一、教材分析
本节内容是高中生物人教版必修三第三章第1节，是在对人体的内环境与稳态和生命活动的调节之后，基于对植物体维持稳态的调节方式——激素调节的相关知识的学习，目的是帮助学生认识植物个体水平的稳态和调节，并与1、2章内容并列共同组成生物有机体稳态调节知识体系。本节作为本章的第一节内容，深入揭示了植物向光性这一生命现象是在生长素调节作用下产生的个体适应性，随着生长素的发现学生认识到植物激素的存在，并初步了解生长素的作用——促进生长，这为进一步学习生长素的其他生理作用及激素的应用奠定了基础，本节内容起着承上启下的作用。
二、教学目标
知识目标：概述生长素的发现过程；说明植物向光生长的原因；说明生长素的产生、运输和分布。
能力目标：通过学习探究实验的设计方法，训练学生严密的逻辑思维能力。
情感目标：利用生长素发现过程进行科学发展史教育，教育学生关注生活现象，体验科学发现之美，形成积极探索、勇于进取的求知精神和追求真理的良好意志品质。
三、教学重点与难点
重点：生长素发现过程。
难点：科学实验设计的严谨性分析。
四、学情分析
通过前两章内容的学习，学生对于人和动物生命活动的调节和稳态已经有了一定的认识，那植物生命活动的调节方式又是怎样的呢？它与动物的调节方式又有什么区别？学生对这方面的知识是有很强烈的好奇心和求知欲的。学生在高一的时候已经学习了一些简单的实验设计，并且在学习孟德尔豌豆实验时，又学习了“假说演绎法”，已经有了基本的生物学科素养，小组合作意识较强，所以对于本节课“生长素的发现历程”的四个实验的设计，以及层层递进的推理过程都能很好地理解。但对于实验的设计还有待提高，所以本节课要着重培养这方面的能力。
五、教学过程
多媒体出示：向日葵图片。
讨论:（1）图中向日葵的生长方向有什么特点？
（2）可能是哪种环境刺激，引发了向日葵生长方向的改变？
向日葵会朝向太阳生长，这是大家都知道的现象。其他植物会出现这种现象吗？多媒体展示更多图片。师生共同总结出向光性的概念。
向光性：植物在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。
那么，植物为什么会表现出向光性的现象呢？单侧光是如何引起植物的向光性生长呢？
这节课就让我们和达尔文一起“思考”，与詹森，拜尔同感“刺激”，随温特揭示生长素的奥秘。
（一）生长素的发现过程
设计意图：采取小组合作的形式，让学生作为课堂的主人公，为合作学习，探究学习创造环境和条件。让每个小组推荐一人分别阐述达尔文，詹森，拜尔和温特的实验和结论，教师适时给予总结。
1、达尔文的实验（19世纪末）
19世纪的时候，达尔文就已经注意到了植物向光性的问题。他用金丝雀虉草进行了简单的实验。
多媒体出示：
学生发言：在单侧光照射下，实验一：生长，向光弯曲；实验二：不生长，不弯曲；实验三：直立生长，不弯曲；实验四：生长，向光弯曲。
设疑:（1）实验一与实验二对照，说明了什么?
（2）实验一与实验三对照，说明了什么？
（3）实验一与实验四对照，说明了什么？
（4）你觉得达尔文的实验设计，遵循了什么原则？
师生总结：胚芽鞘的尖端产生某种影响，在单侧光的照射下，这种影响传递到下部的伸长区时，造成背光面比向光面生长快，因而出现向光性弯曲。
【过渡】但这毕竟是达尔文的设想，要想证实这种影响究竟是什么呢？为什么它会引起背光面生长快呢？它真的可以向下传递吗？就需要达尔文之后的其他科学家进一步研究。接下来让我们看看詹森的实验设计。
2、詹森的实验（1910）
多媒体出示：
教师：詹森的实验可以看出什么？
学生发言：尖端产生的影响可以透过琼脂片向下传递。
你觉得这个实验需要补充吗？
学生思考。教师展示云母片的图片。
【过渡】达尔文的实验，我们设想产生了某种影响；詹森的实验，证明确实产生了某种影响，并且这种影响还可以透过琼脂片向下传递。那么，为什么影响传递到下面，就会引起胚芽鞘的弯曲呢？下面就让我们来感受拜尔的实验方案。
3、拜尔的实验（1914）
多媒体出示：
教师：拜尔的实验为什么要在黑暗的环境中进行？拜尔为什么要将尖端放置在左侧或右侧？拜尔的实验是如何体现对照的？
学生发言：避免单侧光照射对结果造成影响。
学生发言：由实验可以看出，将尖端切下，放置在左侧，胚芽鞘会向右弯曲；放置在右侧，会向左弯曲。我们小组推断，尖端放置在左侧时，影响顺着左侧向下传递，导致左侧分布多，右侧分布少，就向右弯曲；反之，尖端放置在右侧，影响顺着右侧向下传递，导致右侧分布多，左侧分布少，就向左弯曲。
师生总结：拜尔的实验证明，胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。
学生发言：拜尔的实验体现了相互对照。
【过渡】根据上述几个实验，科学家推测：“影响”可能是一种化学物质，这种化学物质的不均匀分布造成了胚芽鞘的弯曲生长。那么，这个推断成立吗？让我们来领略温特的实验过程。
4、温特的实验（1928）
多媒体出示：
学生发言：由实验可以看出，放置过尖端的琼脂块，放在切去尖端的胚芽鞘左侧，会使其向右弯曲；反之，没放置过尖端的琼脂块，不会产生这样的作用。
教师设疑：大家觉得温特的实验严谨吗？有没有需要补充的地方？
师生总结：温特的实验，进一步证明了造成胚芽鞘弯曲的影响确实是一种化学物质，并把它命名为生长素。
5、生长素研究的后续进展
1931年，科学家首先从人尿中分离出生长素，即IAA（吲哚乙酸）。
1946年，人们才从高等植物中分离出生长素，后来又分离出植物体内具有生长素效应的物质如苯乙酸（PAA），吲哚丁酸（IBA）等。
【小结】：植物的向光性是由于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。
教室设疑：为什么单侧光照射下，背光一侧的生长素多于向光一侧？是向光侧生长素向背光侧运输了，还是向光侧生长素被分解了呢？
展示实验设计，证明是由于向光侧生长素向背光侧运输了。
教师：至此，我们终于弄清了植物向光性的原因。人类每一次的科学发现，都经历了科学家一步一步的研究，最终所有科学家的成果汇总才使科学前进了一大步。现在，仍有很多问题人类还不清楚，也许将来，我们在座的各位同学就会为科学发现贡献自己的力量。
【过渡】：接下来，我们考虑一下，除生长素外，植物体还有哪些激素？它们有什么共同特点？
6、植物激素
多媒体展示：赤霉素、乙烯、细胞分裂素的共同特点：
（1）植物体内产生
（2）能从产生部位运送到作用部位
（3）对植物的生长发育有显著影响
（4）微量
（5）有机物
【过渡】：学习了以上内容，接下来请同学们阅读教材P48，生长素的产生，运输和分布的有关内容。
（二）生长素的产生、运输和分布
多媒体展示以下问题，请同学阅读课本后回答：
1、生长素的合成部位在哪里？
2、生长素是如何运输的？
3、生长素一般分布在哪里？
学生发言：1、幼嫩的芽，叶和发育中的种子
2、极性运输（由上到下）幼嫩组织属于主动运输非极性运输成熟组织
3、集中于生长旺盛的部位
例如：胚芽鞘，芽和根尖的分生组织，茎的形成层，发育中的`种子和果实
【回顾】：我们本节课的内容就学习到这里。下面请四位同学扮演科学家，帮我们再一次重温“生长素的发现过程”。
四位同学在讲台上扮演科学家，进行表演：
“达尔文”说：我设想胚芽鞘尖端产生了某种“影响”；
“詹森”说：我初步证明了“影响”可以透过琼脂块向下面传递；
“拜尔”说：我初步证明，由于“影响”在下段分布不均匀，才造成了弯曲；
“温特”说：我进一步证明了尖端产生的“影响”是一种化学物质。
至此，课堂气氛达到高潮。
教师：宣布下课，课后请同学们自主学习P49的“技能训练栏目”，并思考有关问题。
一、目标
1.概述植物生长素的发现过程。
2.体验发现生长素的过程和方法。
3.评价实验设计和结论，训练逻辑思维的严密性。
二、重点和难点
1.教学重点
生长素的发现过程。
2.教学难点
（1）生长素的产生、运输和分布。
（2）科学实验设计的严谨性分析。
三、课时安排：
1课时
四、教学步骤
〖引入以“问题探讨”引入，生思考回答师提示。
1.弯向窗外生长。
2.是较长时间的单侧光刺激引起植株弯向窗外光源生长。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.植株的弯曲生长发生在幼嫩部位。
教师讲述：以上都与生物体本身所具有的调节功能有密切的联系，而不同种的生物调节方式不同，植物是通过激素调节，动物则是通过神经调节和体液调节，其中神经调节的作
教师：“生长素是什么？科学家是怎样发现生长素的？”
〖板书一、生长素的发现过程
教师：给出达尔文向光性实验示意图。1880年，达尔文研究了光照对金丝雀?草胚芽鞘生长的影响。
实验一：胚芽鞘受到单侧光照射时，弯向光源生长。
实验二：切去胚芽鞘的尖端，胚芽鞘既不生长，也不弯曲。
实验三：用锡箔小帽罩住胚芽鞘的尖端，胚芽鞘直立生长。
实验四：用锡箔套住胚芽鞘尖端下面一段，单侧光只照射胚芽鞘尖端，胚芽鞘仍然弯向光源生长。
〖旁栏思考题1生思考回答师提示
1.提示：分别遮盖胚芽鞘顶端和它下面一段，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。胚芽鞘弯曲生长的是顶端下面的一段，感受光刺激的是顶端。这说明，是胚芽鞘顶端接受单侧光照射后，产生某种刺激传递到下面，引起下面一段弯曲生长。
（让学生分别回答。最后总结：达尔文推想，胚芽鞘尖端可能会产生某种物质，这种物质在单侧光的照射下，对胚芽鞘下面的部分会产生某种影响。（鼓励学生从科学家的用词教育学生在以后的学习中要养成严谨的思维习惯，要有事实求是的态度。））
教师：“学生们继续思考胚芽鞘尖端真的会产生某种物质吗？这种物质怎么会影响下面部分的生长呢？
1928年，荷兰科学家温特，把切下的胚芽鞘尖端放在琼脂块上，几小时后，移去胚芽鞘尖端，并将这块琼脂切成小块，放在切去尖端的胚芽鞘切面的一侧，结果胚芽鞘向放琼脂的对侧弯曲生长。
教师：“现在能说明达尔文的推想是正确的吗？”
学生分析，并说明理由。有的学生说是正确的；有的说是不能说明，因为不能排除琼脂块的影响。
教师总结：不能。因为没有排除琼脂本身对去尖胚芽鞘的影响。
（介绍实验的设计原则：）
1、单一的变量
2、要有对照组
〖旁栏思考题2、3生思考回答师提示
2.提示：因为该刺激（生长素）在向光一侧和背光一侧的分布（浓度）存在差异，因而引起两侧的生长不均匀。
3.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个推断的。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，还需要一定的想像力。
〖讲述由此说明，胚芽鞘尖端确实会产生某种物质，这种物质从尖端运输到下部，并能促使胚芽鞘下面某些部分的生长。这种物质是什么呢？学生阅读教材，得出1934年，荷兰科学家郭葛等人从一些植物中分离出了这种物质，经鉴定这种物质是吲哚乙酸。吲哚乙酸具有促进植物生长的功能，因此给它取名为生长素。后来科学家又陆续发现了其他植物激素包括赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸。
〖板书植物激素：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，称作植物激素。
师生共同回顾生长素的发现过程：
设计实验提出假说实验验证得出结论（指出：这是真理发现的模式之一）
〖板书三、生长素的产生、运输和分布。
产生部位：叶原基、嫩叶和发育中的种子
运输方向：从植物形态的上端向下运输，不能反向。
分布情况：生长旺盛部位。
〖技能训练生阅读思考回答师提示
1.提示：不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。
2.提示：结论2不严谨。没有实验证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端。
3.提示：应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，以研究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端。
一、教学目标
【知识与技能目标】
1.概述生长素的发现过程。
2.概述植物生长素的产生部位、运输和分布。
3.说出具有生长素效应的物质和植物激素的概念。
【过程与方法目标】
1.尝试分析经典实验，提高逻辑思维的严密性。
2.通过对科学家实验的分析和技能训练，提高科学实验设计的严谨性。
【情感态度价值观目标】
利用生长素发现过程进行科学发展史教育，学生关注生活现象，体验科学发现之美，形成积极探索、勇于进取的求知精神和追求真理的良好意志品质。
二、教学重难点
【重点】
生长素发现过程。
【难点】
科学实验设计和推理的严谨性分析。
三、教学过程
环节一、导入新课
1.老师让学生回答“春色满园关不住，_______?”
2.老师设问：
(1)这是植物生活中的什么现象?
(2)环境中哪种刺激引发了红杏出墙?
(3)红杏出墙对它的生活有什么益处?
“红杏”为什么会向光生长，在这个过程中植物体是怎样调节的?
(过渡语)让我们一起探索“生长素的发现”。
环节二、新课教学
(一)生长素的发现过程
1.达尔文实验
(1)观察图片，认识胚芽鞘结构
材料：金丝雀虉草
展示胚芽鞘图片：尖端和尖端下部
教师做背景介绍：单子叶植物特别是禾本科植物胚芽外的锥形套装物叫胚芽鞘，它能保护生长中的胚芽。种子萌发时，胚芽鞘首先钻出地面，出土后还能进行光合作用。
(2)分析达尔文实验
首先，展示达尔文的实验示意图。
其次，教师解释锡箔纸，不透光。
第三，教师引导学生描述实验现象。
第四，教师描述各组的实验处理(对照实验，自变量、因变量)，归纳实验现象。
第五，教师逐步设出问，引导学生分析和推测，教师归纳：①感受单侧光刺激的是胚芽鞘的尖端，发生弯曲的是尖端下部。②植物弯向光源生长需要尖端和单侧光。
第六，教师设问：为什么胚芽鞘的向光性与尖端有关，而弯曲的却是尖端下部?尖端和下部可能的联系是什么?
第七，教师引导学生分析，作出推测：单侧光照射使胚芽鞘尖端产生某种刺激(像动物的神经接受外界刺激产生冲动)，并传到下部，造成背光面比向光面生长快，使胚芽鞘向光生长。
最后，教师归纳总结，提出问题：用什么方法可以证明这种刺激从尖端传到了下部呢?让学生思考，以此来引出詹森拜尔温特实验。
2.詹森的实验
教师展示实验示意图。
学生观察实验示意图，并描述实验处理和实验现象。
教师设问:
①观察示意图，能得出什么结论?
(是尖端通过产生的刺激影响下部生长，这种刺激可以通过琼脂片)
②詹森的实验存在一定的缺陷，你们认为在哪里?怎样改进?
(过渡语)接下来让我们再来看下拜尔的实验?
学生思考回答。
3.拜尔的实验
教师展示实验示意图。
教师设问：
①拜尔为什么要选择黑暗的环境?
②拜尔为什么要将切下的尖端放在胚芽鞘的一侧?这个实验说明了什么?
③单侧光所起的作用是什么?
讲师让学生思考，作出合理推测。
教师总结詹森和拜尔的实验，对达尔文的假说进行评价和修正。
教师引导学生总结归纳：这些实验初步证明尖端产生的刺激可能是一种化学物质，这种化学物质的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。
教师设问：如果想要证明这种“刺激”是一种化学物质，最好的方法是直接将这种化学物质加在胚芽鞘的上方，然后观察现象。但詹森和拜尔的实验都还是离不开胚芽鞘的尖端。那么结合之前的几个实验，你有没有更好的实验设计，从而引出温特的实验?
4.温特的实验
教师介绍实验中用到的介质转移方法。
学生思考并讨论实验设计，并注意对照组的设置。
教师说明温特实验进一步证明了前面的推测：造成胚芽鞘弯曲的刺激的确是一种化学物质。温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并命名为生长素。
介绍生长素的化学名称(吲哚乙酸)，提取、结构和在植物体中的含量，以及植物体内具有生长素效应的其他物质(苯乙酸、吲哚丁酸等)。
总结向光性的原因
师生共同表述：单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧生长素含量多于向光侧，引起两侧的生长不均匀，从而造成向光弯曲。
回顾生长素的发现历程，提出进一步探究的问题。
教师强调人类的许多科学发现就像生长素的发现这样经过一代又一代人的探索，才一步一步接近事实的真相。每一位科学家取得的进展可能只是一小步，众多的一小步汇合成科学前进的一大步。关于植物向光性的研究还在继续，科学往往在这样的争议中发展。
教师鼓励学生就前面的实验及推理，结合教材P48中科学家对向光性原因争议的介绍，提出自己的疑问，鼓励有兴趣的学生在课后继续探究。
(二)生长素的产生、运输和分布
教师结合前面的实验及教材，引导学生概述：
生长素的合成部位(幼嫩的芽、叶和发育中的种子)。
生长素的运输方式是极性运输(主动运输，单方向)、横向运输和非极性运输;举例说明形态学上端和下端，板图、动画解释植物向光性的原因。
分布部位(生长旺盛的部分，如胚芽鞘、分生组织、形成层、发育中的种子和果实等)。
(三)介绍植物激素的概念
学生阅读教材P48对植物激素概念的描述，说出其他植物激素的名称。
教师说明继发现生长素后，科学家又陆续发现了与生长素的作用特点相似，对植物生命活动起重要作用的物质，把它们统称为植物激素。
教师总结植物激素的概念。
全体学生朗读。
环节三：总结与收获
教师根据实验引导学生得出如下结论：生长不生长看有没有生长素;向(单侧)光不向光(弯曲)看有没有尖端;弯曲不弯曲看生长素是否分布均匀。
收获1：游戏：选出四名同学分别代表达尔文、詹森、拜耳和温特，假设他们在一起开了一个座谈会，设计一个片段，都用简洁的一两句话概括“自己”在生长素发现过程中的贡献。(要求：语言要生动、准确)
收获2：作业：多媒体展示。