24 植物生命活动的调节 第1课时 教案苏教版必修3.docx
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24植物生命活动的调节第1课时教案苏教版必修3
2.4植物生命活动的调节第1课时教案苏教版必修3
●课标要求
1．概述植物生长素的发现过程。
2．了解植物产生向光性的主要原因。
3．概述植物生长素作用的特性。
●课标解读
1．概述植物生长素的发现和作用。
2．简述生长素的产生、运输和分布。
3．举例说明生长素作用的两重性。
●教学地位
本节内容包括生长素的发现过程，生长素的特性两部分内容。
生长素的发现过程介绍了科学家发现生长素过程中做的科学实验，科学家的实验包含了发现问题、寻找证据、严密推理等科学方法。
生长素的产生、运输和分布是理解与生长素发挥作用有关的许多植物生理现象的基础。
生长素发现中的胚芽鞘实验、生长素的极性运输和生长素的生理作用是高考常考的内容。
●教法指导
1．“生长素的发现过程”是本节重点，涉及一系列经典的科学实验，这些实验是培养学生科学素养的良好素材。
在教学时，如果仅由教师平铺直叙地介绍这些实验，将难以发挥这些素材的作用。
因此，在教学设计上，要尽力挖掘这些实验在培养学生科学素养方面的潜在价值，创设问题情景或任务驱动，让学生进行思维探究，尝试像科学家一样去思考如何设计对照实验，如何从实验现象中去推理、归纳和发现。
同时，为了使学生的思维探究建立在自身经验和实物认识的基础上，而不是虚幻的想像中，培养学生尊重事实的科学态度，教师还应安排学生自己完成简单易行的向光性实验、胚芽鞘培养、琼脂块制作等。
2．科学实验的严谨性是本节的难点。
通过“生长素的发现过程”归纳出科学实验设计的一般方法，在此基础上利用本节教材中的“技能训练”，学生能够比较顺利地完成科学实验设计的严谨性分析，从而突破教学难点。
●新课导入建议
向日葵是太阳之花，在希腊神话中，水泽女神爱恋太阳神阿波罗，于是群神将她变成了向日葵，以便终生追随那份永远的阳光。
现实生活中的“朵朵葵花向太阳”是怎么回事呢？
原来在阳光的照射下，生长素在向日葵的背光一面含量升高，刺激背光面细胞拉长，从而使向日葵的叶子和花盘慢慢地向着太阳转动。
那么，什么是生长素？
它是怎样被发现的呢？
●教学流程设计
学生课前预习：
阅读教材P42－47，填写【课前自主导学】，完成“思考交流1、2”。
⇒步骤1：
情景导课：
以【新课导入建议】引出本节课题。
⇒步骤2：
分析达尔文实验、詹森实验、拜耳实验和温特实验的对照并归纳结论，通过【课堂互动探究】探究1总结规律，通过例1分析提高。
⇒步骤3：
提问学生回答生长素的产生、运输和分布，通过【课堂互动探究】探究2总结规律，通过例2分析提高。
⇓
步骤6：
引导学生以小组合作形式总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。
课下完成【课后知能检测】。
⇐步骤5：
抢答方式完成【正误判断】并分组互评【当堂双基达标】的1、2、3、4、5题。
⇐步骤4：
出示“生长素浓度与所起作用的关系”的曲线图，引导学生分析生长素的作用特点，通过【课堂互动探究】探究3总结规律，通过例3分析提高。
课 标 解 读
重 点 难 点
1.概述植物生长素的发现和作用。
2．简述生长素的产生、运输和分布。
3．举例说明生长素作用的两重性。
1.生长素的发现过程。
（重点）
2．生长素的特性——两重性。
（重难点）
植物生长素的发现
1.植物激素的概念
在植物体内一定部位合成，并从产生部位运输到作用部位，对植物生长发育具有显著生理作用的微量的化学物质。
生长素是最早被发现的植物激素。
2．植物生长物质
植物的生长发育受到植物生长物质的调节和控制，包括植物体内合成的植物激素和人工合成的具有植物激素活性的植物生长调节剂。
3．植物生长素的发现
科学家
设计思路
实验结果
实验结论
达尔文
弯向光源
生长
不生长
不弯曲
直立生长
弯向光源
生长
①具有感光作用和可能产生某种物质（现在知道是吲哚乙酸）的部位都是胚芽鞘尖端；②该物质的作用部位是尖端下部，使向光侧生长慢，背光侧生长快
温特
向放琼脂
块的对侧
弯曲生长
不能弯曲
生长
③胚芽鞘尖端确实产生了某种物质，这种物质从尖端向下运输，促使胚芽指下部某些部位的生长，因其具有促进生长的作用，取名为生长素
郭葛
从玉米油、麦芽等材料中分离出这种物质，并证明是吲哚乙酸
1．温特实验为什么要设置对照组？
【提示】 排除琼脂块本身的化学物质对实验结果的干扰。
生长素的特性
1.运输特性
（1）具有极性运输的特性。
生长素只能从植物体的形态学上端向形态学下端运输，而不能逆向运输。
（2）横向运输：
植物向光性原理是单侧光影响了生长素的分布，使背光一侧的生长素多于向光一侧，背光一侧的细胞伸长快于向光一侧，结果表现为茎弯向光源生长。
2．作用特性：
两重性。
（1）含义：
既能促进植物生长，又能抑制植物生长。
（2）影响生长素作用的因素：
生长素对植物生长的促进和抑制作用与生长素的浓度、植物器官的种类及细胞的年龄有关。
（3）生长素作用的一般规律：
①一般来说，低浓度的生长素可以促进植物的生长，而高浓度的生长素却抑制植物的生长。
②生长素浓度在10－10mol/L时对根生长促进作用最显著；在10－8mol/L时对芽生长的促进作用最明显；在10－4mol/L时对茎生长的促进作用最显著，而对根和芽的生长都起明显的抑制作用。
3．顶端优势
（1）概念：
顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。
（2）原因：
主要是植物的顶芽产生的生长素向下运输后浓度较低促进生长，侧芽生长素浓度增加后抑制了该部位侧芽的生长。
（3）应用：
运用顶端优势的原理，对果树进行修剪，对棉花、番茄等农作物进行摘心，以达到改善株型和增产的目的。
2．不同浓度的生长素促进枝条的生根效果一定不同吗？
【提示】 不一定，在最适浓度之前和之后两种不同浓度促进效果可能相同。
1．生长素只能从植物体的上端运输到下端。
（×）
【提示】 生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端。
2．温特实验中生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是主动运输。
（×）
【提示】 生长素从胚芽鞘尖端基部进入琼脂块的方式是扩散作用。
3．根、芽、茎三者中对生长素最敏感的是芽。
（×）
【提示】 对生长素最敏感的是根。
4．植物顶端优势产生的原因是侧芽产生的生长素比顶芽多，抑制了侧芽的生长。
（×）
【提示】 植物顶端优势产生的原因是顶芽产生的生长素向下运输积累在侧芽。
5．植物向光生长的原因是植物背光侧产生的生长素多，向光侧产生的生长素少。
（×）
【提示】 植物向光性的原因是向光侧的生长素转移到了背光侧。
植物向光性产生的原因及胚芽鞘
实验的相关结论
【问题导思】
①单侧光照射下植物为什么会产生向光性生长？
②什么部位产生生长素？
什么部位发生生长和弯曲？
1．植物向光性产生的原因
（1）原因分析
单侧光
尖端―→影响生长素运输―→
→生长素在③④
处分布不均匀
→
→向光弯曲生长
（2）原因总结
①内因：
生长素的分布不均匀。
②外因：
单侧光照射。
（3）微观上的观察结果
由上图可以看出：
向光一侧生长素浓度低，细胞生长慢，而背光一侧生长素浓度高，细胞生长快，伸长幅度大，所以背光侧长得比向光侧快。
（4）向光生长的意义：
有利于植物接受更多的光照进行光合作用。
2．胚芽鞘实验的相关结论
（1）与尖端有关的结论
①产生生长素的部位在尖端，而发生生长及弯曲的部位在尖端以下的伸长区。
②感受光照的部位在尖端，而且生长素的横向运输只发生在尖端。
③生长素产生的多少与尖端是否感受光照无关。
（2）判断胚芽鞘生长与弯曲的依据
①生长：
看有无生长素。
生长素可能是自身产生的，也可能是外源的，如含生长素的琼脂等。
②弯曲：
看生长素分布是否均匀，若分布均匀则直立生长；若分布不均匀则弯向浓度低的一侧生长。
（2013·南京高二检测）对燕麦胚芽鞘尖端进行如图所示的处理：
①将尖端套上不透光的锡箔小帽；
②将尖端下部用锡箔遮住；③在尖端纵向插入云母片；④在尖端横向插入琼脂片；⑤切去胚芽鞘尖端。
下列选项中正确的是（ ）
A．单侧光照，①②实验结果说明感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端
B．给予左侧光照时，仍直立向上生长的是①③④
C．把④放在匀速转盘上，给予右侧光照，将向右弯曲生长
D．如果把放过胚芽鞘尖端的琼脂块放在⑤的一侧，则其向同侧弯曲生长
【审题导析】
（1）弄清每个胚芽鞘的处理和每个选项的处理条件。
（2）对胚芽鞘实验的结论要清楚：
生长素的产生部位——胚芽鞘尖端；发挥作用部位——尖端下面一段；感光部位——胚芽鞘尖端；弯曲原因——生长素分布不均匀，导致生长不均匀；引起生长素分布不均匀的原因——单侧光照等。
【精讲精析】 ①胚芽鞘尖端被遮盖不见光，单侧光照，直立生长；②胚芽鞘尖端下面一段被遮盖，单侧光照，弯曲生长，二者对比说明感光部位在胚芽鞘尖端；③单侧光照射下，由于中间纵向有云母片隔断，生长素不能横向传递，所以直立生长；④生长素能透过琼脂块，左侧光照射下，右侧生长素分布多，所以弯向左侧生长；如把④放在匀速转盘上，给予右侧光照，胚芽鞘四周受均匀照射，直立生长；如果把放过胚芽鞘尖端的琼脂块放在⑤的一侧，则其向对侧弯曲生长。
【答案】 A
生长素的合成与运输
【问题导思】
①生长素的合成部位、作用部位分别在哪？
②生长素的运输方向是怎样的？
1．生长素的成分、合成部位、作用部位
（1）成分：
吲哚乙酸
（2）合成部位：
生长素主要在具有分生能力的生长旺盛部位产生，如叶原基、嫩叶、发育中的种子。
（3）生长素的分布
①产生部位<积累部位，如顶芽<侧芽、分生区<伸长区。
②生长旺盛的部位>衰老组织，如生长点>老根。
2．生长素的运输
（1）极性运输：
生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，如图：
验证性实验：
a、b两组相互对比，共同证明生长素只能由形态学上端向形态学下端运输。
形态学的上、下端是以器官生长的规律为基础下定义的，生长的方向为形态学上端，即器官最幼嫩部分为上端，而较老的部分为下端。
因此对于一棵植株来说，茎和根的形态学上端分别是茎尖和根尖，而茎、根的形态学下端则位于茎、根的接触区。
（2）横向运输
发生部位：
细胞分裂旺盛的幼嫩组织。
形成因素：
单侧光、重力、离心力等外界因素（如下图）。
图1中单侧光使胚芽鞘尖端中的生长素从①运到②。
图2中在幼根中重力作用使生长素从③运到④，幼茎中使生长素从⑤运到⑥。
图3中离心力使胚芽鞘尖端中的生长素从⑦运到⑧。
（2012·新课标全国卷）取生长状态一致的燕麦胚芽鞘，分为a、b、c、d四组。
将a、b两组胚芽鞘尖端下方的一段切除，再从c、d两组胚芽鞘中的相应位置分别切取等长的一段，并按下图中所示分别接入a、b两组胚芽鞘被切除的位置，得到a′、b′两组胚芽鞘。
然后用单侧光照射，发现a′组胚芽鞘向光弯曲生长，b′组胚芽鞘无弯曲生长，其原因是（ ）
A．c组尖端能合成生长素，d组尖端不能
B．a′组尖端能合成生长素，b′组尖端不能
C．c组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，d组尖端的生长素不能
D．a′组尖端的生长素能向胚芽鞘基部运输，b′组尖端的生长素不能
【审题导析】
（1）弄清实验过程：
c组相同切段接入a组时是形态学上端朝上的；d组相同切段接入b组时是形态学下端朝上的。
（2）明确生长素的运输特点、产生部位和胚芽鞘生长的部位。
【精讲精析】
选项
分析判断
A、B
胚芽鞘的尖端都能合成生长素，所以A、B错误
C
生长素的运输是从形态学上端运输到形态学下端的极性运输，C错误
D
据题干可知，a′中接入的茎段的形态学上端连接胚芽鞘尖端，形态学下端连接茎，所以生长素可以向基部运输，因此胚芽鞘向光弯曲生长；b′中接入的茎段的形态学下端连接胚芽鞘尖端，形态学上端连接茎，故生长素不能向基部运输，因此胚芽鞘无弯曲生长
【答案】 D
生长素的作用机理与特点
【问题导思】
①生长素的作用机理是什么？
②生长素的作用具有什么特性？
如何研究生长素的相关特性？
1．作用机理
促进细胞纵向伸长。
2．作用特点
两重性——高浓度抑制生长，低浓度促进生长。
（1）表现一：
①不同浓度的生长素作用于同一器官上，引起的生理效应不同（促进效果不同或抑制效果不同）。
②同一浓度的生长素作用于不同器官上，引起的生理功效也不同，这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同（敏感性大小：
根>芽>茎），也说明不同器官正常生长要求的生长素浓度不同。
③M、N为相邻两曲线的交点，它们分别表示在同一生长素浓度下对根和芽与芽和茎促进程度一致，但在此后生长素浓度增大时，对前一种器官逐渐由促进效应变为抑制效应，而对后一种器官则促进效应增大。
④曲线在A′、B′、C′点以上的部分体现了不同浓度生长素不同的促进效果，而A、B、C三点代表最佳促进效果点。
（2）表现二：
顶端优势——顶芽优先生长，侧芽受抑制，因为顶芽产生的生长素向侧芽部位运输，导致侧芽生长素浓度过高，而产生抑制作用。
3．研究生长素相关特性的人工实验方法归类
实验
处理方法
暗盒开
孔类
云母片
插入法
切割
移植类
①直立生长 ②向左弯曲生长
③④：
a＝b＋c，b＞c（a、b、c为琼脂块中
生长素含量）
锡箔纸
遮盖类
旋转类
幼苗
横置类
失重类
幼苗移到太空后，其向光性仍保留，但失去
了根的向重力性和茎的负向重力性。
（2010·新课标全国卷）从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段（无叶和侧芽），将茎段自顶端向下对称纵切至约3/4处后，浸没在不同浓度的生长素溶液中。
一段时间后，茎段的半边茎会向切面侧弯曲生长形成如图甲所示的弯曲角度（α），且α与生长浓度的关系如图乙所示。
请回答问题。
甲 乙
（1）从图乙可知，在两个不同浓度的生长素溶液中，茎段半边茎生长产生的弯曲角度可以相同，请根据生长素作用的特性，解释产生这种结果的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）将切割后的茎段浸没在一未知浓度的生长素溶液中，测得其半边茎的弯曲角度α1，从图乙中可查到与α1对应的两个生长素浓度，即低浓度（A）和高浓度（B）。
为进一步确定待测溶液中生长素的真实浓度，有人将待测溶液稀释至原浓度的80%，另取切割后的茎段浸没在其中，一段时间后测量半边茎的弯曲角度将得到α2。
请观测α2与α1相比较的可能结果，并得出相应的结论：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【审题导析】
（1）不同浓度的生长素溶液对茎的生长影响不同，在最适浓度下形成最大α角。
（2）生长素促进植物生长具有两重性，用曲线表示为单峰曲线。
（3）要确定形成半边茎弯曲角度α1的生长素浓度，可降低生长素浓度或增大生长素浓度，再测半边茎的弯曲角度α2，比较α1和α2，根茎生长素的作用变化来确定。
【精讲精析】
（1）由图乙可知，随生长素浓度升高，α的值增大，但超过一定浓度（最适浓度）后，随生长素浓度升高，α值降低，这体现了生长素作用的两重性。
正是由于生长素的这一作用特性，在低于最适浓度和高于最适浓度时出现了相同的弯曲生长，产生了相同的α值。
（2）如果α1的浓度为高浓度B，稀释至原浓度的80%后，由图乙曲线可知，此浓度下弯曲角度α2应大于α1；如果α1的浓度为低浓度A，稀释后弯曲角度α2应小于α1。
所以可根据稀释后半边茎的弯曲角度α2与α1的比较，判断α1对应的生长素浓度。
【答案】
（1）生长素的生理作用具有两重性，最适生长素浓度产生最大α值，高于最适浓度时有可能出现与低于最适浓度相同的弯曲生长，从而产生相同的α值
（2）若α2小于α1，则该溶液的生长素浓度为A；若α2大于α1，则该溶液的生长素浓度为B
本课知识小结
网络构建
生长素生长素的发现过程达尔文的实验温特的实验郭葛实验生长素的特性运输特性：
极性运输作用特性：
两重性实例：
顶端优势
结论语句
1．感受光刺激和生长素发生横向运输的部位都是胚芽鞘尖端。
2．向光性产生的内部因素是生长素分布不均匀，外部因素是单侧光的照射。
3．生长素的合成部位有幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
4．生长素的运输方式有极性运输、非极性运输和横向运输。
5．生长素对植物生长的调节作用具有两重性，低浓度促进植物生长，高浓度抑制植物生长。
6．植物的顶端优势就是顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象，与生长素的极性运输有关。
1．用燕麦胚芽鞘做向光性实验发现植物生长素产生的部位、感受光刺激的部位、向光弯曲的部位分别是（ ）
A．胚芽鞘尖端、尖端下面一段、向光一面
B．胚芽鞘、胚芽鞘的尖端、尖端下面的一段
C．胚芽鞘尖端、胚芽鞘尖端、尖端下面的一段
D．胚芽鞘尖端、向光一面、尖端下面的一段
【解析】 胚芽鞘产生生长素的部位和感受单侧光刺激的部位都是尖端；生长和弯曲的部位都是尖端下面的伸长区。
【答案】 C
2．（2013·徐州联考）当植物受到环境刺激时，如图所表示的生长素的分布与生长的情形正确的是（黑点代表生长素的分布）（ ）
A．①④⑥ B．②④⑧
C．③⑤⑥D．②⑤⑦
【解析】 单侧光能引起胚芽鞘尖端生长素分布不均匀，向光侧少，背光侧多，①正确，②和③不正确；重力能引起根生长素分布不均匀，向地侧多，背地侧少，⑥正确，⑦和⑧不正确；茎卷须外侧生长素分布多，内侧分布少，④正确，⑤不正确。
【答案】 A
3．（2012·长春高二检测）如图是对燕麦胚芽鞘的有关研究，请仔细分析图示的实验过程和实验结果，你认为下列结论正确的是（ ）
A．生长素对植物的生长具有促进作用
B．合成生长素的部位是胚芽鞘的尖端部分
C．生长素的运输为极性运输
D．生长素主要分布在生长旺盛的部分
【解析】 甲、乙两组的实验结果说明生长素的运输为极性运输。
【答案】 C
4．果树的整枝修剪和棉花的摘心能提高产量，依据的原理是（ ）
A．减少蒸腾，保持水分，使其代谢旺盛
B．减少营养器官的生长，促进生殖器官的生长
C．打破顶端优势，使其多产生侧枝，从而增加产量
D．避免枝条过多，出现落花落果，而降低产量
【解析】 很多植物在生长过程中表现出顶端优势，即顶芽优先生长而侧芽受到抑制。
顶芽产生的生长素向下运输，大量积累在侧芽部位，使侧芽生长素浓度过高，生长受到抑制。
在果树和棉花的管理中，都可采取打破顶端优势的措施，如果树的整枝修剪和棉花的摘心，使其多产生侧枝，从而增加产量。
【答案】 C
5．同一植株的不同器官或同一器官不同部位生长素浓度往往不同，甲图是一株盆栽植物，乙图表示该植物不同器官对生长素浓度的反应。
据图回答下列问题（要求：
用乙图根、茎、芽三条曲线上相应字母所对应的浓度来表示甲图相应各点的生长素浓度）。
（1）乙图________点浓度可表示甲图①处生长素浓度，________点浓度表示②处生长素浓度。
②处结构长不出来的原因是________________________，解决的办法是______，此后②处生长素浓度将会低于____mol·L－1。
（2）将该植物较长时间置于右侧光照下，乙图______点浓度可表示③侧生长素浓度；________点表示④侧生长素浓度。
此时，植物茎将________生长。
（3）将该植物向左侧放倒水平放置一段时间，可表示⑦侧浓度的是乙图中________点浓度，表示⑧侧生长素浓度的是乙图中________点浓度。
因此根将________生长。
表示⑤侧浓度的是________点浓度，表示⑥侧浓度的是________点浓度，所以__________侧生长快，茎将________生长。
（4）能够促进茎生长的浓度范围是__________mol·L－1，能够同时促进根、茎、芽生长的浓度范围是__________mol·L－1。
【解析】
（1）①表示顶芽，②表示侧芽，根据题干要求应该用芽的曲线上的字母来表示其浓度。
顶芽产生的生长素向下运输积累在侧芽，顶芽生长素浓度相对较低，正处于促进生长的范围，b或d点浓度都处于该范围内。
而侧芽由于生长素浓度过高抑制其生长，f点浓度处于抑制生长范围，打破顶端优势的办法就是去掉顶芽，使侧芽浓度下降，当低于10－6mol·L－1时，侧芽开始生长。
（2）虽然右侧光照使③侧生长素浓度高于④侧，水平放置后重力使⑤侧浓度高于⑥侧，但由于茎对生长素敏感性差，生长素浓度仍处于促进生长的范围内。
g（k）点可表示③⑤侧浓度，c点表示④⑥侧浓度。
由于③侧生长快于④侧，茎向光弯曲生长，水平放置时⑤侧生长快于⑥侧，茎背地生长。
同样，水平放置时，重力使⑦侧浓度高于⑧侧，由于根对生长素敏感性高，⑦侧浓度超过促进生长的范围而抑制根生长，可用e表示，⑧侧浓度虽低却正处于促进生长的范围，图中只有a点可表示。
【答案】
（1）b或d f ①处（顶芽）产生的生长素向下运输积累在②处（侧芽）抑制②生长 去掉顶芽 10－6
（2）g或k c 向右（向光）弯曲生长 （3）e a 向地心弯曲 g或k c ⑤ 向上（背地）弯曲
（4）10－10～10－2 10－10～10－8
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