫度、芽體的數(shù)目、器官的種類、生長(zhǎng)素的處理方法、浸泡晾干時(shí)間、培養(yǎng)方法、濃度梯度的設(shè)置等不同而有較大的差異。所以我們測(cè)得的濃度只是在一定條件下的大約濃度，因?qū)嶒?yàn)條件改變?cè)摑舛纫喟l(fā)生改變。

　　所以我們得到的“最適濃度”不是絕對(duì)的最適，但是對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐仍然具有指導(dǎo)意義。

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