《植物向光性产生的机理》　教学设计

教师活动

学生活动

板书

（利用多媒体课件出示向日葵图片）

问：向日葵的名字怎么来的？

问：向日葵这种始终朝向太阳的特征在生物学上被称作什么？

   经过初中生物学的学习，大家对向光性已经很熟悉了，你能举出几个向光性的实例吗？

（教师点评学生的答案，提醒学生区分植物的向光性和动物的趋光性。）

（出示北半球的森林图片）

问：如果在森林里迷了路，能利用植物来判定方向，你知道如何判定吗？

问：你能预测南半球和赤道上的树木的树冠形状吗？

问：你是怎么知道的？

从这些现象中，你可以告诉我，向光性的产生和什么因素有关吗？

大家从一些现象中发现了问题，其实这就是科学研究的第一步——发现问题，同学们发现了问题后，对问题进行了积极的思考，并且做出了假设，这就是科学研究的第二步——作出假设，但是我们的假设是否正确，还需要进一步的研究。

生物学是实验科学，我们要验证假设，就要自己设计科学、严谨的实验，来说明自己的假设是正确的。

今天我们的假设是：植物在不均匀的光照下产生向光性。你如何设计一个实验来验证？

（教师对学生的方案进行点评，指出优点与不足，然后利用多媒体课件演示达尔文实验一。）

（教师指出达尔文实验的优点，重点提出实验设计中的一个重要的原则：对照原则）

通过观察，你得到什么结论？

不均匀光，我们称为单侧光。

象这种植物体受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动，称为向性运动。

如：植物幼苗的向光性生长

    根的向重力生长等

问：植物的向性运动有什么意义呢？

植物的向性运动在植物生活中具有很重要的意义，那么，向性运动是如何产生的呢？我们还以大家最熟悉的向光性为例来研究。

经过实验一的研究，我们已经知道向光性的产生与单侧光有密切的关系，那么，很自然地我们想到了植物感光的部位是哪里呢？请同学们思考一下，你认为哪儿最有可能感光？

好，我们又发现了一个新问题，也对此新问题做出了假设，这个假设是不是正确呢？接下来我们用实验的方法来验证它。请同学们继续思考，我们如何验证植物的顶部就是感光的部位？

（教师引导学生自我点评，指出优缺点。然后演示达尔文实验二。）

（教师总结学生的结论并板书）

由实验二我们可以知道，胚芽鞘尖端与向光性的产生有密切的关系，如果胚芽鞘尖端被切去，会出现什么现象呢？

（演示达尔文实验三）

（教师引导学生自评、总结、板书）

（出示达尔文的三个实验的比较表，指导学生分析实验结果）

达尔文经过实验，推想到胚芽鞘尖端可能会产生某些物质，这种物质在单侧光的影响下，对胚芽鞘下面的部分会产生某种影响。

但是，达尔文没有就这个问题作进一步的研究，直到1928年，荷兰的科学家温特才作更仔细的研究。

在观察温特的实验以前，请同学们自己思考一下，如果把这个问题交给你，你怎么样去验证胚芽鞘尖端有没有产生某些物质对胚芽鞘下面的部分产生影响呢？

（点评学生方案，然后出示温特实验——实验四，重点介绍实验设计中的单变量原则）

（教师总结、板书）

通过实验四，我们知道了胚芽鞘可以产生促进生长的物质（物质A），我们接着分析，在实验一、二中我们都见到了弯曲生长的现象，为什么会出现这种现象呢？

生长，包括细胞数目的增多，细胞体积的增大。从这个角度分析，弯曲生长的原因是什么？

生长速度不均的原因呢？

你如何验证自己的假设？

（点评，然后出示温特实验——实验五）

（点评、总结、板书）

温特实验证明胚芽鞘尖端可以产生物质A，促进生长，但是这种物质到底是什么，他并没有找出来，1934年，荷兰科学家郭葛等人分离出了这种物质，经鉴定，它的化学本质是吲哚乙酸，由于它具有促进生长的功能，因此命名为生长素。

（出示五个试验的比较表，指导学生分析实验结果）

实验一与实验四比较，可以说明什么问题？

实验一与实验五比较，可以说明什么问题？

由此，请同学们总结向光性产生的机理。（教师适当提点）

（补充）单侧光为什么可以引起生长素的分布不均呢？是由于它影响生张素的合成？还是影响生长素的运输？

科学家们经过艰苦的努力、科学的探索，终于发现：在单侧光的影响下，尖端合成的生长素可以发生横向运输，即从向光一侧向背光一侧运输。导致背光一侧生长素分布较多，生长较快。

总结，课堂小测。

答：向日葵的花盘可以随太阳转动

答：向光性

答：窗台上的花向窗外生长   （飞蛾扑火）

答：北方树木的树冠形状偏南

答：南半球树冠偏北，赤道上树冠无明显偏向

答：植物具有向光性，北半球太阳光从南方射来，南半球相反，赤道上太阳光直射

答：光。在不均匀的光照下植物出现明显的向光生长

学生讨论，拿出方案。

学生观察实验结果

答：植物向光性的产生与不均匀的光照有关。

答：

向光性:有利于利用光能

向重力性：有利于植株的固着以及吸收水分和无机盐

答：植物的顶部

学生讨论，拿出方案

学生观察，得出结论。

学生观察，总结现象，得出结论

学生分析、总结

学生讨论，拿出方案

学生观察，得出结论，互评

答：胚芽鞘两侧生长速度不均

答：物质A的分布不均

学生讨论，拿出方案

学生观察，得出结论

学生分析，得出结论

答：均匀光照下，生长素分布均匀，直立生长

答：单侧光下，生长素分布不均，弯曲生长

答：单侧光下，生长素分布不均，背光一侧生长素多，生长速度快；向光一侧生长素少，生长速度慢。结果导致茎朝向生长慢的一侧弯曲，也就是朝向光源的一侧弯曲。

（副板板书）

发现问题

提出假设

实验验证

（对照原则）

（主板）

第四章  生命活动的调节

第一节 植物的激素调节

一、向性运动

1.概念

2.意义

二、向光性产生的机理研究

实验一：

向光性与单侧光有关

实验二：

   胚芽鞘的

尖端感光

实验三：

   胚芽鞘的尖端与生长有关

（副板）

（单变量原则）

(主板)

实验四

胚芽鞘尖端产生促进生长的物质

实验五：

 物质A的分布不均造成弯曲生长

第四章 生命活动的调节

第一节 植物的激素调节

一、向性运动

1.概念

2.意义

二、植物向光性产生的机理

 实验一：

向光性的产生与单侧光有关

实验二：

  胚芽鞘的尖端感光

实验三：

胚芽鞘的尖端与生长有关

实验四：

  胚芽鞘的尖端产生促进

生长的物质

实验五：

物质A的分布不均造成弯曲生长

科学研究的基本步骤

发现问题

提出假设

实验验证

    （对照原则）

    （单变量原则）

得出结论

实验编号

胚芽鞘情况

光照情况

实验现象

尖端处

理状况

其他处理

1

完整

无

均匀光照

直立生长

2

完整

无

单侧光

弯曲生长

3

完整

尖端套不透光小帽

单侧光

直立生长

4

完整

尖端以下套不透光小筒

单侧光

弯曲生长

5

切去尖端

无

均匀光照

不生长

6

切去尖端

无

单侧光

不弯曲、不生长

7

切去尖端

琼脂块覆盖切口

无光照

不弯曲、不生长

8

切去尖端

接触过尖端的

琼脂块覆盖切口

无光照

直立生长

9

切去尖端

接触过尖端的琼脂

小块置于切口一侧

无光照

弯曲生长