研究性学习《植物的向光性》.doc

研究性学习《验证植物的向光性》教学设计一、 教材分析 教学目的：①提供给学生更多的获取知识的方式和渠道，在了解知识发生和形成的过程中，推动他们去关心现实，了解社会，体验人生，并积累一定的感性知识和实践经验，使学生获得了比较完整的学习经历　　②培养学生开放性的思维　　③培养学生创新精神和实践能力　　④培养学生的自主意识和责任感　　教学重点：研究性学习课程重视结果，但更注重学习的过程，注重学习过程中学生的感受和体验　　教学难点：①资料、信息收集和整合　　②如何选题　　③如何撰写结题报告实验题目：植物的向光性实验 2.实验要求：观察植物在单侧光照射下的生长情况，验证植物的生长具有向光性 3.材料用具：植物幼苗(玉米、小麦等)、火柴杆、小花盆(或培养皿)、泥土、不透光的纸盒、台灯、剪刀 4.实验假设：根据植物向光性的原理，幼苗应朝向纸盒开孔的方向生长，也就是向着光源的方向生长 5.实验预期：经过一定时间后，幼苗将弯向光源生长 6.方法步骤： (1)用剪刀在不透光的纸盒一侧挖一个直径为1 cm的孔，待模拟单侧光照射时使用 (2)将几株长势相同但其叶尚未出胚芽鞘的小麦幼苗依次排开，分别栽种在两个花盆中，幼苗的旁边插一根火柴杆，作为对比的参照物。

 (3)将制好的遮光罩扣住花盆(一组用不透光的纸盒，另一侧用一侧带小孔的纸盒)，白天将装置置于阳光充足的地方，夜间以台灯代替光源，并使光从小孔中透入纸盒 (4)每天打开纸盒，观察幼苗的生长情况，记录下高度、倾斜角及当日的温度、天气等情况 (重点)将观察日期、时间、环境条件(温度、天气)、幼苗生长情况等列表记录 8.分析实验结果，得出结论 第一天 9:00 20摄氏度 晴 幼苗植物向上直生长. 第二天 9:00 温度略 天气略 透光纸盒一组的幼苗与木棍成5度角，不透光纸盒幼苗向上直生长 第三天 9.00 温度略 天气略 透光纸盒一组的幼苗与木棍成10度角，不透光纸盒幼苗向上直生长 第天 9.00 温度略 天气略 透光纸盒一组的幼苗与木棍成18度角，不透光纸盒幼苗向四上直生长 第五天 9.00 温度略 天气略 透光纸盒一组的幼苗与木棍成25度角，不透光纸盒幼苗向上直生长体会植物对周围环境的变化有感应；当植物的周围接受的光照强度不同时，植物会弯向光照较强的方向生长准备一只能放下一次性杯子的有盖的盒子，在盒盖右边上方挖一个边长3厘米左右的正方形孔把种有幼苗的一次性杯子放入盒内，观察杯中植物的生长情况，特别注意观察植物幼苗的生长方向第一天：种子发蒙。

第二天：根逐渐长长第三天：跟逐渐长长，长出根毛第四天：长出叶子第五天：茎逐渐长长第六天：茎长的更长第七天：豆芽伸出洞外.植物的向光性你知道植物的向光性吗？你知道植物为什么会向着有阳光的方向生长吗？我在《我们爱科学》杂志上提到植物会向着有光的方向生长，为了证实这个说法，我决定亲自做实验来验证首先，我准备了一颗绿豆种子，一只装有泥土的植被、一个小纸箱和三块硬纸板，接着把绿豆种子埋进泥土中，再用硬纸板在纸杯里隔几个方格，形成一个简单的迷宫，在纸箱的一面开一个窗口，把纸杯放在纸箱里面远离窗口的一角，最后把纸箱封好并放在阳台上两个星期后绿豆芽从小纸箱窗口探出头来了！我急忙打开纸箱，被那一幕给惊呆了，原来，绿豆芽竟弯弯曲曲地绕过围成迷宫的硬纸板到达窗口这是为什么呢？原来，植物是具有向光性的植物的向光性是因为生长素不均匀生长素也指植物体内的生长激素，能促进植物的生长速度，可它不喜欢阳光，所以总是藏在植物背光的一面背光的一面生长素过多，植物的生长速度就加快，植物就会向光弯曲还有些植物自己会“追”着阳光生长，如向日葵，它的茎上的叶子就能得到更多阳光，加速光合作用，花追着向光的一面就能让自己更加鲜艳芬芳，吸引更多的昆虫来传授花粉。

植物身上对光最敏感的部分是嫩茎尖，胚芽梢和幼苗哪怕在我们肉眼里看起来那点点微弱的光线，他们也能捕捉到这就是植物向着阳光生长的秘密！南宁市北湖路小学植物根的向水性实验方案：取5个培养皿，编号12345，五粒大豆或玉米种子，海绵和泡沫若干，将海绵和泡沫切成半圆形，刚好能放进培养皿在1234培养皿中分别放一块海绵（海绵的分别在四个不同的方位），一块泡沫，中间夹一粒种子，5号中放两块海绵夹一粒种子，1234号中只给海绵浇水，保持海绵湿润，但不能使培养皿积水，5号也一样，然后放在适宜的温度下培养，待种子长出根后，从培养皿的底部观察根的长向植物的向光性 儋州市八一中学高二（1班李蓝苹大自然中存在着许许多多的奥妙，细心观察，便会发现植物为什么会向着光生长呢？把一盆植株放在窗台，细心地观察，便会发现植株总是向着窗外生长为了保证这一观察是植物普遍存在的，而不是某些植物所具有的特征我把一盆幼苗放进一个正方形的暗箱里，暗箱的一侧开一个小窗，光源可以从窗口射入一星期后发现幼苗朝着窗口的地方生长由此，得出植物具有向光性是普遍现象植物为什么会具有向光性呢？为了探究这个来源，我找来了几株植物，分别把它们放在暗箱里，暗箱的一侧开了个窗口。

把一株植物胚芽鞘尖端去掉，另一株用锡箔罩子把尖端罩住，第三株保存它原有的模样接着用固定好的灯光从窗口往里面照一星期后，我发现去掉胚芽鞘尖端的植物和用锡箔罩子罩住尖端的植物，都不向光生长，只有保存完整的植物发生弯曲，向光生长接着，我再找来几株植物，把切下的另几株植物的尖端放在琼脂块上几小时后，我再把原有几株植物的胚芽鞘尖端去掉，把琼脂块放上去，发现它会朝着没有琼脂块的另一侧生长然后放上没有接触胚芽鞘尖端的琼脂块，会发现它不生长也不弯曲从这些实验中得出植物的弯曲向光性生长是因为胚芽鞘尖端产生的影响下部分布不均匀造成的植物的向性运动之一　　植物生长器官受单方向光照射而引起生长弯曲的现象称为向光性对高等植物而言，向光性主要指植物地上部分茎叶的正向光性以前认为根没有向光性反应，然而近年来以拟南芥为研究材料，发现根有负向光性王忠（1999）用透明容器(如玻璃缸)水培刚萌发的水稻等，并以单侧光照射根，也观察到根具有负向光性，即种子根向背光的一面倾斜生长(与水平面夹角约60°)　　实验与研究表明，根具有负向光性，且负向光性与向重性的控制机构相互独立存在石黑和冈田，1994)　　植物的向光性以嫩茎尖、胚芽鞘和暗处生长的幼苗最为敏感。

生长旺盛的向日葵、棉花等植物的茎端还能随太阳而转动燕麦、小麦、玉米等禾本科植物的黄化苗以及豌豆、向日葵的上下胚轴，都常用作向光性的研究材料向光性是植物的一种生态反应，如茎叶的向光性，能使叶子尽量处于吸收光能的最适位置进行光合作用　　对向光性起主要作用的光是420～480nm的蓝光，其峰值在445nm左右，其次是360～380nm紫外光，峰值约在370nm从作用光谱推测，其光敏受体为蓝光受体　　传统的观点认为，植物的向光性反应是由于生长素浓度的差异分布而引起的温特(1928)用生物测定法显示生长素活性的分布比率为向光面32%，背光面68%(相对比值为27∶57)这是乔罗尼－温特(Cholodny-Went,1928)假说的主要依据这个假说认为，植物向光性是由于光照下生长素自顶端向背光侧运输，背光侧的生长素浓度高于向光侧，使背侧生长较快而导致茎叶向光弯曲的缘故　　20世纪70年代，有人分别采用生物测定法和物理化学方法重复了温特的实验，用生物测定法得到了与温特类似的数据，但物理化学方法显示，向光侧和背光侧的生长素含量没有明显差异这使人推测，温特采用的生物测定法由于专一性差，所测出琼脂块中的刺激生长的物质可能不单纯是IAA，还可能包括生长抑制物质。

　　以绿色向日葵为材料的测定结果指出，单侧光照射后，IAA在下胚轴两侧的含量相同，但抑制物质黄质醛(xanthoxin)则是向光侧含量高；此后从萝卜苗下胚轴中分离与鉴定出萝卜宁(raphanusanin)和萝卜酰胺(raphanusamide)，用萝卜宁单侧处理可导致黄化萝卜苗下胚轴生长失衡，处理侧生长受抑；从玉米胚芽鞘中分离与鉴定出6-甲氧基-2-苯并噻唑啉酮(6-methoxy-2- benzoxazolinone,MBOA)等生长抑制物质，并发现在玉米胚芽鞘中向光侧的MBOA含量较背光侧高1.5倍，而向光侧与背光侧IAA含量无明显差异；外施MBOA或类似物，能导致胚芽鞘发生类似向光弯曲生长的现象，处理侧生长慢另外，还发现这些抑制剂的浓度不仅在向光侧增加，而且与光强呈正相关由此表明，向光性反应并非是背光侧IAA含量大于向光侧所致，而是由于向光侧的生长抑制物质多于背光侧，向光侧的生长受到抑制的缘故生长抑制剂抑制生长的原因可能是妨碍了IAA与IAA受体结合，减少IAA诱导与生长有关的mRNA的转录和蛋白质的合成还有试验表明，生长抑制物质能阻止表皮细胞中微管的排列，引起器官的不均衡伸长。

事情发生在一百多年前的英国一天，生物学家达尔文的儿子用草籽去喂金丝鸟不小心把几位草籽掉在紧靠墙角的地上几天以后，角落里长出了小草的嫩芽，有趣的是，这些小芽全都是弯的，而且弯向有光的一边这个现象引起达尔文父子的兴趣他们想弄清楚，是不是所有植物发芽的时候都是这样，于是，父子俩设计了一个巧妙的实验他们把一些草籽放在小盘里，洒上点水，用硬纸筒扣上小盘，放到温暖的地方让草籽发芽几天后，他们拿开纸筒，草籽果然都发了芽，而且幼芽是直的他们又做了一个硬纸筒，并在侧面钻了个小孔，再把幼芽分成两半，一半扣上没有孔的纸筒，一半扣上有小孔的纸筒实验使他们得到一个重要的发现：植物的芽鞘弯向有光的一面然而，芽鞘为什么会向有光的地方弯曲呢？达尔文父子通过实验知道了：只有芽的顶尖，才能接受光线刺激他们推论：顶尖在光的作用下，产生了某种物质，这种物质能使幼芽发生弯曲1880年，达尔文发表了这个重要的发现可是，这个重要发现当时并没有引起人们的重视直到三十年后的19年，丹麦植物学家波森才继续研究这方面的问题，他想搞清楚：在光作用下芽鞘产生的这种物质有什么特性他实验后证实了：芽鞘尖端产生一种化学物质，它溶解在植物的汁液里，并在植物体中流动。

那么，这种物质是怎么运动的呢？波森认为，它是从芽鞘背光的一侧运送到芽鞘下部的虽然波森并没有弄清楚这种物质的特性，但是他的实验，却启发了荷兰科学家温特1928年，温特用燕麦的胚芽做了一个实验，终于从燕麦芽尖中提取出了这种物质，因为它能促进植物生长，当时就叫它“植物生长素”温特还测定出芽鞘背光的一侧运送的植物生长素是65.3％，向光的一侧运送34.7％1934年，荷兰化学家又从人尿中提取了这种植物生长素，并且弄清了它的化学结构是引哚乙酸经过半个世纪的探索，终于揭开了植物向光性的秘密好，下面我们来重复一下科学家的实验你把一些草籽或小麦、绿豆的种子放在小盘里，洒上点水，然后用一个硬纸筒把小盘扣上，放在温暖的地方过几天，你打开纸筒看看，一粒粒草籽都会发芽，而且芽鞘笔直你再糊个硬纸筒，在侧面钻个孔，然后把幼芽分成两半，一半扣在有孔的纸筒里，让光线从小孔进去；另一半仍然扣在无孔的纸筒里几天以后，两个纸筒里的小芽的生长情况截然不同了：无孔纸筒里的芽鞘仍然笔直向上；而有孔的纸筒里的芽鞘却向着小孔的方向弯曲了这跟达尔文父子发现的现象是一致的这时候，你用黑纸做一个纸帽，罩在直芽鞘的顶尖；再用黑纸做个环带，套在另一个直芽鞘尖端稍下的地方。

然后把两个芽鞘扣在带孔的纸筒里结果，带纸帽的芽鞘没有弯曲，而套环带的芽鞘向小孔弯曲了你把一个芽鞘的顶端切去，也用带孔的纸筒扣上，芽不再弯曲，也停止生长了这说明确实是芽鞘的顶尖在光照下所产生的生长素比较多，导致幼芽弯。