植物向光性教案模板(精选5篇)由刀豆文库小编整理,希望给你工作、学习、生活带来方便,猜你可能喜欢“植物向光性教案”。
第1篇:探究植物向光性实验
探究植物向光性实验
观察记录
提出问题:
植物的种子发芽后,生长为什么会发生偏斜? 作出假设:
植物的种子发芽后,朝向阳光存在的方向偏斜生长有可能是因为植物具有向光性。
制定计划:
用小麦做实验,将小麦放到阳光下,观察各阶段小麦的生长方向。实施计划: 第一阶段:
为防止无法发芽的风险,所以将小麦种子泡在温水中24小时后,一部分放在湿润的纸巾上,一部分种入土中,等待其发芽。第二阶段:
纸巾上的小麦已长出发芽,土中的小麦还未发芽。第三阶段:
土中和纸巾上的小麦都已长出幼苗,并且有轻微向阳光方向倾斜。第四阶段:
种下的小麦已有较明显的偏斜,于是将余下的种子也浸泡后一并放入盆中。第五阶段:
纸巾上和土中的小麦皆已长成幼苗,也已有较明显的偏斜,实验结束。得出结论:
植物的种子发芽后,会发生偏斜,并且是朝向阳光存在的方向,因为植物有向光性。
第2篇:植物的向光性研究
植物向光性的研究
摘要 植物的向光性反应的机理至今仍未完全揭示和证实。植物生长发生定向弯曲的现象称为向光性(phototropism)。植物感受光的位置主要有茎尖、根尖、胚芽鞘尖端、叶片或生长中的茎。本文主要介绍与植物向光性有关的化学物质有各种光受体,生长素,钙离子等;向光性的机理还在争议之中。了解植物向光性原理对调节植物生长发育中具有重要作用。
关键词 光受体;钙离子;向光性机理
1. 光受体
光受体主要包括:
1)光敏色素(phytochrome, phy), 主要感受红光(620-700nm)和远红光(700-800nm)。
2)蓝光受体, 主要是隐花色素(cryptochrome, cry)感受蓝光和近紫外光区域的光UV-A(320-380 nm);向光素(phototropin, phot), 感受蓝光(380-500nm)。
3)吸收蓝绿光的ZTLS(Zeit lupes)家族,主要感受蓝绿光(450-520 nm)。4)未鉴定的UV-B 受体, 感受紫外光B区域的光(波长280-320 nm)
1.1光敏色素
光敏色素的生理作用从种子萌发到开花、结果影响到衰老。1959 年Butler等 用双波长分光光度计观测到对黄化玉米(Zeamays)幼芽或其蛋白提取液照射红光后, 在RL区的吸收减少, 远红光区的吸收增加;而照射远红光后RL区的吸收增加,在FR区的吸收减少。这种吸收差异的光谱变化,可以反复发生多次。次年4月Harry Borthwick和物理化学家Sterling Browm Hendricks 把这种吸收红光、远红光可逆转换的色素命名为光敏色素。
光敏色素是植物体内含量甚微的、易溶于水的、浅蓝色的色素蛋白质,是由2 个
亚基组成的二聚体, 相对分子质量为250 kD。光敏色素对生长素蛋白的磷酸化可能是光敏色素和IAA 调控植物发育的分子机制。
1.2蓝光受体
植物具备一套复杂的由两种蓝光受体和多种信号转导下游组分组成的蓝光感应系统,通过感受光照强度、光的方向和光周期,调节自身对蓝光的应答。
1.2.1隐花色素
隐花色素(拟南芥中包括CRY1和CRY2)是一种类光解酶的蓝光受体,存在于细菌、植物、动物和人体内。现己知隐花色素在植物种子萌发中的去黄化作用、光周期诱导开花和调节昼夜节律中均起作用。即隐花色素的激活可以与COPI(光形态建成型蛋白nconstitutive photomorphogenic protein)相互作用, 以调节其自身与HY5(是第一个得到鉴定的HY5 的作用靶位)类似的正向调控能力。HY5积累之后可以促进光形态建成。隐花色素的活性是受磷酸化影响的。
1.2.2向光素
向光素分子量120kD,能够结合黄素单核苷酸(FMN)进行自动磷酸化作用,它介导植物向光性运动、叶绿体移动与气孔开放等反应,在蓝光信号传导反应中它启动生长素载体的运动和诱导Ca2+ 的流动,从而调节植物细胞相关的反应。
1.2.3 UV-B受体
UV-B 受体主要吸收280-320 nm 光, 此受体吸收紫外光有利于保护植物其他代谢反应, 还可以合成花青苷和黄酮类物质, 保护细胞不受伤害.UV-B 或其他波长辐射都能提高植物细胞的响应。当光子被一些受体接收后则产生一种信号, 通过细胞信号途径转导直至细胞的响应部位作出反应。虽然红光或蓝光受体能吸收UV-B这一波长的光量子, 但一些研究指出, UV-B辐射的原初受体既不是光敏色素或隐花色素或受损(DNA受损、ROS产生)。Mackrne 等认为它们虽然不是UV-B 的光受体, 但DNA 受损、ROS的产生或膜损伤都能引起植物响应。
1.2.4 ZTLs(Zeit lupes)家族
该家族吸收蓝绿光, 该类基因在拟南芥、铁线蕨和粗糙脉胞菌中发现, 但含量较低ZTLS 家族可能是引起生物钟降解反应中的成分。每个基因的突变或是错误表达都能影响昼夜节律, 表明ZTLs家族可能是新型蓝光受体。该类受体有待进一步验证和研究。
2.钙离子在向光性应信号转导中的作用
Ca2+ 作为细胞内、外信号的重要的第二信使, 在向性运动的信号转导中起了重要的调节作用。用表达钙结合荧光蛋白的转基因拟南芥和烟草观察到, 蓝光可诱导胞质钙瞬时快速升高, 蓝光诱导野生型拟南芥幼苗的胞质钙离子浓度瞬时升高, 而缺失向光素突变phototropin 1 的胞质钙离子浓度无明显变化, phototropin 1 有可能通过胞质钙离子浓度的变化引起进一步的生理反应.由此看来, Ca2+ 通道介导的胞质Ca2+浓度的波动可能是向光性信号转导的途径之一。
3.向光性运动机理
目前,植物向光性运动机理有两种假说:生长素分布不均匀假说和抑制物质分布不均匀假说。
3.1生长素分布不均匀假说
Cholodny(1927)&Went(1928)以燕麦胚芽鞘为材料研究发现在单侧蓝光作用下,背光侧胚芽鞘顶端扩散到琼脂中的生长刺激物质活性高于向光侧,并认为该物质是生长素,据此提出向光性运动是由于在单侧光作用下生长素分布不均匀引起的Thimann 等(1937)称之为Cholodny2Went 学说,并应用该学说解释植物向光性运动现象,沿用至今,成为解释向光性运动的经典理论。Iino(1991)以玉米为材料,对玉米胚芽鞘向光侧和背光侧内源生长素含量的测定表明,单侧蓝光引起生长素分布不均匀,从而引起胚芽鞘向光弯曲,此结果支持了Cholodny2Went 学说。
3.2抑制物质分布不均匀假(Bruinsum2HasagawaTheory)
Hasagawa 等(1980~1986)以萝卜等为材料,对向光性运动机理进行了详细的研究时发现单侧光引起向光侧积累生长抑制物质,从而提出Bruinsum2Hasagawa
学说(1990),认为植物向光性运动是由于单侧光引起生长抑制物质分布不均匀所致。一些研究表明,在不同植物中引起向光性运动的抑制物质有所不同。目前,两种说法还在互相争议之中,传统的经典理论面临严峻考验,然而科学也正是在不断的质疑中发展了。
展望
植物的生长发育被许多环境因子所刺激, 其中包括光,光具有特殊重要的地位.因为它不仅影响着植物几乎所有的发育阶段也可能通过影响光敏素、隐花色素和紫外光受体等蛋白质构像, 引起光信号传导, 从而改变细胞激素水平和基因表达模式, 调节植物生长发育的各个方面,如引起植物的向光运动。研究植物的向光运动的相关化学物质及其机理可以帮助人们更好的了解植物的生长过程及影响因素。向性反应是植物生长发育中的重要生理过程。近十几年来,模式植物拟南芥的蛋白互作分析和基因组的研究极大推动了向光信号转导领域的发展,今后这些技术仍将是这一领域研究中的有力工具。相信随着研究的深入,将有越来越多的向光反应受体功能及调控相关基因会被鉴定出来,从而全面了解植物的生长发育机制,在世界的粮食局势、自然环境变动的严峻挑战中,用光给未来以富足之光,希望之光。
参考文献:
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第3篇:植物向光性原因的探究教案
第四章生命活动的调节 植物向光性原因的探究
一、教学思路
(一)教材介绍
《植物的激素调节》是高中生物必修第一册第四章第一节的内容。生命活动的调节是继生命活动的物质基础、结构基础和新陈代谢之后的教学内容。生物体作为一个独立的个体,各种新陈代谢活动及生殖发育能够严格有序地进行,需要各系统、器官及基本单位的协调统一;生物体作为某一环境中的成员,能够生存下来,需要自身对外界环境的变化做出相适应的反应。那么生物体内的协调统一,生物与环境的协调统一,内在因素就是生物体本身具有调节能力。可见,生命活动的调节对生物体的生存与发展是至关重要,由此也决定了本章在全书中的重要地位。第一章的细胞分裂、第五章的植物个体发育、第八章的生物因素对生物的影响和生物对环境适应等内容都渗透了本节植物激素调节的内容。
(二)教学目标
知识目标:使学生了解植物的向性运动;使学生了解生长素的发现过程及向光性的原因。能力目标:让学生观察自己设计的植物向性运动的实验现象,通过引导、启发学生提出问题,做出假设,设计植物生长素发现的系列实验并预期、观察、分析实验结果,从而得出结论,使学生初步掌握科学研究的方法和过程,发展学生的科学思维,培养学生自主探索问题的方法和实践能力。
德育目标:通过学生的研究性学习,培养学生执着探索的精神、科学的认知理念和新颖的独特的创新思维品质,提高学生的科学素质。
(三)教学总体安排
两课时,第一课时讲述实验设计,学生分组做关于植物向性运动的有关实验。通过观察实验现象,让学生在教师的引导下主动地完成第二课时植物向光性原因的研究。
二、教学设计 教学目标
1、知识目标:使学生了解生长素的发现过程及植物向光性的原因。
2、能力目标:使学生初步掌握科学实验的设计程序、研究方法和过程。
3、德育目标:培养学生科学研究的执著精神和严谨态度,同时发挥并培养学生在思维新颖性和独特性等方面的创新思维品质。
(二)教学重点和难点 教学重点:
生长素的发现:使学生初步掌握科学研究的方法和过程。教学难点:生长素发现的实验设计 课前准备
用三周的时间来准备:第一周学生做实验设计的报告;第二、三周学生开始做实验,并纪录分析实验结果。教学过程
整个教学过程的设计目的:课前开展实验使学生成为主动学习的研究者,教师成为教学活动的组织者、参与者和指导者。本课在植物向光性原因的研究过程中,引导学生设计一系列实验展示对生长素发现过程的探究,使学生亲自去经历一个“发现的过程”。在实践活动中,对于实验过程的设计教师要鼓励引导学生有新的发现,新的创新,而不是简单的去重复科学家的工作,从而对经典实验进行补充和完善。这样学生是通过亲自实践获取的直接经验,从中初步学会了科学方法,培养了科学精神和科学态度及思维的新颖性与独特性等创新思维品质。在本课的设计中教师的引导很关键,引导完全是从学生的认知角度出发。引言:
我们在绪论中学习了生物体具有应激性,应激性是生物体对外界的刺激做出的一定的反应,以适应环境的变化的过程,而生命活动的调节也是为了适应环境的变化。那么就植物来说是如何进行生命活动调节的呢? 在课前,同学们分组作了几个相关的实验,下面我们就请这几组同学来介绍一下他们所做的实验:向水性、向光性、向重力性、茎的背地性。(学生介绍实验)目的:培养学生的试验操作能力和语言的表达能力。几组同学都介绍的很详细,实验结果也很清楚,我们通过观察几组实验的结果会发现植物的向性运动其实就是对环境的一种适应,而这种适应性都是为了使植物体自身获得更好的生存条件。
那么植物体为什么会表现出这种适应性?现在我们就以植物向光性为例来研究一下:
同学们作了向光性这个实验,幼苗一个放在黑暗中,一个放在单侧光下。(图一)同学们看到的实验结果是已经长出幼叶的植物的向光性,其实植物一出芽就具有向光性,所以我们今天利用胚芽鞘来研究向光性,幼芽外包有胚芽鞘(看图解释),我们现在看到的这个图就是被胚芽鞘包着的幼芽。
结果:黑暗中直立生长、单侧光下弯向光源生长。这个实验说明:植物具有向光性,其弯曲生长与单侧光有关。
目的:培养学生观察总结的能力。
问:弯曲与生长有关,那么胚芽鞘究竟哪个部位明显生长了?采用什么方法去研究?提示:生长一定有变化,如何看到这个变化这就需要做标记。(讨论)(让学生做出预期)(图二)目的:培养学生创新思维和预期实验结果的能力。可能情况:
①切去尖端:不可以,尖端切下来,下部长或不长都不能证明尖端是否生长了,也不能证明尖端存在是否会影响下部的生长,只能在整体情况下才能研究。②染色:可以,生长部可能会变浅,但很难设计对照,实验结论不严密。(让学生做出预期)③画等距离的横线:可以,精确的测量,并且每一段都要测量,操作复杂。(学生作预期结果)
④画一条竖线:可以,实线都断开说明都长;只有上部断开说明尖端长;只有下部断开说明尖端下部明显生长。
证明:尖端下部明显生长了,而尖端不长。
问:尖端不长,那么尖端对向光性生长有什么作用,如何设计实验来研究尖端对向光性的作用?提示:尖端没有行不行(讨论)(图三)
目的:培养学生发现问题、提出问题、剖析问题的能力。①切去尖端:可能会出现什么结果,说明什么问题? ②直立生长:生长与尖端无关 ③弯曲生长:弯曲与尖端无关
④不长也不弯曲:尖端对生长和向光性都有明显的作用 所以:尖端存在植物才表现出向光弯曲生长。说明:尖端对生长和向光性都有明显的作用 问:那么尖端是如何对尖端以下部位造成影响的?提示:是尖端本身还是尖端产生某种物质引起的下部的生长?假设:尖端产生的物质运输到下部,对下部产生的影响。目的:进一步培养学生利用假设来研究问题,设计实验并完善实验的能力,着重培养学生严谨的科学思维。
怎样设计实验去验证假设是否成立?提示:如果产生了某种物质,物质与尖端不分开,就无法研究是那个因素在起作用,分开用什么方法?(讨论)学生:提取。
如何提取?把尖端切下来(演示:用琼脂块来提取。)把尖端放在琼脂块上一段时间后会怎样?接下来如何通过实验来判断提取物的作用?(讨论)(图四)
切下放过尖端的琼脂块,放在正上方去尖端的胚芽鞘上,预期可能现象: ①直立生长:有物质产生
②没有生长:没有产生任何物质 结果:直立生长证明产生了物质,那么是尖端产生了物质还是琼脂的作用使下部生长了?怎么证明?
学生:对照。没有放过尖端的琼脂也放在没有尖端的胚芽鞘上看有没有生长:长:没有产生物质;不长:确实产生了某种促进生长的物质。
结论:有物质产生运输到下面促进下部生长——是生长素。
问:如果放置在一侧会怎样?预测:向有琼脂块的一方弯曲,可能是压的;向放琼脂块的对侧弯曲,应该是物质向下运输有琼脂块的一侧生长造成的。结论:生长素分布不均引起弯曲。目的:培养学生知识迁移的能力。问:向光性中的弯曲也应该是生长素的分布不均造成的,那么单侧光照在胚芽鞘哪个部位才会引起向光性?设计实验
提示:是照在尖端还是照在尖端下部?(讨论,设计实验并作预期)(图五)
目的:思考时,简化问题,学会从简单入手来剖析科学真理的能力。
①如果照尖端,尖端下部遮上:直立生长,弯曲与尖端无关;弯曲生长,弯曲与尖端有关 ②如果照尖端下部,尖端遮上:直立生长,弯曲与尖端下部无关;弯曲生长,弯曲与尖端下部有关。
结论:感光部位是尖端。
我们从观察现象,看到向光弯曲生长,生长部位是尖端下部,弯曲部位是由于两侧生长素分布不均,生长素是由尖端产生的,分布不均是由于尖端出现了横向运输,横向运输的出现又是由于尖端是感光部位。最后总结: 结论:
①向光性与植物的生长素有关
②生长素有植物胚芽鞘的尖端产生向下运输引起尖端以下部位的生长 ③尖端是感光部位 通过这节课的研究,同学们感觉向光性原因的研究过程难吗?但科学家为了弄清向光性的原因却研究了50年,可见同学们都是很聪明,很有潜质的,只要勤于观察积极思考,成为科学家也不难。
练习:都在单侧光下的生长情况: 图一图二 图三图四 图五 练习
教学后记:
该课例对于教师:课前准备要十分充分,把课上“发现的过程”每个环节所遇到的问题,学生将可能出现的想法要尽可能的考虑周到,这样能够对课堂出现的问题做好灵活的处理。还要注意教师的引导要正确到位,并对学生的新想法给予及时鼓励和评价。对于学生在课前开展实验活动,让学生亲历实践获取直接经验,可以培养学生的实验能力和独立设计、思考解决问题的能力;在课堂不仅能够调动学生的积极性,使学生成为主动学习的研究者,还培养了学生的科学精神和科学态度及思维的新颖性与独特性等创新思维品质。通过本节课的学习研究,学生能够清楚的掌握实验设计的方法和原则。
第4篇:大班科学活动探索植物的向光性
大班科学活动——探索植物的向光性
试飞院幼儿园
许卓
一、背景及设计意图:
对于这次的活动的设想主要来源于我园的春季种植活动,孩子将自己带的种子种进了植物园,有的孩子就开始有了担忧,他们担心长出来的小苗苗会不会被太阳晒死,因为有的孩子亲眼见过被太阳晒死的枯苗。而有的孩子说不会的,苗苗之所以被晒死是因为缺水,苗苗不但喜欢阳光,有了阳光苗苗还会长得更好,像向日葵、太阳花还会追着太阳转动呢!”真的吗?花还会随着太阳转!”孩子们一下子就被这个话题所吸引,开始七嘴八舌的讨论开。有的孩子说植物又不像人类有脖子怎么可能转头?有的孩子说是听吗妈说的,至于什么原因就不知道了。孩子们将目光投向了我,看到这番情景,我感到这是引导幼儿探索植物向光性的一个很好的切口。大班孩子的观察力、思维力及动手操作能力较小孩子有了飞速的发展,于是我组织幼儿就“光对植物的生长有什么影响”展开讨论,并告诉孩子实验室验证科学探究的重要方法。二、活动前准备:
请部分孩子把奶盒从中间隔开种上豆子,并把其中一个用报纸围起约7—8cm高度的圆台体,另一部分正常摆放,请孩子们猜想圆台体内的豆苗和正常摆放的豆苗谁会长得更高,并将猜想结果记录,还有部分孩子将以发芽的土豆、豆苗放在漆黑的纸盒内的一端,另一端上方剪出直径约2cm的圆洞,放在向阳的窗台上,请幼儿猜想苗苗会不会从洞内长出来,并记录猜想结果。三周后,苗苗已经长得很高了,时机成熟。三、目标:
1、通过有趣的观察、实验理解植物的向光性。2、自由选择工具测量幼苗的长短。
3、培养幼儿坚持观察的良好习惯,并对根的向水性的问题产生进一步的探究欲望。
四、准备:
PPt、自然测量工具、标准测量工具 五、活动流程
1、尝试用不同的测量方式来验证自己的猜想
出示圆台体内的豆苗和正常摆放的豆苗,幼儿自主选择不同的测量工具进行测量比较来验证先前关于豆苗生长高低的猜想并记录。
2、讨论“为什么围了报纸的苗苗要比不围报纸的苗长得高”(1)、请幼儿说一说测量结果。
(2)、讨论“为什么围了报纸的苗苗要比不围报纸的苗长得高?”鼓励幼儿大胆表述自己的想法,发表不同的意见。教师根据孩子的表现适时地进行引导、指导。
3、观赏PPT发散思维并迁移经验
请幼儿观看关于热带雨林植物为了获得一线阳光,拼命往上生长的这一现象,来获得相关经验,并将此经验迁移,总结出产生这种现象的原因 :植物为了获取更多的阳光而使劲向上长,土豆苗、豆苗从圆洞内长出来也是为了获得阳光,我们把这种现象称为植物的向光性。
4、利用已获得的经验解决生活中的问题
(1)、再次请幼儿观看ppt,(阳台内的植物,生长都朝着像阳光的方向倾斜等)引发幼儿讨论“他们都有哪些规律 ?为什么会发生这样的事情?怎样才能使它们均与生长?”幼儿充分讨论(2)、PPt(黑暗的屋子里左处有一束光线投向豆苗,几天后,豆苗左倾,光线换到右边,观察豆苗由弯变直,再右倾。)进一步加深巩固幼儿对向光性的理解。
活动延伸
我们都知道植物是由根、茎、叶组成的,通过实验我们都知道了植物的茎和叶有向光性,那么植物生长在泥土里的根呢?在水源充足的情况下和遇到干旱水源有较远的时侯它们的生长又有什么养的变化。
试飞院幼儿园
许卓
2013-1-12
第5篇:《科学植物向光性的实验》实验报告
《科学植物向光性的实验》实验报告
(一)1、所需材料用具主要有:
豌豆种子、玉米种子、若干锡纸、不透光的纸盒二个,培养皿、剪刀、胶带等。
2、实验原理简述 :在单侧光刺激下,植物表现出向光性
3、实验设计及观察
(二)植物的向光性实验:准备好八个装满泥土的花盆,把预先泡好的豌豆和玉米种子均匀地播种在土壤中,浇水。放在温暖、光线充足之处,等待发芽。五天后,小苗从土壤中钻出来。再三天后长到近5厘米时分别装入两个纸盒中,用锡纸封存好,在向光处挖一个直径3厘米的小洞。再后三天每天打开两盒子观察,玉米和豌豆都向小洞方向弯曲生长,现象显著地表现出来,而玉米更加明显,如图(一.二.三)。
上述现象是单侧光能引起生长素分布不均造成的,向光一侧生长素分布得少,背光一侧生长素分布得多,生长得快,所以弯向光源生长。
本实验应注意及存在的问题。选择透水好的花盆,便于排水透气,有利于植物萌发、生长。豌豆入土深度为豌豆本身和两倍,太浅小苗不稳,太深萌发过晚。纸盒不能太大,否则离小洞远的那两盒向光性就不明显。低温植物生长较缓慢,高度不够也影响向光性现象。
(三)结论:植物在光线影响下,会保持向一定方向生长的特性。
初二(11)班
熊天46号
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