“探索生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度”實驗
教學(xué)設(shè)計
“探索生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度”是人教版普通課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書《生物》必修模塊3“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”，第3章“植物的激素調(diào)節(jié)”第2節(jié)“生長素的生理作用”中的探究活動欄目。它是本節(jié)教學(xué)的難點。該實驗的開展，有利于認(rèn)識科學(xué)實驗的一般步驟，用實驗的解決生產(chǎn)生活中遇見的實際問題，嘗試探索如何將科學(xué)發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)實踐中進(jìn)行應(yīng)用，增強(qiáng)實驗的實用性。同時，對于理解生長素的生理作用，激素作用的特點，以及生長素的產(chǎn)生、極性運(yùn)輸和分布的特點有重要作用，訓(xùn)練遇見實際問題時如何轉(zhuǎn)化成可行的實驗方案，加深設(shè)計實驗的科學(xué)性、對照、單因子變量、隨機(jī)性、重復(fù)性、簡約性。
一.教學(xué)目標(biāo)：
1.進(jìn)一步學(xué)會探究性實驗的一般方法和步驟，培養(yǎng)科學(xué)探究，提高創(chuàng)新。
2.學(xué)會用探究的實驗方法來研究生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度。
3.理解適宜濃度的生長素可以促進(jìn)生根，體會科學(xué)理論在應(yīng)用到生產(chǎn)實踐的過程中，往往也有許多要探索的問題。
4. 體會預(yù)實驗的必要性和意義。
二.學(xué)情分析
本節(jié)課的設(shè)計是基于生長素的發(fā)現(xiàn)過程，生長素的生理作用的，以及在理論上認(rèn)識生長素的作用特點，即：低濃度促進(jìn)生長，高濃度抑制生長，存在促進(jìn)植物生長的最適濃度。
此外，學(xué)生對于必修1必修2以及必修3的探究實驗訓(xùn)練，已經(jīng)基本上掌握了探究實驗的一般設(shè)計步驟，本實驗重在鞏固該技能，過程表格設(shè)計，實驗結(jié)果表格設(shè)計要合理簡潔。注意解決實際問題。該實驗設(shè)計細(xì)節(jié)，以及對生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)。此外，實驗的結(jié)果并非重點，實驗的步驟設(shè)計的科學(xué)性、可行性、簡易性，以及實驗結(jié)果的分析是重點，且需要予以指導(dǎo)。
三. 前期準(zhǔn)備：
在教學(xué)過程中，先讓學(xué)生搜集，確定實驗的材料和方法，并且對實驗的過程有合理的假想和猜測，對實驗可能遇到的問題加以分析討論，最后小組討論，各小組之間討論。這種討論，加上老師的引導(dǎo)，可以讓學(xué)生少走實驗設(shè)計的彎路，避免不合理、不科學(xué)的實驗設(shè)計，同時鼓勵學(xué)生提出的富有力的實驗方案，不束縛學(xué)生的思路;也不一定局限于教材中提供的方案，要鼓勵學(xué)生大膽設(shè)想、求異創(chuàng)新，設(shè)計出既簡便易行，又科學(xué)準(zhǔn)確的實驗設(shè)計方案。同時注意提醒實驗設(shè)計的規(guī)范和簡易可行性，在實驗過程中遇見的常見問題采用的一般解決方法。
四.教學(xué)建議：
1.枝條選�。喝敲贰⒂夯�、月季、葡萄等植物枝條均可。枝條質(zhì)量和規(guī)格對探究實驗效果影響很大。以1—2年生枝條中部剪取的插穗為最好(1年或2年生枝條形成層細(xì)胞分裂能力強(qiáng)、發(fā)育快、易成活)。迎春花枝條插穗長約1O一15 cm，發(fā)育狀況、粗細(xì)相同，去掉大部分葉片。同時各個枝條保持芽體的數(shù)目盡量相同，枝條下端削尖。
2.實驗過程中能采集到的數(shù)據(jù)，盡量多采集。實驗結(jié)束之后，要教給學(xué)生認(rèn)真分析實驗結(jié)果，科學(xué)處理實驗數(shù)據(jù)的方法，如盡量用列表式或函數(shù)圖表式表示。還要引導(dǎo)學(xué)生利用實驗事實進(jìn)行科學(xué)推理，得出相應(yīng)的結(jié)論，最后完成實驗報告。
五.實驗過程：
提出問題 ：NAA促進(jìn)插條生根的最適濃度是多少?
確定實驗題目：探索NAA促進(jìn)插條生根的最適濃度。
做出假設(shè)：適宜濃度的NAA可以使插條基部的薄壁細(xì)胞恢復(fù)分裂能力，產(chǎn)生愈傷組織，長出大量不定根。
實驗預(yù)期：經(jīng)過一段時間后，用適宜濃度的NAA處理的插條基部長出大量不定根，而用較低濃度或較高濃度的NAA和用清水處理的枝條長出極少量的不定根。
設(shè)計實驗：
[請學(xué)生思考：是否采用對照實驗的方法，確定的實驗變量是什么?]
[教師提示:控制無關(guān)變量非常重要。如果單因子變量是NAA的不同濃度，處理的時間長短應(yīng)該一致;同一組實驗中所用到的植物材料，也應(yīng)該盡可能做到條件相同。]
預(yù)實驗：
1) 枝條的選取、處理：
選取一年生的、發(fā)育狀況相同、粗細(xì)相同的且把芽和樹葉去掉的迎春花枝條35支，長約10-15cm，用刀將枝條的下端削成光滑的斜面(最好在節(jié)下)。把它分成7組，每組五支。
[請學(xué)生思考：為何要選取一年生的枝條?枝條下端為何要削成斜面?為什么要每組五支不是一支就足夠?]
2) 配制溶液
配制好的2、4、6、8、10、12ppm濃度的NAA溶液各100ml，和清水100ml分別裝入七只燒杯中。并編號A、B、C、D、E、F、G。
[請學(xué)生思考：將第一組浸沒在清水中的意圖是什么?]
3) 浸泡NAA
將各組枝條分別浸入相應(yīng)的燒杯中，深約1.5cm，記時，浸泡24小時。浸泡后的枝條取出，晾干4小時(處理方法、浸泡、涼干時間可不同，實驗后可討論最佳方案)(沾蘸法)
4) 水培觀察或者砂土法
將涼干后的根，分別插入相應(yīng)的燒杯進(jìn)行水培，觀察各組的生根情況，并做好記錄。
[注意：將處理過的插條下端浸在清水中，注意保持溫度(25～30 ℃)。]
[請學(xué)生比較水培法和砂土法哪個效果更好?]
5)結(jié)果分析
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(shù)，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);每天記錄。
附表1：預(yù)實驗記錄
NAA濃度
時間
空白
2ppm
4ppm
6ppm
8ppm
10 ppm
12pmm
根據(jù)生根數(shù)目確定比較適宜的濃度范圍(以濃度為4ppm和6ppm為例)
正式實驗：
在預(yù)實驗濃度區(qū)間進(jìn)一步以0.2(根據(jù)實驗需要確定濃度梯度)作為濃度梯度進(jìn)行實驗，探究扦插枝條生根的最適濃度。
1) 枝條的選取、處理
選取一年生的、發(fā)育狀況相同、粗細(xì)相同的且把芽和樹葉去掉的迎春花枝條44支，分成11組(處理方法同上)。
2) 配制溶液
分別配制4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 ppm濃度的NAA溶液150ml，裝入11只燒杯。
3)浸泡與觀察同上
附表2：學(xué)生分組實驗記錄
NAA濃度
時間
4.0
4.2
4.4
4.6
4.8
5.0
5.2
5.4
5.6
5.8
6.0
4)推出結(jié)論
要求學(xué)生在實驗過程中按照小組分工認(rèn)真進(jìn)行觀察，實事求是地對實驗前、實驗中(包括課內(nèi)、課外)和實驗后插條生根的情況進(jìn)行記錄，并及時整理數(shù)據(jù)，繪制成表格或圖形。最后分析實驗結(jié)果與實驗預(yù)測是否一致，得出探究實驗的結(jié)論。不要求實驗結(jié)果都一致，但要求有分析研究。
實驗結(jié)果： 從(附表2：學(xué)生分組實驗記錄)可以看出，NAA促進(jìn)迎春花插條生根的最適濃度范圍。(不一定是規(guī)則的單峰曲線)
5)表達(dá)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(jié)果、經(jīng)驗、教訓(xùn)或體會，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。
讓學(xué)生獲得科學(xué)探究活動的經(jīng)驗，初步確立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)。學(xué)會分享的快樂，或敢于面對失敗，積極分析原因，尊重客觀事實。
六 .課題討論
1) NAA為什么能促進(jìn)扦插的枝條生根?
提示：萘乙酸(NAA)是人工合成的具有植物激素活性的植物生長調(diào)節(jié)劑，其分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、生理作用及作用機(jī)理與生長素相同，屬于植物生長促進(jìn)劑。萘乙酸能促使植物細(xì)胞分裂，細(xì)胞伸長，因而能使植物生長加速。人們很早就知道，如果在插枝上保留正在生長的芽或幼葉時，插枝基部很容易產(chǎn)生愈傷組織和根。這就是因為芽和葉中產(chǎn)生的生長素，通過極性運(yùn)輸并積累在插技基部，使之得到足量的生長素。所以，在插枝基部外加植物生長素類似物(如NAA)，自然促進(jìn)插條生根。
2) 本實驗采用了哪些對照實驗法?目的是什么?
提示：本實驗采用了設(shè)置清水的空白對照，目的是了解NAA對生根的影響。還設(shè)置了濃度不同的幾個實驗組之間的相互對照，目的是探究NAA促進(jìn)扦插枝條生根的最適宜濃度。
3) 為什么要選取一年生的枝條?插條下端為什么要削成斜面?
提示：因為一年生的枝條形成層細(xì)胞分裂能力強(qiáng)、發(fā)育快、易成活。插條下端削成斜面，這樣在扦插后可增加吸水和生根的面積，促進(jìn)成活。
4) 生長素的濃度越低越好嗎?
提示：生長素對植物的生長具有兩重性，即低濃度促進(jìn)生長，高濃度抑制生長。但并不是濃度越低越能促進(jìn)生長。生長素“低濃度”促進(jìn)生長是指在一定的濃度范圍內(nèi)，并非無條件的越低越好。“低濃度”與“高濃度”有一定的適用范圍。植物的不同器官對生長素的敏感程度不同，某一濃度對根是“高濃度”，而對莖或芽是“低濃度”。因此促進(jìn)不同器官生長的生長素濃度是不同的。
5)扦插枝條內(nèi)部有沒有生長素?沒有生長素植物會不會生長?測得的生長素的濃度是外源的還是內(nèi)源的?
提示：扦插枝條內(nèi)部有生長素，因為扦插枝條有幼嫩的芽、幼嫩的莖等可以產(chǎn)生生長素的部位。即使體內(nèi)沒有生長素，植物也會生長，生長素不是植物生長的唯一物質(zhì)，還有赤霉素、細(xì)胞分裂素等都可以促進(jìn)植物的生長。這里測得的生長素是外源的，實際的促進(jìn)生長的效果應(yīng)該是由外源的生長素與枝條本身存在的生長素共同作用決定的。課本P50頁問題探討，以及其它地方出現(xiàn)的生長素濃度與植物生長關(guān)系的曲線，所說的濃度都是外源的。
6)影響生根的因素除了生長素的濃度還有什么因素?
提示：生長素發(fā)揮的作用因濃度、植物細(xì)胞的成熟情況、培養(yǎng)溫度、芽體的數(shù)目、器官的種類、生長素的處理方法、浸泡晾干時間、培養(yǎng)方法、濃度梯度的設(shè)置等不同而有較大的差異。所以我們測得的濃度只是在一定條件下的大約濃度，因?qū)嶒灄l件改變該濃度亦發(fā)生改變。
所以我們得到的“最適濃度”不是絕對的最適，但是對生產(chǎn)實踐仍然具有指導(dǎo)意義。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/51119.html
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