高二生物穩(wěn)態(tài)與環(huán)境
第一節(jié) 生長素的發(fā)現(xiàn)及其生理作用[導(dǎo)課]1、什么是代謝？代謝有哪些類型？ 2、生物體與環(huán)境有怎樣的關(guān)系？為什么？學(xué)生回答：適應(yīng)和影響環(huán)境。只有這樣才能生存。教師演示并讓學(xué)生觀察書上的圖適應(yīng)
植物 生存 生物 環(huán)境 動物 滅亡不適應(yīng)
教師講述：以上都與生物體本身所具有的調(diào)節(jié)功能有密切的聯(lián)系，而不同種的生物調(diào)節(jié)方式不同，植物是通過激素調(diào)節(jié)，動物則是通過神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)，其中神經(jīng)調(diào)節(jié)的作用處于主導(dǎo)地位。學(xué)生：觀看幻燈片1.向日葵的圖片2.放置于窗口的盆栽植物3.豎直放置的培養(yǎng)皿中的萌發(fā)的玉米種子。教師：“同學(xué)們，這些現(xiàn)象我們都曾見過。但是，大家想沒有想過，向日葵幼嫩的花盤為什么會跟著太陽轉(zhuǎn)？放置于窗口的盆栽植物，為什么會向光源方向生長？豎直放置的培養(yǎng)皿中的萌發(fā)玉米種子的根為什么向重力生長？同學(xué)們現(xiàn)在閱讀教材，圍繞這幾個問題進(jìn)行思考。”學(xué)生：通過閱讀教材，回答出是單側(cè)光和重力。教師：“單側(cè)光和重力是作為一種外界刺激，這些外界刺激在方向有什么特點？有什么要求？植物在這種外界刺激下的運動有沒有規(guī)律性？”學(xué)生思考得知：外界刺激必須是單方向的。在單方向的刺激下，植物的運動是定向的，朝向刺激的方向。這種運動稱為向性運動。教師提出向性運動的概念，同時強調(diào)一下此概念中的關(guān)鍵詞：單一方向、定向運動。教師：“根據(jù)刺激的種類，向性運動有向光性、向重力性。同學(xué)們思考一下，除此之外，你還能舉出哪些向性運動？單一方向的刺激是什么？”學(xué)生們思考討論。有的同學(xué)說出了向水性，單一方向的刺激是水；有的同學(xué)舉出了向肥性，單一方向的刺激是肥料。那么，我們能通過自己設(shè)計實驗來親自觀察一下嗎？。（以前的實驗都是書本上寫好的方法步驟，這一次我們要求同學(xué)們親自去設(shè)計。）教師提問：“植物有很多向性運動，向性運動對于植物體來說，有什么好處呢？”就向光性、向重力性、向水性和向肥性，學(xué)生分析討論，最后得出植物的向性運動在植物生活中具有重要的意義。向性運動是植物對于外界環(huán)境的適應(yīng)性。向光性是植物的莖、葉處于最適宜利用光能的位置，有利于接受充足的陽光而進(jìn)行光合作用；向重力性使植物的根向土壤深處生長，這樣，既有利于植株的固定，又有利于從土壤中吸收水和無機(jī)鹽。教師：“植物的向性運動對于植物體的生活是有利的。那么，植物體為什么會表現(xiàn)出向性運動呢？我們知道事物的發(fā)展有其內(nèi)因和外因，因此我們要透過現(xiàn)象看本質(zhì)。”同學(xué)們考慮，向性運動的內(nèi)因和外因分別是什么？”得出向性運動的內(nèi)因是生長素。教師：“生長素是什么？科學(xué)家是怎樣發(fā)現(xiàn)生長素的？”給出達(dá)爾文向光性實驗示意圖。1880年，達(dá)爾文研究了光照對金絲雀虉草胚芽鞘生長的影響。（多媒體演示達(dá)爾文向光性實驗過程）實驗一：胚芽鞘受到單側(cè)光照射時，彎向光源生長。實驗二：切去胚芽鞘的尖端，胚芽鞘既不生長，也不彎曲。實驗三：用錫箔小帽罩住胚芽鞘的尖端，胚芽鞘直立生長。實驗四：用錫箔套住胚芽鞘尖端下面一段，單側(cè)光只照射胚芽鞘尖端，胚芽鞘仍然彎向光源生長。讓學(xué)生在不看文字的情況下，簡單解釋一下四個實驗中，金絲雀虉草胚芽鞘有哪些變化，各說明了什么？學(xué)生們討論幾分鐘，教師讓學(xué)生分別回答。最后總結(jié)：達(dá)爾文推想，胚芽鞘尖端可能會產(chǎn)生某種物質(zhì)，這種物質(zhì)在單側(cè)光的照射下，對胚芽鞘下面的部分會產(chǎn)生某種影響。（鼓勵學(xué)生從科學(xué)家的用詞教育學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中要養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S習(xí)慣，要有事實求是的態(tài)度。）教師：“學(xué)生們繼續(xù)思考胚芽鞘尖端真的會產(chǎn)生某種物質(zhì)嗎？這種物質(zhì)怎么會影響下面部分的生長呢？（多媒體演示溫特實驗動畫）”1928年，荷蘭科學(xué)家溫特，把切下的胚芽鞘尖端放在瓊脂塊上，幾小時后，移去胚芽鞘尖端，并將這塊瓊脂切成小塊，放在切去尖端的胚芽鞘切面的一側(cè)，結(jié)果胚芽鞘向放瓊脂的對側(cè)彎曲生長。教師：“現(xiàn)在能說明達(dá)爾文的推想是正確的嗎？”學(xué)生分析，并說明理由。有的學(xué)生說是正確的；有的說是不能說明，因為不能排除瓊脂塊的影響。教師總結(jié)：不能。因為沒有排除瓊脂本身對去尖胚芽鞘的影響。動畫演示對比實驗。（介紹實驗的設(shè)計原則：）1、單一的變量2、要有對照組由此說明，胚芽鞘尖端確實會產(chǎn)生某種物質(zhì)，這種物質(zhì)從尖端運輸?shù)较虏浚⒛艽偈古哐壳氏旅婺承┎糠值纳L。這種物質(zhì)是什么呢？學(xué)生閱讀教材，得出1934年，荷蘭科學(xué)家郭葛等人從一些植物中分離出了這種物質(zhì)，經(jīng)鑒定這種物質(zhì)是吲哚乙酸。吲哚乙酸具有促進(jìn)植物生長的功能，因此給它取名為生長素。后來科學(xué)家又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他植物激素（學(xué)生了解內(nèi)容）包括赤霉素、細(xì)胞分裂素、乙烯和脫落酸。雖然課本中舉例時已提到細(xì)胞分裂素和乙烯,但是過于簡單。現(xiàn)在將這幾類植物激素簡要介紹如下。赤霉素 赤霉素是在研究水稻惡苗病的過程中發(fā)現(xiàn)的。水稻惡苗病是由赤霉菌寄生而引起的,最常見的癥狀是稻苗徒長,病苗比健苗可以高出1/3。經(jīng)過研究得知,促進(jìn)稻苗徒長的物質(zhì)是赤霉菌分泌的赤霉素。赤霉素突出的生理作用是促進(jìn)莖的伸長,引起植株快速生長。水稻惡苗病病株的莖稈徒長,就是赤霉素對莖稈伸長起了促進(jìn)作用的結(jié)果。赤霉素對于促進(jìn)矮生性植物莖稈的伸長有特別明顯的效果。例如,一些矮生性植物(矮生玉米、矮生豌豆等),它們的株高比一般的株高要矮得多,如果用赤霉素處理這些植物,它們的株高可以與一般的株高相同。用赤霉素處理芹菜,可以使食用的葉柄增加長度。赤霉素還有解除休眠和促進(jìn)萌發(fā)的作用。例如,剛收獲的馬鈴薯塊莖,種到土里不能萌發(fā),原因是剛收獲的馬鈴薯塊莖要有一定的休眠期,在度過休眠期以后,才能夠萌發(fā)。如果用赤霉素處理馬鈴薯塊莖,則能解除它的休眠,提早用來播種。赤霉素對于種子,也有解除休眠、促進(jìn)萌發(fā)的作用。細(xì)胞分裂素 細(xì)胞分裂素的主要作用是促進(jìn)細(xì)胞分裂和組織分化。它在植物的形態(tài)建成中起著重要的作用。正常葉片在衰老的過程中,常常發(fā)生葉綠素、蛋白質(zhì)、rna等的含量降低,葉片變黃,趨于衰老。如果用細(xì)胞分裂素進(jìn)行處理,就能使上述三種物質(zhì)含量降低的速度變慢。可見,細(xì)胞分裂素還有延緩衰老的作用。在蔬菜儲藏中,常用它來保持蔬菜鮮綠,延長儲藏時間。乙烯 乙烯是植物體內(nèi)產(chǎn)生的一種氣體激素。它廣泛地存在于植物的多種組織中,特別在成熟的果實中更多。乙烯能促進(jìn)果實成熟。一箱水果中,只要有一個成熟的水果,就能加速全箱水果的成熟。這是因為一個成熟水果放出的乙烯,能夠促使全箱水果都迅速成熟。用乙烯處理瓜類植物(如黃瓜)的幼苗,能增加雌花的形成率,有利于瓜類的增產(chǎn)。此外,乙烯還有刺激葉子脫落、抑制莖的伸長等作用。脫落酸 脫落酸存在于植物的許多器官中,如葉、芽、果實、種子和塊莖中都含有一定數(shù)量的脫落酸。脫落酸是一種生長抑制劑。它能抑制植物的細(xì)胞分裂,也能抑制種子的萌發(fā),特別是對于大麥、小麥種子萌發(fā)的抑制作用更為明顯。此外,據(jù)報刊報道,植物之所以有向光性,不但因為它的背光一側(cè)生長素含量增加,而且還因為它的向光一側(cè)所含的抑制激素——脫落酸含量增加。脫落酸還能促進(jìn)葉片等的衰老和脫落。在溫帶地區(qū)的秋末冬初,落葉樹紛紛落葉,棉鈴在未成熟以前常常大量脫落,這些都與脫落酸的作用密切相關(guān)。師生共同回顧生長素的發(fā)現(xiàn)過程：設(shè)計實驗 提出假說 實驗驗證 得出結(jié)論（指出：這是真理發(fā)現(xiàn)的模式之一）生長素的產(chǎn)生部位、分布和運輸。產(chǎn)生部位：葉原基、嫩葉和發(fā)育中的種子分布情況：生長旺盛部位。運輸方向：從植物形態(tài)的上端向下運輸，不能反向。即學(xué)及練（xx年全國理綜）(2)有人設(shè)計了下列實驗，試圖證明“生長素(iaa)在植物體內(nèi)的運輸，主要是從植物體形態(tài)學(xué)上端(頂端)向下端(基端)運輸，而不能倒轉(zhuǎn)過來運輸(如生長素只能從胚芽鞘的上端向下端運輸)”。一.材料、用具：胚芽鞘、瓊脂、刀片等二.方法、步驟與結(jié)果：(一)制備瓊脂塊