5.3 植物生长调节剂的应用（教学设计）生物人教版选择性必修1

第5章 植物生命活动调节 第3节　植物生长调节剂的应用 年级 高二年级 授课时间 1课时 课题 第3节　植物生长调节剂的应用 教材分析 本节课为人教版高中生物选择性必修 1《稳态与调节》第 5 章植物生命活动的调节第 3 节。前两节学生已经学习各类植物激素的种类、合成部位以及激素间协同、抗衡的相互作用。本节课分为两大板块：植物生长调节剂的类型、特点、农业生产利弊应用；探究实验——探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度，拓展乙烯利催熟水果的小实验。 本节课结合葡萄种植、无子番茄、西瓜炸裂等真实生产实例落实稳态与平衡观；通过对比植物激素与植物生长调节剂、分析实验变量，训练对比归纳、逻辑推理的科学思维；围绕预实验目的、实验操作、误差分析落实控制变量、证据推理的科学探究素养；能够辨别网络关于植物调节剂的谣言，辩证看待调节剂的利弊，树立科学使用调节剂的社会责任意识。本节是植物激素模块的实际应用，完成整章知识的落地。 教学目标 【知识目标】 1. 说出植物生长调节剂的概念、类型、优点；辨析植物激素与植物生长调节剂的区别。 2. 举例说出各类植物生长调节剂在农林生产中的应用，辩证分析使用的利与弊；理解无子番茄培育原理，区分可遗传与不可遗传变异。 3. 掌握探究生长素类调节剂促进插条生根最适浓度的实验原理、自变量、因变量、无关变量；说出浸泡法、沾蘸法操作要点；阐明预实验的目的和作用。 4. 了解乙烯利催熟水果实验原理，能够解释生活相关传言（催熟水果不会造成儿童性早熟）。 【核心素养目标】 生命观念：理解人工合成调节剂模拟植物激素信号调控植物生长，深化稳态与平衡观。 科学思维：对比植物激素与生长调节剂；分析实验变量，解读实验数据，训练归纳概括、批判性思维。 科学探究：掌握探究插条生根最适浓度的完整实验流程，理解预实验的意义，学会分析实验异常结果。 社会责任：辩证看待植物生长调节剂，辨别网络不实传言，认同国家对调节剂的监管要求，树立科学的农业生产观念。 教学重、难点 【教学重点】 ①植物生长调节剂的概念、类型以及在生产上的应用； ②探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度的实验设计。 【教学难点】 ①预实验的目的与意义； ②结合实例辩证分析植物生长调节剂的利弊。 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 新课导入 情境导入：展示玫瑰葡萄种植素材，抛出问题串： 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。 1. 葡萄植株自身可以合成植物激素，为什么农业上还要额外施用人工合成的赤霉素、细胞分裂素类物质？ 2. 施用不当会出现空心果，说明使用调节剂需要注意什么？ 教师小结：植物自身激素含量有限，人工合成调节剂可以提升产量品质，但必须合理使用，引出课题 5.3 植物生长调节剂的应用。 1. 观察素材，小组简短交流思考问题； 2. 联系前面植物激素旧知，明确本节课学习主题。 探究新知 探究新知一：植物生长调节剂的类型和作用 探究新知二：探索植物生长调节剂的应用 活动 1：阅读教材 100‑101 页，思考 3 个问题： ①什么是植物生长调节剂？②相比植物激素有哪些优点？③分为哪两类？ 精讲概念：由人工合成的，对植物生长发育有调节作用的化学物质，不属于植物激素。 优点：原料广泛、容易合成、效果稳定；原因：植物体内缺少分解这类物质的酶。 两种类型： ①分子结构与植物激素不同，但生理效应类似，例：矮壮素； ②分子结构、生理效应均和植物激素类似，例：人工合成 IBA、NAA。 活动 2：表格对比植物激素和植物生长调节剂，从来源、作用、酶解情况、效果、实例逐项梳理。 活动 3：案例分析，认识各类调节剂生产应用 案例 1 赤霉素类：①处理大麦，不用发芽即可产生 α‑淀粉酶，用于啤酒生产；②处理芦苇，增加纤维长度，提升造纸原料品质。 案例 2 膨大剂（细胞分裂素类）：优点果实个头大、提前上市；缺点汁水少、甜度低、储存期短。 案例 3 生长素类似物（NAA、2,4‑D）：培育无子番茄。设问思考： ①无子番茄原理：未授粉雌蕊柱头涂抹生长素类似物，促进子房发育成果实；没有受精，无种子。 ②拓展：向日葵、油菜以收获种子为目的，不能用该方法补救。 ③辨析：无子番茄属于不可遗传变异，遗传物质没有发生改变。 案例 4 乙烯利（乙烯类调节剂）：催熟凤梨、香蕉，实现同步上市。思辨讨论：乙烯利催熟水果会不会造成儿童性早熟？精讲：人体没有乙烯受体，乙烯利属于植物激素类似物，和动物性激素完全不同，不会造成性早熟。 案例 5 矮壮素：赤霉素拮抗剂，抑制细胞伸长，植株矮壮抗倒伏，不抑制细胞分裂。 案例 6 青鲜素：抑制马铃薯、大蒜发芽，延长贮藏期；存在潜在副作用。 活动 4：辩证评价调节剂的使用，结合真实生产事故：西瓜膨大素施用时期不当炸裂；乙烯利浓度过高造成葡萄落果；赤霉素使用不当番茄空心。 组织小组讨论： ①生产上施用调节剂要考虑哪些因素？ ②国家为什么禁止销售未审批的调节剂？ 教师归纳：调节剂不是营养物质，不能替代水肥；要综合考虑施用时期、剂量、方法；部分调节剂存在毒性，需要国家检测评估；不合理施用会降低品质、污染环境。 有利：提高产量、改善品质、减少人工修剪劳动； 不利：时期 / 剂量不当影响农产品品质，过量危害环境。 活动 1：实验：探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度 展示生长素浓度效应曲线图，讲解实验原理：生长素类调节剂生理效应和浓度密切相关；适宜浓度促进生根，浓度过高、过低生根效果差。 抛出问题串，拆解实验变量： ①自变量？②因变量观测指标？③哪些属于无关变量？如何处理？ 精讲：自变量：生长素类调节剂浓度梯度；因变量：插条生根数目、生根平均长度；无关变量：温度、处理时间、插条生理状态，全部保持相同且适宜。 活动 2：插条制备要点，逐条解析原因： ①选一年生生长旺盛枝条，分裂旺盛，易生根； ②去掉成熟叶片，降低蒸腾失水； ③保留少量芽和幼叶，自身产生内源生长素利于生根； ④形态学下端削斜面，增大吸收面积；上端削平。 活动 3：插条的两种处理方法 浸泡法：低浓度，浸泡几小时至一天； 沾蘸法：较高浓度，蘸约 5 秒； 注意：只处理形态学下端；处理环境遮阴、高湿度，减少溶液水分蒸发改变浓度。 活动 4：预实验和正式实验 预实验：正式实验之前开展；目的①为正式实验摸索适宜浓度范围；②检验实验设计的科学性、可行性；⚠预实验不能减小实验误差。预实验浓度梯度大，需要设置空白对照；正式实验缩小浓度梯度，实验组相互对照，可不设置空白对照。 结合实验数据表格，引导学生分析：确定最适浓度区间，注意：实验只能确定浓度区间，不能直接认定某一个点就是绝对最适浓度，需要进一步缩小梯度重复实验。 活动 5：实验异常分析：全部插条不生根，引导学生分析原因：枝条倒插；叶片过多蒸腾失水死亡；营养液缺氧；内源生长素浓度过高抑制生根等。 活动 6：实验对照类型梳理 ①空白对照（清水组）：区分促进、抑制效果。 ②实验组相互对照：探究最适浓度。 拓展思考：两组浓度生根效果几乎相同，怎么进一步锁定最适浓度？答：两组中间再设置更小浓度梯度继续实验。 活动 7：拓展小实验：乙烯利催熟水果 原理：乙烯利 pH3.5 稳定，pH 升高分解释放出乙烯，促进果实成熟。 自变量：是否施加乙烯利；因变量：果实成熟程度；讲解操作步骤和安全注意事项：乙烯利刺激皮肤黏膜，通风操作，远离明火。 1. 阅读课本，标记生长调节剂概念、优点、分类；完成对比表格笔记； 2. 逐个分析生产实例，理解无子番茄原理，分清可遗传、不可遗传变异； 3. 小组讨论调节剂利弊，破除 “催熟水果导致性早熟” 谣言； 4. 记录调节剂使用注意事项。 1. 跟随教师梳理实验原理，分清自变量、因变量、无关变量； 2. 理解插条制备每一步的原理，区分浸泡法、沾蘸法； 3. 重点理解预实验目的，区分预实验、正式实验对照设置的不同； 4. 学会分析实验数据与实验失败原因； 5. 了解乙烯利催熟实验操作与安全要求。 课堂小结 跟随教师梳理知识框架，复述核心知识点。 【课堂练习】 1. 植物生长调节剂在生产实践中有着广泛的应用，相关叙述错误的是（A） A. 用一定浓度的乙烯利处理番茄果实，可促进果实发育 B. 用一定浓度细胞分裂素类调节剂喷洒蔬菜，可延长其存放期 C. 用一定浓度的 2，4‑D 处理番茄未授粉柱头，可获得无子番茄 D. 用一定浓度的 α‑萘乙酸处理分化初期的黄瓜花芽，可促使花芽向雌花分化 解析：乙烯利作用是促进果实成熟，不是发育。 2. 植物生长调节剂在生产中已广泛应用，下列说法正确的是（A） A. 生长调节剂的使用可减轻人工劳动成本 B. 可在肥料中添加植物生长调节剂 C. 探究生长调节剂最适浓度无需做预实验 D. 过量使用植物生长调节剂不会影响环境 解析：国家禁止肥料添加调节剂；探究最适浓度需要预实验；过量会污染环境。 3. 有关探究生长素类调节剂对插条生根的作用实验的叙述，错误的是（A） A. 在预实验中不需要设置用蒸馏水处理的对照组，正式实验时也可以不设置空白对照组 B. 在正式实验中，不同浓度生长素类调节剂处理组之间形成相互对照 C. 处理时应该用生长素类调节剂溶液浸泡或沾蘸插条的基部 D. 用于扦插的枝条长势和带有幼芽的数量应大致相同 解析：预实验浓度梯度大，必须设置空白对照组，正式实验可以不设。 易错辨析：预实验的作用；浸泡法沾蘸法；无子番茄变异类型；区分果实发育与成熟。 学生独立完成习题，交流答案，对错题做好标记。 布置课后作业 拓展实践： ① 查找植物生长调节剂应用实例（如乙烯利催熟、膨大素、2,4‑D），手绘植物生长调节剂作用逻辑简图，并撰写科普文字。 ② 搜集社会上关于植物生长调节剂的网络传言，结合案例简述理性看待植物生长调节剂的必要性。 板书设计 5.3 植物生长调节剂的应用 一、植物生长调节剂的类型和作用 1. 概念：人工合成，调节植物生长发育的化学物质，≠植物激素 2. 优点：原料广泛、容易合成、效果稳定（缺少分解酶） 3. 两类： ①结构不同，效应类似（矮壮素） ②结构、效应均类似（NAA、IBA） 4. 生产实例 赤霉素：大麦产 α‑淀粉酶、增加芦苇纤维长度 生长素类似物：无子番茄（不可遗传变异，未受精） 乙烯利：催熟果实；不会使人性早熟（人体无受体） 矮壮素：对抗赤霉素，抗倒伏 青鲜素：抑制块茎、鳞茎发芽 5. 辩证评价 有利：增产提质、减少人工劳动 弊端：时期 / 剂量不当品质下降；过量危害环境；遵守国家审批监管 二、探索植物生长调节剂的应用 实验：生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度 1. 原理：适宜浓度促进生根；过高过低抑制生根 2. 变量：自变量：浓度梯度；因变量：生根数 / 根长；无关变量保持相同适宜 3. 插条处理：一年生枝条；去老叶、留幼芽；下端斜切 4. 处理方法 浸泡法：低浓度，长时间 沾蘸法：较高浓度，短时间；只处理形态学下端 5. 预实验：正式实验前；摸索条件、检验可行性；不能减小误差；预实验需要空白对照 6. 对照：空白对照、实验组相互对照 拓展：乙烯利催熟水果 乙烯利分解释放乙烯；操作注意防护、通风、远离明火 教学反思 本节课内容和生产生活联系紧密，知识点细碎，学生高频易错点： ①混淆植物激素（植物体自身合成）与植物生长调节剂（人工合成）； ②混淆果实发育、果实成熟，分不清生长素类似物、乙烯利功能； ③错误认为无子番茄属于可遗传变异； ④对预实验目的理解错误，误以为预实验可以减小实验误差，分不清预实验、正式实验是否要设置空白对照组； ⑤混淆浸泡法、沾蘸法适用的浓度；容易搞混处理插条是形态学下端； ⑥相信网络谣言，误认为乙烯利催熟水果会造成儿童性早熟。 教学过程充分结合农业真实案例，设置问题串，对比表格区分易混概念；实验部分分步拆解实验流程，结合数据表格训练学生数据分析能力；借助讨论辨析破除网络谣言，落实社会责任素养。课堂练习针对高频易错点强化辨析。课后科普实践作业引导学生把课本知识联系现实生活，巩固稳态与平衡观。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $