高二生物教案：《生長素的生理作用》優(yōu)秀教學設計（二）

板書設計

教師引導和組織

學生活動

教學意圖

第2節(jié)

生長素的生理作用

以“問題探討”引入，引導學生思考回答，師提示。

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

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

思考回答

情景引入

一、生長素的生理作用

〖問題〗以“本節(jié)聚焦”再次引起學生的思考注意。

【講述】生長素可以促進雌花的形成、單性結實、子房壁的生長；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、果實的生長、座果；傷口的愈合；頂端優(yōu)勢。同時可以抑制花、果實、幼葉的脫落；側枝的生長；塊根的形成等。

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

生長素發(fā)揮的生理作用，會因濃度、植物的種類、器官、細胞的年齡不同而有差異。一般情況下，生長素在低濃度時促進生長，濃度較高時則抑制生長，濃度過高甚至會殺死細胞。對于同一植物不同器官來說，一般營養(yǎng)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。

關于植物為什么會有頂端優(yōu)勢現(xiàn)象，目前主要存在兩種假說。

教材中介紹的是“生長素學說”，即認為是頂芽合成的生長素極性運輸到側芽處，從而抑制側芽的生長。這個學說是由K.V.Thimann和F.Skoog于1924年提出的，許多實驗支持該學說。

另一種解釋是1900年K.Goebel提出的“營養(yǎng)學說”。該假說認為頂芽構成營養(yǎng)庫，壟斷了大部分營養(yǎng)物質，側芽由于缺乏營養(yǎng)物質而生長受抑制。這個學說也有不少支持的證據。

〖介紹〗α-萘乙酸（NAA）、2,4-D、生根粉

NAA是具有生長素類活性的萘類植物生長調節(jié)劑，廣泛用于組織培養(yǎng)體系，可以誘發(fā)不定根形成，提高樹木扦插成活率，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(wěn)定，因此常代替IAA使用。

2,4-D的化學名稱是2,4-二氯苯氧乙酸，它是一種除草劑，現(xiàn)在廣泛應用于無菌培養(yǎng)體系，用于誘導細胞增殖。2,4-D除了作為除草劑之外，它最顯著的用途是引起脫分化和未組織化的細胞生長，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，使用時必須格外小心。

生根粉是一類可以用來促進插條生根的復合型植物生長調節(jié)劑。可溶解于酒精或水，一般以生長素類物質為其主要有效成分，如ABT生根粉（商品名稱艾比蒂生根粉）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促進物質，能促進插條內源激素的合成，能促進一個根原基分化形成多個根尖，以誘導插條不定根的形態(tài)建成。

閱讀思考

引起學生的思考注意。

二、嘗試運用生長素促進插條生根

〖探究實驗〗（有條件的按下面指導做）

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

（一）材料用具的準備

1.實驗材料

可以用楊、加拿大楊、月季等的枝條。

2.實驗用具：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、礦泉水瓶。

3.插條選擇

插條質量和規(guī)格對探究實驗效果影響很大。大樹上的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。實驗室用插穗長5～7 cm，直徑1～1.5 cm為宜。由于一個年級幾百名學生同時用枝條，要適當考慮對樹木的保護。

扦插枝條的處理：

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

（2）每一枝條留3～4個芽，所選枝條的芽數盡量一樣多。

（二）實驗設計

1.選擇生長素類似物：2，4-D或α-萘乙酸（NAA）等。

2.配制生長素類似物母液：5 mg/mL（用蒸餾水配制，加少許無水乙醇以促進溶解）。

3.設置生長素類似物的濃度梯度：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，及時貼上相應標簽。NAA有毒，配制時最好戴手套和口罩。

剩余的母液應放在4 ℃保存，如果瓶底部長有綠色毛狀物，則不能繼續(xù)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行實驗。浸泡法也可設置不同的浸泡時間。應該鼓勵學生設計多種方案，以便交流，資源共享。

（三）探究活動

1.提出問題

不同濃度的生長素類似物，如2，4-D或NAA，促進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，產生愈傷組織，長出大量不定根。

3.預測實驗結果

經過一段時間后（約3～5 d），用適宜濃度的2，4-D或NAA處理過的插條基部和樹皮皮孔處（插條下1/3處）出現(xiàn)白色根原體，此后逐漸長出大量不定根；而用較低濃度、較高濃度或清水處理的枝條長出極少量的不定根或不生根。

4.實驗步驟

（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、浸泡時間等可多組。如可分別在NAA中浸泡1、2、4、8、12、24 h等）。

（3）進行實驗：將處理過的插條下端浸在清水中,注意保持溫度（25～30 ℃）。

（4）小組分工，觀察記錄：前三天每天都要觀察記錄各小組實驗材料的生根情況。教師可以設計記錄表格，更應讓學生自行設計記錄表格，提供學生創(chuàng)造性活動的空間和機會。記錄過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素類似物處理后枝條生根情況，如生根條數，最長與最短根的長度等。（濃度適宜的生長素類似物處理后，在綠色樹皮的皮孔處長有白色幼根；時間長一些會在枝條下端斜面樹皮與木質部之間長有白色根原體）。每隔2～3 d記錄也可。

（5）研究實驗中出現(xiàn)的問題。

① 分析不同插條的生根情況。

不能生出不定根：有可能是枝條上沒有芽、枝條倒插等。

都能生出不定根：促進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。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，則產生的生長素就多，就容易促使不定根的萌發(fā)。

②分析與本實驗相關的其他因素。

A.溫度要一致；

B.設置重復組。即每組不能少于3個枝條；

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

5.分析實驗結果，得出實驗結論

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

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

6.表達與交流

實驗小組的每一個成員都要寫出自己個性化的實驗報告，向小組和全班匯報探究過程和結果、經驗、教訓或體會，包括在科學態(tài)度、科學方法和科學精神方面的收獲。

7.進一步探究

“進一步探究”旨在鼓勵學生進行擴展性的探究和實踐，大多數需要在課外完成。教師應當提供機會，讓學生互相進行交流和討論。

鼓勵有興趣的學生進一步探究不同季節(jié)和枝條老幼部位對生長素類似物的反應，讓學生自行設計和實施。

〖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，生長素在下部的濃度高。對于植株的莖來說，這個濃度的生長素能促進生長，因而下面的生長較快，植株的莖就向上彎曲生長。同樣的生長素濃度，對于植株的根來說，卻會抑制生長，因而，根部下面的生長比上面的慢，根就向下彎曲生長。

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

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

思考討論完成