7.5植物对光的反应
教学设计
教学目标
知识目标
知道植物的向光性现象；
了解生长素对植物生长的影响；
了解光对植物生长和开花等生命活动的调节作用。
过程与方法
通过各种活动认识植物的向光性；
培养学生通过观察、对比发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的科学探究能力。
情感态度与价值观
通过体验科学家的探究过程，培养严谨的科学实验作风和不断探索新知的欲望；
了解生长素发现的历史，体会科学发现的历程。
教学方法
讲授法、讨论法、演示法；图片、视频、实物观察
重点难点
重点：植物对光的反应，理解植物通过向光性等更好地适应变化的环境。
难点：向光性产生的原理。
教学过程
活动1【导入】出示达尔文照片
教师：同学们认识这位科学家吗？
生：（根据英文名字拼读）达尔文
教师：对。1836年，达尔文在随“小猎犬号”环球旅行时，随身带了几只小鸟，为了喂养着几只小鸟，他在船上钟了一种叫“草芦”的草。穿上很暗，只有窗户的缝隙处能透射进阳光，达尔文注意到，草芦幼苗有向窗户弯曲生长的现象。
植物的向光生长的现象在日常生活中很常见的现象。请同学们观察我桌上的这盆植物的生长情况，猜想它原本是放在怎样的环境中的？
生：窗台边
教师：普通人对这种现象常常是知其然而不问其所以然。达尔文对这一现象进行了长期的观察和思考。请你像科学家一样思考：为什么植物会向着光生长呢？
生：为了接受更多的阳光，为了进行光合作用……
教师：我们通过七年级的学习，已经知道，生物体能对外界刺激作出反应，这种性质叫做生物的应激性。植物感受刺激，并发生反应的特性称为植物的感应性。例如：落叶树的落叶是对冬季寒冷气候的反应。这些感应性造成了植物对环境的适应性，从而增强了在特定环境下的生存和繁衍的可能性。
达尔文研究的植物向光源弯曲生长的特性称为植物的向光性。今天，让我们沿着科学家达尔文的足迹一起来探寻植物向光性中的奥秘吧。
活动2【达尔文的实验1】植物的向光性
教师：1880年，达尔文用一种草本植物的胚芽鞘作为实验材料进行了研究。胚芽，大家知道吗？
生：……
教师：它是植物体重将来发育成茎叶的部分，是植物体中比较幼嫩的部位，因为植物体的幼嫩部位对光的刺激特别敏感。
Ppt展示
教师：他用了两组相同的胚芽鞘，1号组作为对照组，2号组作为实验组，只对2号组进行单侧光照射。这两组的变量是什么？
生：单侧光
教师：展示实验结果。问：从实验现象中，你能得出什么结论？
生：单侧光(
外因)照射使胚芽鞘向光弯曲生长。
教师：得出这个结论后，达尔文又想了，是胚芽鞘的什么部位在感受单侧光的刺激呢？他又做了下面这组实验。
活动3【达尔文的实验2】植物的向光性
教师：他把胚芽鞘的尖端切掉了，然后用单侧光照射。你想：达尔文做了什么猜想？可能是胚芽鞘的什么部位在感受单侧光的刺激呢？
生：尖端
教师：没有了尖端，胚芽鞘不但不弯曲，连生长也不生长了。如果你是达尔文，你会怎么想？
生：胚芽鞘弯曲生长与尖端有关。尖端是向光性生长的内因。
……
活动4【达尔文的实验3】植物的向光性
教师：为此，达尔文又设计了很多实验，他用不透明的锡箔给胚芽鞘做了一顶小帽戴在胚芽鞘的尖端，用单侧光照射，结果发现……（师生共同回答：胚芽鞘直立生长）。然后，他又给胚芽鞘做了一个围脖，仍旧用单侧光照射，结果是……（师生共同回答：胚芽鞘向光弯曲生长）
教师：这时，达尔文能得到什么结论呢？
生：只有尖端才是感受光刺激的部位。
教师：达尔文反复对以上三组实验进行多次实验，都得到了相同的结论。你想，为什么要反复多次实验呢？
生：避免实验偶然性
教师：是呀，科学探究是非常严谨的。（汇总达尔文的结论）通过以上实验，达尔文得到以下结论：1.单侧光(
外因)照射使胚芽鞘向光弯曲生长；2.胚芽鞘弯曲生长与尖端有关；3.尖端是向光性生长的内因。只有尖端是感受光刺激的部位。他又进一步推测：胚芽鞘发生向光弯曲生长是由于幼苗在单侧光照射下产生了某种影响，并从上部传到下部，造成背光面和向光面生长快慢不同而引起的。
活动5【温特的实验】植物的向光性
过渡：那么这种“影响”究竟是什么呢？达尔文没有再进行深入的研究，但在植物向光性这个问题的研究上，仍然具有非常重要的价值，他是领导和开创研究植物向光性的第一位科学家。在他之后，有很多科学家对这个问题进行了深入的研究，如詹森、拜尔等人。其中，温特的实验最有名。接下来，我们就一起来看看温特的实验。
教师：（介绍温特的实验）1880年，温特找了一些长势差不多的胚芽鞘，分成了两组，他把第一组的胚芽鞘的尖端切下来，放在琼脂上。你知道琼脂是什么吗？
生：摇头
教师：琼脂是从海藻中提取的，我们吃的果冻里也有琼脂的成分。如果尖端确实能产生某种影响，那么这种影响就会渗透到琼脂里。一段时间后，拿到胚芽鞘尖端，把琼脂切成小块，把其中一块放在去掉尖端的胚芽鞘上的一侧。现在不用单侧光照射了，因为温特已经知道胚芽鞘的生长不需要光照，所以，他没有设置单侧光的照射。结果，他看到了这样的现象ppt——它不是向光生长，而是向不放琼脂块的一侧弯曲。
下面这组是温特设置的第二组，这组是没有放过胚芽鞘尖端的琼脂组是用来做什么的？
生：排除琼脂对实验的干扰，确保实验变量的唯一
教师：看胚芽鞘的生长情况如何？ppt不生长，不弯曲。你能从温特的实验中得到什么结论呢？
生：胚芽鞘尖端确实产生了某有影响物质。
教师：进一步证明胚芽鞘的弯曲生长确实是顶端产生的一种化学物质引起的，并把这种物质命名为生长素。生长素究竟是什么物质呢？1931年，荷兰科学家郭葛从人尿中分离出吲哚乙酸。植物体内含量极少，直到1946年从植物中分离出生长素，确认其为吲哚乙酸。
教师：（介绍生长素）生长素对植物的生长发育起着重要的调节作用。它能促进植物果实的发育，生长素使子房膨大发育成果实，喷洒生长素的茄子就长得比较大，在番茄雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素，在没有授粉的情况下结出无籽番茄。有些枝条本来不易扦插，因为它们不易生根，沾上一些生长素，它们很快就生根了。
教师：为什么温特的实验中胚芽鞘向着放琼脂块的对侧弯曲生长呢？以四人小组为单位讨论一下，看哪个小组解释得最好。
生：小组讨论，小组代表回答
教师：胚芽鞘的尖端能产生生长素，生长素渗透到琼脂块中，于是，放琼脂块的一侧由于生长素多，细胞生长快；琼脂块的对侧胚芽鞘生长素少，细胞生长慢，于是便出现了向琼脂块的对侧弯曲生长的现象。
教师：现在，你能用这一结论来解释植物向光性的原因吗？
生：小组讨论并回答。
教师：至此，生长素就被彻底发现了，生长素的发现是从研究植物的向光性开始的。通过多国、几代科学家60度年的努力完成的。最终揭示植物向光生长是由于单侧光照射引起生长素分布不均匀造成的。感悟：
科学发展是一个不断传承的过程！
教师：科学家对植物向光性的原因现在还有其它的解释。20世纪80年代，有学者根据一些实验结果提出：植物的向光性的生长是生长抑制剂朝背光部分的运输比朝向光部分的运输要少。于是，背光部分就比向光部分生长伸长快，植物也就发生向光生长了。感悟：科学往往就是在争议中不断发展！
过渡：植物的向光性能使整个植物体获得更多的阳光，进行光合作用，获得更多的能量来源。比如：生长旺盛的向日葵、棉花等植物的茎端还能随太阳而转动，使叶子尽量处于吸收光能的最合适的位置进行光合作用。
活动6开花与光照
教师：你认识这些植物吗？它们是在什么季节开花的呢？
生：油菜花、菊花、荷花、腊梅
教师：以四人小组为单位讨论：为什么油菜花在春季开花，而菊花则在秋季开放？
生：
教师：地球上每年每日光照的长短变化是有规律的。例如：北半球每年的冬至日肇最短，夏至日照最长，春分和秋分每日日照均是12小时，年年如此。长日照植物花芽的形成需要长日照，否则不能形成花芽，无法开花。短日照植物，不受日光照射的时间越长，开花就越早。如果在长日照下，则只进行营养生长而不开花。
教师：植物开花要求一定的日照长度，这种特性与其原产地在生长季节里自然日照的长度有密切的关系。也是植物在系统发育过程中对于所处的生态环境长期适应的结果。在高纬地带，夏季几乎24小时都有日照，短日照植物不能生长发育，只有长日照植物分布。
现在，人们可以利用植物的这个特性来栽培反季节鲜花了。现在，请同学们以四人小组为单位讨论：短日照的菊花，在自然条件下是秋季开花的，现在要使它在“五一”节提前开花，该怎么做？要使菊花延迟到春节期间开花，又该怎么做呢？
生：小组讨论，小组代表分享讨论结果。
教师：每日日照长短不仅关系到花芽的形成，也关系到落叶树的落叶。你注意过落叶树上其他的叶片已经脱落，但路灯周围的叶片最晚脱落吗？
生：回答
教师：（小结）从上面的例子我们可以看出，光不仅能驱动光合作用的进行，而且它能作为植物生长和发育的信号，调节植物的生命活动。
作业布置：调查反季节水果是怎样培育出来的
教师：最后，让我们的课程在美妙的音乐声和美丽的植物世界中结束！
生：观看视频
板书设计
植物的向光性——获得更多的能量
单侧光
尖端
生长素
日照长短
冬至——夏至
变长
长日照植物
夏至——冬至
变短
短日照植物
对环境的适应(共19张PPT)
植物对光的反应
Charles
Darwin
（1809-1882）
2号
1号
结论
单侧光(
外因)照射使胚芽鞘向光弯曲生长
达尔文的实验1
直立生长
向光生长
结论
胚芽鞘弯曲生长与尖端有关。尖端是向光性生长的内因
达尔文的实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
向光性实验2
达尔文的实验3
结论
只有尖端是感受光刺激的部位
达尔文的结论：
单侧光(
外因)照射使胚芽鞘向光弯曲生长
胚芽鞘弯曲生长与尖端有关。尖端是向光性生长的内因
只有尖端是感受光刺激的部位
推测：胚芽鞘发生向光弯曲生长是由于幼苗在单侧光照射下产生了某种影响，并从上部传到下部，造成背光面和向光面生长快慢不同而引起的。
温特的实验(1928年)
温特的结论：
进一步证明胚芽鞘的弯曲生长确实是顶端产生的一种化学物质引起的，并把这种物质命名为生长素。
生长素究竟是什么物质呢？
.1931年，荷兰科学家郭葛从人尿中分离出吲哚乙酸。
植物体内含量极少，直到1946年从植物中分离出生长素，确认其为吲哚乙酸。
植物向光性的解释
内因：生长素分布不均造成的
背光一侧
向光一侧
生长素多
生长素少
细胞生长快
细胞生长慢
外因：光照分布不均匀
感悟：
科学发展是一个不断传承的过程！
感悟：
科学往往就是在争议中不断发展！
思考：
油菜花为什么总在春季开花，菊花为什么在秋季开放？
讨论：
短日照的菊花，在自然条件下是秋季开花的，现在要使它在“五一”节提前开花，该怎么做？要使菊花延迟到春节期间开花，又该怎么做呢？
作业
调查：反季节水果是怎样培育出来的
