-新教材高中生物第5章植物生命活动的调节第3节植物生长调节剂的应用学案新人教版选择性必修

PAGEPAGE11植物生长调节剂的应用新课程标准核心素养1.举例说明植物生长调节剂的类型以及它们在生产中的作用。2．评述植物生长调节剂的应用，认同使用植物生长调节剂应合理合法的观点。3．探索植物生长调节剂的应用，尝试运用预实验方法开展探究。1.生命观念——比较植物激素和植物生长调节剂的异同点。2．科学探究——探索植物生长调节剂的应用。3．社会责任——关注植物生长调节剂的优点及不合理施用带来的危害。知识点(一)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,))植物生长调节剂的类型和作用1．概念：由人工合成的，对植物的生长、发育有调节作用的化学物质，称为植物生长调节剂。2．优点：植物生长调节剂具有原料广泛、容易合成、效果稳定等优点。3．分类(1)一类分子结构和生理效应与植物激素类似，如吲哚丁酸。(2)另一类分子结构与植物激素完全不同，但具有与植物激素类似的生理效应，如α­萘乙酸(NAA)、矮壮素等。4．应用(1)对于提高作物产量、改善产品品质等，都起到很好的作用。①它能延长或终止种子、芽及块茎的休眠；②调节花的雌雄比例；③促进或阻止开花，诱导或控制果实脱落；④控制植株高度、形状等。(2)施用植物生长调节剂还能减轻人工劳动。5．负面影响(1)植物生长调节剂使用不当，则可能影响作物产量和产品品质。(2)过量使用植物生长调节剂，还可能对人体健康和环境带来不利影响。(1)植物生长调节剂都是人工合成的，作用效果稳定(√)(2)植物生长调节剂是分子结构和生理效应与植物激素类似的物质(×)(3)植物生长调节剂都能提高作物产量、改善产品品质(×)(4)生长素类似物2,4­D属于植物生长调节剂(√)(5)α­萘乙酸的分子结构和植物激素类似(×)(6)使用一定浓度的膨大素能加快草莓的生长、发育和成熟(√)(7)施用植物生长调节剂可调节花的雌雄比例(√)1．(生命观念)葡萄植株里有自身合成的植物激素，为什么还要施用人工合成的植物激素类物质呢？提示：植物激素含量少，植物生长调节剂容易合成，原料广泛，效果稳定等。2．(社会责任)对西瓜、草莓、葡萄等常使用一定浓度的膨大剂(也叫膨大素)，对这些水果的生长有什么作用？有不足之处吗？提示：会使水果长势加快、个头变大，加快水果成熟，使其提前上市。但使用膨大剂的水果与正常水果相比，口感较差，汁水较少，甜味不足，而且不宜长时间储存。3．(科学探究)分析资料，回答问题：一种保鲜剂——青鲜素，能抑制植物细胞生长与分裂，从而抑制发芽，被用于蔬菜和水果的保鲜，但其残留会损害人体健康。科研人员以小鼠为实验材料，对青鲜素毒害性进行了检测，结果如图。(1)青鲜素和脱落酸(一种植物激素)的作用类似，这类人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质被称为植物生长调节剂。(2)该实验检测有毒物质毒性的指标是变异细胞的比例，请根据实验结果提出一条关于青鲜素使用的指导意见：应使用低浓度(或浓度低于30mg·L－1)的青鲜素。1．常见植物生长调节剂及应用植物激素对应生长调节剂应用生长素萘乙酸、2,4­D①促进扦插枝条的生根②促进果实发育，防止落花落果③用作农业除草剂赤霉素赤霉素①促进植物茎秆伸长②解除种子和其他部位的休眠，用来提早播种细胞分裂素青鲜素蔬菜储藏中，常用它来保持蔬菜鲜绿，延长贮存时间乙烯乙烯利用于催熟果实脱落酸矮壮素控制植物徒长，使植株节间缩短，长得矮、壮、粗，根系发达，抗倒伏2．使用植物生长调节剂作用效果比使用植物激素的效果更稳定植物体内的激素会被相应的酶分解，不能长时间发挥作用，人工合成的生长调节剂不是植物体的天然成分，植物体内没有相应的酶去分解它，因此作用效果更持久稳定。1．生长素及其生长素调节剂能够调节植物的生长发育。下列相关叙述错误的是()A．棉花栽培过程中去除顶芽可促进侧芽生长，提高棉花产量B．给果树适时喷施适量的NAA有利于保果，提高果实产量C．用适宜浓度的IAA处理未受粉番茄雌蕊，可得到大量正常的番茄种子D．带有芽和幼叶的柳条扦插时容易生根，是因为芽和幼叶均能产生IAA解析：选C用适宜浓度的IAA处理未受粉的番茄雌蕊，可得到无子果实，不能得到正常的番茄种子。2．据了解，现在有越来越多的蔬菜和水果提前上市，上市销售前再用大量的膨大剂、增红剂和催熟剂等化学激素处理，在将其催熟的同时又令其外观变得更好看。其中的膨大剂和催熟剂可能是()A．生长素类调节剂和乙烯类调节剂B．细胞分裂素类调节剂和乙烯类调节剂C．生长素类调节剂和细胞分裂素类调节剂D．赤霉素类调节剂和乙烯类调节剂解析：选B膨大剂能使果实膨大，主要原因应是细胞数目增多，引起细胞数目增多的应为细胞分裂素类调节剂；乙烯能促进果实成熟，所以催熟剂的作用效果与乙烯相同。[易错提醒]关于植物生长调节剂的两点提醒(1)人工合成的赤霉素也属于植物生长调节剂。(2)生长素类调节剂是人工合成的与生长素具有类似作用的物质，故属于植物生长调节剂范畴。知识点(二)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,))植物生长调节剂的施用1．施用时应注意的问题(1)需要根据实际情况，选择恰当的植物生长调节剂。(2)还要综合考虑施用目的、效果和毒性，调节剂残留、价格和施用是否方便等因素。(3)对于某种植物生长调节剂来说，应注意施用浓度、时间、部位以及施用时植物的生理状态和气候条件等。2．探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度(以2,4­D为例)(1)实验原理①适当浓度的2,4­二氯苯氧乙酸(简称2,4­D)可以促进插条生根，浓度过高时会抑制生根，高浓度的2,4­D甚至会杀死双子叶植物。②2,4­D的影响存在一个最适浓度，在此浓度下植物插条的生根数量最多，生长最快。(2)实验过程(3)实验步骤①分组：把形态、大小基本一致的插条平均分成10组，每组3枝。②处理插条：把一定浓度的2,4­D按不同比例稀释成10份具有浓度梯度(实验前通过预实验确定的梯度范围)的溶液，用浸泡法或者沾蘸法处理插条。③培养：将处理过的插条放入营养花钵中，适宜温度(25～30℃)下培养。④观察：一段时间后，观察、记录各组插条的生根情况，如生根条数、根的长度等。(4)实验结果生根数目最多且不定根的长度最长的一组对应的生长素类调节剂浓度接近促进插条生根的最适浓度。3．尝试利用乙烯利催熟水果(1)乙烯利①性质：液体；当溶液pH＜3.5时，它比较稳定；但随着溶液pH升高，它会分解释放出乙烯。②作用：乙烯对水果有催熟作用，还可以进一步诱导水果自身产生乙烯，加速水果成熟。(2)设计实验方案(1)选择恰当的植物生长调节剂需要考虑效果、毒性及调节剂残留等(√)(2)正式实验前需要做一个预实验，其目的是减小实验误差(×)(3)当溶液的浓度较小时，使用沾蘸法，深约1.5cm即可(×)(4)预实验可以为进一步实验摸索条件(√)(5)探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度的实验中，生长素类调节剂的用量是自变量(×)(6)乙烯利是用于水果催熟的气体激素(×)(7)乙烯利在pH＞3.5时，易分解产生乙烯，有诱导水果自身产生乙烯的作用(√)1．(社会责任)植物生长调节剂如果使用不当，不仅达不到预期目的，反而会造成损失。使用时应注意哪些？提示：应注意植物生长调节剂的使用效果与浓度、使用时期、使用方法、调节剂残留等。2．(科学探究)探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度。(1)实验材料的选取和处理方法：①选取生长旺盛的一年生枝条，因为其形成层细胞分裂能力强，发育快，易成活。②为保证插条的成活率，通常需“去除老叶，保留3～4个幼芽”。试分析这样做的目的是什么？提示：去除老叶的目的：可以有效降低蒸腾作用，减少营养物质的消耗。保留幼芽的目的：幼芽可以产生生长素，运输到插条下端，促进生根。(2)实验设计及结果分析：①在实验之前进行预实验的作用是什么？提示：可以为进一步的实验摸索条件；检验实验设计的科学性和可行性，以免由于设计不周，盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费。②下表为不同浓度生长素类调节剂对枝条生根数量的影响，分析下列问题：生长素类调节剂浓度(mol·L－1)0.020.030.040.050.06生根数量(条)101518128a.5组实验中最适合生根的生长素类调节剂浓度是多少？提示：0.04mol·L－1。b．如果想更加精确地确定促进插条生根的最适浓度，应该如何操作？提示：在0.03～0.05mol·L－1之间设置一系列浓度梯度的生长素类调节剂溶液重复以上实验。探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度1．实验原理(1)生长素类调节剂对植物插条的生根情况有很大的影响，在不同浓度、不同时间下处理插条，其影响程度不同。(2)生长素类调节剂的影响存在一个最适浓度，在此浓度下植物插条的生根数量最多，生长最快。2．实验步骤3．结果分析由图中曲线可知，促进扦插枝条生根的最适浓度是A点对应的生长素类调节剂浓度，在A点两侧，存在促进生根效果相同的两个不同浓度。4．注意事项(1)需进行预实验：预实验可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性，以免由于设计不周，盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费。(2)控制无关变量：无关变量在实验中的处理要采用等量性原则。如选用相同的花盆、相同的植物材料，插条的生理状况、带有的芽数相同，插条处理的时间长短一致等。(3)处理插条①生长素类调节剂处理插条可用浸泡法(溶液浓度较低)或沾蘸法(溶液浓度较高，处理时间较短)。②处理时插条上下不能颠倒，否则扦插枝条不能成活。③扦插时常去掉插条成熟叶片，原因是去掉成熟叶片能降低蒸腾作用，保持植物体内的水分平衡。1．下列有关“探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”实验的叙述，正确的是()A．不同浓度的生长素类调节剂，对插条生根的影响不会相同B．可用插条生根的平均数量或平均长度作为实验因变量观察指标C．为使实验结果准确可靠，实验所用插条不能带有芽或幼叶D．进行正式实验前不需做预实验解析：选B生长素的作用具有两重性，在最适浓度的两侧，总会找到一个低浓度和一个高浓度，它们对促进生根的效果相同，A错误；可用插条生根的平均数量或平均长度作为实验因变量观察指标，B正确；实验所用插条可以带有芽或幼叶，但要保证各枝条的芽或幼叶情况相同，C错误；在正式实验之前一般要做一个预实验，目的是为正式实验摸索条件，避免浪费，D错误。2．某课题组研究了激素类调节剂甲和乙对某种月季插条生根的影响，实验结果如图所示。下列叙述正确的是()A．激素类调节剂的种类是该实验的唯一自变量B．该实验证明了激素类调节剂甲的作用具有两重性C．该实验证明激素类调节剂乙促进生根的最适浓度是10μmol·L－1D．若要探究10μmol·L－1的激素类调节剂甲、乙对该种月季插条生根的复合影响，应设计4组实验解析：选D该实验的自变量为激素类调节剂的种类和激素类调节剂浓度，A错误；激素类调节剂甲在浓度为1000μmol·L－1时，对月季插条生根的促进作用降低，但与浓度为0μmol·L－1时相比仍表现为促进作用，B错误；由图可知，激素类调节剂乙的实验浓度对该月季生根具有抑制作用，该实验不能证明激素类调节剂乙能促进生根，若要探究其能促进生根的最适浓度，应在0～10μmol·L－1区间再设置一系列浓度梯度重复实验，C错误；若要探究10μmol·L－1的激素类调节剂甲、乙的复合作用，需要分别设置激素类调节剂甲、乙单独作用的实验、复合作用的实验和空白实验，共4组，D正确。3．某生物兴趣小组用迎春枝条作实验材料，做了探究α­萘乙酸(NAA)促进插条生根最适浓度实验的预实验，结果如图。请根据预实验结果，设计进一步的探究实验。(1)材料用具：生长旺盛的一年生迎春枝条若干、烧杯、量筒、培养皿、NAA、蒸馏水等。(2)配制溶液：配制浓度依次为_____________________________________________________________________________________________________________________________________________(溶液浓度梯度为0.5ppm)的NAA溶液9份，并编号为1～9。(3)实验步骤：第一步：_____________________________________________________________；第二步：_______________________________________________________________；第三步：一天后取出枝条分别进行扦插；第四步：每天对扦插枝条的生根情况进行观察记录。(4)请设计本实验的观察记录表。(5)该实验应控制好两个主要的无关变量，具体方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(2)根据预实验的结果，可确定进一步探究的浓度范围是2～6ppm，再根据题中要求浓度差为0.5ppm，可确定要配制的NAA的浓度梯度为2ppm、2.5ppm、3ppm、3.5ppm、4ppm、4.5ppm、5ppm、5.5ppm、6ppm，共9份。(3)填写实验步骤时，应遵循随机分组→浸泡→培养(扦插)→统计的思路进行解答。(4)设计观察记录表应根据题中信息：配制NAA溶液9份，每天对扦插枝条的生根情况进行观察记录。(5)该实验的无关变量应从实验材料、处理时间、温度等方面考虑。答案：(2)2ppm、2.5ppm、3ppm、3.5ppm、4ppm、4.5ppm、5ppm、5.5ppm、6ppm(3)将迎春枝条随机均分为9份将9份枝条的基部分别浸泡在1～9号NAA溶液中(4)如下表：eq\a\vs4\al(NAA浓度)(ppm)生根条数天数22.533.544.555.56123⋮(5)各组枝条处理时间长短一致；所用植物材料尽可能做到生长状况一致[易错提醒]实验结果处理与异常原因分析(1)对实验结果进行处理时，要根据实验数据，以生长素类调节剂的浓度为横坐标，根的数目为纵坐标，绘制曲线图，确定最适浓度范围。(2)可能出现的问题及原因分析①不能生根。主要有以下几种可能：一是枝条所带叶片较多，蒸腾作用过强，失水太多；二是配制的营养液缺乏某种营养元素或缺氧；三是没有分清形态学的上端与下端。②生根过少：配制生长素类调节剂溶液时，浓度梯度要密一些，组别要多一些，浓度梯度过稀、组别过少易错过最适浓度范围，导致生根过少。要语必背网络构建1.植物生长调节剂是由人工合成的，对植物的生长、发育有调节作用的化学物质，其具有原料广泛、容易合成、效果稳定等优点。2．预实验可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性。1．下列有关α­萘乙酸(NAA)的说法，错误的是()A．是一种植物生长调节剂B．具有与植物激素类似的生理效应C．具有与植物激素类似的分子结构D．合理使用可以提高农作物的产量解析：选Cα­萘乙酸(NAA)是人工合成的植物生长调节剂，具有与植物激素类似的生理效应，但与植物激素具有完全不同的分子结构，A、B正确，C错误；合理使用α­萘乙酸可以刺激生长，诱导开花，促进早熟和增产等，可以提高农作物的产量，D正确。2．马铃薯、大蒜等经常会因发芽导致无法储存，生产上常用青鲜素延长储存期。以下说法正确的是()A．青鲜素是一种具有细胞分裂素效用的植物生长调节剂B．青鲜素是人工合成的小分子有机物，对人体健康没有副作用C．人工合成的植物生长调节剂分子结构往往和植物激素相同D．植物生长调节剂的使用效果与使用浓度、使用时期和使用方法都有关系解析：选D青鲜素抑制发芽，细胞分裂素促进细胞分裂，有利于发芽，二者效用不同，A错误；青鲜素对人体健康有副作用，B错误；人工合成的植物生长调节剂，按照分子结构分成结构相似和结构完全不同的两类，C错误；植物生长调节剂的使用效果与使用浓度、使用时期和使用方法都有关系，使用不当会造成损失，D正确。3．研究小组探究了萘乙酸(NAA)对某果树扦插枝条生根的影响，结果如图。下列相关叙述正确的是()A．自变量是NAA，因变量是平均生根数B．不同浓度的NAA均提高了插条生根率C．生产上应优选320mg·L－1NAA处理插条D．400mg·L－1NAA具有增加生根数的效应解析：选D自变量是NAA浓度，因变量是平均生根数和生根率；图中显示较高浓度的NAA能抑制插条生根率，如NAA浓度为400mg·L－1时插条生根率小于对照组；NAA浓度为200mg·L－1左右时，生根率和平均生根数都较高，适合生产上应用；400mg·L－1NAA能够增加生根数。4．生物兴趣小组的同学对某品种番茄的花进行人工去雄后，用不同浓度的生长素类调节剂2,4­D涂抹子房，得到的无子番茄果实平均重量见下表。下列分析正确的是()2,4­D浓度(mg·L－1)05101520253035无子番茄平均重量(g/个)013.526.546.553.553.743.030.2A.表中2,4­D浓度超过25mg·L－1，对果实发育起抑制作用B．人工去雄后番茄花用一定浓度生长素类调节剂处理，将发育成无子果实C．浓度为35mg·L－1的2,4­D仍然可以诱导形成无子番茄果实，因此2,4­D不具有两重性D．将该实验获得的无子番茄果肉细胞进行组织培养，获得的植株在自然状态下也能产生无子番茄解析：选B2,4­D浓度为0的一组作为对照组，与对照组相比，其他各组均能促进果实生长，所以2,4­D浓度超过25mg·L－1时，对果实发育仍起促进作用，只是促进作用减弱，A错误；2,4­D能促进果实的发育，用一定浓度的生长素类调节剂涂抹未受粉的子房，可以获得无子果实，B正确；浓度为35mg·L－1的2,4