【高效课堂】高中生物2025-2026学年同步教案：5.1 植物生长素（第1课时）-人教版（2019）选择性必修1

5.1植物生长素教案课题5.1植物生长素单元第五章学科生物年级高一教学目标与核心素养目标分析植物生长素的发现过程，阐明其中蕴含的科学本质特点；概述植物生长素的合成、运输、分布和生理作用，尝试阐释植物生长素作用特点中蕴含的适度与平衡观。生命观念：1.阐明植物生长素的发现过程，阐明其中蕴含的科学本质特点；归纳植物向光性产生的原因，概述生长素的合成、运输和分布。2.概述科学家经过不断的探索，发现了植物生长素，并揭示了它在调节植物生长时表现出两重性，既能促进生长，也能抑制生长。科学思维：通过科学结论重视证据和逻辑呼应，运用逻辑来判断、评价结论的严密性。通过植物生长素作用特点的感悟生物界生命活动的统一性。科学探究：通过体验生长素的发现过程，掌握生长素相关的实验设计思路和方法。社会责任：根据生长素作用特点，阐释生物学中适度与平衡观念，并运用这一观念分析和解决现实中的问题。重点植物生长素的发现、植物生长素的生理作用。难点植物生长素的合成、运输、分布和生理作用。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课观看视频《植物生长素》课前查阅资料，播放视频《植物生长素》观看视频，了解植物生长素，提出问题，激发学生的学习兴趣。问题探讨问题探讨：多媒体展示向着窗外生长的植株，利用“问题探讨”中的三个问题引导学生思考。图中是一株放在窗台上久不移动的盆栽植物。展示植物向光生长的图片，引导学生思考图中植物的生长特点。1.图中植株的生长方向有什么特点？提示：弯向窗外生长。2.可能是哪种环境因素刺激引发了这株植物的形态改变？植株对这种刺激的反应有什么适应意义？提示：是较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外有阳光处生长。这样，可以使植株获得更多阳光，从而可以通过光合作用合成更多的有机物，满足自身生长发育的需要。3.这种生长方向的改变，是发生在植物的幼嫩部分还是成熟部分？提示：发生在幼嫩部分。展示植物向光生长的图片，引导学生归纳总结植物向光性的概念和意义。1.向光性的概念：在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象叫作向光性。许多人可能对这种现象熟视无睹，然而，正是对向光性的研究，引导着人们揭示植物生命活动调节的奥秘。2.向性运动的概念：植物受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动举例：植物幼苗的向光性生长根的向重力性生长根的向水性生长根的向肥性生长3.意义：植物对于外界环境的适应提出问题，分析问题。得出向光性的概念。认真思考，积极作答。小组讨论，回答问题。总结向光性的概念：植物受到单侧光的刺激弯向光源生长的现象。联系实际，激发学生求知欲。贴近生活实际，增强学习兴趣。从生活中普遍的生物学现象开始，调动学生的学习积极性和求知欲讲授新课一、生长素的发现过程组织学生阅读教材P90-92，引导学生探究实验，分析实验，结合教材内容，概述生长素的发现过程。（一）达尔文的实验（19世纪末）介绍胚芽鞘的结构及作用，展示达尔文的实验过程示意图，引导学生就对照实验设计的单一变量原则和对照原则进行分析。组织学生分组讨论四组实验的处理方法及结果进行分析，引导学生对实验组进行两两分析，分析实验中的自变量、结果和结论。19世纪末，达尔文和他儿子，设计了实验来探讨植物向光性的原因。1.实验材料：金丝雀虉草胚芽鞘实验材料——胚芽鞘胚芽鞘：禾本科植物种子萌发时，包在胚芽外面的锥形套状物，可保护生长中的胚芽，它不是叶。单子叶植物，特别是禾本科植物种子萌发时，包在胚芽外面的鞘状结构，连同胚芽一起出土，保护胚芽出土时不受损伤。2.达尔文的实验过程展示达尔文的实验示意图实验发现，在受到单侧光照射时，金丝雀虉草（一种禾本科植物）胚芽鞘会向光弯曲生长；如果去掉胚芽鞘的尖端，或者用锡箔罩子把尖端罩上，则不发生弯曲；如果罩上的是尖端下面的一段，胚芽鞘仍会弯向光源生长。思考1.遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段的目的是什么?（教材P91侧旁思考）提示：别遮盖胚芽鞘尖端和它下面的一段，是采用排除法，观察某一部分不受单侧光刺激时胚芽鞘的反应，从而确定是胚芽鞘哪一部分在起作用。思考2.感受单侧光刺激的是哪一部分？胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分?提示：尖端尖端下部——伸长区3.实验分析该实验的对照组为__①___，实验组为___②③④____；①②对照，自变量为___有无尖端___，说明胚芽鞘的向光弯曲生长与__尖端___有关；①③对照，自变量为______尖端有无遮光_______，说明胚芽鞘的弯曲生长与______单侧光照射_____有关；③④对照，自变量为___遮光部位___；①③④对照，说明胚芽鞘的感光部位在___尖端___。4.实验推测胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。（教材P91）思考3.尖端产生的影响能传到下部，为什么能使伸长区两侧生长不均匀呢？提示：可能因为该影响在向光侧和背光侧分布不均匀。科学重视实证。达尔文注意到人们熟视无睹的现象，并且设计了简单而又富有创造性的实验来研究，而不是凭主观臆测来解释。这种“影响”究竟是什么呢?在达尔文之后，先后有多位科学家通过进一步的实验继续探索（二）詹森的实验（1910年）展示1913年鲍森·詹森的实验过程示意图，结合课本图文展示，介绍实验材料琼脂片、云母片及玻璃片区别，引导学生小组分析实验中的自变量及实验现象，得出相应的实验结论。琼脂：是从海藻中提取出来的一种植物胶，为无色、无固定形状的固体，溶于热水。广泛应用在食品工业中，生物学研究中常作细菌培养基。常用作培养基的凝固剂，易熔，可塑，物质可在琼脂中扩散而性质不变。云母片：是一种矿物质，由韵母族矿物质切制而成。因其材料为天然矿制品，具有无污染、绝缘、不透化学物质的特点。常用作电器绝缘材料，物质不能透过云母片扩散。达尔文的推测1：尖端产生了某种影响，传到下部。思考4.为什么要插入琼脂片和云母片？提示：有化学物质可以穿过琼脂片，而使胚芽鞘下部弯曲。结论：胚芽鞘顶尖产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。（三）拜尔的实验（1914年）介绍拜尔实验过程示意图，引导学生小组分析实验黑暗处理的作用，实验自变量、结果及结论。注意思考：尖端放置的位置及后来弯曲的方向有什么关系？达尔文的推测2：弯曲生长的原因是尖端产生的影响在下部分布不均。现象：胚芽鞘朝对侧弯曲生长自变量：尖端放置的位置。因变量：尖端下部弯曲生长的方向。思考5.拜尔为什么要选择黑暗的环境？提示：排除光的影响，控制变量。思考6.没有了光的刺激，为什么胚芽鞘还会发生弯曲？提示：尖端产生的影响分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长教师引导学生总结实验结论。结论：胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分分布不均匀造成的。尖端产生的影响分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。詹森和拜尔的实验初步证明：初步证明尖端产生的影响可能是一种化学物质，这种化学物质在胚芽鞘尖端以下部位的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。提出问题：如何验证这种物质的存在？（四）温特的实验（1928年）1926年荷兰科学家温特对以上实验进行再次验证，展示实验过程示意图，请学生分析实验处理、实验结果及结论。介绍温特的实验实验组：把切下的燕麦胚芽鞘尖端放在琼脂块上，几小时后，移去尖端，将琼脂切成小块。再将经处理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧，结果胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。对照组：如果放上的是没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块，胚芽鞘则既不生长也不弯曲自变量：琼脂块是否接触过尖端。因变量：去掉尖端的胚芽鞘是否弯曲生长。结论：进一步证明胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起的，这种化学物质在尖端下部分布不均，导致弯曲生长。温特将其命名为生长素。思考问题：①设置对照组的目的是：排除琼脂片本身的化学物质对胚芽鞘的影响。②在放置琼脂块前，要将其去掉尖端的胚芽鞘在蒸馏水中侵泡一段时间，原因是?提示：去除尖端的胚芽鞘中含有少量的生长素，以去除生长素，排除内源激素对实验的干扰。引导学生思考旁栏思考题温特提出植物体内存在生长素时，有没有提取出这种物质？他是怎样作出这一推测的？提示：没有。他是在对实验结果进行严密分析的基础上作出这样推断的。要得出这样的结论，既需要以事实为依据进行严密的逻辑推理，还需要一定的想象力。提出问题：生长素究竟是什么物质呢?组织学生小组自主阅读课本P92页，找出生长素的化学本质及作用，尝试对植物向光性原理进行解释，并用示意图表示。（五）生长素1934，科学家首先从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质——吲哚乙酸（IAA）1946年，人们从高等植物中分离出生长素，并确认它就是吲哚乙酸（IAA）。进一步研究发现，植物体内具有生长素效应的物质除IAA外还有苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸（IBA）等。（六）植物向光性的解释生长素的发现使人们认识到，植物的向光性是由生长素分布不均匀造成的：单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀，从而造成向光弯曲。（1）外因：单侧光照射。（2）内因：生长素在背光一侧含量多于向光一侧。（3）结果：两侧生长不均匀，背光侧生长快，向光侧生长慢，从而造成向光弯曲。（七）植物激素引导学生阅读教材第92页，归纳总结植物激素的概念，并强调植物激素作为信息分子，几乎参与调节植物生长发育过程中的所有生命活动。（1）概念：由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。（2）种类：生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等物质。（3）功能：作为信息分子，几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。（4）三个主要特点：①植物细胞内代谢产生（无专门分泌器官）；②能从产生部位运输到作用部位（运输方式和速度因激素种类、植物种类和器官种类的不同而不同）；③微量、高效的有机物结合教材第93页“思考·讨论”中给出的问题，组织学生归纳比较植物激素与动物激素的异同（列表）。思考与讨论1.植物激素与动物激素都称作“激素”，二者有哪些相似之处？提示：二者都是调节生命活动的化学物质，都能从产生部位运输到作用部位发挥作用，且都具有微量、高效的特点。2.植物体内没有分泌激素的腺体，这说明植物激素在合成部位上与动物激素有明显不同。植物激素与动物激素还有哪些明显的区别？提示：二者的主要区别如下页表格所示。判断正误（1）胚芽鞘尖端在单侧光刺激下产生生长素（×）（2）生长素的化学本质是蛋白质（×）（3）植物的向光生长是因为向光侧生长素浓度高于背光侧（×）（4）动物激素和植物激素都是由特定的内分泌腺产生的（×）（5）温特分离并鉴定出生长素的化学本质为吲哚乙酸（×）（6）植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸(PPA)和吲哚丁酸(IBA)，它们都属于生长素（√）学生阅读教材，结合所学知识，思考问题，回答问题。分组观察，讨论实验结果和结论。小组讨论，探究生长素的发现过程。思考并回答问题。小组讨论，回答相关问题。学习观察实验示意图，思考、讨论并回答问题，得出结论。思考讨论并回答问题。介绍拜尔实验过程示意图，引导学生小组分析实验黑暗处理的作用，实验自变量、结果及结论。观察示意图，思考回答问题。分析温特的实验，并总结实验结论。思考并回答问题。思考并回答问题。学生阅读，分组讨论，探究生长素是什么？阅读教材，明确植物激素的概念。比较植物激素与动物激素的异同。小组讨论，回答相关问题。通过阅读，创设问题情境导入新课，培养学生获取信息的能力，加深学生对概念的认识，激发学生的科学研究的兴趣。培养学生观察和分析问题以及归纳总结的能力，小组合作以及知识迁移的能力。由浅入深，层层剖析，以加深学生对科学探究的精神。培养学生观察和分析问题，归纳总结能力。联系生活实际，有助于生命观念的核心素养养成。学习科研过程中科学家的优秀品质及科学思维培养学生获取信息的能力，锻炼学生的语言表达能力，提高学生分析问题，解决问题的能力。阅读教材可以提高学生规范、准确地表述生物学知识和问题的能力。培养学生归纳总结的能力。培养学生问题探究与设计实验的能力及创新意识。考向突破1.用燕麦胚芽鞘及幼苗⑦、⑧进行如图所示实验，且②～⑦均给予单侧光照，一段时间后，会发生弯曲的是（D）A.②⑤⑦B.①②③⑤⑧C.①③④⑥⑦D.②⑤⑧新课讲授二、生长素的合成、运输与分布提出问题：植物激素和动物激素都称作激素，但植物体内没有分泌激素的腺体，说明植物激素在合成部位和运输方式上与动物激素有明显不同，请举例说明。组织学生小组自主学习阅读课本P93页生长素的合成运输与分布，教师引导学生分析生长素合成的主要部位及来源？生长素的运输方向及方式？生长素的分布？引导学生总结生长素的合成、运输和分布。1.生长素的合成（1）生长素的合成部位：芽、幼嫩的叶和发育中的种子。（2）生长素由色氨酸经过一系列反应转变而来。归纳总结：胚芽鞘系列实验的重要结论①生长素的产生部位：胚芽鞘尖端；感光部位：胚芽鞘尖端。②生长素横向运输的部位胚芽鞘尖端；生长素的产生是否需要光：不需要。③生长素发挥作用的部位（即生长部位）：胚芽鞘尖端下部的伸长区。2.生长素的运输：大多集中在生长旺盛的部位如胚芽鞘、分生组织、形成层、发育的种子和果实。展示植物成熟组织中的输导组织，介绍非极性运输。（1）极性运输：胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中，只能从形态学上端到形态学下端。☆极性运输是细胞的主动运输（2）非极性运输：成熟组织中，通过韧皮部进行非极性运输。（3）横向运输：由于单侧光、重力等因素，发生根尖、茎尖在等细胞分裂特别旺盛的部位。运输特点：①横向运输：从胚芽鞘尖端向光一侧向背光一侧运输②极性运输（主动运输）：从植物体形态学上端向形态学下端运输③非极性运输：成熟组织中注意：（1）极性运输不会随植物形态学上端与形态学下端空间位置的改变而改变。（2）极性运输为主动运输，需要消耗能量，需要载体蛋白。（3）极性运输在太空中依然存在，不受重力因素的影响。（4）生长素的横向运输只发生在根尖、芽尖等产生生长素的部位，且发生在有单侧光或重力等刺激时。尖端在均匀光照或黑暗处时，不发生生长素的横向运输。（5）失重状态下，由于没有重力的作用水平放置的植物的根、芽中生长素的水平分布是均匀的，植物会水平生长。3.生长素的分布生长素在植物体各器官中都有分布，但相对集中地分布在生长旺盛的部位，如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。生长素在趋向衰老的组织和器官中含量较少。分布部位：在生长旺盛的部位。总体来说，生长素的分布是：产生部位＜积累部位：如顶芽＜侧芽；分生区＜伸长区生长旺盛部位＞衰老组织：如生长点＞老根思考问题，并举例说明。学生阅读，分析生长素的合成、运输与分布。让学生自主梳理学习内容，培养它们自主学习能力，分析生长素的合成、运输与分布，提高学生概括能力。考向突破2.植物激素是植物细胞接受特定环境信号