5.3 植物对多种环境信号做出反应（教学设计）2025-2026学年高二上学期生物浙科版选择性必修1

该高中生物学教学设计聚焦植物对环境信号的反应，涵盖生长调节剂应用、重力感应（淀粉体）、光敏色素调节等核心知识。通过回顾植物激素协同与拮抗作用，结合无籽水果、反季节蔬菜实例导入，搭建前后知识联系的学习支架。 资料亮点在于融合生命观念（结构与功能观）、科学思维（逻辑推理）和探究实践（实验设计），如设计NAA生根实验提升数据分析能力，利用淀粉体沉降动画解析重力感应机制。多媒体课件、实物案例及小组讨论等方法，助学生理解激素与环境关系，也为教师提供清晰教学流程与丰富资源。

教学设计 5.3 植物对多种环境信号做出反应 年级 高二 课题 植物对多种环境信号做出反应 课时 1课时 授课教师 一、教学目标 1.知识与技能 · 阐明植物生长调节剂（如生长素类似物）在农业生产中的具体应用原理与方法，例如促进插条生根、获得无籽果实、作为除草剂等。 · 解释植物对重力、光等环境信号的感受机制，特别是淀粉体（平衡石）在重力感应中的作用。 · 举例说明光敏色素在植物生长发育调节中的功能，特别是对种子萌发和开花的调控。 · 能够结合具体案例，分析植物激素调节与环境因素（如日照长度、温度）之间的相互关系。 2.过程与方法 · 通过“探索植物生长调节剂的应用”探究活动，尝试设计实验方案（如探究NAA促进插条生根的最适浓度），提升实验设计和数据分析能力。 · 通过分析“根的向地性”和“茎的背地性”成因，培养逻辑推理和图文转换能力。 · 通过小组讨论“光敏色素如何调控植物发育”，提升合作学习和信息整合能力。 3.情感态度与价值观 · 认同“生物与环境相适应”的观点，理解植物对环境信号的反应是长期自然选择的结果。 · 养成理性看待植物生长调节剂应用的习惯，理解科学、技术与社会的关系，关注食品安全与环境保护。 · 通过了解我国在植物生理学研究领域的进展，增强民族自豪感和科学探究精神。 二、教学重难点 1.重点 · 植物生长调节剂在农业生产中的应用（如促进生根、无籽果实培育）。 · 植物对重力的感受机制（淀粉体的作用）。 · 光敏色素对植物发育的调节作用。 2.难点 · 理解植物激素调节与环境因素（如光周期、重力）之间的复杂相互作用。 · 理解光敏色素的结构与功能，特别是Pfr和Pr两种形式的转化及其生理效应。 三、教学准备 1. 教师准备 · 制作多媒体课件（包含光敏色素结构与功能动画、根尖平衡石细胞示意图、植物向光性与向地性对比视频）。 · 准备实物或图片：利用生长素类似物处理过的无籽番茄、正常番茄；不同日照长度下植物开花的对比图。 · 印发“探索植物生长调节剂的应用”实验方案设计表。 · 收集农业生产中使用植物生长调节剂的案例（如大棚蔬菜使用防落素、棉花使用缩节胺等）及相关的科普文章。 1. 学生准备 · 复习第二节关于“植物激素种类与相互作用”的基础知识。 · 预习本节内容，调查生活中常见的“无籽水果”或“反季节蔬菜”现象。 四、教学过程 （一）导入新课 1.知识回顾：提问：上节课我们学习了植物激素调节植物生命活动。请问，生长素、赤霉素、脱落酸等激素之间存在怎样的关系？ 引导学生回答：协同作用（如GA+IAA）和拮抗作用（如GA vs ABA）。 过渡：植物激素是植物体内合成的调节物质，但植物的生命活动不仅受内源激素调控，还受到外界环境信号的深刻影响。 2.情境衔接：生活实例：展示一张“无籽西瓜”或“无籽葡萄”的图片，或者提问：“为什么我们吃的草莓在冬天也能大量上市？这与植物激素有什么关系？” 提问：除了光照，还有哪些环境因素会影响植物的生长？植物又是如何“感知”这些环境信号的？ 引出课题：今天我们就来学习第三节：植物对多种环境信号做出反应。 （二）新知讲授 1. 植物生长调节剂的应用 · 概念： 人工合成的、对植物生长发育有调节作用的化学物质（如NAA、2,4-D、乙烯利、青鲜素等）。 · 应用实例： · 促进插条生根： 利用NAA或IBA处理插条基部，诱导根原基形成。 · 获得无籽果实： 在未受粉的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素类似物（如2,4-D），促进子房发育成果实（无籽番茄）。 · 作为除草剂： 高浓度的2,4-D能杀死双子叶杂草（阔叶草），而对单子叶作物（如小麦、玉米）影响较小。 · 催熟与保鲜： 乙烯利催熟香蕉、番茄；青鲜素抑制发芽（储存洋葱、大蒜）。 1. 植物对重力的反应（向地性与背地性） · 感受机制： 植物体内存在“平衡石”——淀粉体。在根冠和茎的皮层细胞中，淀粉体在重力作用下沉降，将重力信号转化为生长素运输信号。 · 信号转导： 淀粉体沉降 → 刺激细胞膜上的钙离子通道 → 触发信号级联反应 → 改变生长素运输载体（PIN蛋白）的分布 → 生长素在根/茎的向地侧积累。 · 生理效应： · 根的向地性： 向地侧生长素浓度高，抑制根细胞伸长 → 根向下生长。 · 茎的背地性： 向地侧生长素浓度高，促进茎细胞伸长 → 茎向上生长。 1. 光敏色素与植物发育 · 光敏色素： 植物体内能感知光信号的色素蛋白复合物，主要吸收红光和远红光。 · 存在形式： · Pr（红光吸收型）： 活性低，在红光下迅速转化为Pfr。 · Pfr（远红光吸收型）： 活性高，是光敏色素的主要活性形式，在黑暗中缓慢转化为Pr。 · 生理功能： · 种子萌发： 需光种子（如莴苣）在红光下（Pfr增多）萌发，远红光下（Pfr减少）抑制萌发。 · 开花调控： 光敏色素参与光周期感知，调控长日照植物和短日照植物的开花时间。 · 避阴反应： 植物通过感知红光/远红光比例的变化，调整生长策略（如茎伸长加快）。 （三）课堂小结与随堂练习 1.课堂小结：引导学生梳理知识脉络： · 植物生长调节剂：人工合成、应用广泛（生根、无籽、除草、催熟）。 · 重力感应：平衡石（淀粉体）沉降 → 改变生长素分布 → 向地性/背地性。 · 光敏色素：Pr与Pfr相互转化 → 调控种子萌发、开花、避阴反应。 2.随堂练习：选择题： 下列关于植物生长调节剂的叙述，错误的是（ ）。 A. NAA可用于促进插条生根 B. 乙烯利可用于催熟香蕉 C. 青鲜素可用于延长马铃薯的储藏期 D. 2,4-D是一种天然的植物激素 简答题： 简述根尖的淀粉体（平衡石）是如何帮助植物感知重力的？ 案例分析： 在农业生产中，为什么要利用遮光或补光措施来调控菊花（短日照植物）的开花时间？这与光敏色素有什么关系？ 五、板书设计 第五章 第三节 植物对多种环境信号做出反应 一、 植物生长调节剂的应用 1. 概念： 人工合成的具有调节作用的化学物质 1. 实例： NAA（生根）、2,4-D（无籽、除草）、乙烯利（催熟） 二、 植物对重力的反应 1. 感受器： 平衡石（淀粉体） 1. 机理： 淀粉体沉降 → 改变生长素运输 → 向地侧浓度变化 1. 表现： 根向地性（抑制）、茎背地性（促进） 三、 光敏色素与植物发育 1. 形式： Pr（红光吸收） ⇌ Pfr（远红光吸收，活性形式） 1. 功能： 调控种子萌发、开花（光周期）、避阴反应 学科网（北京）股份有限公司 $