内容正文:
植物生命活动的调节-作业设计
教材版本:人教版(2019版)选择性必修一《稳态与调节》
学段年级:高二年级上册
单元名称及总课时:植物生命活动的调节,共计5课时
单位:宁乡市第七高级中学
姓名:傅玉蓉
单元课标与教材分析:
1.课标中有关要求如下:
教学提示中提出应安排以下实验和其他活动:探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用,探究乙烯利对水果的催熟作用,查找植物激素在生产中应用的相关资料。对学生,要求能基于植物激素在生产生活中应用的相关资料,结合植物激素和其他因素的植物生命活动的调节,分析并尝试提出生产实践方案(科学探究、社会责任)。《植物生命活动的调节》一章属于学业水平等级性考试的必考内容,根据学科核心素养、课程目标和学业质量水平要求,梳理出本单元核心素养目标和学科关键要求:
2.单元核心素养目标:
(1)生命观念
单元学习目标
课时内容
课时目标
1.通过分析植物激素和环境因素如何作为信号分子参与调节植物的生命活动,进一步建立生命的物质与信息观。
2.通过构建基因、植物激素、环境因素参与调节植物生命活动的复杂调控网络,领会生命系统的复杂性。
3.通过分析植物生长素浓度与植物生长情况关系图,了解植物生长素发挥的效应与浓度和器官种类、细胞老幼程度、植株类型息息相关,领悟到生物学中的适度与平衡思想。
第一课时
生长素的发现过程及其合成、运输与分布
第二课时
生长素的功能及其应用
通过概述生长素的功能,理解生长素作为信号分子调节植物生命活动,进一步建立生命的信息观;
通过分析生长素浓度与作用效果曲线,认识到生长素作用的两重性,尝试阐述植物生长素作用特点中蕴含的适度与平衡观。
第三课时
其他植物激素
分析植物激素之间存在复杂的相互作用,领会生命系统的复杂性。
第四课时
植物生长调节剂的应用
基于生命信息观,理解植物生长调节剂作为人工信号分子对植物生长发育的调控,体会植物生命活动调节的平衡与适度原则。
第五课时
环境因素参与调节植物的生命活动
通过环境因素调节植物生命活动的实例,体会植物生命活动调节的复杂性和整体性。
(2)科学思维
单元学习目标
课时内容
课时目标
1.通过分析植物生长素的发现史,一步步探究植物向光性的原因,学会根据实验结果符合逻辑地得出结论,领悟科学本质,训练科学思维。
2.通过分析植物激素和环境因素调节植物生命活动的资料,培养归纳概括能力。
第一课时
生长素的发现过程及其合成、运输与分布
基于生长素发现的经典实验,运用归纳、推理、对比等方法,总结水稻具有向光性的原因,并用文字模型表示,培养学生基于事实构建概念的科学思维。
第二课时
生长素的功能及其应用
基于分析生长素浓度与植株生长状况的变化曲线,通过归纳与概括,总结得到生长素的特点,利用生长素特点解释水稻的顶端优势现象,并能够迁移至新情境如除草剂的应用,解决生活中的实际问题。
第三课时
其他植物激素
通过分析其他植物激素的应用实例,得到各个激素的功能和各激素的相互作用,总结激素的特点和调节规律,培养归纳和概括能力。
第四课时
植物生长调节剂的应用
基于生产实例与实验数据,分析不同植物生长调节剂的功能和注意事项,培养归纳概括能力。
第五课时
环境因素参与调节植物的生命活动
分析光、温度、重力等环境信号调控植物生长发育的实例,构建环境、激素和基因调控植物生长发育模型,训练推理归纳和模型建构能力,并将所学知识应用于水稻真实问题解决,提高知识迁移能力。
(3)科学探究
单元学习目标
课时内容
课时目标
1.尝试探索生长素类调节剂促进插条生根地最适浓度,尝试用乙烯利催熟水果,将所学知识应用于生产实践,解决实际问题。在探究过程中,学习预实验的科学方法。
2.通过设计实验验证生物学概念,创造性地开展实验探究,培养实证思维。
第一课时
生长素的发现过程及其合成、运输与分布
能够设计实验验证极性运输的方向。
第二课时
生长素的功能及其应用
能够设计实验验证侧芽受抑制是由生长素浓度过高引起的。能利用激素间的相互作用知识,用多种方式解决顶端优势问题。
第三课时
其他植物激素
能够设计实验验证激素的功能和激素间的相互作用。
第四课时
植物生长调节剂的应用
能够根据提供的问题设计合理的方案探究最适浓度,并实施,如实记录并分析实验结果,并开展交流,学会运用预实验方法开展探究,根据实验结果客观分析植物生长调节剂在生产生活中的效益和风险。
第五课时
环境因素参与调节植物的生命活动
能够设计实验验证重力的感受部位在根冠,能够根据所学知识推测有无根冠对根向地性的影响。
(4)社会责任
单元学习目标
课时内容
课时目标
1.通过了解植物顶端优势与植物生长素地运输和作用特点的关系,关注植物激素有关原理在农业生产和园艺中的应用。
2.通过分析植物生长调节剂地应用,了解优缺点,认识到植物生长调节剂在生产生活中应该遵循国家相关法律法规,不能滥用,提升社会责任担当和能力。
3.通过本章内容设计水稻早熟方案,认识到生物科学技术可以发展可以造福人类,进一步理解科学、技术和社会之间的关系,培养社会责任。
第一课时
生长素的发现过程及其合成、运输与分布
沿着生长素科学史进行探究,训练分析与推理能力,体会科学研究不仅需要一定的想象力,还需要代代科学家的努力,理解科学是不断发展的。
第二课时
生长素的功能及其应用
通过了解植物顶端优势与植物生长素地运输和作用特点的关系,关注植物激素有关原理在农业生产和园艺中的应用。
第三课时
其他植物激素
结合水稻生产实例,说明植物激素调控在增产、抗逆中的价值,增强科技兴农与粮食安全责任意识。
能够基于植物激素和动物激素的区别,鉴别并破除伪科学观念。
第四课时
植物生长调节剂的应用
利用已经学习的知识对植物生长调节剂的施用展开辩论,做出选择,形成批判性思维和健康生活的理念,并提出使用建议,养成社会责任。
第五课时
环境因素参与调节植物的生命活动
能结合温度参与调节植物生命活动的相关知识,提出改善全球变暖、光污染等环境问题对植物生长发育影响的措施,鼓励付诸行动,形成绿色出行、保护环境的意识和习惯,并向他人宣传。
3.学科关键要素:
植物激素的概念、生长素的发现与作用(两重性)、其他植物激素的功能、植物激素间的相互作用、植物生长调节剂的应用、环境因素(光、温度、重力)的调节机制。
学情分析:
学生在必修模块中已经学习过动物生命活动的调节相关内容,对激素调节的基本机制有一定的了解,能够将相关知识迁移到植物激素的学习中。但学生对植物激素的发现史、作用特点、多种激素的相互作用等内容缺乏系统的认知,还需要进一步的学习。
学生之间存在明显的能力分层:基础薄弱的学生仅能完成基础知识点的记忆,中等水平的学生能够根据教师提供的资料通过分析归纳获得知识,完成简单的实验分析和知识应用,但在知识的综合运用和实验设计上存在不足;基础较好的学生具备较强的逻辑推理和实验设计能力,能够完成拓展性的实验设计和综合问题分析,具备自主探究的能力。基于学生的认知水平、学习基础、能力差异和学习习惯,将本单元作业分为基础型、提升型、拓展型三个层次,实现因材施教的教育理念。
基础型作业
面向全体学生,注重核心概念的识记、理解和初步应用,如科学家贡献排序、生长素运输特点、曲线图判读等。
提升型作业
面向基础较好学生,侧重实验设计、信息获取与图文转换能力,如设计验证极性运输实验、分析分子机制图、完成激素变化曲线等。
拓展型作业
面向学有余力的学生,强调综合探究与迁移创新,如提出向光性新假说、设计盆景造型、开展课外实验/制作手抄报等。
单元整体作业目标:
基础型作业
1.能准确复述生长素的发现过程、主要科学家及其实验结论。
2.能说出生长素的合成部位、运输方式(极性运输、横向运输)和分布特点。
3.能描述生长素作用的两重性,并解释顶端优势、根的向地性等现象。
4.能列表比较赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等主要植物激素的产生部位和主要功能。
5.能说出植物生长调节剂的概念、优点及应用实例。
6.能举例说明光、温度、重力等环境因素对植物生命活动的调节作用。
提升型作业
1.能分析生长素发现史中各实验的对照原则和设计原理,并评价其贡献。
2.能设计实验验证生长素的极性运输或探究生长素类似物的最适浓度。
3.能运用生长素两重性原理,分析生产生活中(如除草、修剪)的相关措施。
4.能根据图文资料,分析不同植物激素在植物生长发育过程中的相互作用。
5.能结合光周期、春化作用等知识,分析环境因素影响植物开花的机制。
拓展型作业
1.能查阅资料,提出关于植物向光性原因的新假说,并尝试设计验证实验。
2.能运用植物激素原理,设计塑造盆景造型的实践方案。
3.能对“植物生长调节剂是否安全”等社会议题形成自己的观点,并进行合理阐述。
4.能尝试开展课外探究实验(如乙烯利催熟水果),并完成实验报告。
5.运用所学知识解决问题,培养保护环境的意识和习惯,并通过手抄报的形式进行宣传。
分课时配套作业设计:
第1课时:生长素的发现过程及其合成、运输与分布
使用时段
作业
内容
作业设计
设计意图
使用者
评价标准
课前
基础性作业
作业一:
【10min】许多植物存在着向光弯曲生长的现象。植物的感光部位在哪里?感光部位和弯曲部位一致吗?如果不一致,是通过什么实现的?请自主预习生长素的科学史,合成、存在场所和运输方式,初步探究植物向光性的原因。
引导学生带着问题预习,激发好奇心,初步了解生长素发现史和基本概念。
全体学生
优秀:
1.教材笔记详细,标注疑惑问题,在课堂提出;
2.能够用自己的话简单概述向光性的原因;
3.提出有价值的问题。
合格:能完整阅读并尝试回答预习问题。
待改进:未完成预习
发展性作业
作业二:
若要你探究植物的感光部位或伸长部位的位置,你会如何设计实验?请选择其一进行探究。
【6min】1.探究植物的感光部位。(提供材料:植株幼苗、不透光锡箔纸、光源)
【8min】2.探究植物的伸长部位。(提供材料:植株幼苗、记号笔、直尺、光源)
学生根据实验器具设计实验探究植物的感光部位和伸长部位,培养实验设计能力和科学探究意识,为课堂学习科学史做铺垫。
基础较好学生
优秀:
1.实验思路清晰,变量控制合理;方案逻辑严谨,对照正确;积极参与讨论;
2.设计正确、结果预测准确、结论明确;
3.可用图示简化表达;设计出其他创新方案。
合格:方案基本完整但细节有缺。
待改进:无方案或逻辑混乱。
课中
基础性作业
问题1:水稻存在明显的向光性。水稻为何会向光生长?
作业三:
【3min】1.分析达尔文的实验,哪组为对照组,哪组为实验组?运用了加法/减法原理?从中你能得出植物的感光部位在哪里?
【3min】2.为什么胚芽鞘感光部位受单侧光刺激后,是伸长区进行了响应?
【3min】3.根据鲍森·詹森的实验,你认为胚芽鞘尖端传递的“影响”最有可能是什么?为什么?(提示:琼脂片允许化学物质通过。)
【3min】4.根据拜尔的实验推测,单侧光引起胚芽鞘弯曲的原因是什么?
【3min】5.在胚芽鞘弯曲过程中,拜尔的实验会出现什么问题?可以如何改进?
【3min】6.温特的实验比起拜尔的实验有什么进步之处?这样做的原因是什么?根据温特的实验,进一步完善你的猜测。
【2min】7.生长素在人尿中可以存在,是不是说明它也属于一种动物激素?如何解释这个现象?
重走科学发现之路,以“问题→问题的解决→进一步研究的问题”进行探究,训练分析与推理能力,学会质疑实验存在的不足并予以改正,体会科学研究不仅需要一定的想象力,还需要代代科学家的努力,理解科学是不断发展的。
全体学生
优秀:
1.跟随问题链推理,积极发言、表达准确;
2.问题回答正确,结论完整;
3.正确区分加法/减法原理;
4.质疑实验逻辑并说明理由,能提出实验改进方法。
合格:能够根据教材将问题基本回答正确。
待改进:答对不足2问。
作业四:
【3min】1.生长素主要通过哪些运输方式从合成部位运输到全身各处的?这种运输方式有什么特点?
【3min】2.请根据今天所学习的内容阐述水稻具有向光性的原因。
巩固生长素的合成、分布、运输相关知识,将所学知识构建模型,强化知识网络。
全体学生
优秀:
1.基础知识填写正确;
2.能够用自己的话回答向光性的产生原因;
3.能够在原有概念模型基础上补充其他相关内容。
待改进:关键概念错误。
作业五:
【8min】请设计实验验证生长素只能从胚芽鞘的形态学上端运输到形态学下端。
实验材料:胚芽鞘(a端为形态学上端,b端为形态学下端),含生长素的琼脂块、不含生长素的琼脂块。
实验设计:
预计实验结果:
设计实验验证生长素的极性运输。
优秀:
1.分组合理、步骤书写规范;
2.实验设计正确,结果预测准确;
3.可以用图示替代文字直观表达。
合格:能够基本说出实验思路,但可能忽视细节的处理。
待改进:实验设计错误,或未进行设计。
课后
基础性作业
作业六:
【2min】1.下列关于植物生长素发现相关实验的叙述,正确的是(B)
A.达尔文父子实验直接证明了胚芽鞘尖端能产生促进生长的物质
B.詹森实验证明胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递到下部
C.詹森和拜尔实验共同证明了胚芽鞘尖端产生的“影响”是化学物质
D.温特实验将胚芽鞘尖端产生的物质命名为“生长素”,并确定其化学本质为吲哚乙酸
【2min】2.下列处理方案中,能使胚芽鞘表现出向光性的是(B)
A.胚芽鞘尖端套上不透光小帽,单侧光照射
B.胚芽鞘尖端下部套上不透光套管,单侧光照射
C.去除胚芽鞘尖端,单侧光照射并在切口处涂抹生长素
D.用云母片(不透水,可阻断生长素运输)纵向插入胚芽鞘尖端,单侧光照射
【3min】3.如图所示,将燕麦胚芽鞘保留尖端放在琼脂块上,并在尖端正中央插入云母片。若从左侧照射单侧光,a和b侧琼脂块中生长素含量的关系是(C)
A.a>b
B.a<b
C.a=b
D.无法判断
检测学生是否记住生长素发现史中不同科学家分别做出的贡献,并能利用科学史中的结论判断胚芽鞘生长素的分布情况与向光性。
全体学生
优秀:
1.答题规范,能标注错误选项及错误原因;
2.正确率100%优秀,≥60%合格。
合格:正确率较高,但未标注错误选项及错误原因。
未改进:错误率高。
发展性作业
【3min】4.用云母片(不透水,可阻断生长素运输)插入燕麦胚芽鞘的不同部位,如图所示,从同一方向给予光照。下列关于该实验的结论,无法从图中实验直接得出的是(C)
A.生长素的极性运输是从尖端运输到尖端以下的伸长区
B.单侧光可引起生长素在胚芽鞘尖端发生横向运输
C.胚芽鞘的感光部位是尖端,弯曲部位是尖端以下的伸长区
D.云母片可阻断生长素的极性运输,进而影响胚芽鞘的生长
提升实验分析与信息推理,考查极性/横向运输。
基础较好学生
优秀:
1.准确识别图中运输路径;推理过程有条理;区分横向/极性运输
2.选项判断正确;能标注错误选项及其错误原因。
3.延伸判断其他处理方式结果
合格:回答正确,但未标注错误选项及错误原因。
未改进:回答错误
基础性作业
作业七:
【2min】1.下列关于生长素的合成、运输与分布的说法,错误的是(C)
A.生长素的主要合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子,其合成的前体物质是色氨酸
B.极性运输是指生长素只能从形态学上端运输到形态学下端,该运输方式属于主动运输
C.单侧光照射时,胚芽鞘尖端的生长素向向光侧横向运输,导致背光侧生长素浓度高于向光侧
D.成熟组织中,生长素可通过韧皮部进行非极性运输,生长素主要集中分布在生长旺盛的部位
检测核心知识,区分易混淆概念(横向运输方向)。
全体学生
优秀:
1.能根据所学知识判断正误;
2.选项判断正确;能标注错误选项及其错误原因。
合格:回答正确,但未标注错误选项及错误原因。
未改进:回答错误
发展性作业
【8min】(选做)2.结合所学知识和图示(生长素极性运输分子机制图:a为IAA⁻输出载体,b为H⁺-IAA⁻协同输入载体,c为质子泵),回答下列问题:
(1)结合图示分析,生长素极性运输方向性的原因是________________,该运输方式属于主动运输,判断依据是____________。若用药物抑制图示中质子泵c的活性,会对生长素的极性运输产生什么影响?请说明理由:___________________。
(2)某科研小组发现,某突变体植物的IAA输出载体a功能异常,导致生长素无法正常完成极性运输,请推测该突变体可能出现的生长异常现象,并简要解释原因:__________________________。
答案:
(1)IAA 输出载体a只分布在细胞顶部细胞膜,H⁺-IAA⁻协同输入载体b只分布在细胞基部细胞膜(载体分布具有极性);
需要借助H⁺协同转运,消耗 ATP;
会抑制生长素的极性运输,因为质子泵c消耗 ATP 将 H⁺泵出细胞,维持细胞壁侧的酸性环境和 H⁺浓度差,抑制其活性会使 H⁺浓度差消失,H⁺-IAA⁻协同输入载体无法正常运输 IAA⁻,进而阻碍生长素的极性运输。
(2)可能会失去植物的向光性和向重力性。因为向光性、向重力性的形成依赖生长素的极性运输和横向运输,最终造成生长素的不均匀分布。输出载体功能异常,生长素无法正常向下运输,即使单侧光或重力引起生长素的横向运输,也无法在伸长区形成浓度差,因此无法出现弯曲生长。(合理即可)
极性运输分子机制,满足学生深度学习需求,检测学生分析机制图获得信息的能力。
合格:
1.读懂机制图、分步分析
2.载体作用、运输方式判断正确;解释抑制效果
待改进:回答错误,对机制解释完全错误。
拓展性作业
【10min】(选做)关于植物向光性生长的原因,目前还有争议。有学者根据一些实验结果提出,植物向光性生长,是由于单侧光照射引起生长素横向运输造成的。
小组讨论:
①如何设计实验验证生长素的横向运输?
②你还能提出哪些假说?
③如果让你验证假说,你有什么思路?
答案:略。
根据植物向光性生长的原因是生长素分布不均,能够利用学习的知识进行分析和推理,尽可能多地提出假说,并能够根据假说进行实验设计,预测实验结果,培养学生进行完整科学探究能力。
基础较好学生
优秀:
1.小组讨论积极、发言有序;认真倾听他人观点
2.提出教材外新假说;设计创新验证方案。
合格:假说合理、符合原理;实验思路与假说匹配
待改进:不参与讨论,未提出任何假说。
第2课时:生长素的功能及其应用
使用时段
作业
内容
作业设计
设计意图
使用者
时间
课中
基础性作业
作业一:
【3min】阅读教材P93页,回答下列问题:
1.生长素在细胞水平起的作用,与在器官水平上发挥的作用有什么关系呢?
2.生长素是如何发挥作用的?是催化细胞代谢或提供能量吗?
掌握生长素作为信号分子参与调节植物生长发育的功能,认识到物质信息观。
全体学生
优秀:
1.快速提取教材信息;
2.准确表达信号分子功能,概念表述正确,无科学性错误。
合格:能在书本中找到答案,正确回答。
待改进:无法正确回答。
基础性作业
问题2:生长素对水稻的生长真的只是“促进”吗?
作业二:
阅读教材P94页生长素浓度与植物不同器官生长反应的关系示意图:
【3min】1.观察曲线,随着生长素浓度逐渐升高,根、芽、茎的生长反应分别发生怎样的变化?是不是浓度越高越好?
【3min】2.观察曲线,当生长素浓度为10-10mol/L时,对根的生长是促进还是抑制?对茎呢?这说明不同器官对生长素的敏感程度有何差异?
资料:水稻的产量和水稻分蘖芽(侧芽)数目息息相关。研究发现,顶芽产生的生长素向下运输后,常常会抑制侧芽的发生。
【3min】1.根据生长素的作用特点,为什么水稻顶芽合成的生长素向下运输后,会抑制分蘖芽的生长?
【8min】2.为了验证植株侧芽受抑制是由于顶芽向下运输生长素引起的,可以进行实验探究。你会如何设计对照试验?预测实验结果如何?
资料:近些年的研究证明,顶端优势不仅受到生长素的调节,还受到其他植物激素,如细胞分裂素、独角金内酯的调节。生长素维持顶端优势,细胞分裂素解除顶端优势、促进侧芽生长发育,两者的比值影响着顶端优势的强弱。
【3min】3.根据实验结果和提供资料,可以如何解除抑制,恢复水稻分蘖芽的生长,从而提高产量?你能举出生活中一些解除顶端优势的例子吗?
通过提问引发学生认知冲突,引导学生探究生长素的两重性,并能够设计实验验证水稻侧芽的抑制是顶芽向下运输生长素引起的,迁移应用到促进水稻分蘖,提高水稻产量,培养科学思维与社会责任。
在讲解顶端优势时简单介绍各植物激素参与顶端优势的调控,为下一节的学习打好基础。
全体学生
优秀:
1.主动参与讨论分析曲线变化趋势;表达清晰;
2.两重性判断正确;顶端优势原理解释完整;实验对照合理;
3.提出多种解除顶端优势的方法。
合格:能跟着老师的思路进行思考,根据教材将问题基本回答正确。
待改进:答对1问以下。
课后
基础性作业
作业三:
【2min】1.宋代《种艺必用》中记载:“凡嫁接矮果及花,用好黄泥晒干,筛过,以小便浸之。又晒干,筛过,再浸之。又晒又浸,凡十余次。以泥封树枝……则根生。”下列相关叙述错误的是(B)
A.该方法能促进生根,主要是因为尿液中含有吲哚乙酸,与黄泥反复浸泡实现了富集
B.生长素能促进扦插枝条生根,说明生长素对植物生长的调节具有两重性
C.若想验证“黄泥浸尿”能促进生根,可设置一组用清水浸黄泥的枝条作为对照
D.空中压条生根过程中,生长素主要促进枝条细胞的伸长和生长
【3min】2.如图表示不同浓度生长素对植物根、芽、茎三种器官生长的影响,下列相关叙述错误的是(D)
A.生长素对三种器官的作用都表现出两重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长
B.A点对应的生长素浓度促进茎的生长,同时对根、芽的生长起抑制作用
C.不同器官对生长素的敏感程度不同,根>芽>茎
D.C点对应的生长素浓度对根的生长既不促进也不抑制,此时根不生长
【5min】3.水稻是我国重要的经济作物,生长受到生长素的调控。
(1)水稻主茎顶芽优先生长,侧芽生长受抑制的现象叫做水稻的__________。其原因是顶芽产生的生长素向下运输,积累在侧芽,使侧芽生长素浓度______,从而抑制侧芽生长。在栽种过程中,可以____________以去除顶端优势。
(2)水稻是单子叶植物,稻田中的杂草通常为双子叶植物。农业生产中,可利用生长素的两重性,对水稻施加______浓度(a/b/c/d)的生长素类似物,抑制杂草生长而不影响水稻正常发育。
答案:
(1)顶端优势;过高;摘除顶芽。
(2)高;d
第一题通过考察古文,培养学生的文学素养,同时挖掘其中的生物学知识,体会古代人蕴含的朴素智慧。
后两题综合考查两重性与农业应用,考察学生能够利用所学知识回答简单的生产问题,如生长素的顶端优势和作为杀虫剂去除杂草等,体现学生利用概念解决实际问题的科学思维。
全体学生
优秀:
1.能够提取古文中的生物学知识;2.答题规范、语言科学、分点作答;
2.选择题正确率≥90%;原理与应用对应准确;
3.举出更多生活应用实例。
合格:回答正确率高,但未标注错误选项及错误原因。
未改进:回答错误。
发展性作业
【8min】(选做)4.如图为生长素促进植物下胚轴伸长的分子机理示意图,请据图回答下列问题:
(1)生长素通过促进SAUR基因的______(填生理过程),合成SAUR蛋白,进而激活细胞膜上的H⁺载体,该载体将H⁺以______(填运输方式)运至细胞壁,使细胞壁pH______(填“升高”或“降低”),最终软化松弛细胞壁,促进下胚轴伸长。这一过程体现了生长素对细胞生命活动的信号调节作用。
(2)由图可知,过量H⁺会______(填“促进”或“抑制”)细胞壁软化松弛,进而______(填“促进”或“抑制”)下胚轴伸长,这体现了生长素的作用具有______性。
答案:
(1)表达;主动运输;降低
(2)抑制;抑制;两重性
拓展分子机制,满足深度学习需求。
基础较好学生
优秀:
1.按图分步解读、不跳步;
2.过程填写完整、逻辑正确;
3.用自己的话复述机制。
待改进:回答错误,对机制解释完全错误。
拓展性作业
作业四:
资料:将枝条长期弯曲时,生长素会在受挤压的细胞处(即弯曲内侧)聚集。
【不限时】(课外实践)根据本节学过的有关原理,设计一个塑造盆景独特造型的方案,如果有条件,可以依照设计的方案进行操作,并进行展示。
操作前思考:
1.如何让盆栽长高?
2.如何让盆栽长胖?
3.如何控制盆栽枝条的生长方向?
答案:略。
把课堂上学的生长素、顶端优势知识运用到生活实践中,做到学以致用,加深对知识的理解和记忆。同时锻炼学生的动手能力和科学素养。
有条件的学生
优秀:
1.结合生长素原理、原理运用正确、方案步骤完整可操作;
2.造型创意独特;结合多种调节方式。
合格:结合生长素原理、原理思考合适思路;
待改进:不参与讨论和思考。
第3课时:其他植物激素
使用时段
作业内容
作业设计
设计意图
使用者
时间
课前
基础性作业
作业一:
【10min】在水稻的生长发育过程中,除了生长素,还有哪些植物激素在发挥着作用?请自主预习主要植物激素的产生部位、作用部位和主要功能,以及各植物激素间的相互关系,并列成表格,初步了解植物激素如何参与水稻生长发育的调节。
自主预习,建立激素种类与功能初步认知。
全体学生
优秀:
1.关注学生的列表整理情况、重点是否突出及完成及时性等;
2.知识点无遗漏、条理清晰。
合格:完成阅读标注
待改进:未完成
发展性作业
作业二:
【不限时】课前自主查阅一些和植物激素有关的诗句、古文,了解古代人民在生产劳动中蕴含着的生物学智慧,在课上分享。
跨学科融合,感受传统生产智慧。
基础较好学生
优秀:
1.关注搜集数量、展示表现;
2.古文与激素功能对应准确。
合格:找到诗句但解释不清。
待改进:未完成。
基础性作业
问题3:除了生长素以外,还有哪些植物激素会影响水稻的生长发育?
作业三:
阅读教材P96页研究人员发现赤霉素时做的对比试验,思考:
【3min】1.水稻的疯苗病是由于赤霉菌本身引起的,还是赤霉菌产生的某种物质引起的?科学家设计实验时用到了什么对比方法(加法/减法)?推测赤霉素的功能?
【2min】2.从赤霉菌中分离出赤霉素时是否确定它是植物激素?如果不行,还需要什么证据?
资料:如图所示为赤霉素处理正常玉米和矮生玉米前后的对比示意图:
【2min】3.为什么正常玉米施加赤霉素后并未继续长高?是否应该推翻刚才的假设?
【3min】4.矮生玉米主要有两种类型:赤霉素合成缺陷型(无法自身合成赤霉素)和赤霉素不敏感型(体内赤霉素受体对赤霉素无响应)。你能否判断该矮生玉米是赤霉素合成缺陷型还是赤霉素不敏感型?请说明你的理由。
基于提供资料,教师引导学生进行实验分析,培养学生分析对比试验和辩证思考的能力。
最后教师提出合成缺陷型和不敏感型两种植株的区别,引导学生判断实验中的矮生玉米类型,培养学生的判断能力。
全体学生
优秀:
1.关注变量区分、原理说明;
2.实验结论正确,能判断矮生玉米类型;
3.可提出新的问题,设计新的验证实验。
合格:能跟着上课思路回答基本正确
待改进:回答错误。
作业四:
【8min】阅读教材P97页图5-9,回答下列问题:
1.用细胞分裂素喷洒蔬菜叶片可以延缓变黄,延长保鲜期这利用了它的什么作用?
2.干旱时植物体内脱落酸含量上升,利用了它的什么功能?
3.将青香蕉与熟苹果放在密封袋中,青香蕉很快变黄。熟苹果释放了什么物质?这说明了什么?
4.在菜豆未成熟的种子中,赤霉素含量较高,但也不到种子的亿分之一。1kg向日葵新鲜叶片中,只含有几微克细胞分裂素。这些事实是不是说明这些植物激素并不重要?体现出植物激素的什么特点?
教师提供简单情境,学生从教材中提取信息回答问题,进一步理解激素作为信号分子调控植物生长发育的功能与微量高效特点,培养物质信息观。
全体学生
优秀:
1.教材信息提取是否及时、表达是否简洁;
2.功能判断全对为优。
合格:能跟着上课思路回答基本正确
待改进:回答错误。
作业五:
【5min】有人认为被催熟水果上残留的乙烯会促进儿童性早熟,你同意他的观点吗?为什么?若不同意,请你设计一条辟谣标语,你会如何设计?
基于动物激素和植物激素的区别对非科学的谣言进行鉴别和评价,培养批判性思维。
优秀:
1.观点明确、理由充分、参与讨论积极;
2.能正确区分动植物激素;
3.创作辟谣话术/标语新颖、朗朗上口。
合格:根据教材内容对谣言进行判断;能够设计出符合要求的标语。
待改进:判断错误。
基础性作业
问题4:这些植物激素如何共同影响水稻的生长发育?
作业六:
【7min】1.按照教材图5-9,在表格中填写下列序号:①生长素②赤霉素③脱落酸④细胞分裂素⑤乙烯⑥油菜素内酯。
水稻的生长周期
起促进作用的激素
起抑制作用的激素
种子萌发期
植株生长期
(移栽分蘖,生根生芽)
抽穗开花期
种子成熟期
衰老脱落期
【2min】2.在水稻的生长发育和适应环境的过程中,各激素是孤立地起作用吗?如果不是,它们之间存在什么关系?请举出一些实例。
【5min】3.根据表格,尝试画出水稻一生中主要激素的变化曲线。在水稻的生长发育和适应环境变化的过程中,同一激素的含量是不是稳定不变的?不同激素主要发挥作用的时期有何差别?体现出激素调节的什么特点?
通过分辨不同激素如何在水稻的一生中发挥功能,并尝试画出曲线变化图,整合功能,理解相互作用,构建稳态平衡观和物质信息观。
全体学生
优秀:
1.关注曲线规范性、变化原因说明;
2.协同/拮抗判断正确,曲线解读无误;
3.可用多种形式呈现激素变化。
合格:表格基本正确,实例简单。
待改进:表格错误多或未完成表格。
课后
基础性作业
作业七:
【2min】1.将下列植物激素、合成部位及其功能连线。
答案:略。
【2min】2.研究发现,油菜素内酯(BR)可参与植物多种生命活动的调节。科研人员为探究油菜素内酯(BR)对植物生长的影响,用不同浓度的BR溶液处理同种植物幼苗实验结果如表所示。下列相关叙述正确的是(B)
A.实验表明BR对株高和根长的作用均表现出两重性
B.促进该植物幼苗生长的BR最适浓度在0.4mg・L⁻¹左右
C.浓度为0.6mg・L⁻¹时,BR对幼苗生长表现为抑制作用
D.油菜素内酯与脱落酸在促进植物生长方面表现为协同作用
第一题检测学生激素合成场所及其功能的掌握
第二题分析不同浓度的激素对植物生长状况的影响,理解空白对照组的重要性。
全体学生
优秀:
1.能根据所学知识判断正误;
2.选项判断正确;能标注错误选项及其错误原因。
3.连线全对为优。
合格:
连线规范、不涂改连线正确率较高,但未标注错误选项及错误原因。
待改进:连线错误或未完成。选择题错误率高。
发展性作业
【8min】(选做)3.如图为赤霉素(GA)调控植物茎伸长的分子机制示意图,其中GID1为GA受体,SCF为蛋白降解复合体,DELLA为抑制性蛋白。请据图回答下列问题:
(1)赤霉素是植物体内产生的,能从产生部位运输到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量__________,其核心功能是作为__________分子,通过与受体结合调控植物生命活动。
(2)GID1受体能够__________GA,形成复合物,会激活SCF蛋白降解复合体,导致__________,从而__________(填“解除”或“增强”)DELLA对基因表达的抑制作用,__________(促进/抑制)GA诱导的基因正常表达,最终__________(填“促进”或“抑制”)茎伸长。
(3)该过程体现了植物激素通过调控__________,间接调控植物的生命活动,是植物激素调节生命活动的核心机制之一。
答案:
(1)植物激素;信号
(2)特异性识别;DELLA蛋白降解;解除;促进;促进
(3)基因的表达
深入信号通路,分子水平解释现象。
基础较好学生
优秀:
1.信号通路分步分析;能够用自己的话表述;
2.机制判断正确。
3.用自己的话复述机制。
待改进:回答错误,对机制解释完全错误。
基础性作业
作业八:
【2min】1.植物在生长发育和适应环境的过程中,多种激素共同调控。下列相关推测合理的是(C)
A.光照、温度等环境因子只影响激素的分布,不影响激素合成
B.黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素的比值较高,有利于分化形成雄花
C.幼嫩器官中通常以促进生长类激素为主,成熟衰老器官中抑制生长类激素占主
D.多种激素共同调控植物生长发育的过程。如生长素主要促进细胞质的分裂,细胞分裂素促进细胞核的分裂。
【8min】2.如图表示水稻种子萌发及幼苗生长发育过程中赤霉素和脱落酸的含量变化,请据图回答下列问题:
(1)种子萌发初期,[a]__________(激素)含量迅速下降,解除对种子萌发的抑制;[b]__________(激素)含量逐渐升高,打破种子休眠,促进种子萌发,二者在种子萌发过程中表现为__________作用。
(选做)(2)请尝试设计实验验证赤霉素和脱落酸在调节种子萌发的拮抗作用:
①建议一共设置4组实验,思考:每组实验的自变量分别进行什么操作?
②预测实验结果:
答案:
(1)脱落酸;赤霉素;拮抗
(2)①第 1 组(空白对照组):用适量清水处理种子,在适宜条件下培养。
第 2 组(赤霉素组):用等量且适宜浓度的赤霉素溶液处理种子,在相同适宜条件下培养。
第 3 组(脱落酸组):用等量且适宜浓度的脱落酸溶液处理种子,在相同适宜条件下培养。
第 4 组(赤霉素 + 脱落酸组):用等量且相同浓度的赤霉素和脱落酸混合溶液处理种子,在相同适宜条件下培养。
②预期结果:赤霉素组萌发率高于对照组,脱落酸组萌发率低于对照组,混合组萌发率介于两组之间(接近对照组),即可证明二者存在拮抗作用。
第一问检测学生对植物激素之间的相互作用的掌握。
第二问,根据曲线走势和学习的激素功能知识填空,并且设计实验进行验证。为降低难度,在实验设计时给予提示,学生思考四组自变量的处理及预测实验结果即可,培养学生的科学探究能力。
全体学生
优秀:
完成实验设计,且实验设计思路合理,细节把握得当。
合格:
1.激素的基础知识掌握准确;
2.拮抗作用判断正确,实验处理合理,但可能未注意细节处理。
待改进:曲线分析题错误或未完成。选择题错误率高。
发展性作业
【3min】(选做)3.甲瓦龙酸代谢在植物激素生物合成过程中起着重要作用,它的中间产物——异戊烯焦磷酸(IPP)在长日照条件下易形成赤霉素;短日照条件下,在光敏色素参与下形成脱落酸;特殊情况下,甲瓦龙酸可以合成细胞分裂素。下列关于光信号、激素合成与植物生命活动关系的推论,全部合理的一组是(A)
①光敏色素作为光受体,参与植物内源激素的生物合成调控②日照长短通过改变IPP代谢途径,调控植物体内激素的含量平衡③长日照利于赤霉素合成,促进营养生长;短日照利于脱落酸合成,诱导休眠抗逆④甲瓦龙酸途径可合成赤霉素、脱落酸、细胞分裂素、生长素四种激素
A.①②③
B.①②④
C.①③④
D.②③④
不同植物激素之间合成的相互影响机制,使学生更加了解各激素之间的相互作用。
基础较好学生
优秀:
1.关注推理条理性;
2.选项判断正确,并能够标注错误选项及错误原因;
3.可提出新推论,并能设计实验验证。
合格:回答正确,但未标注错误选项及错误原因。
待改进:选择题错误。
第4课时:植物生长调节剂的应用
使用时段
作业内容
作业设计
设计意图
使用者
时间
课前
基础性作业
作业一:
【10min】植物本身可以产生植物激素,为何还需要施用植物生长调节剂?植物生长调节剂分别有哪些?分别适用于哪些情况?对植物生长调节剂的施用有什么要求?请自主预习植物生长调节剂的一些施用案例,以及最佳施用浓度的探究实验,初步了解植物生长调节剂的使用策略。
联系生产,预习调节剂类型与使用策略。
全体学生
优秀:
1.教材笔记详细,标注疑惑问题,在课堂提出;
2.能够用自己的话简单概述如何探究植物生长调节剂的最佳施用浓度,及需要注意什么;
3.提出有价值的问题。
合格:完成预习并尝试回答。
待改进:未完成。
发展性作业
作业二:
(二选一)
【不限时】1.在网络检索植物生长调节剂的研究和应用现状,并走访附近农资店或询问家长,在水稻或其他农作物种植中常用哪些植物生长调节剂?它们主要解决什么问题?建议如何施用?记录下几个例子。
2.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看法和意见。
上课前进行展示。
社会实践,增强生产应用认知。
全体学生
优秀:
1.能说出3种以上生产应用;
2.问卷/问题设计有新意;访谈、问卷结果可查证。
合格:能够检索到1–2个实例。
待改进:未完成。
基础性作业
问题5:水稻里有自身合成的植物激素,为什么还需要植物生长调节剂?植物生长调节剂比起植物激素有何优势?
作业三:
阅读教材P101页的生产实例,结合课前搜集的资料,小组合作讨论并回答问题。
补充资料:天然状态下凤梨开花结果时间参差不齐,一片凤梨田需要分五六次收获,费时费工。到了冬季,气温低、日照弱,果实成熟慢、品质差。用乙烯利催熟,可以做到有计划地上市。
【8min】1.上述实例中,植物生长调节剂分别解决了哪些生产难题?带来了哪些好处?完成下表:
植物生长调节剂
对应植物激素
生产效益
NAA,α-萘乙酸,2,4-D
赤霉素
膨大剂
乙烯利
青鲜素
【5min】2.上述实例中,植物生长调节剂的使用带来了哪些负面影响?
【5min】3.有人认为“植物生长调节剂是现代农业的福音”,也有人认为“应该完全禁止使用植物生长调节剂”。你更认同哪种观点?结合上述实例说明理由。
【2min】4.如何解决植物生长调节剂应用上的矛盾?
通过学生自己的调查引入课堂,增加学生兴趣和探究欲望,案例分析利弊,针对利弊开展讨论,并提出解决植物生长调节剂利弊的措施即设计实验找出最适浓度,为后续实验探究做铺垫,培养批判性思维与解决问题的社会责任。
全体学生
优秀:
1.关注讨论参与度、辩证思维;
2.利弊总结全面,观点有依据;
3.可提出科学使用解决方案。
合格:有观点但未结合生产实例说明原因。
待改进:无观点或跑题。
基础性作业
问题6:如何确定水稻育苗过程中施用植物生长调节剂的最适浓度?
作业四:
(探究·实践)在水稻育苗生产中,农民经常使用生长素类调节剂处理插条来促进生根,提高扦插成活率。如何找到生长素类调节剂最合适的浓度呢?
【2min】1.在对要研究的植物所知不多的情况下,通过什么方法可以初步确定有效浓度的大致范围?
【2min】2.生长素类调节剂处理插条常用的方法有哪两种?它们各自的适用条件是什么?
【5min】3.实验中的变量应该如何处理?
自变量处理
因变量检测
无关变量控制
【2min】4.在预实验中设置空白对照组是否有必要?如果只用一组高浓度的生长素类调节剂处理插条,观察到生根数量很少,能否直接得出“高浓度抑制生根”的结论?为什么?
5.开展实验,完成实验报告。
为了探究生长素类调节剂的最适浓度,教师提供一系列问题串引导学生设计实验进行探究,并强调在对照组的基础上才能得出结论。
全体学生
合格:
1.关注预实验目的说明、变量控制;
2.实验要点填写正确,能区分浸泡/沾蘸法。
待改进:回答错误。
课后
基础性作业
作业五:
【2min】1.“一骑红尘妃子笑,无人知是荔枝来。”荔枝成熟快、易变质,古代常采摘半熟荔枝长途运输,到目的地后再设法催熟。现代农业生产中,常用乙烯利对香蕉、芒果、番茄等进行催熟处理。下列相关叙述正确的是(B)
A.乙烯利是植物体内产生的一种能促进果实成熟的植物激素
B.适宜浓度乙烯利处理未成熟果实,可通过释放乙烯加速成熟
C.乙烯利促进果实成熟的效果与浓度无关,施用即可起效
D.荔枝、香蕉等果实采摘后,自身不会合成乙烯,必须外源处理
【2min】2.下列关于植物生长调节剂在水稻生产中应用的叙述,错误的是(B)
A.施用适宜浓度的赤霉素类调节剂,可促进水稻种子萌发
B.水稻开花期喷洒生长素类调节剂浓度越高越好
C.施用适宜浓度的多效唑或矮壮素(赤霉素合成抑制剂)可降低株高,防止倒伏
D.脱落酸可促进水稻种子休眠,有利于种子储存
【5min】3.请根据植物生长调节剂的相关知识,完成下列填空:
(1)植物生长调节剂是指人工合成的,对植物的生长发育有________作用的化学物质,其作用效果与植物激素类似。与植物激素相比,植物生长调节剂具有________、________、________等优点(答出3点即可)。
(2)农业生产中,培育无子番茄时,需在番茄________(填“受粉前”或“受粉后”)在雌蕊柱头上涂抹一定浓度的________调节剂,在该时期涂抹的原因是__________________________________。
该调节剂能促进子房壁细胞发育成果实。
(3)植物生长调节剂的使用需要严格控制________和________,否则可能会对植物生长造成不利影响,甚至影响人体健康。
答案:
(1)调节;原料广泛、容易合成、效果稳定
(2)受粉前;生长素类;受粉后会形成种子,无法获得无籽果实。受粉前涂抹可避免受精结籽,同时促进子房发育成果实
(3)使用浓度、使用时期
前两题考察学生对不同植物生长调节剂的类型、优点。
后一题根据所学知识进行简单知识填空,科普生长素类调节剂在无子番茄培育上的应用。
全体学生
优秀:
1.关注书写规范、术语准确性;
2.全对为优,能标注错误选项及其错误原因。
合格:正确率较高,但未标注错误选项及错误原因。
待改进:错误率高。
发展性作业
【5min】(选做)4.某科研小组探究不同植物生长调节剂对柑橘果实脱落酸(ABA)含量的影响,实验结果如下图所示。请据图回答下列问题:
(1)与清水组相比,单独使用赤霉素、2,4-D处理,均能________柑橘果实中脱落酸的含量;其中________处理的抑制效果更显著。
(2)赤霉素与2,4-D共同处理时,对脱落酸含量的抑制作用________(填“强于”“弱于”或“等于”)单独使用两种调节剂的效果,说明二者在调节脱落酸含量上存在________作用。
(3)脱落酸的主要生理作用是________(答出1点即可),在果实成熟过程中,脱落酸含量升高通常会________(填“促进”或“抑制”)果实衰老和脱落。
答案:
(1)降低;2,4-D
(2)强于;协同
(3)抑制细胞分裂(合理即可);促进
通过对4种不同的对照实验进行分析,理解实验设置的原因,理解调节剂间相互作用。
基础较好学生
优秀:
1.关注实验对比、分析条理性;
2.作用强弱、相互关系判断正确;
3.能够借鉴该实验的实验设计方案探究其他类似目的。
合格:填空基本正确,但不能迁移至其他实验。
待改进:填空错误率高。
基础性作业
作业六:
【2min】1.在“探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”实验中,下列关于实验操作的叙述,错误的是(D)
A.实验中常用的生长素类调节剂有NAA、2,4-D等
B.浸泡法处理插条时,要求溶液浓度较低,且最好在遮阴和空气湿度较高的地方进行
C.沾蘸法处理插条时,要求溶液浓度较高,处理时间通常较短
D.实验中应选择生长旺盛、带有大量成熟叶片的枝条作为实验材料
【2min】2.某生物兴趣小组探究不同浓度的NAA(生长素类调节剂)对某植物插条生根的影响,实验结果如下表。下列叙述正确的是(D)
A.该实验的自变量是平均生根数,因变量是NAA浓度
B.实验结果体现了NAA对插条生根的作用具有低浓度促进、高浓度抑制的特点
C.促进该植物插条生根的最适浓度一定在0.2g/L左右
D.在正式实验前进行预实验的目的是为了减少实验误差
全面考查探究最适浓度类实验的实验设计方案、并学会分析数据,得出结论。
全体学生
优秀:
1.关注实验注意事项掌握;
2.判断正确,且标注错误选项及其错误原因。
合格:正确率较高,但未标注错误选项及错误原因。
待改进:选择题错误率高。
发展性作业
【5min】3.双子叶植物对2,4-D的敏感度高于单子叶植物(水稻),因此可利用适宜浓度的2,4-D杀死双子叶杂草,而对水稻生长影响较小。某生物兴趣小组欲探究2,4-D除去水稻田双子叶杂草的最适浓度,请根据所学知识完成下列问题。
(1)取若干生长状况__________的水稻幼苗和双子叶杂草幼苗,均分为若干组,
配制_____________的2,4-D溶液,分别用喷壶均匀喷洒在对应组的幼苗上,对照组喷洒等量的__________。
(2)将所有幼苗置于相同且适宜的环境中培养,一段时间后观察并记录水稻和杂草的生长情况。
(3)若2,4-D浓度过低,会出现_________________的现象;若2,4-D浓度过高,可能会________________________。
(4)实验中设置对照组的目的是________________________________。
若初次实验结果范围较宽泛,可___________________,进一步确定最适浓度。
答案:
(1)相同;一系列浓度梯度;蒸馏水
(3)不能有效杀死双子叶杂草;杀死双子叶杂草的同时,抑制水稻生长,杀死水稻
(4)排除无关变量的干扰,确定2.4-D的作用效果;在该浓度范围内缩小浓度梯度
迁移最适浓度探究到除草,解决实际问题。
基础较好学生
合格:
1.关注实验设计完整性;
2.浓度梯度合理、结果预测准确;可优化浓度梯度设置。
待改进:填空错误率较高。
拓展性作业
【不限时】(课外实验)尝试用乙烯利催熟水果
资料:水果从果园到达消费者手中需要经过一定的时间,如果等水果完全成熟后采摘,经过储存、运输和售卖过程,水果可能已经腐烂,因此,很多水果在还未成熟时已经采摘。这就是销售时我们常看见一些水果未完全成熟的原因。
资料: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,状态比较稳定,但当pH逐渐升高时,它会分解释放出乙烯。还可进一步诱导水果自身产生乙烯,加速水果成熟。
小组讨论用哪种水果作为实验材料,自主确定实验目的。设计实验步骤。确定方案后,实施探究方案并完成探究报告单。
思考:使用哪些种类的水果催熟效果更好?普通水果催熟几天可以食用?催熟天数对口感有什么影响?什么温度下的催熟效果较好?催熟过程中,水果中的糖类物质发生哪些变化?可以如何检测?
答案:略。
进行实验操作,巩固植物生长调节剂(乙烯利)的作用,加深知识记忆,同时锻炼动手操作、分组协作、观察记录和数据分析能力,培养科学探究素养。
全体学生
优秀:
1.实验报告完整、结论正确、语言精准科学;
2.可增加温度/品种等变量探究。
3.在小组合作中能作为领导者推进实验的进行。
合格:能在其他同学的帮助下参与实验思考与讨论,并参与实验操作。
待改进:不参与思考与讨论。
第5课时:环境因素参与调节植物的生命活动
使用时段
作业内容
作业设计
设计意图
使用者
评价标准
课前
基础性作业
作业一:
【10min】除了植物激素、植物生长调节剂外,还有哪些因素调控着水稻的生长发育?请自主预习光照、温度、重力如何参与调节植物的生命活动,初步掌握环境因素对植物生长发育的影响有哪些。
关注环境因素,建立环境调节认知。
全体学生
优秀:
1.环境因素作用要点梳理清晰;
2.教材笔记详细,标注疑惑问题,在课堂提出;
3.提出有价值的问题。
合格:完成预习并尝试回答。
待改进:未完成。
发展性作业
作业二:
资料:1952年,Borthwick和Hendrick等用大型光谱仪白光分解成单色光,用红光(简称为R)和远红光(简称IR)交替照射莴苣种子,结果如下:
【3min】1.根据上述实验结果,你能得出什么结论?
【5min】2.为什么会出现这样的情况?为此,你可以提出哪些假说?(提示:色素可以作为感受光信号的结构。)
资料:1959年,美国科学家巴特勒(W.Butler)等利用双波长分光光度计测定黄化玉米幼苗对不同光质的吸收情况。实验结果如图所示:
【2min】3.根据上述实验结果,你的假说是否正确?
利用经典实验现象设疑,激发学生兴趣,制造认知冲突,引发探究思考,带着疑问进入新课,还渗透科学探究思路,培养科学思维。
基础较好学生
优秀:
1.关注假说提出、表达清晰度;
2.结论归纳正确;
3.假说新颖合理。
合格:能分析表格得出结论,但无法得出假说。
待改进:未完成。
课中
问题7:除了植物激素和激素类似物外,还有没有影响水稻生长发育的其他因素?
基础性作业
作业三:
阅读教材P105页思考与讨论。
【1min】1.光照是不是只为植物光合作用提供能量?
【2min】2.从豆芽到豆苗,光对植物的颜色和形态有什么影响?为什么?
【3min】3.资料3中影响植物开花的因素是什么?若要促进水稻开花,可以采取什么措施?
理解光作为信号调控种子萌发、形态建成和开花的调节。
全体学生
优秀:
1.发言积极、思路清晰;
2.简答要点完整;
3.能提出其他新颖的问题并回答。
合格:能根据教材将问题基本答对。
待改进:回答错。
基础性作业
作业四:
科学家发现这种情况和植物体内接受红光和远红光信号的分子,光敏色素有关。光敏色素在红光条件下可从生理失活型(Pr)转化为生理激活型(Pfr),从而促进萌发。
【5min】请结合教材图5-12光调控植物生长发育的反应机制示意图,写出光敏色素从感受信号、传到信号再到发生反应,促进植物萌发的全过程机制模型(由文字和箭头表示)。
模型构建,理解光信号转导路径,信号转导通路与生长素的相似性可以再次深化学生的物质信息观,为植物激素和环境因素共同调节植物生命活动奠定基础。
全体学生
优秀:
1.关注模型要素是否完整、箭头是否规范;表达是否清晰;
2.信号通路填写无误。
合格:基本正确但无法用自己的话进行表述。
待改进:错误。
基础性作业
作业五:
阅读教材P107页“温度参与植物生长发育的调节”,回答以下问题:
【2min】1.数目的年轮与季节的温度变化有什么直接关系?
【2min】2.有的植物需要经过春化作用才能开花,这对它们适应环境有什么意义?
理解温度调节意义,关注全球变化,培养社会责任。
全体学生
合格:
1.能否根据材料分析出植物适应环境意义;
2.简答正确。
待改进:无法回答
基础性作业
作业六:
资料:农民将水稻秧苗抛撒田间后,平躺的秧苗最终能直立生长,即茎会弯曲向上生长,根则弯曲向下生长。
【1min】1.茎和根的生长是受哪种因素调节的?
【2min】2.为什么根具有向地性,茎具有背地性?对植株生长有什么意义?
【5min】3.已有的研究表明,植物的根是靠根冠中的细胞感受重力,从而引起根的向地生长。若要探究“平躺水稻茎的背地生长是否与根冠感受重力有关”,请你提出实验设计的思路,以及预期结果。
用两重性解释向性,与第一节内容形成联系,引导学生设计实验,训练实验思路。
全体学生
优秀:
1.能根据情境问题回答原因和两重性原理应用有关;
2.原理正确、实验思路合理。
合格:解释基本正确,设计简单,缺乏细节描述。
待改进:错误。
基础性作业
作业七:
【3min】构建基因、植物激素、环境因素相互影响,共同调节植物生命活动的概念模型。(补充文字:“互相影响”“影响表达”“影响分布”)
模型构建,与本章节标题呼应。
全体学生
优秀:
1.关注模型要素、关系正确性;
2.概念关系填写正确;
3.可优化模型,补充相关内容让模型更加完整。
合格:模型构建正确。
待改进:模型构建错误。
课后
基础性作业
作业八:
【2min】1.下列关于光敏色素的叙述,错误的是(C)
A.光敏色素分布在植物的各个部位,尤其在分生组织细胞中较丰富
B.光敏色素主要吸收红光和远红光,通过结构变化传递信号
C.光敏色素直接催化光合作用相关反应,为植物生长供能
D.光信号通过光敏色素最终影响特定基因的表达
【5min】2.植物开花、种子的萌发与休眠只发生在一年之中的特定时间,植物开花过程受环境给植物的光周信号(即昼夜的长度)影响。根据开花与光周期的关系,可将植物分为短日照植物(如菊花、水稻)和长日照植物(如菠菜)。如图为不同光照/黑暗处理对水稻(短日照植物)开花影响的实验结果示意图,请据图回答下列问题:
(1)水稻属于短日照植物,其开花诱导主要取决于__________(填“光照时长”或“黑暗时长”)是否达到临界夜长,且需要连续黑暗期;若用闪光打断暗期,会__________(填“促进”或“抑制”)其开花。
(2)在水稻生产中,为使水稻提前抽穗成熟、避开后期低温冷害,可采取的措施是适当__________(填“延长”或“缩短”)光照时间,_________(填“延长”或“缩短”)连续黑暗时长。
(3)研究表明,植物体内的光敏色素有Pr和Pfr两种形式,光照下Pr转化为Pfr,黑暗中Pfr会缓慢转化为Pr。对水稻这类短日照植物而言,Pfr是开花的抑制信号。当水稻处于短日照条件时,黑暗时间__________,导致体内Pfr含量__________,对开花的抑制作用__________,从而促进水稻开花。
答案:
(1)黑暗时长;抑制
(2)缩短;延长
(3)增长;降低;降低
第一题检测学生对光敏色素相关知识的掌握。
第二题检测学生能否通过实验分析归纳得出光周期对植物开花的影响,并能够根据给出信息分析水稻短日照开花的机制,根据实验结果解决简单生产情境的问题。
全体学生
优秀:
1.能标注错误选项及其错误原因;
2.选择和填空正确率高。
合格:正确率较高,但未标注错误选项及错误原因。
待改进:错误率高。
发展性作业
【3min】(选做)3.如图为光敏色素调控种子萌发的作用机制示意图,Pfr为“工作”状态,Pr为“休息”状态,PIF1是赤霉素(GA)合成酶基因的转录抑制因子,Ub为泛素。下列相关叙述错误的是(D)
A.光敏色素Pr吸收光照后可转化为Pfr,说明光作为信号分子调控植物的生命活动
B.Pfr可促进PIF1的降解,解除PIF1对GA合成酶基因表达的抑制作用
C.黑暗条件下,Pfr转化为Pr,PIF1积累,抑制GA合成,进而抑制种子萌发
D.该过程体现了光敏色素通过直接调控GA合成酶基因的表达,促进种子萌发
【5min】(选做)4.水稻是典型的短日照植物,只有每日光照时间短于临界日长,才能正常开花。某科研小组借鉴温特验证生长素的实验思路,验证“短日照诱导水稻产生开花激素”。
①取水稻幼苗置于适宜短日照条件下。
②_______________________________;
另取相同琼脂块不接触幼苗,作为空白琼脂块。
③将两组水稻幼苗均去除顶端,分别进行如下处理:
实验组:______________________;对照组进行相同操作。将两组置于黑暗条件下培养,观察植株是否开花。
将幼苗放在黑暗条件下培养的原因是:____________________。
答案:
②取若干相同琼脂块接触幼苗一段时间(让开花激素扩散到琼脂块中);
③放置接触过幼苗的琼脂块;
排除光照对实验结果的干扰,保证实验结果是由开花激素引起的(合理即可)。
第三题,拓展分子机制,理解光和激素互作,体会到环境因素和植物激素调节植物生命活动的复杂性。
第四题,要求学生借鉴科学家的实验进行创造性实验设计,培养学生的实验设计能力。
基础较好学生
第三题:
优秀:
1.机制图解读正确,能标注错误选项及其错误原因;
2.选择和填空正确率高。
合格:正确率较高,但未标注错误选项及错误原因。
待改进:错误率高。
第四题:
优秀:
1.关注实验设计是否完整、表述是否科学规范;
2.填空基本正确。
3.能够借鉴科学家的实验进行其他实验。
合格:能将填空基本填写正确。
待改进:错误率高。
基础性作业
作业九:
【2min】1.“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开。”这句诗体现了温度对植物开花和生长发育的重要影响。下列相关叙述正确的是(C)
A.所有植物都必须经过低温处理才能正常开花
B.温度只通过调节酶活性影响代谢,不参与植物开花等生命活动的调节
C.山寺温度较低,会影响桃花基因组的表达,从而推迟开花
D.植物的开花只由温度决定,与光照周期、植物激素调节均无关
挖掘诗句中的生物学知识,检测学生关于温度影响植物生长发育的知识掌握情况。
全体学生
优秀:
1.关注推理完整性;能够标注错误选项及其错误原因;
2.选项正确。
合格:正确率较高,但未标注错误选项及错误原因。
待改进:错误率高。
发展性作业
【3min】(选做)2.如图为植物春化作用(低温诱导开花)的调控机制示意图,其中箭头表示促进,带竖线的箭头表示抑制。下列相关叙述错误的是(D)
A.低温诱导可通过激活VRN3基因,抑制FLC基因的表达
B.FLC基因表达产物会抑制植物从营养生长向生殖生长(开花)的转变
C.赤霉素(GAs)途径可以通过抑制FLC的作用,促进植物开花
D.若水稻发生基因突变导致VRN3功能丧失,则该水稻会提前开花
检测温度对开花的影响,区分春化作用。
基础较好学生
优秀:
1.关注核心过程掌握;
2.选择正确,并标注错误选项及其错误原因。
合格:正确,但未标注错误选项及错误原因。
待改进:错误。
基础性作业
作业十:
【2min】1.下列关于重力影响植物生长发育的叙述,“淀粉体-平衡石假说”可以解释植物对重力的响应。下列相关叙述正确的是(A)
A.根冠细胞中的淀粉体沉降可感知重力方向,影响生长素的分布,进而调控根、茎的生长方向
B.重力只引起极性运输,不影响生长素的横向运输
C.水平放置时,根与茎的近地侧均因生长素浓度过高而生长受抑制,体现出生长素的作用具有两重性
D.太空失重条件下,水稻体内不再合成生长素,植株无法再正常生长
第一题,检测学生对淀粉体-平衡石假说的掌握情况,并能够根据假说对水稻在新情境中的生长状况进行推测。
全体学生
优秀:
1.关注图表分析条理性;
2.判断正确;并标注错误选项及其错误原因。
合格:正确,但未标注错误选项及错误原因。
待改进:错误。
发展性作业
【3min】(选做)2.“淀粉平衡石假说”认为植物根的向地生长与重力信号的转导有关,其部分调控过程如图所示。下列相关叙述错误的是(D)
A.根横放时,淀粉体在重力作用下沉降,可诱发内质网释放Ca²⁺,将重力信号转化为化学信号
B.Ca²⁺激活钙调蛋白后,可促进生长素泵将生长素运输到根的近地侧,使近地侧生长素浓度高于远地侧
C.根对生长素敏感,近地侧高浓度生长素抑制生长,远地侧低浓度生长素促进生长,从而表现为向地生长
D.该过程体现了重力通过调控生长素的合成,间接影响根的生长,体现了生长素作用的两重性
拓展分子机制,满足学生的深度学习需求。
基础较好学生
优秀:
1.关注核心过程掌握;能够用自己的话表述淀粉体平衡石假说的基本内容;
2.选择正确,并标注错误选项及其错误原因。
合格:正确,但未标注错误选项及错误原因。
待改进:错误。
拓展性作业
【不限时】如今全球气候变暖、光污染愈发严重,气温异常、昼夜光照紊乱、极端天气增多,打乱了植物的生长发育周期,影响植物繁衍与生态平衡。面对这样的挑战,你能提出哪些应对方式?
请以小组为单位,以“为植物筑屏障,共护生态家园”为主题制作一份手抄报。并尝试付诸行动,向周围人倡导保护环境。
答案:略。
运用所学知识解决问题,培养保护环境的意识和习惯,并通过手抄报的形式进行宣传。
全体学生
优秀:
1.关注排版、内容科学性及小组协作;
2.知识点准确、宣传性强;
3.图文创意好、有感染力。
4.关注发言积极性、思路清晰度。
合格:能够说出一些常见的解决措施。
不合格:不参与思考讨论,回答错误。
单元整体学业质量检测作业:
使用时段
作业内容
作业设计
设计意图
使用者
时间
基础性作业
作业一:
完成下面概念模型:
答案:略。
完成植物生命活动的调节整体概念模型,回顾所学知识。
全体学生
优秀:
1.关注模型结构、逻辑及书写;
2.填空正确率≥95%;
3.可优化图示,更直观。
合格:完成图示。
待改进:未完成。
基础性作业
作业二:
磷是植物生长发育所必需的大量元素,磷缺乏是限制植物生长的主要因素之一。为探究生长素和磷浓度对水稻分蘖发生的影响,某研究小组将生理状态相同的水稻幼苗进行了低磷浓度(LP)和正常供磷(NP)及外源NAA(生长素类调节剂)、NPA(生长素极性运输抑制剂)处理,实验结果如图所示。
1.磷属于生物体内的_________元素,可以调节植物的光合作用等生命活动进而影响植物的生命活动。参与光合作用的含磷物质有_________(写出两个)。植物体感受光信号的结构为_________,主要吸收光的类型为_________,进而影响植物的种子萌发、形态构成和光周期。
2.生长素的主要合成部位是___________,在这些部位,__________通过一系列反应可变成生长素。
3.该实验的空白对照组为________组,根据对照实验结果,生长素的极性运输_________(促进/抑制)水稻的分蘖,根据所学知识说明极性运输抑制水稻分蘖的理由:__________________________。这种现象称为_______________。该过程为_______(填跨膜运输方式),_________(需要/不需要)能量。
4.低磷对分蘖的抑制作用是否与极性运输有关?请说明理由:
__________________________________。能否将正常磷条件下NAA的最适浓度直接用于低磷胁迫环境?为什么?
__________________________________。
5.从进化与适应的角度分析,为什么在低磷胁迫时,水稻分蘖数会减少?
__________________________________。
6.为了进一步探究NAA促进水稻分蘖发生的最适浓度,某科研小组拟在LP条件下开展相关实验。在进行正式实验前,通常需要先进行______,其目的是_______________,为进一步的实验摸索条件。若预实验结果显示,NAA浓度在10-8mol/L 到10-4mol/L范围内,随浓度升高促进作用先增强后减弱。在正式实验中,应在该范围内设置______的浓度梯度,以获得更精确的最适浓度。
答案:
1.大量;ATP、NADPH;光敏色素;红光和远红光
2. 幼嫩的芽、叶和发育中的种子;色氨酸
3. NP(正常供磷)和 LP(低磷浓度)不施加外源 NAA 和 NPA 的;促进;生长素极性运输使分蘖芽(侧芽)生长素积累,高浓度抑制分蘖,极性运输被抑制后,侧芽生长素浓度降低,抑制解除,分蘖增多;顶端优势;主动运输;需要
4. 有关;低磷组施加 NPA 后分蘖数无明显变化,说明低磷通过极性运输调控分蘖;不能,因为不同磷浓度下水稻对 NAA 的敏感度不同,最适浓度不同
5. 减少养分消耗,保证主茎生长,适应低磷环境(合理即可)
6. 预实验;摸索实验条件,检验实验设计的科学性(合理即可);更小的浓度梯度
通过探究磷浓度不同情况下生长素对水稻分蘖的影响,重新回顾生长素的合成、运输与应用和光敏色素的相关知识,并思考环境对植物生命活动的影响,培养进化与适应观。
全体学生
合格:
1.关注答题步骤、原理表述;
2.得分率≥85%。
待改进:错误率较高。
发展性作业
作业三:
在茎尖,生长素向下极性运输时,通过影响侧芽位置的细胞分裂素含量,抑制侧芽生长,从而降低水稻分蘖。育种工作者利用野生型水稻(WT)诱变得到某种矮秆多分蘖突变体水稻(mut),测得二者分蘖芽中生长素(IAA)与细胞分裂素(CTK)含量比值、CTK代谢相关基因表达情况如表所示。
7.检测发现,两种水稻分蘖芽中IAA含量基本相同。据表推测,CTK含量升高________(“有利于”或“不利于”)分蘖的形成,判断依据是___________。进一步分析相关基因表达情况,可知与CTK合成、降解有关的基因分别为_________和____________。这些基因是如何调控激素的表达的?
__________________________________。
为探究细胞分裂素(CK)在调节顶端优势中起着的关键作用。科研人员利用某种植物的两种突变体(突变体A:细胞分裂素合成受阻;突变体B:细胞分裂素不敏感)与野生型(W)进行了一系列嫁接实验,结果如下表所示:
组别
嫁接处理
结果
1
突变体A的地上部分
+W的根
侧芽生长(顶端优势解除)
2
突变体B的地上部分
+W的根
侧芽不生长(顶端优势明显)
3
突变体B地上部分
+突变体A的根
侧芽不生长(顶端优势明显)
4
突变体A地上部分
+突变体B的根
?
8.根据第1组和第3组的实验结果对比,推测该植物细胞分裂素的主要合成部位是在______(填“地上部分”或“根”)。第4组嫁接植株的侧芽生长情况最可能为______(填“生长”或“不生长”)。
9.研究发现,顶芽产生的生长素会抑制根系中细胞分裂素的合成及向上的运输。若在保留顶芽的野生型植株侧芽处直接涂抹适宜浓度的细胞分裂素,侧芽将______(填“生长”或“受抑制”),这说明细胞分裂素与生长素在调节侧芽生长方面具有______作用。
10.由实验结果说明,影响植物生长发育的因素有_____________________。基于本实验的结果,为水稻种植中提高分蘖数、增加有效穗数提出合理的田间管理建议。
答案:
7.有利于;突变体水稻分蘖数多,IAA 含量与野生型基本相同,IAA/CTK 比值低,说明 CTK 含量高,因此 CTK 含量升高有利于分蘖形成;IPT 基因;CKX 基因;基因通过控制酶的合成来控制激素的合成与降解,进而调控激素的含量
8. 根;生长
9. 生长;拮抗
10. 基因、植物激素、环境;
施磷肥、去除顶芽(打顶)、适量喷施细胞分裂素类似物(合理即可)
通过分析实验得出细胞分裂素的功能,深化不同激素之间的相互作用,并能够根据实验分析推测预期实验结果,对科学思维进一步培养。最后将所学知识应用于农业生产,培养学生知识迁移能力。
基础较好学生
优秀:
1.关注分析逻辑性、数据对比;
2.结论正确、推理合理;
3.可提出育种/田间管理建议。
合格:
1.关注答题步骤、原理表述;
2.得分率≥85%。
待改进:错误率较高。
拓展性作业
作业四:
(二选一)
根据本章节学习内容,思考下面的问题:
1.昙花一般在夜间开花,受昼夜交替节律的影响。如果要让昙花白天开花,可尝试采取哪些措施?
2.改变植物花期,除了可以给人们带来视觉的享受之外,还可以让一些农作物提前或延后上市,错峰生产。如果你作为水稻研究人员,想要培育出早熟水稻,可尝试采取哪些措施?
答案:略。
学生能够根据本章所学习的内容完成思考题,实现知识的生产话应用。
优秀:
1.关注原理应用、措施可行性;
2.措施科学、符合生产;
3.可设计更高效的组合措施。
合格:设计出常见的调节措施。
待改进:未完成。
设计说明与反思:
水稻是我国重要的粮食作物,其生长发育全过程受到多种植物激素的精确调控,同时受光照、温度、重力等环境因子的综合影响。本章节整体性作业设计以“水稻生长发育全过程的生命活动调节”为大情境,以解决4个层层递进的单元核心问题:植物激素是如何调控植物生长发育的?植物激素之间如何相互作用共同调节生命活动?植物生长调节剂如何应用到农业生产生活的?环境因素如何参与植物生命活动的调节?通过对教材内容的分析,划分出5个课时来解决核心问题。课时1,2主要解决水稻为何表现出向光性?生长素是如何被发现、运输、分布并发挥作用的?生长素对水稻生长具有怎样的调节特点?课时3主要解决水稻体内除生长素外还有哪些植物激素?这些激素各自承担什么功能?激素之间如何通过协同或拮抗共同调控水稻生长?课时4主要解决植物生长调节剂有何特点与优势?如何科学应用调节剂解决水稻生产问题?怎样探究调节剂作用的最适浓度?课时5主要解决光照、温度、重力等环境因素如何调节水稻生命活动?基因、激素、环境三者如何共同完成植物生长发育的整体调控?
教师通过设计串联水稻生长全程的情境、设置递进式问题串而形成整体性作业,学生通过知识填空、模型构建、实验分析、资料阅读、实验设计等来发展生命观念、科学思维、科学探究与社会责任等学科核心素养。
1.存在的问题:
(1)分层作业的适配性仍有优化空间,部分提升型和拓展型作业的难度梯度设计不够精细,可能存在部分中等学生难以完成提升型作业、部分优秀学生觉得拓展型作业难度不足的情况。
(2)作业的评价方式较为单一,目前主要以结果性评价为主,对学生的过程性评价、创新性评价的设计不够完善,难以全面反馈学生的学习过程和创新思维。
(3)作业的情境设计仍有拓展空间,目前的情境主要集中在水稻的生长发育,可进一步拓展到更多的生产生活场景,让学生更全面地理解植物生命活动调节的应用价值。
2.优化方向:
(1)进一步细化分层作业的难度梯度,在基础型、提升型、拓展型作业内部再设置不同的难度层级,让作业更精准地适配不同层次学生的学习需求。
(2)丰富作业的评价方式,增加过程性评价、创新性评价的设计,针对实验设计、方案设计类作业,制定更全面的评价标准,不仅关注结果的正确性,更关注学生的设计思路、创新思维和科学探究过程。
(3)拓展作业的情境设计,增加更多与生产生活、科技发展相关的真实情境,如植物激素在园艺、林业、环境保护中的应用,让学生更全面地理解所学知识的应用价值,进一步提升学生的社会责任意识。
3.作业设计的特色与育人价值:
本作业设计体现了“以学生发展为本”的理念,通过分层、情境化、探究性的作业,不仅帮助学生构建完整的生物学知识体系,更重要的是,在完成作业的过程中,培养了学生的科学思维习惯、实验探究能力、信息获取与处理能力,以及运用生物学知识解决现实问题、参与社会决策的意识和能力。这充分彰显了生物学课程的育人价值,即培养具有理性精神、实践能力和责任担当的时代新人。
1
学科网(北京)股份有限公司
$