2012屆高三生物二輪復習 植物向性運動的實驗設計和觀察教案 人教版

1、植物向性運動的實驗設計和觀察【學習目標】1初步了解實驗設計的基本原則和基本內(nèi)容。2初步學會設計植物向性運動實驗的方法。3學會觀察植物的向性運動。 【學習障礙】1理解障礙(1)如何掌握設計實驗應遵循的基本原則和基本內(nèi)容？(2)如何理解植物向性運動實驗的設計思路？(3)如何具體設計植物向性運動實驗？2解題障礙在限定實驗條件的情況下，補充設計或完整設計一個實驗來驗證某一生物現(xiàn)象或結論的問題。 【學習策略】1理解障礙的突破(1)用“系統(tǒng)化法”歸納實驗設計的基本原則和基本內(nèi)容。實驗設計的基本原則A科學性：指設計實驗時必須有充分的科學根據(jù)，即設計實驗時要以前人的實驗、公式或自己的實驗為

2、基礎，不能憑空設想。B嚴謹性：欲使實驗設計完整、無漏洞，必須注意嚴謹性。如在某些實驗中要設計對照實驗(包括某一處理前的正常對照或對照組)，這樣便于實驗前后對比或組間對比，得出明確的結論。有些實驗則要建立在嚴謹?shù)耐评砘A之上。C實驗條件的一致性(即單一變量原則)：在實驗中，除欲處理的因素外，其他諸實驗條件必須保持前后一致，不能在實驗過程中隨意變動。D可重復性：重復、隨機和對照是保證實驗結果正確性的三大原則。實驗設計中必須注意實驗的可重復性，只有足夠的實驗次數(shù)，才能判斷結果的可靠性。E器材的選擇：實驗設計中，要依據(jù)實驗設計的目的、原理及實驗要求選擇恰當?shù)膶嶒炗镁吆筒牧?。F采用恰當?shù)姆椒ū硎龊吞幚韺?/p>

3、驗結果。實驗設計的基本內(nèi)容一個比較完整的實驗設計方案，一般包括以下內(nèi)容：A實驗題目。B實驗目的：本實驗最后要達到的目的。C實驗原理：實驗的依據(jù)與思路。D材料用具。E實驗假設：即對可見現(xiàn)象提出的一種可檢測的解釋。F實驗預期：即在檢測一個假設之前，先提出實驗的預期結果。如果預期沒有實現(xiàn)，則說明假設不成立；如果預期得到實現(xiàn)，則假設成立。G實驗：根據(jù)實驗目的和提出的假設，來具體設計實驗的方法步驟。在實驗的方法步驟設計中，必須遵循對照的原則設置對照實驗既可排除無關變量的影響，又可增加實驗結果的可信度和說服力。對照的常用方法有以下幾種：空白對照：不給對照組任何處理因素。條件對照：雖然給對照組施以部分實驗因

4、素，但不是所要研究的處理因素。自身對照：對照和實驗都在同一研究對象上進行。相互對照：不單設對照組，而是幾個實驗組相互對照。在實驗中要注意“變量”的控制，一般只確認一個變量，即對實驗結果有影響的變量。H觀察和收集數(shù)據(jù)：在實驗方案中要事先設計定時觀察的內(nèi)容和觀察的次數(shù)，同時應按要求進行觀察，并將觀察到的現(xiàn)象和結果如實記錄下來。有的實驗還需要采集數(shù)據(jù)。I實驗分析：對實驗記錄下來的現(xiàn)象、結果、數(shù)據(jù)進行整理、分析，有的可以用圖表表示出來。J實驗推論：即根據(jù)實驗事實進行推論，得出結論的過程。K成果交流：即寫出書面實驗報告。(2)用“具體化法”理解植物向性運動的實驗設計思路和方法。植物向性運動實驗的設計思路

5、植物的向性運動實驗設計方案示例例1植物的向光性實驗設計：(1)實驗題目：植物的向光性實驗。(2)目的要求：觀察植物在單側光照射下的生長情況，驗證植物的生長具有向光性。(3)材料用具：植物幼苗(玉米、小麥等)、火柴桿、小花盆(或培養(yǎng)皿)、泥土、不透光的紙盒、臺燈、剪刀。(4)實驗假設：依據(jù)植物生長的向光性原理，幼苗應朝紙盒開孔的方向生長，也就是向著光源的方向生長。(5)實驗預期：經(jīng)過一定時間后，幼苗將彎向光源生長。(6)方法步驟：用剪刀在不透光的紙盒一側挖一個直徑為1 cm的孔，待模擬單側光照射時使用。將幾株長勢相同但真葉尚未長出胚芽鞘的小麥幼苗依次排開，分別栽種在兩個花盆中。在幼苗的旁邊插一根

6、火柴桿，作為對比的參照物。將制作好的遮光罩扣住花盆(一組用不透光的紙盆，另一組用一側帶小孔的紙盒)，白天將裝置置于陽光充足的地方，夜間以臺燈代替光源，并使光從小孔中透入紙盒。每天打開紙盒，觀察幼苗的生長情況，記錄下高度、傾斜角及當日溫度、天氣等情況，并間斷地拍照，保留圖片記錄。但要注意，打開紙盒觀察實驗現(xiàn)象的時間應該盡可能地短，并保持透光孔的方向與前次一致。(7)實驗記錄：將觀察日期、時間、環(huán)境條件(溫度、天氣)、幼苗生長情況等列表記錄，記錄時，不但要記載符合預期的現(xiàn)象，也要記載與預期相矛盾的現(xiàn)象。以便對結果進行如實分析，同時從中找出實驗成功的原因或失敗的教訓。(8)實驗結果和結論：分析實驗結

7、果，得出結論。例2植物向重力性實驗設計(1)實驗題目：植物的向重力性實驗。(2)目的要求：了解植物根的生長具有向重力性的特點。(3)材料用具：剛萌發(fā)的玉米種子(胚根長05 cm左右)、培養(yǎng)皿、棉花、濾紙、膠布、橡皮泥、剪刀。(4)實驗假設：根的生長與地心引力有關。(5)實驗預期：經(jīng)過一定時間之后，4粒玉米種子的胚根都向下生長。(6)方法步驟：取4粒同樣大小已萌發(fā)并長出胚根的玉米粒，平放在一個培養(yǎng)皿內(nèi)，使其胚根尖端部分朝向培養(yǎng)皿中央。各萌發(fā)的玉米粒分別位于羅盤的東、南、西、北位置。將濾紙剪成培養(yǎng)皿大小，蓋在玉米粒上，然后再蓋上濕棉花，直到填滿整個培養(yǎng)皿。注意不要將棉花塞緊，以免影響根的生長。蓋上

8、培養(yǎng)皿蓋，邊緣用膠布封口，豎起培養(yǎng)皿，用橡皮泥固定住。將豎立的培養(yǎng)皿放入恒溫箱中培養(yǎng)，注意培養(yǎng)皿中玉米粒的位置必須保持不變，使最上面的玉米粒的胚根垂直向下，最下面玉米粒的胚根垂直向上，左右兩個玉米粒的胚根處于水平位置(如下圖)。(7)實驗記錄：列表記錄這4粒玉米種子胚根的生長情況。(8)實驗結果和結論：分析實驗的結果，得出結論。2解題障礙的突破用“發(fā)散思維與輻合思維結合法”解有關實驗設計的問題。實驗設計題一般要求確定實驗原理、選擇實驗器材、安排實驗步驟、設計數(shù)據(jù)處理的方法及分析實驗現(xiàn)象，主要考查是否理解實驗原理和學會分析實驗結果，是否具有靈活運用實驗知識的能力。題型有如下幾種：設計實驗方案先明

9、確實驗目的及附加條件，寫出實驗原理，設計實驗方案。解答這類題首先根據(jù)題目的要求和給出的條件，確定和書本相關的知識點及實驗原理，然后再設計便于操作的實驗方案。實驗步驟：根據(jù)題目給定的實驗器材和藥品以及實驗提出的目的，設計或補全實驗步驟，預期實驗結果與分析。解答這類題的步驟如下：A明確實驗目的，B分析實驗原理(實驗原理可能以新信息的形式給出)，C分析實驗材料(對實驗材料的分析常常是解題的突破口)，D確定實驗思路，e.分析實驗步驟，f.預期結果與分析。設計實驗改進方法：要求我們分析已有的實驗設計方案中的科學性和嚴密性，并以此為媒介，引導解決問題的最佳方法，進一步培養(yǎng)我們的科學素質和科學實驗能力。例1

10、如下圖所示，將植物橫放，莖彎曲向上生長，根彎曲向下生長。這與重力影響生長素的分布和根、莖對生長素的敏感性不同有關。下列分析正確的是AA處生長素濃度較B處高，莖對生長素敏感性高，A處生長受抑制，B處生長快，莖向上生長BD處生長素濃度較C處高，根對生長素敏感性高，D處生長受到抑制，C處生長快，根向下生長CC處生長素濃度較D處高，根彎曲向下生長DB處生長素濃度較A處高，莖彎曲向上生長解析： 單側光照射和地心引力(重力)都可以改變生長素在植物體內(nèi)的分布，從而引起植物的向性生長。重力引起生長素的分布情況是：近地一側分布得多，背地一側分布得少。由于生長素作用的雙重性及植物根和莖對生長素的敏感程度不同(根生

11、長需要的生長素濃度低，莖生長需要的生長素濃度高)，因此，同一濃度的生長素對根的生長表現(xiàn)為抑制，而對莖的生長則表現(xiàn)為促進。把植物橫放一段時間后，由于近地側生長素濃度高，對根來講，抑制近地側的生長，而使背地側生長得快，對莖來講，促進近地側的生長，而使近地側生長得快，因此植物就表現(xiàn)出根向地生長、莖背地生長的現(xiàn)象。答案：BD總結：本題考查學生運用生長素的知識解釋植物向性運動的原因，通過對本題的解答，加深學生對生長素生理作用兩重性的理解。例2下圖曲線表示莖伸長生長與植物生長素濃度的關系。如果將同樣濃度范圍的植物生長素使用于側芽，則能代表它生長狀況的曲線是ABCD解析：考查生長素的生理作用特點及學生的圖解

12、變換能力。同一濃度的生長素對同一植物的不同器官影響不同，即同一植物的不同器官對生長素的敏感性不同。對于芽來講，促進生長的最適濃度是108 mol/L左右，而對于莖來說，最適濃度為104 mol/L左右，而該濃度已嚴重抑制芽的生長。因此隨著生長素濃度的逐漸增大(一定范圍內(nèi))莖的生長速度逐漸增大的話，芽的生長速度會逐漸減小，因為該濃度范圍已超過芽生長的最適濃度。答案：A總結：本類型的題是高考考查的主要趨向之一，題目源于課本而高于課本，題在書外理在書內(nèi)，既考查了學生對基本知識的理解，又考查了學生對圖解、曲線的遷移能力，兩個目標有一個達不到，就不可能作出正確的判斷。例3宇宙飛船上的植物生長是否也具有向光性？_。為什么？_。 (2)如果在太空飛船的暗室里放一盆植株，這盆植物放在一個v8轉/分勻速轉動的旋轉器上，且暗室中始終亮著一個固定光源，如上圖所示。過一段時間后，這盆植株的莖將_生長，原因是_。該植物的根是否還具有向地性？原因是什么？_。解析：考查植物的向光性及向重力性。植物的向光性是由于植物受到單側光的刺激而作出的定向運動，只要有單側光就能發(fā)生向光性運動。若把植物放在勻速旋轉的轉盤