5.3植物生长调节剂的应用（学生版）高二生物讲义（人教版2019选择性必修1）

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目标导航目标导航课程标准课标解读举例说明生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯等植物激素及其类似物在生产上得到了广泛应用通过研读、讨论101页“评述植物生长调节剂在生产中的应用”。比较区分植物激素和植物生长调节剂的区别和联系；理性评述实施植物生长调节剂，搜集一些植物生长调节剂的使用说明书，了解有关植物生长调节剂的信息。【学习目标】1.举例说明植物生长调节剂的类型。2.举例说明生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯等植物激素及其类似物在生产上得到了广泛应用。3.基于植物激素及其类似物在生产上得到了广泛应用，分析其利与弊，探讨科学、社会、技术与环境之间的相互关系。【任务驱动】植物生长调节剂也叫外源激素，它是人工合成的与天然植物激素具有相同生理作用的有机化合物，通过调控植物体内的内院激素含量或出现的时间来调节和控制植物生长发育及其他生理活动。同时，应用植物生长调节剂能够诱导植物产生有毒物质直接杀伤昆虫或病原菌，产生防御蛋白降低昆虫对食物的消化能力，改变自身的营养状况使昆虫不能获得足够的营养，产生对害虫有趋避和妨碍其行为的化合物，干扰昆虫的行为，减少或阻止昆虫的进一步取食或危害，还可以通过释放挥发性物质，吸引昆虫的天敌，叨叨直接或间接抗虫防御的目的。你还知道哪些植物生长调节剂在农产品和园艺上的应用实例？在生产上施用植物生长调节剂需要注意哪些事项？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？课前导学课前导学一、植物生长调节剂的类型和作用1．植物生长调节剂(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。(2)原因：植物体内的激素含量非常少，提取困难。(3)优点：原料广泛，容易合成，效果稳定。2．植物生长调节剂从分子结构看的类型(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。3．植物生长调节剂的作用(1)对于提高作物产量、改善产品品质等起到很好的作用。(2)减轻人工劳动。4．我国对于植物生长调节剂的生产、销售和使用的有关规定(1)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；(2)在销售中禁止夸大植物生长调节剂的功能；(3)禁止在肥料中添加植物生长调节剂。二、植物生长调节剂的施用1．施用注意事项(1)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。(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。(3)对于某种植物生长调节剂来说，施用浓度、时间、部位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。2．具体生产问题应用(1)要促进扦插枝条生根，我们可以选用生长素类植物生长调节剂。①原理：生长素类生长调节剂的生理作用与其浓度有很大关系。因此农业生产上寻找最佳浓度范围非常有意义。②处理插条的方法eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(浸泡法,沾蘸法))(2)要对果实催熟，可以选择乙烯利。知识精讲知识精讲知识点01植物生长调节剂的类型和作用一、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：植物生长调节剂具有容易合成、原料广泛、效果稳定等优点。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。知识点02植物生长调节剂的作用和施用1．植物生长调节剂的作用植物生长调节剂能延长或终止种子、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，控制植物高度、形状等。2．植物生长调节剂的应用实例①赤霉素可使大麦种子无须发芽就能产生α­淀粉酶。②膨大剂会使水果长势加快、个头变大，加快水果成熟、但口感较差，不宜长时间储存。③延长马铃薯、大蒜、洋葱储藏期的青鲜素可能有副作用。3.我国对植物生长调节剂的生产和销售的规定①植物生长调节剂必须经国家制定单位检验并进行正规田间试验，充分证明其效益，无毒、无害方可批准等级。②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。三、植物生长调节剂的施用1．施用效果影响因素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；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；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。知识点03探索植物生长调节剂促进插枝生根的最适浓度1．预实验的作用：可以为进一步的实验摸索条件，可以检验实验设计的科学性和可行性。四、探索植物生长调节剂的应用2.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度。（1）实验原理适宜浓度的2,4­D或NAA可以使杨树或月季插条基部的薄壁细胞恢复分裂能力，产生愈伤组织，长出大量不定根。【变量分析】①自变量：生长素类调节剂的浓度。②因变量：生根数量。③无关变量：处理时间、温度和光照等。（2）实验流程预实验：配制一系列浓度梯度的植物生长调节剂溶液→用同样的处理方法（浸泡法或者沾蘸法）处理生长状况相同的插条的形态学下端→观察、记录、统计插条的生根情况→分析确定最适浓度的范围正式实验：确定预实验确定的最适浓度的范围，配制一系列浓度梯度的植物生长调节剂溶液→用同样的处理方法（浸泡法或者沾蘸法）处理生长状况相同的插条的形态学下端→观察、记录、统计插条的生根情况→确定最适浓度【特别提醒】浸泡法要求生长素类调节剂溶液的浓度较低。沾蘸法省时。（2）实验步骤①分组：把形状、大小基本一致的插条平均分成10组，每组3枝。②处理枝条：把一定浓度的2,4­D或NAA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。（3）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适宜浓度。2.尝试利用乙烯利催熟水果①乙烯利工业品为液体，当溶液pH<3.5时，它比较稳定，但随pH升高，它会分解释放出乙烯。②乙烯利对皮肤、黏膜有一定的刺激性，操作时要在通风良好的环境中进行。乙烯利遇到明火可燃烧。能力拓展能力拓展考法01植物生长调节剂与植物激素【典例1】下列有关植物激素和植物生长调节剂比较的项目中，错误的是（）比较项目植物激素植物生长调节剂A来源植物一定部位产生人工化学合成B生理作用对植物生长、发育进行调节对植物生长、发育进行调节C作用时间长，在植物体内持续发挥作用短，使用后只发挥一次作用D实例乙烯、细胞分裂素、赤霉素和脱落酸乙烯利、2,4－D、青鲜素、矮壮素【答案】C【解析】植物激素在植物体一定部位产生，植物生长调节剂是人工合成的，A正确；植物激素和植物生长调节剂对植物生长、发育有调节作用，B正确；植物激素发挥作用后被相应的酶分解而失活，作用时间短，只发挥一次作用，而植物生长调节剂发挥作用后不被降解，持续发挥作用，C错误；乙烯、细胞分裂素、赤霉素和脱落酸属于植物激素，乙烯利、2,4－D、青鲜素、矮壮素属于植物生长调节剂，D正确。考法02植物生长调节剂的应用【典例2】下列关于植物激素及植物生长调节剂的应用，不合理的是 ()A．用脱落酸处理休眠的种子，促进种子萌发B．施用2,4－D除去麦田中的双子叶杂草C．用一定浓度乙烯利处理未成熟的香蕉，可促其成熟D．用赤霉素处理生长期的芦苇，使纤维长度增加【答案】A【解析】赤霉素能促进种子萌发，可以解除种子的休眠，A项错误；双子叶杂草对生长素类调节剂比单子叶植物小麦敏感，故用一定浓度的2,4－D可以除去麦田中的双子叶杂草，B项正确；乙烯利能释放乙烯，乙烯具有催熟作用，可以促使未成熟的香蕉成熟，C项正确。赤霉素会促进细胞伸长，从而使芦苇的纤维长度增加，D项正确。考法03探索植物生长调节剂促进插枝生根的最适浓度操作【典例3】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，错误的是 ()A．生长素类调节剂浓度不同，促进生根的效果也不相同B．不同浓度生长素类调节剂处理组之间可形成相互对照C．可以用较低浓度的生长素类调节剂溶液浸泡插条的基部D．该实验前需做预实验【答案】A【解析】生长素类调节剂浓度不同，促进生根的效果有可能相同，A错误。不同浓度生长素类调节剂处理组之间可形成相互对照，B正确；浸泡法要求生长素类调节剂溶液的浓度较低，可以用较低浓度的生长素类调节剂溶液浸泡插条的基部，C正确；通过预实验可以为进一步的实验摸索条件，可以检验实验设计的科学性和可行性，D正确。考法04探索植物生长调节剂促进插枝生根的最适浓度结果分析【典例4】NAA是人工合成的生长素类调节剂。某同学设计了“探究NAA促进银杏插条生根的最适浓度”的实验，获得了如下图所示的结果。下列有关实验设计及实验结果的叙述，正确的是 ()A．银杏插条自身也能产生大量的NAAB．插条上芽的数目及饱满程度不会影响实验结果C．c表示NAA促进银杏插条生根的最适浓度D．NAA处理插条时间的长短会影响实验结果【答案】D【解析】由题意可知，NAA是人工合成的生长素类调节剂，不是植物自身合成的，A项错误。因为插条上的芽会产生生长素，所以芽的数目及饱满程度，会影响实验结果，B项错误。在此图中，NAA浓度为c时，插条生根的数目最多，但c不一定是最适浓度，C项错误。NAA处理插条时间的长短会影响实验结果，D项正确。分层提分分层提分题组A基础过关练1．关于植物激素及其类似物在农业生产实践上的应用，符合实际的是()A．黄瓜结果后，喷洒一定量的脱落酸可防止果实的脱落B．番茄开花后，喷洒一定浓度乙烯利，可促进子房发育成果实C．辣椒开花后，喷洒适宜浓度的生长素类植物生长调节剂，可获得无籽果实D．用一定浓度赤霉素溶液处理黄麻、芦苇植物，可使植株增高2．下列生产实践活动中，植物激素或植物生长调节剂使用不当的是()A．脱落酸用于打破种子休眠B．2,4－D用于促进扦插枝条生根C．乙烯用于果实催熟D．细胞分裂素用于蔬菜保鲜3．下列关于植物生长调节剂的叙述，正确的是()A．植物生长调节剂是指一些具有植物激素活性的人工合成物质B．植物生长调节剂具有容易合成、原料广泛、效果不稳定的特点C．植物生长调节剂的分子结构与植物激素相似D．植物生长调节剂可以替代植物激素发挥作用，使用时不用考虑药物浓度4．下列关于植物激素或植物生长调节剂应用的说法，正确的是()A．用脱落酸处理大麦种子可诱导产生α－淀粉酶B．用乙烯处理二倍体番茄幼苗可得到多倍体番茄C．在芦苇生长期用细胞分裂素处理可增加芦苇的纤维长度D．植物体内生长素在黑暗时可以合成，单侧光并不影响其极性运输5．为探究NAA促进插条生根的最适浓度，某兴趣小组进行了预实验，结果如图。有关叙述错误的是()A．预实验要像正式实验一样认真进行才有意义B．选择生长旺盛的一年生枝条作为实验材料C．NAA对插条生根的影响表现出两重性D．正式实验应在2～4μL·L－1范围内设计更小的浓度梯度6．在种植新疆无子葡萄品种“无核白”过程中，通过大量喷施赤霉素可提高产量(注：无子果实的形成过程中，没有经过授粉作用)。下列有关说法正确的是 ()A．无子果实形成时染色体数减半B．赤霉素能促进果实细胞的伸长C．果实形成过程中必需赤霉素D．赤霉素能抑制种子的形成7．下列有关植物激素调节的叙述，不正确的是 ()A．使用一定浓度的生长素处理扦插枝条，能提高插条的成活率B．使用一定浓度的赤霉素处理芹菜幼苗，能提高芹菜的产量C．使用一定浓度的脱落酸处理浸泡过的小麦种子，能提高种子的萌发率D．植物生长调节剂可能会损害人体健康8.钻天杨由于受到某种病原体(该病原体能分泌细胞分裂素类似物)的侵袭，侧芽生长失控，形成大量侧枝，影响其成“材”。下列叙述错误的是()A．该现象说明细胞分裂素类似物能解除植物的顶端优势B．该细胞分裂素类似物不是能调节植物生长发育的植物激素C．正常生长的钻天杨侧芽生长受抑制是因为生长素含量过高D．侧芽生长失控是因为该部位生长素与细胞分裂素类似物的比值增大9.某课题组研究了植物生长调节剂甲和乙对微型月季插条生根的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是()A．该实验的自变量只有植物生长调节剂的种类B．该实验证明了植物生长调节剂甲的作用具有两重性C．该实验证明了植物生长调节剂乙促进生根的最适浓度是10μmol·L－1D．若探究植物生长调节剂甲、乙对月季插条生根的复合影响，应至少设计4组实验10.网络上有人将用植物激素或植物生长调节剂处理过的水果称为“激素水果”，并众说纷纭。乙烯和乙烯利都常被用于水果催熟。下列叙述错误的是()A．乙烯由植物体内成熟的部位合成，并受植物基因组控制B．用乙烯利催熟比用乙烯催熟具有原料广泛、效果稳定的特点C．人体内不存在乙烯和乙烯利的受体，所以吃用乙烯或乙烯利催熟的水果不会引起儿童性早熟D．农业生产上应用乙烯利等植物生长调节剂时，要遵循低浓度、少残留的原则11．2,4－D是一种最早应用的选择性除草剂，在农业生产上常用它除去单子叶农作物田间的双子叶杂草。单子叶农作物与双子叶杂草对2,4－D浓度的反应如图曲线所示。（1）从图中可以看出2,4－D作用的特点是___________________。（2）图中X点(甲、乙的交点)对应的浓度对于双子叶杂草的作用效果是__________，2,4－D作为除草剂的最佳使用浓度是__________点所对应的浓度。（3）近几年，媒体经常报道有些农民使用除草剂导致作物绝产的消息。如果农民使用的2,4－D不是假冒产品，请你分析导致作物绝产的最可能原因是________________________________________________________________________________________________________________。12．某生物兴趣小组进行探究α－萘乙酸(NAA)促进插条生根的最适浓度，他们设计如下实验：（1）材料用具：生长旺盛的一年生月季枝条若干、烧杯、培养皿、量筒、NAA、蒸馏水等。（2）配制一系列具有浓度梯度的NAA溶液。（3）实验步骤：第一步：____________________________________________________________________________；第二步：将月季枝条随机均分为5等份；第三步：根据第一步的实验结果，将5份枝条的基部分别浸泡在1～5号NAA溶液中，其他条件相同；第四步：一天后，取出枝条分别进行扦插；第五步：____________________________________________________________________________。（4）请回答相关问题：①实验开始前进行预实验的意义是__________________________________________________________。②该实验中的自变量是________________，因变量是________________，同时要严格控制无关变量。题组B能力提升练1．下列关于植物激素或植物生长调节剂应用的说法，正确的是()A．用脱落酸处理大麦种子可诱导产生α－淀粉酶B．用乙烯处理二倍体番茄幼苗可得到多倍体番茄C．在芦苇生长期用细胞分裂素处理可增加芦苇的纤维长度D．植物体内生长素在黑暗时可以合成，单侧光并不影响其极性运输2．为探究NAA促进插条生根的最适浓度，某兴趣小组进行了预实验，结果如图。有关叙述错误的是()A．预实验要像正式实验一样认真进行才有意义B．选择生长旺盛的一年生枝条作为实验材料C．NAA对插条生根的影响表现出两重性D．正式实验应在2～4μL·L－1范围内设计更小的浓度梯度3．(多选)用不同浓度的生长素类调节剂溶液处理某植物插条使其生根，结果如下表。下列叙述正确的是()组别清水浓度a浓度b浓度c平均生根数1529387A．实验中用于扦插的枝条可能带有芽或幼叶B．根据实验结果无法比较a、b、c浓度的大小C．该生长素类似物对根的生理作用具有低浓度促进生长，高浓度抑制生长的特点D．实验结果表明促进插条生根的最适浓度在a和c之间4．某课题研究小组为探究生长素类调节剂——α­萘乙酸(NAA)的生理作用，用玉米试管苗进行了相关实验，实验数据如下：浓度(mg/L)平均每株生根数(条)平均根长(cm)0.27.810.00.37.49.60.46.39.40.55.98.8(1)由上表可知此实验的目的是探究_________________________________________________________________________。(2)从表中数据能否确认0.2mg/L即是该实验最适宜的浓度？________(填“能”或“不能”)，理由是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)α­萘乙酸是生产上常用的生长素类调节剂，除本实验的应用外，请写出生长素类调节剂在农业生产中的另外两个方面的应用：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。题组C培优拔尖练1．(多选)下列关于植物生长素及其调节剂的叙述，正确的是()A．同一植株的幼芽对生长素的反应敏感程度低于幼根B．棉花表现出的顶端优势与顶芽产生的生长素的极性运输有关C．在番茄花期喷洒一定浓度的2,4­D可防止落花落果D．用一定浓度的IBA溶液浸泡葡萄插条基部可诱导生根2．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/LNAA处理插条D．400mg/LNAA具有增加生根数的效应3.取某种植物幼茎等长切段若干(无芽和无叶)均分为四组，a组浸泡在蒸馏水中，其他三组分别浸泡在不同浓度的生长素溶液中(其中有高浓度、低浓度和最适浓度)，培养一段时间，测量并记录各组切段的平均长度，实验重复两次，结果如图所示。下列说法不正确的是()A．实验前的幼茎切段应浸泡在蒸馏水中以消除茎内原有激素对实验的影响B．实验结果说明三种浓度的生长素均能促进切段的生长C．d组切段伸长最多，说明d组使用了最适浓度的生长素溶液D．b组切段伸长最少，说明b组使用了高浓度生长素溶液4．为探究一种生长素类调节剂促使扦插枝条生根的最适浓度，生物小组得到如表实验结果。请回答相关问题：组别ABCD浓度/(mol·L－1)10－1210－910－60生根数量5942(1)生长素类调节剂是人工合成的一种植物生长调节剂，具有与植物激素生长素相类似的生理功能，植物激素是指_______________________________。(2)为进一步精确测定生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度，应采取的改进措施是________________________________________________________________________________________________________________________。(3)该小组又进行了“探究经40℃处理后的生长素类调节剂活性”的实验。实验材料：适宜浓度的生长素类调节剂溶液，长势、长度相同的同种植物的扦插枝条若干，培养瓶(内含培养液)等。请回答以下相关问题：①取3只培养瓶编号甲、乙、丙，甲瓶中插入____