高二生物教案：《生長(cháng)素的生理作用》優(yōu)秀教學(xué)設計（二）

板書(shū)設計

教師引導和組織

學(xué)生活動(dòng)

教學(xué)意圖

第2節

生長(cháng)素的生理作用

以“問(wèn)題探討”引入，引導學(xué)生思考回答，師提示。

〖提示〗1.不同。如圖所示，對于根來(lái)說(shuō)，最適濃度大約是10-10 mol/L；對于芽來(lái)說(shuō)，最適濃度大約是10-8 mol/L；而對于莖來(lái)說(shuō)，最適濃度大約是10-4 mol/L。

2.不同的生長(cháng)素濃度，對于同一器官所起的作用也不同。在一定濃度范圍內促進(jìn)生長(cháng)，超過(guò)這一范圍則抑制生長(cháng)。

思考回答

情景引入

一、生長(cháng)素的生理作用

〖問(wèn)題〗以“本節聚焦”再次引起學(xué)生的思考注意。

【講述】生長(cháng)素可以促進(jìn)雌花的形成、單性結實(shí)、子房壁的生長(cháng)；維管束的分化、形成層活性；葉片的擴大；不定根、側根的形成；種子的生長(cháng)、果實(shí)的生長(cháng)、座果；傷口的愈合；頂端優(yōu)勢。同時(shí)可以抑制花、果實(shí)、幼葉的脫落；側枝的生長(cháng)；塊根的形成等。

從細胞水平上看，生長(cháng)素可以影響細胞的伸長(cháng)、分裂和分化。從器官水平上看，生長(cháng)素可以影響器官的生長(cháng)、成熟和衰老。

生長(cháng)素發(fā)揮的生理作用，會(huì )因濃度、植物的種類(lèi)、器官、細胞的年齡不同而有差異。一般情況下，生長(cháng)素在低濃度時(shí)促進(jìn)生長(cháng)，濃度較高時(shí)則抑制生長(cháng)，濃度過(guò)高甚至會(huì )殺死細胞。對于同一植物不同器官來(lái)說(shuō)，一般營(yíng)養器官比生殖器官敏感；根比芽敏感，芽比莖敏感，幼嫩細胞敏感，衰老細胞遲鈍。雙子葉植物一般比單子葉植物敏感。

關(guān)于植物為什么會(huì )有頂端優(yōu)勢現象，目前主要存在兩種假說(shuō)。

教材中介紹的是“生長(cháng)素學(xué)說(shuō)”，即認為是頂芽合成的生長(cháng)素極性運輸到側芽處，從而抑制側芽的生長(cháng)。這個(gè)學(xué)說(shuō)是由K.V.Thimann和F.Skoog于1924年提出的，許多實(shí)驗支持該學(xué)說(shuō)。

另一種解釋是1900年K.Goebel提出的“營(yíng)養學(xué)說(shuō)”。該假說(shuō)認為頂芽構成營(yíng)養庫，壟斷了大部分營(yíng)養物質(zhì)，側芽由于缺乏營(yíng)養物質(zhì)而生長(cháng)受抑制。這個(gè)學(xué)說(shuō)也有不少支持的證據。

〖介紹〗α-萘乙酸（NAA）、2,4-D、生根粉

NAA是具有生長(cháng)素類(lèi)活性的萘類(lèi)植物生長(cháng)調節劑，廣泛用于組織培養體系，可以誘發(fā)不定根形成，提高樹(shù)木扦插成活率，提高座果率，防止采前落果。它具有與IAA不同的環(huán)狀結構，但其側鏈與IAA相同，比IAA穩定，因此常代替IAA使用。

2,4-D的化學(xué)名稱(chēng)是2,4-二氯苯氧乙酸，它是一種除草劑，現在廣泛應用于無(wú)菌培養體系，用于誘導細胞增殖。2,4-D除了作為除草劑之外，它最顯著(zhù)的用途是引起脫分化和未組織化的細胞生長(cháng)，另外，它還具有使幼苗矮化粗壯的功能。但2,4-D能夠引起染色體變異，使用時(shí)必須格外小心。

生根粉是一類(lèi)可以用來(lái)促進(jìn)插條生根的復合型植物生長(cháng)調節劑�？扇芙庥诰凭�或水，一般以生長(cháng)素類(lèi)物質(zhì)為其主要有效成分，如ABT生根粉（商品名稱(chēng)艾比蒂生根粉）就含有萘乙酸和吲哚乙酸等。它的主要作用是：能提供插條生根所需的生長(cháng)促進(jìn)物質(zhì)，能促進(jìn)插條內源激素的合成，能促進(jìn)一個(gè)根原基分化形成多個(gè)根尖，以誘導插條不定根的形態(tài)建成。

閱讀思考

引起學(xué)生的思考注意。

二、嘗試運用生長(cháng)素促進(jìn)插條生根

〖探究實(shí)驗〗（有條件的按下面指導做）

在上節課結束時(shí)，應布置學(xué)生預習探究活動(dòng)“探索生長(cháng)素類(lèi)似物促進(jìn)插條生根的最適濃度”的指導，并準備好實(shí)驗用具，如楊樹(shù)枝條、礦泉水瓶等。教師如果能提前做本探究活動(dòng)的預實(shí)驗，可避免人力、物力、財力和時(shí)間的浪費，也可做到心中有數，有的放矢。

（一）材料用具的準備

1.實(shí)驗材料

可以用楊、加拿大楊、月季等的枝條。

2.實(shí)驗用具：天平、量筒、容量瓶、燒杯、滴管、試劑瓶、玻璃棒、木箱或塑料筐（下方帶流水孔）、盛水托盤(pán)、礦泉水瓶。

3.插條選擇

插條質(zhì)量和規格對探究實(shí)驗效果影響很大。大樹(shù)上的1～2年生枝條，可以作為扦插的材料，但以1年生苗木為最好（1年或2年生枝條形成層細胞分裂能力強、發(fā)育快、易成活）。實(shí)驗表明，插條部位以種條中部剪取的插穗為最好，基部較差，梢部插穗仍可利用。實(shí)驗室用插穗長(cháng)5～7 cm，直徑1～1.5 cm為宜。由于一個(gè)年級幾百名學(xué)生同時(shí)用枝條，要適當考慮對樹(shù)木的保護。

扦插枝條的處理：

（1）枝條的形態(tài)學(xué)上端為平面，下端要削成斜面，這樣在扦插后可增加吸收水分的面積，促進(jìn)成活。

（2）每一枝條留3～4個(gè)芽，所選枝條的芽數盡量一樣多。

（二）實(shí)驗設計

1.選擇生長(cháng)素類(lèi)似物：2，4-D或α-萘乙酸（NAA）等。

2.配制生長(cháng)素類(lèi)似物母液：5 mg/mL（用蒸餾水配制，加少許無(wú)水乙醇以促進(jìn)溶解）。

3.設置生長(cháng)素類(lèi)似物的濃度梯度：用容量瓶將母液分別配成0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5 mg/mL的溶液，分別放入小磨口瓶，及時(shí)貼上相應標簽。NAA有毒，配制時(shí)最好戴手套和口罩。

剩余的母液應放在4 ℃保存，如果瓶底部長(cháng)有綠色毛狀物，則不能繼續使用。

4.枝條處理方法：浸泡法和沾蘸法

建議各小組采用不同方法進(jìn)行實(shí)驗。浸泡法也可設置不同的浸泡時(shí)間。應該鼓勵學(xué)生設計多種方案，以便交流，資源共享。

（三）探究活動(dòng)

1.提出問(wèn)題

不同濃度的生長(cháng)素類(lèi)似物，如2，4-D或NAA，促進(jìn)楊插條生根的最適濃度是多少呢？

2.作出假設

適宜濃度的2，4-D或NAA可以使楊或月季插條基部的薄壁細胞恢復分裂能力，產(chǎn)生愈傷組織，長(cháng)出大量不定根。

3.預測實(shí)驗結果

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后（約3～5 d），用適宜濃度的2，4-D或NAA處理過(guò)的插條基部和樹(shù)皮皮孔處（插條下1/3處）出現白色根原體，此后逐漸長(cháng)出大量不定根；而用較低濃度、較高濃度或清水處理的枝條長(cháng)出極少量的不定根或不生根。

4.實(shí)驗步驟

（1）制作插條。

（2）分組處理：將插條分別用不同的方法處理（藥物濃度、浸泡時(shí)間等可多組。如可分別在NAA中浸泡1、2、4、8、12、24 h等）。

（3）進(jìn)行實(shí)驗：將處理過(guò)的插條下端浸在清水中,注意保持溫度（25～30 ℃）。

（4）小組分工，觀(guān)察記錄：前三天每天都要觀(guān)察記錄各小組實(shí)驗材料的生根情況。教師可以設計記錄表格，更應讓學(xué)生自行設計記錄表格，提供學(xué)生創(chuàng )造性活動(dòng)的空間和機會(huì )。記錄過(guò)程是意志與耐心的鍛煉，既有分工也有協(xié)作。

記錄用不同濃度生長(cháng)素類(lèi)似物處理后枝條生根情況，如生根條數，最長(cháng)與最短根的長(cháng)度等。（濃度適宜的生長(cháng)素類(lèi)似物處理后，在綠色樹(shù)皮的皮孔處長(cháng)有白色幼根；時(shí)間長(cháng)一些會(huì )在枝條下端斜面樹(shù)皮與木質(zhì)部之間長(cháng)有白色根原體）。每隔2～3 d記錄也可。

（5）研究實(shí)驗中出現的問(wèn)題。

① 分析不同插條的生根情況。

不能生出不定根：有可能是枝條上沒(méi)有芽、枝條倒插等。

都能生出不定根：促進(jìn)扦插枝條生根是指刺激枝條的下端生出不定根，而不是刺激根生長(cháng)。不同的枝條可能生出的不定根的數目多少不一樣，如枝條上芽多，則產(chǎn)生的生長(cháng)素就多，就容易促使不定根的萌發(fā)。

②分析與本實(shí)驗相關(guān)的其他因素。

A.溫度要一致；

B.設置重復組。即每組不能少于3個(gè)枝條；

C.設置對照組。清水空白對照；設置濃度不同的幾個(gè)實(shí)驗組之間進(jìn)行對比，目的是探究2，4-D或α-萘乙酸促進(jìn)扦插枝條生根的最適濃度。

5.分析實(shí)驗結果，得出實(shí)驗結論

本探究活動(dòng)關(guān)鍵是時(shí)間安排。建議課前提交藥品選擇和藥液濃度控制的設計方案，培訓關(guān)于選取枝條、怎樣做插條的方法，說(shuō)明注意事項，并確定各小組的分工。

要求學(xué)生在實(shí)驗過(guò)程中按照小組分工認真進(jìn)行觀(guān)察，實(shí)事求是地對實(shí)驗前、實(shí)驗中（包括課內、課外）和實(shí)驗后插條生根的情況進(jìn)行記錄，并及時(shí)整理數據，繪制成表格或圖形。最后分析實(shí)驗結果與實(shí)驗預測是否一致，得出探究實(shí)驗的結論。不要求實(shí)驗結果都一致，但要求有分析研究。

6.表達與交流

實(shí)驗小組的每一個(gè)成員都要寫(xiě)出自己個(gè)性化的實(shí)驗報告，向小組和全班匯報探究過(guò)程和結果、經(jīng)驗、教訓或體會(huì )，包括在科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法和科學(xué)精神方面的收獲。

7.進(jìn)一步探究

“進(jìn)一步探究”旨在鼓勵學(xué)生進(jìn)行擴展性的探究和實(shí)踐，大多數需要在課外完成。教師應當提供機會(huì )，讓學(xué)生互相進(jìn)行交流和討論。

鼓勵有興趣的學(xué)生進(jìn)一步探究不同季節和枝條老幼部位對生長(cháng)素類(lèi)似物的反應，讓學(xué)生自行設計和實(shí)施。

〖小結〗略

〖作業(yè)〗練習

基礎題

1.C。  2.B。

拓展題

【提示】1.由于重力作用，生長(cháng)素在下部的濃度高。對于植株的莖來(lái)說(shuō)，這個(gè)濃度的生長(cháng)素能促進(jìn)生長(cháng)，因而下面的生長(cháng)較快，植株的莖就向上彎曲生長(cháng)。同樣的生長(cháng)素濃度，對于植株的根來(lái)說(shuō)，卻會(huì )抑制生長(cháng)，因而，根部下面的生長(cháng)比上面的慢，根就向下彎曲生長(cháng)。

如果是在太空中的空間站中生長(cháng)，植株就不會(huì )出現這樣的情況，而是橫向生長(cháng)。

2.因為人尿中含有微量的生長(cháng)素，將黃泥反復浸到尿液中再曬干，黃泥中就會(huì )吸附一定的生長(cháng)素。用這樣的黃泥封裹枝條，就能利用其中的生長(cháng)素促進(jìn)枝條生根。

思考討論完成