基于深度学习的“植物的激素调节”专题复习

四川

所谓深度学习，就是指在教师引领下，学生围绕着具有挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。在这个过程中，学生掌握学科的核心知识，理解学习的过程，把握学科的本质及思想方法，形成良好的内在学习动机、高级的社会性情感、积极的态度、正确的价值观。高三生物二轮复习的主要任务是从基本概念、原理和规律入手，内化知识、构建结构，进行知识迁移、整合，并运用基本概念和原理解决实际问题，实现深度复习，提升学生学科核心素养。下面笔者对“植物的激素调节”深度复习进行了探讨。

教师展示番茄的大棚生产情境（如图1），整个专题复习过程围绕番茄的大棚生产展开。

图1 番茄的大棚生产

1.设计实验 深度探究

教师指出：在番茄的大棚生产中，为做到有计划的上市，可采用乙烯利催熟番茄。

【探究1】番茄成熟过程中，果实由绿色变为红色，还原糖含量升高。请以果实颜色和还原糖含量作为检测的指标设计实验验证乙烯利具有促进果实成熟的作用。（要求：写出实验思路并预期结果）

学生分析思考、小组讨论、合作学习、设计实验。

小组1：取尚未成熟的番茄平均分为两组，一组用乙烯利处理；另一组用清水处理。一段时间后乙烯利处理组的果实颜色比清水处理组更红；取两组番茄的果肉，分别研磨成匀浆，除去色素，过滤，取无色滤液用斐林试剂检测其中的还原糖，乙烯利处理组呈现的砖红色深于清水处理组呈现的砖红色。

小组2：取尚未成熟的番茄平均分为两组，一组用乙烯利处理；另一组用清水处理。一段时间后乙烯利处理组的果实颜色比清水处理组更红；取两组番茄的果肉，分别研磨成匀浆，用还原糖测定仪测定其还原糖含量，乙烯利处理组还原糖含量高于清水处理组还原糖含量。

【探究2】研究小组为探究某品牌乙烯利在催熟番茄过程中的最适浓度进行了如下实验。请补充完善实验并回答问题。

实验步骤：

（1）________________________________________________________________________________；

（2）将生长发育状况相似的未成熟番茄均分为若干组（每组有一定数量且各组数量相等），分别在_________中浸泡适宜且相同时间后同时放在相同且适宜的环境中，一段时间后观察、分析各组番茄果实颜色并检测其还原糖含量的变化，找出促进番茄成熟的最适乙烯利溶液浓度的大致范围；

（3）在促进番茄成熟的最适乙烯利溶液浓度的大致范围内，配制______________________________________溶液重复上述实验，番茄果实颜色最红、还原糖含量最高组所对应的浓度即为促进番茄果实成熟的乙烯利溶液最适浓度。

问题：进一步检测发现，果实成熟过程中淀粉和一些酸性物质含量减少，据此推测还原糖含量增加的原因是_______________________________________。

学生分析思考、小组讨论、补充完善实验。

思考：如果将某品牌乙烯利推向市场，需要在包装上标注对消费者提示和说明的内容有哪些？（至少答出3 点）

学生讨论、回答。

学生通过探究2，可实现对教材实验“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的迁移，理解在进行科学研究时进行预实验的作用。分析、比较探究1 和探究2，深度感悟设计实验思路和设计实验步骤的异同，形成相应的答题策略：设计实验思路 ——①控制自变量，②检测因变量；设计实验步骤 ——①取材、分组、编号，②施加自变量，③控制无关变量，④检测因变量。设计和补充完善实验的过程中，学生充分讨论、交流，不断修正、完善方案并进行有逻辑的表达，深度探究，掌握科学探究的基本思路和方法，提高学生的科学探究能力。并通过思考将某品牌乙烯利推向市场，在包装上需就“施用浓度、使用时间、适用果实种类、使用方法、生产日期、有效期、生产者及其他注意事项”等对消费者作出提示和说明，深刻理解植物生长调节剂在生产上的应用，提高实践能力。

2.构建模型 深度思考

教师提问：在番茄的生长发育过程中，只有乙烯这种植物激素起作用吗？在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，多种激素相互作用共同调节。请构建各种植物激素在植物的生长发育和适应环境变化的过程中相互作用关系的概念模型。

学生思考、小组讨论、建构模型（如图2）。

图2 植物激素相互作用关系概念模型

教师指出：在调节植物生长发育和适应环境变化的各种植物激素中，最早被发现和研究的是生长素。

思考：（1）比较生长素的发现过程中的各个实验（如表1）。

表1 生长素发现历程

（2）生长素有哪些生理作用？它的作用方式是什么？有何特点？

学生在讨论和构建植物激素相互作用关系概念模型的过程中，整合知识、优化结构，思维深度碰撞，能建立起更高级的逻辑关系和更深刻的知识体系，深刻理解在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素相互作用共同调节。通过思考（1），同学们可以体验科学探索的历程，深度感悟科学精神。通过思考（2），学生可以实现对生长素的作用及其特点的理解。学生在建模和回答问题中深度思考，培养了批判性思维能力。

3.联系生产 深度应用

教师提出生产问题：

（1）据调查：市场上无子番茄深受消费者喜爱。可通过哪些途径获得无子番茄？它们的原理分别是什么？

（2）请列举在番茄的大棚生产中，合理使用植物生长调节剂来提高番茄产量的措施。

（3）请运用光合作用、细胞呼吸及生态系统的科学原理分析，在番茄的大棚生产中，除合理使用植物生长调节剂外，还可用哪些措施来提高番茄的产量。

学生运用“植物的激素调节”科学原理，深入分析和讨论。利用生长素促进果实发育的原理，用一定浓度的生长素涂抹未受粉的雌蕊柱头或子房；运用染色体数目变异的原理，通过多倍体育种培育三倍体可获得无子番茄。合理使用植物生长调节剂，可采用“赤霉素处理种子促进种子萌发；打顶、摘心去除顶端优势；用萘乙酸液喷花和果实防止落花落果或进行疏花疏果；用2，4-D 刺激未受粉的雌蕊柱头或子房促进产生果实；用乙烯利处理果实促进成熟”等措施提高番茄产量。运用“光合作用、细胞呼吸及生态系统”的原理，经历“措施→条件→生理过程→结果”的科学思维，列举出提高番茄产量的系列措施（如图3），形成运用课堂所学解决生产问题的意识，增强学生尝试解决生产中生物学问题的担当与能力，实现知识的深度应用，训练学生的创造性思维，增强社会责任感。

图3 提高番茄产量的措施

4.真题演练 深度反馈

【例题】（2019 年，全国卷Ⅱ，第29 题）某研究小组切取某种植物胚芽鞘的顶端，分成甲、乙两组，按如图4 所示的方法用琼脂块收集生长素，再将含有生长素的琼脂块置于去顶胚芽鞘切段的一侧，一段时间后，测量胚芽鞘切段的弯曲程度（α 角），测得数据如表2。据此回答问题。

图4

（1）生长素在胚芽鞘中的运输属于极性运输，这种运输的方向是_________________。

（2）图4 中α 角形成的原因是___________________________________。

（3）据表2 可知乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α 角基本相同，但小于甲琼脂块所引起的α 角，原因是________________________________________________________________________。

表2

【答案】（1）从形态学上端到形态学下端（2）琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段的左侧，使胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧，引起胚芽鞘左侧生长快于右侧，形成α 角（3）乙左右两侧琼脂块中的生长素含量基本相同，但小于甲琼脂块中生长素的含量

【试题分析】此题呈现了一个较为复杂的学习探究情境，体现学业质量水平“科学思维”的三级水平——能基于给定的事实和证据，采用归纳与概括、演绎与推理等方法，说明相关概念的内涵。考查生长素的极性运输和生理作用。完成本题学生需要从题中的文字、图示和表格中获取的信息有：①琼脂块中的生长素只能沿着胚芽鞘的接触面向下运输；②乙组左、右两侧琼脂块中生长素的含量基本相同，但小于甲组琼脂块中生长素的含量。运用假说-演绎的科学思维方法，基于科学实验的过程和结果，分析归纳得出：①琼脂块放置在去顶胚芽鞘切面的左侧，导致琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段的左侧，使胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧，引起胚芽鞘左侧细胞的生长快于右侧，形成α 角；②乙组琼脂块左、右部分中的生长素进入胚芽鞘切段左侧的量几乎相同，但明显小于甲组琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段左侧的量，所以乙组左、右两侧的琼脂块所引起的α 角基本相同，但小于甲组琼脂块所引起的α 角。从而对实验结果做出合理解释，并能够用文字进行有逻辑的表达，训练学生的逻辑思维，发展学生获取信息的能力和理解能力，实现深度反馈。

5.反思

创设番茄的大棚生产情境，将教学内容转化为具有学习逻辑的学习资源，围绕解决生产中的一系列问题展开深度复习，为学生提供了真实的表现机会。在解决番茄大棚生产的一系列真实、具体、富有价值的问题中，学生自主学习、小组讨论、合作探究，积极主动参与有意义的实践性学习，掌握植物的激素调节的核心知识，训练学生的批判性思维和创造性思维，发展了学生的创新能力、合作能力和沟通交流能力，提高了学生的学科核心素养。