第五章第一节植物生长素
教学设计
教学目标
知识目标：1、分析植物生长素的发现过程，阐明其中蕴含的科学本质特单2、归纳植物向光性产生的原因3、概述植物生长素的合成、运输和分布能力目标：1、通过体验生长素发现过程中的有关实验，培养设计探究实验的能力2、通过分析生长素发现过程中的相关实验,提高学生分析解决问题的能力3、以小组合作的形式分析问题，提升学生交流、互补、团队分工协作的能力4、通过对实验设计的评价，培养严谨的科学态度，养成批判性思维方式情感态度与价值观通过科学发展史的教学，使学生关注生活现象，透过现象去认识科学的本质，养成良好的科学思维习惯，体会科学研究过程中严密的逻辑推理思维,形成积极进取的求知精神和追求真理的良好意志品质，并且认同科学发展是一个开放和不断发展的过程。
教法分析
实验探究法、问题引导法、小组合作交流的教学方法
教学重难点
教学重点：植物生长素的发现过程教学难点：植物生长素的合成、运输和分布
教学设计思路
本节课主要从学生核心素养的形成入手，通过探究性试验和问题的引导，培养学生的探究能力和科学的思维方法。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
核心素养
引课
PPT播放小视频《植物的向光性》引导学生观察，提出问题：1、视频中植物的什么现象？2、如何对这一现象下一定义？3、大家对周围常见的现象有没有想过去探究为什么？4、第一位研究向光性的科学家是谁？【情景引入】达尔文对向光性的研究，讲述达尔文发现向光性的小故事。达尔文航海过程中发现了自己种植的植物总是弯向船舱上的小窗生长，达尔文对这一现象一直记忆犹新，在71岁的时候和他的儿子展开研究，2年后去世。
观看视频，总结向光性的概念：植物受到单侧光的刺激弯向光源生长的现象。
从生活中普遍的生物学现象开始，调动学生的学习积极性和求知欲小故事的引入更能激发学生对达尔文不断探究、追求真理这种精神的敬佩。
达尔文的实验
达尔文选择了一个很好的实验材料——胚芽鞘。PPT展示金丝雀虉草的胚芽鞘引出达尔文和他儿子对向光性的实验，并请一位同学结合课件给大家讲述。【情境设置】：
达尔文父子让一盆金丝雀虉草在一间完全黑暗的屋子里生长了几天，然后，他们在离花盆12英尺的地方点燃一盏很小的煤气灯，灯光很昏暗，使他们“无法看见幼苗，也无法看到用铅笔在纸上画的线”。然而，只过了三小时，虉草就明显地向这昏暗的灯光弯过去了。他们反复重复这个实验，发现所有的幼苗都在差不多茎尖下面大约一英寸，也就是2.5厘米左右的地方发生弯曲。【提出问题】：微弱的光线条件下，人的眼睛都很难辨别周围的事物，植物却能感受得到，是不是植物像我们人一样有一双眼睛去感受光呢？如果是，眼睛位于哪个位置呢？是发生弯曲的位置还是尖端呢？能不能涉及实验去证明？
学生齐读胚芽鞘的介绍，了解实验材料的优点。【学生思考】“眼睛的位置在哪”，并设计实验去证明：用不透的东西遮住尖端、尖端以下部位。
熟悉实验材料，为后面的探究做好基础让学生去感悟植物世界的神奇，认同植物也是有智慧的。形成正确的生命观念初步形成探究的思维，提高语言表达能力。
对学生的实验设计进行评价，进一步引出达尔文的实验。【提出问题】：与自己的设计相比，增加的两组目的是什么？切去尖端，植物不能生长，说明尖端与植物的生长和弯曲有关。通过三个问题分析总结，得出达尔文实验的结论：感受单侧光的部位？弯曲生长的部位是？背光侧和向光侧哪个部位生长快？【结论】：胚芽鞘的尖端接受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响”，造成了伸长区背光面比向光面生长快，因而向光弯曲生长。
【思考并回答】：增加透明遮盖为了排除透明物本身对实验的影响，使实验更加的严谨。【总结归纳】：分别是尖端和尖端以下，背光侧生长快。
形成创新性思维，养成严谨的科学态度。提高学生分析问题、归纳总结的能力
探究活动一（詹森的实验）
【提出问题】：达尔文的对向光性的本质还没有做深入的研究。达尔文提出的影响是什么呢？是一种物质还是一种电信号？还是其它物质？引导学生按照科学探究的程序对此做一假设，并设计实验进行验证。小组交流合作，把设计方案画在活动任务卡上。探究实验：尖端产生的“影响”是什么？PPT展示詹森的实验，引导学生得出结论
【提出假说】：该“影响”是一种物质，这种物质能从尖端“传递”到尖端以下。【小组合作交流】完成设计方案，板书进行展示，并解释思路。其他同学对此方案进行评价和进一步的完善。【总结归纳】：胚芽鞘尖端产生的“影响”不能透过云母片，但可以透过琼脂片传递给下部
进一步熟悉科学探究的方法步骤。提高团结合作能力和语言表达能力。
拜尔的实验
在詹森的实验的基础上，许多科学家又做了许多实验，其中一位科学家拜尔，在把切去的尖端放回原处的时候，发现了一个问题，如果把尖端放在切去尖端的胚芽鞘一侧，即使没有单侧光照射，植物也能弯曲生长。PPT展示拜尔的实验。引导学生得出结论。【结论】：以上实验初步证明尖端产生的影响可能是一种化学物质，这种化学物质在胚芽鞘尖端以下部位的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长
【分析总结】：：尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的
温特实验
【总结】虽然初步证明尖端产生的可能是一种化学物质，但这种物质仍然没有从尖端分离，很多科学家尝试将尖端研磨后去分离并实验证明，但都没有收到应有的效果。科学家温特选择了一种办法，进一步去证明：PPT展示温特的实验：【提出问题】为什么这个实验能够很好的证明是一种物质的作用呢？这个实验需不需要对照呢？【结论】：温特进一步证明了这种化学物质的存在，并且命名为生长素。
【思考回答】：因为借助了琼脂块。如果尖端有这种物质，那么就会扩散到琼脂块中。最终的结果恰好证明了这一点。进一步说出对照实验的设计
严格遵循实验设计的对照原则
生长素的分离和提纯
【材料分析】1934年，科学家郭葛从人尿中提取出和生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸（IAA）。直到1946年，人们从植物中分理出IAA。进一步经研究发现，植物体内还有苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸（IBA）等具有与IAA相同的效应，它们都属于生长素。此时举例达尔文的实验已经过去了70年。PPT展示科学家整个的探究过程，引导学生说出自己的收获。
【思考回答】：学习科学家的探究精神，养成严谨的科学态度科学是不断的进步与发展的。学习科学的探究方法。等等
形成科学的发展观，提高科学的思维方式，形成正确的人生观和价值观。
总结向光性原因
【分析总结】结合图示，总结植物向光性的原因：
【回答】：外因：单侧光内因：生长素分布不均匀，背光侧多，生长快；向光侧少，生长慢。
提高归纳总结的能力
生长素的合成、运输和分布
【归纳总结】引导学生总结生长素的合成、运输和分布：解释极性运输：植物生长的方向即是形态学上端，地上部分和地下部分不同。举例：倒置的垂柳。
【提出问题】能不能证明极性运输的方向呢？PPT展示：实验案例，评价实验的设计和结论的合理性
取一段玉米胚芽鞘，切去顶端2mm，使胚芽鞘不再产生生长素。在上端放一块有生长素的琼脂，下端放一块不含生长素的琼脂（如下图１所示，胚芽鞘形态学上端朝上）。过一段时间检测，发现下端的琼脂块逐渐有了生长素（图２所示）鼓励学生在学习卡片上画出对照组。
【总结归纳】1、合成部位：具分生能力的组织，主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。氨基酸中的色氨酸是合成生长素的基本材料2、分布部位：生长旺盛的部位，如胚芽鞘、芽、根尖分生组织、形成层、发育中的种子和果实等。3、运输：极性运输和非极性运输【思考回答】设计没有对照，所以不严密；且只是证明了生长素能从形态学上端运输到下端，没有证明不能反向运输。【小组合作交流】小组内合作共同完成对照组的设计。并进行组间的评价。
提高获取信息、处理信息的能力。形成严谨的科学态度，具备批判性思维的能力
思维拓展
【延伸思考】：不同颜色的单侧光对胚芽鞘的向光性影响是否相同？如何设计实验证明？进一步研究发现：对向光性其主要作用的是蓝光，因为植物体内含有相应的蓝光受体。将在本章的第四节课学习到。
【思考回答】学生思考并说出自己的设计：可以用不同颜色的单侧光，观察胚芽鞘弯曲的程度。
培养发散性思维和创新能力
课堂归纳和总结
指导学生在活动任务卡上对本节课学习的内容进行总结。
板书设计
植物生长素（第一课时）生长素的发现相关的实验生长素的分离和提纯向光性的原因二、生长素的合成、运输和分布1、合成部位：幼嫩的芽、叶和发育中的种子2、分布部位：生长旺盛的部位较多3、运输：极性运输和非极性运输(共15张PPT)
达尔文父子让一盆金丝雀虉草在一间完全黑暗的屋子里生长了几天，然后，他们在离花盆12英尺的地方点燃一盏很小的煤气灯，灯光很昏暗，使他们“无法看见幼苗，也无法看到用铅笔在纸上画的线”。然而，只过了三小时，虉草就明显地向这昏暗的灯光弯过去了。他们反复重复这个实验，发现所有的幼苗都在差不多茎尖下面大约一英寸，也就是2.5厘米左右的地方发生弯曲。
科学故事
结论：胚芽鞘的尖端接受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种
“影响“
感受光刺激的部位是：
弯曲生长的部位是：
背光侧和向光侧哪个部位生长快？
尖端
尖端以下
背光侧
，造成了伸长区背光面比向光面生长快，因而向光弯曲生长。
实验假设：
设计材料：云母片（具有绝缘和阻断作用，物质不可以通过）
琼脂片（琼脂制成的薄片，物质可以通过），胚芽鞘
该“影响”是一种物质，这种物质能从尖端“传递”到尖端以下。
设计实验：
詹森的实验
实验结论：
胚芽鞘尖端产生的“影响”不能透过云母片，但可以透过琼脂片传递给下部
以上实验初步证明尖端产生的影响可能是一种化学物质，这种化学物质在胚芽鞘尖端以下部位的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长
结论：尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的
对照实验
温特的实验
需要设置对照实验吗？
生长素的分离和提纯
1934年，科学家郭葛从人尿中提取出和生长素作用相同的化学物质——吲哚乙酸（IAA）。
直到1946年，人们从植物中分理出IAA。此后大量的试验证明IAA在高等植物中广泛存在，是植物体内主要的生长素。进一步经研究发现，植物体内还有苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸（IBA）等具有与IAA相同的效应，它们都属于生长素。
IAA
PAA
IBA
?
谈一谈：从生长素的发现历程中，你收获到了什么？
结合下图总结：分析植物向光性的原因？
外因：单侧光
内因：生长素分布不均匀背光侧含量高，生长快
向光侧含量低，生长慢
向光弯曲生长
生长素的合成、运输和分布
1、合成部位：
2、分布部位：
3、运输：
具分生能力的组织，主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。氨基酸中的色氨酸是合成生长素的基本材料
生长旺盛的部位，如胚芽鞘、芽、根尖分生组织、形成层、发育中的种子和果实等。
1、极性运输：形态学上端到形态学下端
2、非极性运输：成熟组织
取一段玉米胚芽鞘，切去顶端2mm，使胚芽鞘不再产生生长素。在上端放一块有生长素的琼脂，下端放一块不含生长素的琼脂（如下图１所示，胚芽鞘形态学上端朝上）。过一段时间检测，发现下端的琼脂块逐渐有了生长素（图２所示）
技能训练
评价实验设计和结论的合理性
结论：
１、下端琼脂块上的生长素来自上端的琼脂块。
２、生长素在胚芽鞘内只能由形态学的上端运输到形态学的下端。
思维拓展
不同颜色的单侧光对胚芽鞘的向光性影响是否相同？如何设计实验证明？
进一步研究发现：对向光性起主要作用的是蓝光，因为植物体内含有相应的蓝光受体
