一．概述

此探究实验是高中生物必修3模块第3章植物的激素调节中有关生长素的生理作用的探究实验，是以生长素的发现、生长素的生理作用为知识背景的。

二．教学目标

【知识与技能】

尝试探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度。

【过程与方法】

在学生开展探究活动前，可以师生合作策划好探究方案，还可以演示预实验的情况，并引导学生理解预实验的作用。

【情感态度价值观】

通过探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度的探究实验，可以让学生体验科学研究的一般过程，并体会科学理论在应用到生产实践的过程中，往往也有许多要探索的问题。

三．教学重点和难点

激发学生的探究欲望，培养学生在探究实验设计过程中的严谨性及让学生体会设计探究实验的科学方法。

四．教学策略

组织好探究活动的教学。

五．探究指导

     在上节课结束时，应布置学生预习探究活动“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的指导，并准备好材料用具。

六．教学过程

【导入】：适宜浓度的生长素可以促进生根，农业生产上常用的是生长素类似物。生长素类似物的生理作用，也与浓度具有很大的关系，因此，在农业生产上应用时，寻找最佳的浓度范围就非常有意义。

【探究实验】 探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度

（一）．实验原理：

通过运用不同浓度的生长素类似物浸泡插条下端，然后栽插下去，观察插枝的下端能否长出大量的根来，插枝是否容易成活，从而探究生长素促进生根的最适浓度。

（二）．实验材料准备

1．扦插的材料：以1年生的苗木为最好。（可选用杨树）

教师：为什么选择1年生的苗木最好？（学生小组讨论回答）

讲述：1年或2年生枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活。

教师：扦插的枝条选取后，是否就可以直接用于实验？如果不能直接用于实验还应做何处理？这样处理的目的是什么？（学生小组讨论回答）

讲述：扦插的枝条选取后，不可以直接用于实验。对扦插枝条的处理：（1）枝条的形态学上端为平面，形态学下端要削成斜面，这样在扦插后可增加吸收水分的面积，促进成活。（2）每一枝条留3－4个芽，所选枝条的芽数尽量一样多，因为芽数目的多少对根的生长有一定的影响，保持枝条芽的数量尽量一样多，是为了增强实验的说服力，减少芽数目的多与少这一因素对扦插枝条根生长的影响。

2．选择生长素类似物：2、4—D，NAA（有毒，配制时戴手套和口罩）

3．实验用具：天平、量筒、容量瓶、烧杯、滴管、试剂瓶、玻璃棒、木箱或塑料筐（下方带流水孔）、盛水托盘、矿泉水瓶。

（三）．预实验 （如果对要研究的植物的有关情况所知不多，则需设计预实验）

教师：设计预实验的目的是什么？（学生小组讨论回答）

讲述：设置预实验可避免人力、物力、财力和时间的浪费，也可做到心中有数，有的放矢。

1．实验设计：

（1）、选择生长素类似物：2、4—D或NAA

（2）、配制生长素类似物母液：5mg/mL

教师：配制过程中，用蒸馏水配制，加少许乙醇的目的是什么？（学生小组讨论回答）

讲述：加少许乙醇的目的是为了促进生长素类似物的溶解。

（3）、设置生长素类似物的浓度梯度：用容量瓶把母液分别配成0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5 mg/ mL 的溶液，分别放入试剂瓶，及时贴上相应标签。

（4）、用不同浓度的生长素类似物溶液处理枝条，处理的方法有浸泡法和沾蘸法两种。（建议各小组采用不同的方法进行实验。浸泡法也可设置不同的浸泡时间。）

（5）、培养处理后的枝条3天~5天。

2．预实验结果

用适宜浓度的生长素类似物处理的插条会逐渐生出大量不定根，而用较低或较高浓度的生长素类似物或清水处理的枝条长出极少的不定根或不生根。

（四）．探究活动

1．提出问题

教师：小组讨论，提出问题。

讲述：不同浓度的生长素类似物，如2，4－D或NAA，促进插条生根的最适浓度是多少呢？

2．作出假设

    适宜浓度的2，4－D或NAA可以使插条基部的薄壁细胞恢复分裂能力，产生愈伤组织，长出大量不定根。

3．实验设计

（1）、把形态大小基本一样的杨树枝条平均分成10组，每组3枝

（2）、把预实验中适宜浓度的生长素类似物按不同比例稀释成10份具有浓度梯度的浸泡液，并把10组枝条基部浸入浸泡液中，处理 1 天。

（3）、取10个矿泉水瓶，分别编号1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，放入适量的清水。

（4）、把每组处理过的杨树枝条下端依浓度梯度从小到大分别放入矿泉水瓶浸泡，放在适宜温度下培养，每天观察一次，记录生根情况。

小组分工，观察记录：前三天每天都要观察记录各小组实验材料的生根情况，以后每隔2到3天记录即可。

教师：学生小组讨论实验记录表格的设计。让学生自行设计记录表格，提供学生创造性活动的空间和机会。教师可将自己设计的记录表格画在黑板上，供学生参考（学生也可使用自己讨论设计的记录表格）
幼根长度
幼根条数

4．结果分析与结论

（1）、分析实验结果

分析数据的可靠性，根据所得数据绘制函数图表，根据函数图表分析幼根的生长状况与生长素类似物浓度的关系，找出生长素类似物促进杨树枝条生根的最适浓度。

（2）、推导结论：根据对实验结果的分析，得出相应的结论。

（五）．表达与交流

要求学生写出自己个性化的实验报告，向小组和全班汇报探究过程和结果、经验、教训或体会，包括在科学态度、科学方法和科学精神方面的收获。如果结论与大家的不一致，请学生分析原因是什么？

（六）．进一步探究

让学生自行设计和实施进一步探究不同季节和枝条老幼部位对生长素类似物的反应。

七．教学小结

【研究并分析实验中出现的问题】

1．分析不同插条的生根情况

教师：插条不能生根及生根很少的可能原因有哪些？（学生小组讨论后回答教师提示）

讲述：插条不能生根的可能原因有：（1）枝条所带叶片较多，蒸腾作用过强，失水过多；（2）配置的营养液中缺氧或缺少营养元素；（3）将形态学上端插入生长素类似物溶液中；（4）枝条幼芽、幼叶保留多，浸泡后形态学下端处于高浓度的抑制状态。插条生根过少的原因：配置生长素类似物溶液时组别少，梯度大。

2．分析与本实验相关的其他因素

教师：与本实验相关的其他因素及注意事项有哪些？（学生小组讨论后回答教师提示）

讲述：（1）温度要一致。（2）设置重复组。即每组不能少于3个枝条。（3）设置对照组。清水空白对照；设置浓度不同的几个实验组进行对比，目的是探究2，4－D或NAA促进扦插枝条生根的最适浓度。

八．课后分析讨论

教师：2，4－D为什么能促进扦插的枝条生根？（学生课后翻阅资料，上网查询解决此问题，教师可做适当的提示。）

四．教学建议：
1.枝条选取：三角梅、迎春花、月季、葡萄等植物枝条均可。枝条质量和规格对探究实验效果影响很大。以1—2年生枝条中部剪取的插穗为最好(1年或2年生枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活)。迎春花枝条插穗长约1O一15 cm，发育状况、粗细相同，去掉大部分叶片。同时各个枝条保持芽体的数目尽量相同，枝条下端削尖。
2.实验过程中能采集到的数据，尽量多采集。实验结束之后，教师要教给学生认真分析实验结果，科学处理实验数据的方法，如尽量用列表式或函数图表式表示。还要引导学生利用实验事实进行科学推理，得出相应的结论，最后完成实验报告。
五．实验过程：
提出问题 ：NAA促进插条生根的最适浓度是多少?
确定实验题目：探索NAA促进插条生根的最适浓度。
做出假设：适宜浓度的NAA可以使插条基部的薄壁细胞恢复分裂能力，产生愈伤组织，长出大量不定根。
实验预期：经过一段时间后，用适宜浓度的NAA处理的插条基部长出大量不定根，而用较低浓度或较高浓度的NAA和用清水处理的枝条长出极少量的不定根。
设计实验：
[请学生思考：是否采用对照实验的方法，确定的实验变量是什么？]
[教师提示:控制无关变量非常重要。如果单因子变量是NAA的不同浓度，处理的时间长短应该一致；同一组实验中所用到的植物材料，也应该尽可能做到条件相同。]
预实验：
1) 枝条的选取、处理：
选取一年生的、发育状况相同、粗细相同的且把芽和树叶去掉的迎春花枝条35支，长约10-15cm，用刀将枝条的下端削成光滑的斜面（最好在节下）。把它分成7组，每组五支。
[请学生思考：为何要选取一年生的枝条？枝条下端为何要削成斜面？为什么要每组五支不是一支就足够？]
2) 配制溶液
配制好的2、4、6、8、10、12ppm浓度的NAA溶液各100ml，和清水100ml分别装入七只烧杯中。并编号A、B、C、D、E、F、G。
[请学生思考：将第一组浸没在清水中的意图是什么？]
3) 浸泡NAA
将各组枝条分别浸入相应的烧杯中，深约1.5cm，记时，浸泡24小时。浸泡后的枝条取出，晾干4小时（处理方法、浸泡、凉干时间可不同，实验后可讨论最佳方案）（沾蘸法）
4) 水培观察或者砂土法
将凉干后的根，分别插入相应的烧杯进行水培，观察各组的生根情况，并做好记录。
[注意：将处理过的插条下端浸在清水中，注意保持温度（25～30 ℃）。]
[请学生比较水培法和砂土法哪个效果更好？]
5)结果分析
记录用不同浓度生长素类似物处理后枝条生根情况，如生根条数，长度等。（浓度适宜的生长素类似物处理后，在绿色树皮的皮孔处长有白色幼根）；每天记录。
附表1：预实验记录
  NAA浓度
 时间
空白
2ppm
4ppm
6ppm
8ppm
10 ppm
12pmm
      
      
      
      
      
             
             
根据生根数目确定比较适宜的浓度范围（以浓度为4ppm和6ppm为例）
正式实验：
在预实验浓度区间进一步以0.2（根据实验需要确定浓度梯度）作为浓度梯度进行实验，探究扦插枝条生根的最适浓度。
1) 枝条的选取、处理
选取一年生的、发育状况相同、粗细相同的且把芽和树叶去掉的迎春花枝条44支，分成11组（处理方法同上）。
2) 配制溶液
分别配制4.0   4.2   4.4  4.6   4.8   5.0   5.2   5.4   5.6    5.8    6.0 ppm浓度的NAA溶液150ml，装入11只烧杯。
3）浸泡与观察同上
附表2：学生分组实验记录
  NAA浓度
 
时间
4.0
4.2
4.4
4.6
4.8
5.0
5.2
5.4
5.6
5.8
6.0
          
          
          
          
                 
4）推出结论
要求学生在实验过程中按照小组分工认真进行观察，实事求是地对实验前、实验中（包括课内、课外）和实验后插条生根的情况进行记录，并及时整理数据，绘制成表格或图形。最后分析实验结果与实验预测是否一致，得出探究实验的结论。不要求实验结果都一致，但要求有分析研究。
实验结果： 从(附表2：学生分组实验记录)可以看出，NAA促进迎春花插条生根的最适浓度范围。（不一定是规则的单峰曲线）
 
5）表达与交流：
实验小组的每一个成员都要写出自己个性化的实验报告，向小组和全班汇报探究过程和结果、经验、教训或体会，包括在科学态度、科学方法和科学精神方面的收获。
让学生获得科学探究活动的经验，初步确立严谨的作风。学会分享成功的快乐，或敢于面对失败，积极分析原因，尊重客观事实。

六 .课题讨论
1) NAA为什么能促进扦插的枝条生根？
提示：萘乙酸(NAA)是人工合成的具有植物激素活性的植物生长调节剂，其分子结构、化学性质、生理作用及作用机理与生长素相同，属于植物生长促进剂。萘乙酸能促使植物细胞分裂，细胞伸长，因而能使植物生长加速。人们很早就知道，如果在插枝上保留正在生长的芽或幼叶时，插枝基部很容易产生愈伤组织和根。这就是因为芽和叶中产生的生长素，通过极性运输并积累在插技基部，使之得到足量的生长素。所以，在插枝基部外加植物生长素类似物（如NAA），自然促进插条生根。
2) 本实验采用了哪些对照实验法？目的是什么？
提示：本实验采用了设置清水的空白对照，目的是了解NAA对生根的影响。还设置了浓度不同的几个实验组之间的相互对照，目的是探究NAA促进扦插枝条生根的最适宜浓度。
3) 为什么要选取一年生的枝条？插条下端为什么要削成斜面？
提示：因为一年生的枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活。插条下端削成斜面，这样在扦插后可增加吸水和生根的面积，促进成活。
4) 生长素的浓度越低越好吗？
提示：生长素对植物的生长具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长。但并不是浓度越低越能促进生长。生长素“低浓度”促进生长是指在一定的浓度范围内，并非无条件的越低越好。“低浓度”与“高浓度”有一定的适用范围。植物的不同器官对生长素的敏感程度不同，某一浓度对根是“高浓度”，而对茎或芽是“低浓度”。因此促进不同器官生长的生长素浓度是不同的。
5）扦插枝条内部有没有生长素？没有生长素植物会不会生长？测得的生长素的浓度是外源的还是内源的?
提示：扦插枝条内部有生长素，因为扦插枝条有幼嫩的芽、幼嫩的茎等可以产生生长素的部位。即使体内没有生长素，植物也会生长，生长素不是植物生长的唯一物质，还有赤霉素、细胞分裂素等都可以促进植物的生长。这里测得的生长素是外源的，实际的促进生长的效果应该是由外源的生长素与枝条本身存在的生长素共同作用决定的。课本P50页问题探讨，以及其它地方出现的生长素浓度与植物生长关系的曲线，所说的浓度都是外源的。
6）影响生根的因素除了生长素的浓度还有什么因素？
提示：生长素发挥的作用因浓度、植物细胞的成熟情况、培养温度、芽体的数目、器官的种类、生长素的处理方法、浸泡晾干时间、培养方法、浓度梯度的设置等不同而有较大的差异。所以我们测得的浓度只是在一定条件下的大约浓度，因实验条件改变该浓度亦发生改变。
所以我们得到的“最适浓度”不是绝对的最适，但是对生产实践仍然具有指导意义。

第二篇：生长素能促进扦插枝条生根实验设计