梳理“其他植物激素”中迷思概念建構正確的知識體系

內蒙古

迷思概念是指和現(xiàn)在的學科概念不同的概念。在教學領域中把頭腦中存在的與科學概念不一致的認識叫作“迷思概念”。人教版必修3 第3 章第3 節(jié)“其他植物激素”中植物激素作用繁多，極易混淆。內容比較抽象，沒有科學史的講解和生活經(jīng)驗的支撐，所以學生在學習上更多的是死記硬背，從而造成對每種激素的產(chǎn)生部位、作用及植物生長調節(jié)劑、植物激素和具有生長素效應的物質存在很多錯誤的認知和理解，這些都屬于迷思概念。迷思概念的存在對學生建構正確的知識體系有很嚴重的負面影響。本文從兩個方面幫助學生進行概念梳理，從而正確全面地理解生物概念，一方面是通過比較法讓學生準確地把握概念，另一方面通過生產(chǎn)實踐的實例，讓學生在真實的情境中理解不同激素的作用。

1.在比較中求同存異，準確理解生物概念

教師可將“其他植物激素”這部分中既有聯(lián)系又相互區(qū)別的概念進行重新提取和編排，組成比較式教學內容，引導學生通過對比、類比等方式，概括和總結不同知識點間的異同點，從而保證學生對概念的認知更準確。

（1）不同激素合成部位：

圖1

（2）脫落酸合成部位與分布的比較

圖2

（3）植物激素作用的比較

圖3

【例1】（原創(chuàng)）下列關于植物激素相關敘述正確的是 （ ）

A.乙烯是植物體內產(chǎn)生的激素，只能促進果實成熟

B.細胞分裂素能夠促進細胞分裂，主要在根尖中合成

C.赤霉素與生長素都能促進細胞伸長，都具有極性運輸?shù)奶攸c

D.脫落酸能夠促進α-淀粉酶的形成，從而抑制種子過早發(fā)芽伸長

【答案】B

【迷思概念糾正】很多學生對乙烯作用的理解存在偏差，認為乙烯只有促進果實成熟的作用，但其實乙烯的作用有很多，例如促進果實等器官的脫落、在雌雄異花同株的植物中可以在花發(fā)育早期改變花的性別分化方向等。教師在課堂教學中可以對此適當?shù)囊?，防止學生將生物概念狹義化。細胞分裂素能夠促進細胞分裂，主要在根尖中合成，而非只在根尖中合成。赤霉素和生長素從合成部位到生理作用有很多相似性，但是它們也有很多區(qū)別，比如運輸方式、作用特點，不能將二者等同看待，且赤霉素不具有極性運輸?shù)奶攸c。脫落酸能抑制種子萌發(fā)，赤霉素能促進α-淀粉酶的形成，促進種子萌發(fā)，需要學生準確把握概念。

（4）植物激素與植物生長調節(jié)劑的比較

圖4

【例2】（原創(chuàng)）下列關于植物激素和植物生長調節(jié)劑敘述正確的是 （ ）

A.二者最根本的區(qū)別是分子結構不同

B.具有生長素效應的物質都是生長素類似物

C.植物生長調節(jié)劑的作用都與調節(jié)植物生長有關

D.植物體內缺少分解生長調節(jié)劑相應的酶使其作用效果更穩(wěn)定

【答案】D

【迷思概念糾正】植物激素與植物生長調節(jié)劑最根本的區(qū)別是來源不同，很多學生錯誤地認為人工合成和植物體內產(chǎn)生的激素結構一定不同。具有生長素效應的物質可以是植物激素，如苯乙酸，也可以是人工合成的，如萘乙酸，只有人工合成的具有生長素效應的物質才稱為生長素類似物。植物生長調節(jié)劑的種類很多，有與植物生長有關的，如赤霉素、矮壯素等，也有促進果實成熟的，如乙烯利。植物生長調節(jié)劑與植物激素一樣，調節(jié)植物的生長發(fā)育，而不僅僅與調節(jié)植物的生長有關。

2.設置情境，助力全面理解激素的作用

按照科學的發(fā)展規(guī)律，不同激素的作用是科學家在研究一些生活現(xiàn)象的過程中逐漸發(fā)現(xiàn)的。例如生長素的發(fā)現(xiàn)歷程是達爾文發(fā)現(xiàn)“植物有向光彎曲生長的現(xiàn)象”，并對此設置了一系列實驗，后來的幾十年間科學家們進行了很多實驗就是為了探究植物為什么會向光彎曲生長，由此而發(fā)現(xiàn)生長素并明確了它的作用。如果教師在進行“植物激素的作用”教學過程中選擇“教師呈現(xiàn)概念→學生枯燥記憶”的模式，可能是違背學生的認知規(guī)律的。所以，若想幫助學生更全面、準確地把握概念，應該回歸到生產(chǎn)實踐和科學研究史中，讓學生通過真實的情境從多角度理解植物激素的作用，防止造成錯誤或片面的理解。例如很多學生認為“乙烯只能促進果實成熟”，而實際上乙烯還有能促進器官脫落等作用。

2.1 乙烯的作用

（1）在古代，人們在燒香的過程中，無意間發(fā)現(xiàn)焚香后會有一種神秘的力量使植物的果實迅速成熟。于是先輩們就將生梨放在一間密閉的屋子里，并在屋子里燒香，沒過多久，一個個生梨很快變成了美味可口的梨子。后來經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)在焚香的過程中會產(chǎn)生乙烯。由此可以說明乙烯具有促進果實成熟的作用。

（2）1858 年，美國人Fahnestock 發(fā)現(xiàn)，盛夏之際，煤氣燈旁邊的樹葉卻大量地枯萎脫落，而不遠處其他的樹卻仍是一派欣欣向榮的景象。1864 年法國人Girardin 的實驗結果證明，乙烯是煤氣的組成成分。隨后，學者們證實煤氣燈旁樹葉脫落的現(xiàn)象由乙烯導致。這說明乙烯能夠促進樹葉等器官的衰老和脫落。

（3）生活中，水果箱中出現(xiàn)一顆爛蘋果，如不及時除去，會導致整個箱子的蘋果更快的爛掉。這是由于腐爛的蘋果產(chǎn)生的乙烯比正常的蘋果多，觸發(fā)附近的蘋果產(chǎn)生更多的乙烯，這種現(xiàn)象屬于正反饋調節(jié)。

（4）乙烯可以促進菠蘿和其他一些植物開花，促進某些植物雌花的分化。

【例3】為研究赤霉素、乙烯對花芽性別分化和莖生長的影響，以雌雄同株異花的苧麻為材料進行相關實驗，結果統(tǒng)計如下表所示，下列對該實驗結果的分析中，錯誤的是 （ ）

A.赤霉素可促進苧麻雄花分化和莖的生長

B.赤霉素、乙烯對苧麻細胞基因表達均有影響

C.乙烯對苧麻莖生長具有抑制作用

D.乙烯能抵消赤霉素促進苧麻雌花分化的作用

【答案】D

【解析】雌花率=雌花數(shù)/開花總數(shù)，由表中數(shù)據(jù)可知，與對照組相比，經(jīng)濃度為50 mg/L、100 mg/L 的赤霉素處理后雌花率下降，莖生長的增高率明顯增大，說明赤霉素可促進苧麻雄花分化和莖的生長，A 正確；分別加入不同濃度的乙烯和赤霉素，都會影響到花芽的分化和莖的生長，這說明二者通過一定的調節(jié)方式均可影響苧麻細胞基因的表達，B 正確；與對照組相比，經(jīng)濃度為50 mg/L、100 mg/L 的乙烯處理后莖生長的增高率明顯降低，這說明乙烯對苧麻莖生長具有抑制作用，C 正確；赤霉素處理后雌花率下降，乙烯處理后雌花率升高，但實驗中缺乏乙烯和赤霉素同時使用后對花芽分化的影響的數(shù)據(jù)，所以不能判斷乙烯對赤霉素促進苧麻花芽分化的影響，D 錯誤。

2.2 脫落酸的作用

（1）即將脫落的器官中，脫落酸含量明顯升高，說明脫落酸具有促進器官脫落的作用。

（2）在早春低溫時，為了讓水稻種子早發(fā)芽，農民常將水稻種子置于流動的溪水中浸泡一段時間，能使種子中的脫落酸溶解于水，從而降低種子中脫落酸的濃度，解除種子的休眠。剛收獲的馬鈴薯塊莖經(jīng)過一段時間的休眠期才能發(fā)芽，可以用細胞分裂素解除休眠，使其提前發(fā)芽。這說明脫落酸具有促進休眠的作用，并與細胞分裂素有拮抗關系。

（3）植物在缺水的條件下，脫落酸的含量增多，促使保衛(wèi)細胞鉀離子外滲，細胞失水導致氣孔關閉，從而減弱蒸騰作用。在寒冷、高溫、鹽脅迫等條件下，脫落酸的含量也會增多，可通過一定的方式提高植物的抗逆性，因此脫落酸被稱為應激激素或脅迫激素。

【例4】（2018 年，海南卷，第3 題）植物激素對植物的生長發(fā)育有顯著影響，下列相關敘述錯誤的是（ ）

A.色氨酸可經(jīng)一系列反應轉變?yōu)镮AA

B.激素的含量隨植物生長發(fā)育而變化

C.赤霉素對果實的發(fā)育有抑制作用

D.干旱條件下植物能合成較多的脫落酸

【答案】C

【解析】脫落酸與植物的抗逆性有關，“干旱條件下植物能合成較多的脫落酸”這一點是教材中沒有的，如果教師沒有進行課堂延伸或者學生沒有接觸過相應的習題，學生是很難判斷的。

3.曲線模型輔助學生理解不同激素的關系

植物在進行生命活動時，并不是單一激素孤立地起作用，而是多種激素共同發(fā)揮作用調節(jié)植物的生長發(fā)育。如果僅用語言描述這一生理現(xiàn)象，會比較抽象和空洞。若通過較為直觀的曲線模型呈現(xiàn)不同生命過程中激素的變化及其作用的差異，效果會更好。如圖5 是科學家在研究果實發(fā)育和成熟過程中激素發(fā)生的變化，從圖5 中可以看到在果實發(fā)育過程中細胞分裂素、生長素、赤霉素含量相對較高，而成熟和衰老的過程中乙烯和脫落酸含量相對較高，這體現(xiàn)在果實不同發(fā)育階段發(fā)揮主要作用的激素不同。通過對不同激素曲線的變化進行比較，能夠使學生對相應的知識點一目了然，結合圖形使其記憶和理解更為深刻。同時也能培養(yǎng)學生識圖讀圖、分析問題的能力。

圖5

【例5】（2017 年，全國卷Ⅰ，第3 題）通常，葉片中葉綠素含量下降可作為其衰老的檢測指標。為研究激素對葉片衰老的影響，將某植物離體葉片分組，并分別置于蒸餾水、細胞分裂素（CTK）、脫落酸（ABA）、CTK+ABA 溶液中，再將各組置于光下。一段時間內葉片中葉綠素含量變化趨勢如圖6 所示。據(jù)圖6 判斷，下列敘述錯誤的是 （ ）

圖6

A.細胞分裂素能延緩該植物離體葉片的衰老

B.本實驗中CTK 對該植物離體葉片的作用可被ABA削弱

C.可推測ABA 組葉綠體中NADPH 合成速率大于CTK 組

D.可推測施用ABA 能加速秋天銀杏樹的葉由綠變黃的過程

【答案】C

【解析】本實驗研究CTK 和ABA 對葉片衰老的影響。分別用CTK 和ABA 單獨處理離體植物葉片，與對照組相比，CTK 組葉綠素相對含量升高，ABA 組葉綠素相對含量降低。由題干信息可知，葉片中葉綠素含量下降可作為其衰老的檢測指標，這說明CTK 能減緩葉片衰老，而ABA 能加速葉片衰老，A 正確；用CTK+ABA 處理比用單獨使用CTK 處理的葉綠素含量下降快，說明CTK 對該植物離體葉片的作用可被ABA 削弱，B 正確；ABA 組葉綠素含量下降快于CTK 組，因此ABA 組光反應慢于CTK組，水光解產(chǎn)生的NADPH 合成速率小于CTK 組，C 錯誤；銀杏樹的葉由綠變黃代表葉片衰老的過程，由上述分析可知，ABA 組葉綠素含量比對照組下降快，因此ABA 能加速葉片衰老，D 正確。

在“其他植物激素”的學習中，除了前文講到的學生在認知中形成的迷思概念，其實還有很多，如“兒童吃了由激素催熟的水果會發(fā)生性早熟”，這是一個生活中的錯誤認知，能催熟果實的激素或者生長調節(jié)劑對人是不會發(fā)生作用的，因為人體的細胞表面沒有與其特異性識別和結合的受體。這就需要教師在教學過程中糾正學生錯誤的認知思維，幫助學生建構正確的知識體系，才能讓他們能夠合理地利用所學知識解決問題。

在一輪復習課中，教師不僅要關注學生的知識水平，更應該考慮到如何用全新的形式將學生已有的知識重新梳理，既能幫助學生厘清生物學中的迷思概念，又能充分調動學生學習的積極性。將枯燥的生物學概念用靈活的情境呈現(xiàn)，從而真正實現(xiàn)有效的復習，并讓學生的能力實實在在地得到發(fā)展。