5.1 植物生长素 教学设计

植物生长素
教学目标
1. 概述植物生长素的发现过程
2. 解释植物向光性形成的原因
3. 掌握科学探究的一般方法
教学重点：
1. 生长素的发现过程
2. 植物向光生长的原因
教学难点：
科学探究的一般方法
教学过程
一、课堂导入：
请大家观察一下，窗台上这盆植株生长方向有什么特点？思考其原因。我们可以观察到在单侧光照射下，植物总是朝向光源方向生长，我们把这种现象称作植物的向光性。
二、讲授新课
1.19世纪末-达尔文的实验
1880年达尔文在研究光照对胚芽鞘生长的影响时，进行了如下实验：根据这一现象你能得出什么结论？
就这一现象我们再进一步进行探索。请大家提出假设并设计实验验证以下问题，完成任务一
⑴感受单侧光刺激的是胚芽鞘的哪一部分？
⑵胚芽鞘生长的是哪一部分？
之后达尔文还做了另一组实验：
根据这一实验现象，你能得出什么结论？
这时又会产生新的疑问，刚才我们已经证明胚芽鞘感光部位是胚芽鞘尖端，生长部位是尖端以下部分，那为什么去掉尖端胚芽鞘不长了呢？
大家可以试着提出自己的假设
达尔文据此提出了假说解释此现象：
胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而出现向光性弯曲。
达尔文注意到了人们熟视无睹的现象，并且设计了简单而又富有创造性的实验来研究，从而提出合理的解释，到这里，关于植物的探究还远远没有结束，同学们，你们是否会产生新的疑问呢？科学家们在达尔文之后，又提出了新的问题，这种影响究竟是什么？为什么单侧光刺激会使尖端下方两侧生长不均匀？
在1913年，科学家鲍森詹森做了如下实验，他将尖端与下部分离开，中间放有琼脂，琼脂可以透过水和有机物，
请大家思考：
从对照实验设计的单一变量原则角度分析，鲍森·詹森实验有什么不足之处？又该如何改进？
那么，为什么尖端产生的影响传到下部会使下部两侧生长不均匀？1918年，拜尔设计了如下实验：
请大家思考：没有了单侧光的刺激，为什么胚芽鞘还会发生弯曲？
因此可以得出结论：胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的
1913年鲍森·詹森的实验和1918年拜尔的实验可以初步证明胚芽鞘尖端产生的“影响”可能为一种化学物质，它在尖端以下部位的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。
但是要证明某种物质的存在，最好的办法是能够收集到这种物质，用什么来收集呢？科学家温特在詹森和拜尔实验的基础上，很巧妙的设计了如下实验：
温特的实验进一步证明了胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，并把它命名为生长素。
生长素究竟是什么物质呢？1934年，科学家首先从人尿中分离出与生长素作用相同的化学物质-吲哚乙酸，由于生长素在植物中含量极少，直到1946年，人们才从高等植物中将其分离出来，并确认也是吲哚乙酸。进一步研究发现，植物体内具有与吲哚乙酸相同效应的物质还有苯乙酸、吲哚丁酸等，它们都属于生长素。
通过学习，我们会发现科学发现是一个艰辛的过程，既需要细致的观察，也需要创造性思维，更要有尊重事实、不断探索的精神。光有精神还不够，还要有科学的方法才行。观察提出问题、作出假设、设计实验验证、得出结论、改进或重复实验、修正完善结论。这是我们从科学家身上可以学习到的科学探究方法。
我们现在以同样的思路，试着完成任务二：探究达尔文假说中留下的第二个问题，为什么单侧光会导致“影响”，也就是生长素分布不均匀？请大家按下暂停键，按照科学探究的方法完成下面三个思考问题
思考1：大胆假设，单侧光引起生长素分布不均匀的可能原因。
思考2：如何用实验验证假设的正确性，简单说一下思路。
思考3：通过实验现象可以得出什么样的结论？
同学们会提出各种各样的假设，有人会认为是单侧光会引起向光侧的生长素分解，有人认为单侧光可能抑制向光侧生长素的合成，有人认为单侧光引起生长素从向光侧向背光侧运输，那同学们是如何设计实验验证的呢？
其实早在1957年，科学家布里格斯和他的同事们用玉米胚芽鞘做实验，很好的验证了这个问题。
根据这个实验，我们会发现，黑暗和光照条件下，胚芽鞘弯曲程度没有显著变化，可以排除前面的假设一二，而根据efgh我们可以得出在单方向光照下，生长素从照光一侧向背光侧移动，结果背光侧的琼脂块所含生长素比向光侧的多。
这就是科学家通过科学探究得出的结论，和大家设计的实验是否一样呢？大家的实验相比之下是否存在哪些不足？需要如何改进？经过这一次的实验探究活动，希望大家对科学探究有更深刻的认识和了解，可以不断提高自身能力。
到现在，大家是否可以根绝科学家们的探究结果对植物的向光性作出解释呢？
植物向光性其实是：
单侧光照射后，胚芽鞘向光侧生长素向背光侧运输，使胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧生长不均匀，从而造成向光弯曲。其实质就是生长素分布布不均匀。
但是在科学不断的发展中，又有科学家提出了新的见解，认为植物的弯曲生长不是由于生长素分布不均导致，而是由于生长抑制物质的分布不均匀造成的，感兴趣的同学可以多多查阅科学资料，希望大家好好掌握科学知识，未来投身到科学发展中，为祖国的科学发展奉献自己的力量。