資源簡介

植物生長素
教學(xué)目標(biāo)
1. 概述植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程
2. 解釋植物向光性形成的原因
3. 掌握科學(xué)探究的一般方法
教學(xué)重點(diǎn)：
1. 生長素的發(fā)現(xiàn)過程
2. 植物向光生長的原因
教學(xué)難點(diǎn)：
科學(xué)探究的一般方法
教學(xué)過程
一、課堂導(dǎo)入：
請大家觀察一下，窗臺(tái)上這盆植株生長方向有什么特點(diǎn)？思考其原因。我們可以觀察到在單側(cè)光照射下，植物總是朝向光源方向生長，我們把這種現(xiàn)象稱作植物的向光性。
二、講授新課
1.19世紀(jì)末-達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)
1880年達(dá)爾文在研究光照對胚芽鞘生長的影響時(shí)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：根據(jù)這一現(xiàn)象你能得出什么結(jié)論？
就這一現(xiàn)象我們再進(jìn)一步進(jìn)行探索。請大家提出假設(shè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以下問題，完成任務(wù)一
⑴感受單側(cè)光刺激的是胚芽鞘的哪一部分？
⑵胚芽鞘生長的是哪一部分？
之后達(dá)爾文還做了另一組實(shí)驗(yàn)：
根據(jù)這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，你能得出什么結(jié)論？
這時(shí)又會(huì)產(chǎn)生新的疑問，剛才我們已經(jīng)證明胚芽鞘感光部位是胚芽鞘尖端，生長部位是尖端以下部分，那為什么去掉尖端胚芽鞘不長了呢？
大家可以試著提出自己的假設(shè)
達(dá)爾文據(jù)此提出了假說解釋此現(xiàn)象：
胚芽鞘尖端受單側(cè)光刺激后，向下面的伸長區(qū)傳遞了某種“影響”，造成伸長區(qū)背光面比向光面生長快，因而出現(xiàn)向光性彎曲。
達(dá)爾文注意到了人們熟視無睹的現(xiàn)象，并且設(shè)計(jì)了簡單而又富有創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)來研究，從而提出合理的解釋，到這里，關(guān)于植物的探究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有結(jié)束，同學(xué)們，你們是否會(huì)產(chǎn)生新的疑問呢？科學(xué)家們在達(dá)爾文之后，又提出了新的問題，這種影響究竟是什么？為什么單側(cè)光刺激會(huì)使尖端下方兩側(cè)生長不均勻？
在1913年，科學(xué)家鮑森詹森做了如下實(shí)驗(yàn)，他將尖端與下部分離開，中間放有瓊脂，瓊脂可以透過水和有機(jī)物，
請大家思考：
從對照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的單一變量原則角度分析，鮑森·詹森實(shí)驗(yàn)有什么不足之處？又該如何改進(jìn)？
那么，為什么尖端產(chǎn)生的影響傳到下部會(huì)使下部兩側(cè)生長不均勻？1918年，拜爾設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：
請大家思考：沒有了單側(cè)光的刺激，為什么胚芽鞘還會(huì)發(fā)生彎曲？
因此可以得出結(jié)論：胚芽鞘的彎曲生長是尖端產(chǎn)生的影響在其下部分布不均勻造成的
1913年鮑森·詹森的實(shí)驗(yàn)和1918年拜爾的實(shí)驗(yàn)可以初步證明胚芽鞘尖端產(chǎn)生的“影響”可能為一種化學(xué)物質(zhì)，它在尖端以下部位的分布不均勻造成了胚芽鞘的彎曲生長。
但是要證明某種物質(zhì)的存在，最好的辦法是能夠收集到這種物質(zhì)，用什么來收集呢？科學(xué)家溫特在詹森和拜爾實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，很巧妙的設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：
溫特的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明了胚芽鞘的彎曲生長確實(shí)是由一種化學(xué)物質(zhì)引起的，并把它命名為生長素。
生長素究竟是什么物質(zhì)呢？1934年，科學(xué)家首先從人尿中分離出與生長素作用相同的化學(xué)物質(zhì)-吲哚乙酸，由于生長素在植物中含量極少，直到1946年，人們才從高等植物中將其分離出來，并確認(rèn)也是吲哚乙酸。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，植物體內(nèi)具有與吲哚乙酸相同效應(yīng)的物質(zhì)還有苯乙酸、吲哚丁酸等，它們都屬于生長素。
通過學(xué)習(xí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)是一個(gè)艱辛的過程，既需要細(xì)致的觀察，也需要?jiǎng)?chuàng)造性思維，更要有尊重事實(shí)、不斷探索的精神。光有精神還不夠，還要有科學(xué)的方法才行。觀察提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、得出結(jié)論、改進(jìn)或重復(fù)實(shí)驗(yàn)、修正完善結(jié)論。這是我們從科學(xué)家身上可以學(xué)習(xí)到的科學(xué)探究方法。
我們現(xiàn)在以同樣的思路，試著完成任務(wù)二：探究達(dá)爾文假說中留下的第二個(gè)問題，為什么單側(cè)光會(huì)導(dǎo)致“影響”，也就是生長素分布不均勻？請大家按下暫停鍵，按照科學(xué)探究的方法完成下面三個(gè)思考問題
思考1：大膽假設(shè)，單側(cè)光引起生長素分布不均勻的可能原因。
思考2：如何用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)的正確性，簡單說一下思路。
思考3：通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出什么樣的結(jié)論？
同學(xué)們會(huì)提出各種各樣的假設(shè)，有人會(huì)認(rèn)為是單側(cè)光會(huì)引起向光側(cè)的生長素分解，有人認(rèn)為單側(cè)光可能抑制向光側(cè)生長素的合成，有人認(rèn)為單側(cè)光引起生長素從向光側(cè)向背光側(cè)運(yùn)輸，那同學(xué)們是如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的呢？
其實(shí)早在1957年，科學(xué)家布里格斯和他的同事們用玉米胚芽鞘做實(shí)驗(yàn)，很好的驗(yàn)證了這個(gè)問題。
根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，黑暗和光照條件下，胚芽鞘彎曲程度沒有顯著變化，可以排除前面的假設(shè)一二，而根據(jù)efgh我們可以得出在單方向光照下，生長素從照光一側(cè)向背光側(cè)移動(dòng)，結(jié)果背光側(cè)的瓊脂塊所含生長素比向光側(cè)的多。
這就是科學(xué)家通過科學(xué)探究得出的結(jié)論，和大家設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是否一樣呢？大家的實(shí)驗(yàn)相比之下是否存在哪些不足？需要如何改進(jìn)？經(jīng)過這一次的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，希望大家對科學(xué)探究有更深刻的認(rèn)識(shí)和了解，可以不斷提高自身能力。
到現(xiàn)在，大家是否可以根絕科學(xué)家們的探究結(jié)果對植物的向光性作出解釋呢？
植物向光性其實(shí)是：
單側(cè)光照射后，胚芽鞘向光側(cè)生長素向背光側(cè)運(yùn)輸，使胚芽鞘背光一側(cè)的生長素含量多于向光一側(cè)，因而引起兩側(cè)生長不均勻，從而造成向光彎曲。其實(shí)質(zhì)就是生長素分布布不均勻。
但是在科學(xué)不斷的發(fā)展中，又有科學(xué)家提出了新的見解，認(rèn)為植物的彎曲生長不是由于生長素分布不均導(dǎo)致，而是由于生長抑制物質(zhì)的分布不均勻造成的，感興趣的同學(xué)可以多多查閱科學(xué)資料，希望大家好好掌握科學(xué)知識(shí)，未來投身到科學(xué)發(fā)展中，為祖國的科學(xué)發(fā)展奉獻(xiàn)自己的力量。

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