高中生物新教材选择性必修一第五章第三节植物生长调节剂的应用

【问题探讨】

在玫瑰葡萄园种植过程中，合理施用人工合成的赤霉素、细胞分裂素类物质，可以提高葡萄结果率和单果质量，提高果实无核化程度。但是如果施用不合理，可能会造成果实空心等问题。讨论: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？仅靠葡萄植株自身合成的植物激素来调节植株的生长发育，不一定能满足人们对葡萄产量或品质的需要。适当施用人工合成的植物激素类物质，可以提高作物产量或提升产品品质。植物体内含量非常少，提取困难。植物激素:由植物体内产生，能从产生部位运送作用部位，对植物生长发育有显著影响的微量有机物。缺点:一.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:（1）（2）（3）容易合成效果稳定【思考】与植物激素相比，植物生长调节剂效果更稳定,为什么？因为植物体内没有相应的分解它们的酶，因而可以持续作用较长时间。原料广泛3.植物生长调节剂的类型(1)分子结构和生理效应与植物激素类似，如吲哚丁酸。(2)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.评述植物生长调节剂在生产中的应用事例1

在用传统方法生产啤酒时,大麦芽是不可缺少的原料。利用大麦芽，实质上是利用其中的α-淀粉酶。有人利用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶。事例2

对西瓜、草莓、葡萄等使用一定浓度的膨大剂(也叫膨大素)，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的水果相比，口感较差，汁水较少，甜味不足，而且不宜长时间储存。事例3在蔬菜水果上残留的一些植物生长调节剂会损害人体健康。例如，可以延长马铃薯、大蒜、洋葱贮藏期的青鲜素(抑制发芽)可能有副作用。类型实例赤霉素①啤酒生产中用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无需发芽就能产生α-淀粉酶，以简化工艺，降低成本；②芦苇生长期用一定浓度赤霉素溶液处理，可以使芦苇纤维长度增加50%左右；③用赤霉素打破种子休眠；膨大素使西瓜、草莓、葡萄等长势加快、个头变大，加快水果成熟青鲜素延长马铃薯、大蒜、洋葱储藏期生长素调节剂①适宜浓度的NAA促进甘薯、葡萄生根；②低浓度对棉花等进行保花保果，高浓度对苹果等进行疏花疏果；③2，4-D可用作除草剂，出去单子叶农田中的双子叶杂草乙烯利催熟菠萝、香蕉等水果讨论①你还知道哪些植物生长调节剂在农产品和园艺生产上应用的例子？植物生长调节剂施用不当的实例:施用时期2011年，江苏某村民的西瓜，因施用膨大素的时期不当，导致西瓜炸裂。施用剂量2010年，四川某果农的葡萄，因施用乙烯利的剂量不当，导致葡萄未成熟就脱落了。施用方法2016年，山东某村民的番茄，因施用赤霉素的方法不当，导致空心果的产生。……植物生长调节剂≠增产、增收②在生产过程中施用植物生长调节剂要注意哪些事项？③我国禁止销售、使用未经国家有关部门批准的植物生长调节剂。这是为什么？【提示】要根据实际情况和施用目的，综合考虑植物生长调节剂的作用效果、价格等；同时还需要考虑适当的施用时间，以及国家法律法规的要求等。【提示】有些植物生长调节剂是人工生产的化学药剂，可能具有一定的毒性，因此上市之前需要经过国家有关部门的检测、评估。目前禁用的两种植物生长调节剂产品5.

生长调节剂应用的好处(1)提高作物产量、改善产品品质

如它能延长或终止种子、芽及块茎的休眠，调节花的雌雄比例，促进或阻止开花，诱导或控制果实脱落，控制植株高度、形状等。6.

生长调节剂应用的负面影响(1)使用不当，可能影响作物产量和产品品质；(2)过量使用，可能对人体健康和环境带来不利影响。(2)减轻人工劳动如减少园林植物的修剪次数。

我国对于植物生长调节剂的生产、销售和使用都有明确的规定。如植物生长调节剂必须经国家指定单位检验并进行正规田间试验，充分证明其效益，无毒、无害方可批准登记；在销售中禁止夸大植物生长调节剂的功能；禁止在肥料中添加植物生长调节剂，等等。1．施用的注意事项（1）植物生长调节剂种类繁多，在生产上首先需要根据实际情况，选择恰当的植物生长调节剂。①促进扦插枝条的生根？②果实催熟？（2）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。生长素类植物生长调节剂乙烯利（3）对于某种植物生长调节剂来说，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，都会影响施用效果，施用不当甚至会影响生产。二.植物生长调节剂的施用影响1施用浓度2施用时间4施用时植物的生理状态3施用部位5气候条件施用效果2.预实验（1）进行时间：正式实验前（2）目的：①为进一步的实验摸索条件；②检验实验设计的科学性和可行性。例如：探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度时，通过预实验确定有效浓度的大致范围，可为确定最适浓度打下基础。【提醒】预实验必须像正式实验一样认真进行才有意义！▲

预实验不是为了减小实验误差。

3.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度

(1）原理:（2）自变量:（3）因变量:（4）无关变量:适宜浓度的NAA溶液促进插条生根，浓度过高或过低都不利于插条生根。浓度过高，甚至会杀死植物。寻找最佳的浓度范围非常有意义。不同浓度的生长素类调节剂

促进枝条生根的效果观测指标:枝条生根数或根的长度实验对象自身因素(枝条的发育程度、枝条长度、枝条上保留的芽的数量)、环境因素(温度、培养液的浓度和量、培养时间)。时间NAA浓度（5）实验方法:（6）实验材料:沾蘸法浸泡法短大长小★确定实验材料:

当地主要绿化树种或花卉生长旺盛的一年生枝条。常用的生长素类调节剂：NAA、2，4—D，吲哚丙酸，IBA。①浸泡法：溶液的浓度较低时使用；把插条的基部浸泡在配制好的溶液中，深约3cm；处理几小时至一天；最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理。②沾蘸法：溶液的浓度较高时使用；把插条基部在药液中沾蘸一下（约5s）,深约1.5cm。制备插条原因

选用生长旺盛的一年生枝条

去掉成熟叶片保留芽和幼叶降低蒸腾作用，保留水分新陈代谢强，细胞分裂旺盛,易成活芽和幼叶能产生生长素，有利于生根①制备插条:选取长势、长度、粗细等均一致的插条若干，随机均分成6组，每组3~5枝，分别编号预实验②形态学下端削成斜面(增加吸水面积)。（7）实验步骤：先设置较大梯度浓度进行预实验，为进一步实验摸索条件，以免由于设计不周，盲目开展实验而造成人力、物力、时间的浪费。③配置不同浓度的萘乙酸(NAA)溶液0、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8（mol/L）④将插条在萘乙酸(NAA)溶液中浸泡相同时间汉水丑生侯伟作品汉水丑生侯伟作品预实验有空白对照ABCDEFABCDEF⑤将上述6组插条分别扦插到相同条件的环境中（水培），并在适宜的条件下培养一段时间汉水丑生侯伟作品汉水丑生侯伟作品0mol/L

5×10-85×10-7

5×10-65×10-55×10-4⑥观察各组的生根情况(生根数量或长度)，并做好记录。⑦实验结果:NAAmol/L生根数目第8天根长/mm平均根长/mm第4天第5天第6天第7天第8天010-810-710-610-510-4尊重原始实验数据的真实性配制一些列浓度梯度的生长素类调节剂溶液处理生长状况相同的插条的形态学下端观察插条生根状况重复前三步(缩小生长素类调节剂浓度梯度)预实验正式实验预实验需进行空白对照实验，正式实验可不进行空白对照。制备插条→分组处理插条→进行实验观察→记录结果正式实验……【思考】若实验结果发现插条都不能生出不定根,其原因可能是什么?①

没有分清形态学上端和形态学下端,枝条倒插;②

枝条所带叶片较多,蒸腾作用过强,失水过多;③

枝条幼芽、幼叶保留多,本身合成了一定浓度的生长素,使形态学下端处于高浓度抑制状态；④

配制的营养液中营养元素缺乏或缺氧。【思考】设置对照组、重复组的目的是什么？①设置对照组a.清水空白对照。预实验中必须设置空白对照组，目的是判断生长素类调节剂所起的作用是促进还是抑制。b.设置浓度不同的几个实验组之间进行相互对照，目的是探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度。②设置重复组，即每组不能少于3个枝条。避免偶然性，求平均值作为最终结果，提高结果准确性。【注意事项】①枝条去掉不必要的叶片，防止蒸腾作用过强失水；②过多的幼芽、幼叶去掉，防止内源生长素的影响；③应把实验材料放在相同且适宜的环境下培养，如光照不宜过强，温度、湿度等条件相对适宜。4.尝试利用乙烯利催熟水果(1)实验原理乙烯利是一种植物生长调节剂，工业品为液体；当溶液pH<3.5时，它比较稳定；但