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一、教材分析

本节内容选自人教版高中生物学选择性必修一《稳态与调节》第五章《植物生命活动的调节》中第三节内容《植物生长调节剂的应用》,高中生物课程标准20172020修订)对本节内容的要求是举例说明生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯等 植物激素及其类似物在生产上得到了广泛应用”。

学习本节内容之前,学生通过前面两节内容的学习已经对植物激素的种类和作用有了深入了解,知道植物激素定义,在本节内容中主要为学生介绍植物生长调节剂的类型和作用,以及关于生长素类调节剂最适浓度的实验探究,使学生能够运用所学知识在具体情境中思考问题,让学生认识到植物生长调节剂在现实生产生活中的作用,为后续学习环境因素参与调节植物的生命活动打下基础。

二、学情分析

本节课的授课对象是高二学生,学生植物激素的定义、种类和作用都有了深入了解,但对现实生产生活中的应用还较为陌生,本节内容引入植物生长调节剂的概念并进行生长素类调节剂生根的最适浓度实验探究,与前面学习的植物生长素的种类和作用联系起来,将所学理论知识和生产实践相结合,运用所学知识解决实际问题,增进对本章节内容的理解。因此在学习本节内容时教师要注重启发引导学生思维,使学生能够将前面的内容联系起来,综合运用所学知识来思考实际问题,利用实例来帮助学生理解本节内容。

三、教学目标

1.通过阅读教材思考回答问题,概括植物生长调节剂的含义(生命观念)

2.通过植物生长调节剂应用资料分析,举例说明植物生长调节剂的类型和在生产中的作用(科学思维)

3.通过设计、探索生长素类调节剂促进插条生根最适浓度实验,尝试预实验方法解决实际问题(科学探究、科学思维)

4.通过分析、探讨应用植物生长调节剂的影响,认同使用植物生长调节剂应合理合法的观点(社会责任)

四、教学重点

1.植物生长调节剂的类型和作用

2. 探索植物生长调节剂的应用

五、教学难点

1.探索植物生长调节剂的应用

六、教学方法

多媒体教学法、讲授法、小组讨论法、案例分析法

七、课时安排

一课时

本节聚焦

1、植物生长调节剂在生产上有哪些应用?

2、怎样正确使用植物生长调节剂?

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【课前任务】教师在本节课之前建议学生课前分小组开展以下三方面的调查。(1)网络资料调查:了解植物生长调节剂的研究和应用现状(2)实地调查:了解农业生产过程中植物生长调节剂的应用情况,对作物生长的影响情况,以及药用使用是否获得国家有关部门的批准许可(3)对消费者的调查:通过调查问卷的形式了解消费者对植物生长调节剂的使用意见。教师利用课件将学生小组在课前调查资料汇总成多媒体材料在课上展示:一方面是植物生长调节剂对作物的有利作用,另一方面是部分消费者对植物生长调节及剂的不接受,利用两者之间的矛盾引发学生思考,并引入新课

【导入】问题探讨:在玫瑰葡萄种植过程中,合理施用人工合成的赤霉素、细胞分裂素类物质,可以提高葡萄结果率和单果质量,提高果实无核化程度。但如果施用不合理,可能会造成果实空心等问题。讨论:葡萄植株里有自身合成的植物激素,为什么还要施用人工合成的植物激素类物质呢?

答:仅靠葡萄植株自身合成的植物激素来调节植株的生长发育,不一定能满足人们对葡萄产量或品质的需要。适当施用人工合成的植物激素类物质,可以提高作物产量或提升产品品质。

【教师】植株体内本身就含有植物激素为什么还要施加人工合成的植物激素类物质呢?

【学生】 植物体内的激素含量非常少,提取困难,

【一、植物生长调节剂的类型和作用】

【教师】对,人们在多年的研究和实践中,发现一些人工合成的化学物质,具有与植物激素相似的化学性质。这就是植物生长调节剂的。

图片1.含义:由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质,称为植物生长调节剂。

【教师】和植物激素相比,其特点是什么呢

【学生】2.特点:植物生长调节剂具有容易合成、原料广泛、效果稳定等优点。

【教师】这样的植物生长调节剂与植物激素作用效果类似那是否他们的分子结构是否也类似呢?

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【教师】根据分子结构的不同分为两大类,

3.类型:

(1)分子结构和生理效应与植物激素类似,如吲哚丁酸。

(2)分子结构与植物激素完全不同,但具有与植物激素类似的生理效应,如α­萘乙酸(NAA)、矮壮素等。

【思考】为什么植物生长调节剂效果比植物激素稳定?

【学生】可能是植物体内没有相应的分解它们的酶,因而可以持续作用较长时间。

师生小结;

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【教师】植物生长调节剂在应用时可以起到什么样的作用分析课本101

【思考与讨论】评述植物生长调节剂在生产中的应用

事例1 用传统的方法生产啤酒时,大麦芽是不可缺少的原材料。利用大麦芽,实质是利用其中的α-淀粉酶。用赤霉素处理大麦,可以使大麦种子无须发芽就可以产生α-淀粉酶,这样就可以简化工艺、降低成本。

事例2 对西瓜、草莓、葡萄等使用一定浓度的膨大剂(也叫膨大素),会使水果长势加快、个头变大,加快水果成熟,使其提前上市。但使用膨大剂的水果与正常水果相比,口感较差,汁水较少,甜味不足,而且不宜长时间储存。

事例3 在蔬菜水果上残留的一些植物生长调节剂会损害人体健康,例如,可以延长马铃薯、大蒜、洋葱贮藏期的青鲜素(抑制发芽)可能有副作用。

【教师】事1,2,3中分别使用了哪些植物生长调节剂?

【学生】分别是赤霉素、膨大素青鲜素

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课堂活动(小组讨论)

1. 你还知道哪些植物生长调节剂在农产品和园艺生产上应用的例子?

提示;用GA (赤霉素类)打破莴苣、马铃薯、人参种子的休眠;促进苋菜、芹菜等的营养生长,增加产量。用NAA促进甘薯、黄杨、葡萄的生根;对苹果、鸭梨进行疏花疏果,促进脱落;对棉花进行保花保果,防止脱落。用乙烯利促进黄瓜、南瓜的雌花分化,促进香蕉、柿子、番茄的果实成熟。施用矮壮素(生长延缓剂)防止棉花徒长、促进结实。用一定浓度的生长素类似物培育无子果实。图片图片

图片2. 在生产过程中施用植物生长调节剂要注意哪些事项?

提示:要注意植物生长调节剂的浓度、用量和使用时期等。禁止使用的植物生长调节剂对人体健康或环境可能带来不利影响。

图片3. 我国禁止销售、使用未经国家有关部门批准的植物生长调节剂。这是为什么?

有些植物生长调节剂是人工生产的化学药剂,可能具有一定的毒性,因此上市之前需要经过国家有关部门的检测、评估。

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4.作用

(1)提高作物产量 改善产品品质等

如能延长或终止种子、芽及块茎的休眠;调节花的雌雄比例;促进或阻止开花;诱导或控制果实脱落;控制植株高度、形状等。

(2)能减轻人工劳动

如减少园林植物的修剪次数。

5.负面影响

1)使用不当,可能影响作物产量和产品品质;

2)过量使用,可能对人体健康和环境带来不利影响;

师生小结:

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【教师】植物生长调节剂种类繁多,植物生长调节剂种类繁多,在生产上首先需要根据实际情况,选择恰当的植物生长调节剂;还要综合考虑施用目的、效果和毒性,调节剂残留、价格和施用是否方便等因素。对于某种植物生长调节剂来说,施用浓度、时间、部位以及施用时植物的生理状态和气候条件等,都会影响施用效果,施用不当甚至会影响生产。如何施用才能达到最佳效果呢?

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实验一:探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度

图片1)实验原理:生长素类植物生长调节剂的生理作用与其浓度有很大关系,适宜浓度的2,4-D可促进插条生根,浓度过高会抑制生根,甚至会杀死双子叶植物。

2)提出问题

所选定的生长素类调节剂促进某种植物插条生根的最适浓度是多少呢?

3)变量分析

设置自变量:该实验的自变量是生长素类调节剂的浓度;

控制无关变量:无关变量有枝条的发育程度、枝条长度、枝条上保留的芽的数量)环境因素(温度、培养液的浓度和量、培养时间。

确定因变量的检测指标:平均生根数量或平均生根长度

4)材料用具

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实验材料选择和处理: 

①选用生长旺盛的一年生枝条。

②去掉成熟叶片:降低蒸腾作用

③插条的形态学下端要削成斜面,以增加对水的吸收

常用的生长素类调节剂:NAA、2,4-D,吲哚丙酸,IBA等。

(5)实验设计

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①生长素类调节剂处理插条的方法

浸泡法:溶液的浓度较时使用;把插条的基部浸泡在配制好的溶液中,深约3cm;处理几个小时至一天;最好在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理;

沾蘸法:溶液的浓度较高时使用;把插条基部在药液中沾蘸一下(约5s),深约1.5cm;

(6)实验思路

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参考植物体内天然生长素含量或查找有关资料,确定应设计的浓度梯度;如果对要研究的植物有关情况所知不多,还可先设计一组梯度比较大的预实验进行摸索,再在其基础上设计更合理的浓度梯度进行实验;

预实验

(1)进行时间:正式实验前

(2)目的

①为进一步的实验摸索条件

②检验试验设计的科学性和可行性

(7)实验步骤:

①取材、分组、编号;

②分组施加实验条件(自变量)

③在相同且适宜的条件下培养一段时间,检测因变量。

图片(8) 预实验结果:

思考;进一步正式实验还需要清水组作为空白对照吗?

进一步正式实验不需要清水组作为空白对照,预实验需要空白对照。目的是判断生长素类调节剂所起的作用是促进还是抑制。

【教师】以生长素类调节剂的浓度为横坐标,以根的数目(每组平均值)为纵坐标,绘制曲线图,并确定插条生根的最适浓度。预实验效果最好的浓度不一定是促进生根的最适浓度;通过预实验可确定正式实验的浓度范围;

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【教师】最适浓度判断方法:适浓度存在于作用效果相同的两种生长素浓度之间。(取峰值左右的浓度)图片

实验二:尝试利用乙烯利催熟水果 

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(1)实验原理

乙烯利是一种植物生长调节剂,工业品为液体,当溶液pH<3.5时,它比较稳定,但随着溶液pH升高,它会分解释放出乙烯,乙烯对水果有催熟作用,还可进一步诱导水果自身产生乙烯,加速水果成熟。

思考:成熟过程属于正反馈;

图片(2)材料:番茄、香蕉等。

(3)自变量和因变量:

自变量:;是否用乙烯利溶液浸泡,及处理后的生长时间

因变量: 成熟程度(颜色、软硬度、口感等)

(4)注意事项:乙烯利对皮肤、黏膜有一定的刺激性,操作时需要做好防护措施,并在通风良好的环境进行,乙烯利遇到明火可燃烧,需要注意防火。

(5)实验过程;

① 将果实浸入稀释的乙烯利溶液中(或者将稀释的乙烯利溶液均匀的喷洒在水果表面),沥干水分。②放入自封袋或者塑料袋密封,置于20-25 ℃ 储存。③封存24 后打开,每隔一段时间观察果实成熟情况。

注意:

a.设置不用乙烯利处理的对照组,并保持所有组的实验温度一致。

b.果实成熟度的观察指标包括:颜色、硬度、口感等。

板书设计

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【教学反思】

本节课以葡萄种植施用植物生长调节剂导入,使学生主动思考背后原因,回顾植物激素的定义与植物生长调节剂进行对比,理解植物生长调节剂与植物激素的不同,分析一些生活中运用植物生长调节剂的案例,了解植物生长调节剂的类型和作用,通过探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度,设计、了解预实验,知道植物生长调节剂如何在生活中运用,将所学内容和生活实践相联系,应用所学内容解决实际问题。

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