2024年高中生物新教材同步选择性必修第一册 第5章 第3节　植物生长调节剂的应用

第3节植物生长调节剂的应用[学习目标]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，尝试运用预实验的方法开展探究。一、植物生长调节剂的类型和作用1．含义：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．特点：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．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．应用(1)在生产实践中的广泛应用①对于提高作物产量、改善产品品质等，都起到很好的作用。a．它能延长或终止种子、芽及块茎的休眠；b．调节花的雌雄比例；c．促进或阻止开花，诱导或控制果实脱落；d．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。(2)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。判断正误(1)α-萘乙酸的分子结构与植物激素类似()(2)植物生长调节剂的作用效果不如植物激素持久()(3)用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就可以产生α-淀粉酶，这样就可以简化工艺、降低成本()答案(1)×(2)×(3)√1．矮壮素是一种植物生长调节剂，能抑制植株长高，促使叶片绿色加深。下列叙述错误的是()A．植物产生的矮壮素与赤霉素的作用效果相反B．矮壮素调节植物生长的作用具有效果稳定的优点C．在麦田中使用一定浓度的矮壮素能使小麦抗倒伏D．在麦田中使用一定浓度的矮壮素可能促进叶绿素的合成答案A解析矮壮素是一种植物生长调节剂，是由人工合成的，并不是植物产生的植物激素，A错误；由题干信息可知，矮壮素能抑制植株长高，在麦田中使用一定浓度的矮壮素能使小麦抗倒伏，C正确；由题干信息可知，矮壮素能促使叶片绿色加深，据此可推测在麦田中使用一定浓度的矮壮素可能促进叶绿素的合成，D正确。2．下列有关植物生长调节剂的叙述，不正确的是()A．NAA、矮壮素等分子结构和生理效应与植物激素类似B．青鲜素能抑制马铃薯、大蒜等发芽C．生长素类调节剂可控制植株高度、形状等D．膨大剂是人工合成的，能促进西瓜、草莓的成熟答案A解析NAA、矮壮素的分子结构与植物激素完全不同，A错误。二、植物生长调节剂的施用注意事项(1)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。判断正误(1)用浸泡法处理插条，最好放在光照直射和干燥的地方进行处理()(2)沾蘸法适用于药液浓度低，而浸泡法适用于药液浓度高()(3)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()答案(1)×(2)×(3)√任务：探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度请结合教材P103“探究·实践”回答下列问题：(1)该实验的实验原理是什么？提示生长素类调节剂的生理作用与其浓度具有很大的关系，适当浓度的生长素类调节剂可以促进插条生根，浓度过高或过低都不利于插条生根。(2)实验中自变量如何控制？因变量如何检测？无关变量有哪些，如何设置？提示自变量的控制：设置生长素类调节剂的浓度梯度；因变量检测指标：插条生根的数目或长度；无关变量：温度、处理时间、植物材料、插条的生理状况等，无关变量设置应相同且适宜。(3)正式实验前做预实验有什么好处？提示预实验可以为进一步的实验摸索条件，也可以检测实验设计的科学性和可行性。(4)实验过程中需要设置空白对照吗？提示预实验需要，正式实验不需要。(5)实验中为什么要选取生长旺盛的一年生苗木的枝条？为什么保留有一定的芽或幼叶的插条容易成活？而所带的叶或芽的数量是否越多越好？提示一年生苗木的枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活，很容易生根，实验效果显著。芽或幼叶可产生生长素，能促进插条生根。不是，留叶过多，不利于生根，因叶片多，蒸腾作用失水多，插条易枯死；留芽过多，分泌较多的生长素，会影响实验的结果，导致结果不准确。(6)处理插条的方法有哪些？处理插条的形态学上端还是下端？提示浸泡法和沾蘸法。处理插条的形态学下端。(7)在实验中，若两种浓度的生长素类调节剂促进插条生根效果基本相同，请分析原因。如何进一步确定最适浓度？提示由生长素作用曲线可知，存在作用效果相同的两种生长素浓度。最适浓度应在两种溶液浓度之间，即在两种浓度之间再等浓度梯度配制溶液进行实验。(8)若实验结果发现枝条都不能生出不定根，其原因可能是什么？提示①没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、幼叶保留过多，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。1．设置对照实验(1)设置空白对照——不添加生长素类调节剂的一组，如蒸馏水组。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。(2)设置相互对照——含不同浓度生长素类调节剂的组别间相互对照，其目的是判断促进作用或抑制作用程度的大小。2．遵循单一变量原则：本实验的自变量是生长素类调节剂的浓度。3．控制好无关变量：为保证实验结果的准确性，还应注意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．在预实验确定的浓度范围内多设置几个浓度梯度进一步实验，但浓度梯度的设置也不是越多越好，原因如下：一是效果不明显，二是会造成不必要的浪费，人为增加实验的难度。3．某生物兴趣小组的同学探究了植物生长素类调节剂(2,4－D)对富贵竹插条生根条数的影响，实验结果如表所示。下列说法错误的是()组别12345672,4－D浓度(mol/L)清水10－1510－1310－1110－910－710－5平均生根条数(根)2.03.89.420.39.11.30A.该探究实验的自变量是2,4－D浓度，因变量为插条生根条数B．浓度为10－5mol/L的2,4－D溶液对富贵竹插条生根既不促进也不抑制C．如要确定促进富贵竹插条生根的最适浓度，需缩小2,4－D浓度梯度做进一步实验D．实验过程中，每条插条的叶片数以及实验室的温度等因素也会影响实验结果答案B解析与清水组相比，浓度为10－5mol/L的2,4－D溶液对富贵竹插条生根具有抑制作用，B错误；促进富贵竹插条生根的最适2,4－D浓度在10－13mol/L与10－9mol/L之间，需缩小浓度梯度做进一步的实验，C正确；实验过程中，每条插条的叶片数以及实验室的温度等属于无关变量，会影响实验结果，D正确。4．(2023·天津南开区高二月考)某同学在探索生长素类调节剂α-萘乙酸(NAA)促进银杏插条生根的最适浓度实验中获得了如图所示的结果。下列相关叙述不正确的是()A．本实验的自变量是NAA的浓度B．银杏插条上侧芽的数目及饱满程度会影响实验结果C．促进银杏插条生根的最适浓度为cD．用NAA处理插条的时间应该相同答案C解析该实验的目的是探索NAA促进银杏插条生根的最适浓度，因此自变量是NAA的浓度，因变量是银杏插条生根的情况，可通过插条的生根数目或根的平均长度来判断，插条上侧芽的数目及饱满程度、NAA处理插条的时间等无关变量应保持相同且适宜。由于图中NAA浓度大于c时插条平均生根数目不清楚，所以不能确定NAA促进插条生根的最适浓度。题组一植物生长调节剂的类型和作用1．(2022·江苏徐州市第七中学高二期末)植物激素和植物生长调节剂的区别或关系是()A．因为有调节作用，所以植物激素又可称为植物生长调节剂B．植物激素和植物生长调节剂都是植物细胞合成的高效能物质C．植物激素不能直接参与代谢反应，植物生长调节剂能直接参与代谢反应D．赤霉素既属于植物激素，又属于植物生长调节剂答案D解析植物激素是植物细胞合成的，具有调节作用；而植物生长调节剂是人工合成的，也具有调节作用，但两者不能等同，A、B错误；植物激素和植物生长调节剂都不直接参与细胞内的代谢活动，而是发挥调节作用，C错误；赤霉素若是植物合成的属于植物激素，若是人工合成的，属于植物生长调节剂，D正确。2．瓜藤上还没有成熟就“疯狂”地炸裂开来的西瓜被称为“爆炸西瓜”，罪魁祸首是膨大素(果实膨大剂)，膨大素对细胞的分裂有明显的促进作用，同时还可促进叶绿素合成，延长叶片保绿时间。下列叙述错误的是()A．膨大素是植物细胞产生的少量激素B．膨大素与细胞分裂素间存在协同关系C．膨大素与脱落酸间存在相抗衡关系D．膨大素处理后的叶片制成的色素带，其下面两条会变宽答案A解析膨大素是人工合成的植物生长调节剂，A错误。3．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．猕猴桃结果初期，喷洒适宜浓度的生长素类调节剂，可促进其成熟D．用赤霉素处理大麦种子可诱导α-淀粉酶产生答案D解析脱落酸促进果实与叶的脱落，黄瓜结果后，喷洒一定量的脱落酸可促使果实的脱落，A错误；生长素能促进果实发育，乙烯能促进果实成熟，番茄开花后，喷洒一定浓度生长素，可促进子房发育成果实，B错误；促进果实成熟的是乙烯，不是生长素类调节剂，C错误；赤霉素能促进种子萌发，用赤霉素处理大麦种子可促进产生α-淀粉酶，D正确。4．(2022·江苏海安高二期末)在我国，植物生长调节剂属于农药管理范围。合理、规范地使用植物生长调节剂可以在促进农作物增产、增收的同时保障农产品的安全。下列关于植物生长调节剂使用的叙述，错误的是()A．使用植物生长调节剂的农产品产量均可增加，但品质可能会下降B．乙烯能够促进植株开花，合理使用乙烯利有利于果树等的增产C．植物生长调节剂不是营养物质，不能代替肥料的作用D.在使用植物生长调节剂时，除了要考虑其残留对人体健康的影响，也要考虑对环境的影响答案A解析正确合理地使用植物生长调节剂才可提高农产品的品质和产量，A错误；乙烯能够促进植株开花，合理使用乙烯利有利于果树多开花结果，从而达到增产的目的，B正确；植物生长调节剂不是营养物质，只能起调控生长的作用，不能代替肥料使用，C正确；在使用植物生长调节剂时，除了要考虑其残留对人体健康的影响，也要考虑对环境的影响，防止对环境造成污染，D正确。题组二探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度5.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．该实验的自变量是生长素类调节剂的浓度B．生长素类调节剂处理插条的方法有浸泡法和沾蘸法等C．可通过观察生根的数量和生根的长度来确定最适浓度范围D．设计预实验是为了证明生长素类调节剂的作用为低浓度促进生根，高浓度抑制生根答案D解析实验前做一个预实验，目的是确定合适实验浓度范围，为正式实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性，D错误。6．(2022·江苏连云港高二期末)下列关于“探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”实验的叙述，不正确的是()A．作为扦插枝条，一般选择母体植株枝条的中下部，因为其中储藏的养分多B．正式实验前可先设计一组浓度梯度较大的预实验，避免正式实验的盲目性C．不同浓度的生长素类调节剂之间能形成相互对照D．生长素类调节剂浓度不同，扦插枝条生根数目一定不同答案D解析作为扦插枝条，一般选择母体植株枝条的中下部，因为其中储藏的养分多，可以为生根提供能量，A正确；正式实验前可先设计一组浓度梯度较大的预实验，探索实验条件，检查实验设计的科学性，避免正式实验的盲目性，B正确；探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度，实验的自变量是不同浓度的生长素类调节剂，各组实验之间形成相互对照，C正确；在最适浓度两侧，生长素类调节剂浓度不同，扦插枝条生根数目可能相同，D错误。7．(2022·江苏扬州高二期中)研究小组探究了α-萘乙酸(NAA)对某果树扦插枝条生根的影响，结果如图。下列叙述正确的是()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答案D解析由图可知，该实验的自变量是NAA的浓度，因变量是平均生根数和生根率，A错误；与NAA浓度为0时比较，浓度低于300mg/L时能提高生根率，浓度高于300mg/L时会降低生根率，B错误；320mg/LNAA处理插条时，生根率过低，不能用于生产，C错误；与NAA浓度为0时比较，400mg/L的NAA具有增加生根数的效应，D正确。8．某研究性学习小组采用浸泡法进行了“探究2,4－D溶液促进月季插条生根的最适浓度”的实验，观察记录得到表中数据。下列有关叙述不正确的是()2,4－D浓度(×10－6mol/L)0456789101112生根数(条)0.61.01.43.23.43.53.21.80.40A.为避免因为芽数不同对实验结果的干扰，每组应有等量的插条数并保留相同数量的芽B．浸泡法是指将10组插条基部浸泡在不同浓度2,4－D溶液中培养并观察和记录C．据表中数据分析得知，11×10－6mol/L和12×10－6mol/L浓度的2,4－D对插条生根有抑制作用D．不加2,4－D组的月季插条也生根，可能是月季插条的内源植物激素起作用的结果答案B解析浸泡法是指将10组插条基部浸泡在不同浓度2,4－D溶液一定时间，取出扦插枝条一段时间后观察和记录生根情况，B错误。9．科学家进行“乙烯利对黄瓜生长发育的影响”的部分研究结果如表所示，下列说法正确的是()组别乙烯利浓度/(mg·L－1)单株雄花数单株雌花数叶面积/cm2茎粗/cm106.891.44283.13.842505.391.56349.64.1231004.332.27363.14.4542003.831.50312.24.26A.乙烯利是一种植物激素，植物体的各个部位都能合成B．随乙烯利浓度升高，黄瓜单株雌雄花比值升高C．若使用乙烯利浓度过大会使叶面积变小影响黄瓜产量D．实验结果表明，乙烯利对黄瓜的营养生长既具有抑制作用也具有促进作用答案C解析乙烯利是人工合成的植物生长调节剂，不是植物激素，A错误；从表格中看出，随着乙烯利浓度升高，黄瓜单株雌雄花比值先升高后降低，B错误；使用乙烯利浓度过大会导致叶面积变小，从而影响光合作用面积，进而影响黄瓜产量，C正确；从表格中只能看出随着施加乙烯利浓度的增加，叶面积和茎粗都比不施加乙烯利高，体现了促进作用，不能体现抑制作用，D错误。10．为研究不同生长调节剂对番茄种子萌发的影响，以便筛选出番茄种子萌发的最佳处理，研究人员分别用NAA(生长素类调节剂)、6－BA(细胞分裂素类调节剂)及NAA＋6－BA处理番茄种子，结果如表所示。下列说法错误的是()处理发芽率(%)发芽指数活力指数6－BA945.880.10NAA986.130.136－BA＋NAA965.870.11对照组935.790.014A.NAA处理的番茄种子萌发效果最好B．用NAA和6－BA同时处理种子的效果不如单独使用NAAC．一定浓度的NAA和6－BA均能促进番茄种子萌发且原理相同D．在实验实施过程中，温度、溶液pH、处理时间等各组保持相同且适宜答案C解析根据表中数据可知，一定浓度的NAA和6－BA均能促进番茄种子萌发，但原理不同，前者是促进细胞伸长，后者是促进细胞分裂，C错误。11．下表为几种常用的植物生长调节剂，下列有关其应用的叙述不正确的是()名称属性α-萘乙酸生长素类6－BA细胞分裂素类乙烯利乙烯类PP333赤霉素合成抑制剂A.用一定浓度的α-萘乙酸处理离体的花卉枝条，可促进生根B．用一定浓度的6－BA抑制马铃薯发芽，以延长储藏期C．用乙烯利处理棉花可催熟棉桃，便于统一采摘D．用PP333处理水稻可使植株矮化，增强抗倒伏能力答案B解析6－BA作用效果与细胞分裂素类似，抑制马铃薯发芽，延长储藏期的激素是脱落酸，与细胞分裂素无关，故6－BA不能抑制马铃薯发芽，以延长储藏期，B错误。12．(2022·山东德州高二期末)植物生长调节剂烯效唑可通过调节相关内源激素水平来提高浮萍中淀粉的含量。利用一定浓度的烯效唑处理浮萍，测量结果如表所示。下列有关叙述错误的是()项目淀粉含量(g/kg干重)细胞分裂素(mg/kg)脱落酸(mg/kg)赤霉素(mg/kg)处理前500.010.070.5处理后1700.040.150.1A.赤霉素能抑制植物体内细胞分裂素和脱落酸的合成B．细胞分裂素和脱落酸在促进淀粉合成上可能具有协同作用C．浮萍中淀粉的积累是多种植物激素共同作用的结果D．烯效唑能抑制赤霉素的合成，可用于控制作物株高，提高抗倒伏能力答案A解析由表格数据分析可知，细胞分裂素和脱落酸能抑制植物体内赤霉素的合成，A错误；细胞分裂素、脱落酸与淀粉含量呈正相关增长，细胞分裂素和脱落酸在促进淀粉合成上可能具有协同作用，B正确；浮萍中淀粉的积累是细胞分裂素、脱落酸等多种植物激素共同作用的结果，C正确；一定浓度的烯效唑能抑制赤霉素的合成，降低赤霉素的生理作用，可用于控制作物株高，提高抗倒伏能力，D正确。13．留树保鲜是通过延迟采收保持果实品质的一项技术。喷施赤霉素和2,4－D对留树保鲜柑橘的落果率的影响如图所示。下列有关分析错误的是()A．本实验的自变量是留树天数，因变量是落果率B．清水组落果率高于其他实验组与内源脱落酸有关C．喷施赤霉素和2,4－D能有效减少留树保鲜过程中的落果D．留树保鲜过程中赤霉素和2,4－D发挥作用持续的时间不同答案A解析结合题图可知，本实验的自变量是留树天数和喷施物的种类，因变量是落果率，A错误；清水组落果率高于其他实验组，与内源脱落酸有关，B正确。14．(2022·山东夏津第一中学高二期末)番茄果实发育受多种植物激素影响，市场上销售的植物激素或生长调节剂，如生长素类、乙烯利(乙烯类)等物质，如果处理得当，对人体危害并不大。请回答下列问题：(1)植物生长调节剂，与植物激素相比，它具有______________________________的优点。在用生长素类调节剂处理插条生根时，如果生长素类调节剂浓度较低，适合采用______________法处理插条。(2)研究者发现未人工授粉及授粉8天后番茄的子房发育情况差异显著(图1所示)，结合生长素的生理作用推断，授粉后子房发育为果实的原因是_______________________________________________________________________________________________________________。(3)检测授粉与未授粉番茄雌蕊产生乙烯的速率结果如图2所示。结合图1和图2推测，乙烯对子房发育具有______作用。在子房发育为果实的过程中，生长素和乙烯表现为______关系。(4)为证实乙烯对子房发育的作用，以野生型番茄为材料进行了下表所示实验，请完善表格中的实验处理。授粉情况授粉未授粉授粉未授粉实验处理施加清水施加Ⅰ施加Ⅱ施加Ⅲ子房是否发育为果实是否否是表中Ⅰ～Ⅲ处所需的试剂应分别选用________(填选项前字母)。实验结果支持上述推测。A．清水B．生长素C．生长素运输抑制剂D．乙烯利E．乙烯受体抑制剂(5)研究还发现野生型番茄授粉后子房内赤霉素(GA)含量升高。为研究GA和乙烯对果实发育的影响，以野生型番茄和乙烯受体功能丧失的突变体S为材料进行实验，相关处理及结果如图3所示。图中结果表明GA的作用是________________________。在未授粉情况下，S突变体比野生型体内GA合成相关基因表达量高，由此推测未授粉的S突变体子房可发育为果实的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)原料广泛、容易合成、效果稳定浸泡(2)授粉后产生种子，发育中的种子产生生长素促进子房的发育(3)抑制相抗衡(4)ADE(5)促进果实发育突变体S乙烯受体功能丧失，导致乙烯对GA合成的抑制作用减弱，GA合成量升高，促进果实发育15．(2022·北京市延庆区第一中学高二期末)油茶是我国特有的木本油料树种。为提高油茶果实的产油率，科研人员利用植物生长调节剂进行研究。(1)植物生长调节剂是由________合成的，对植物的生长、发育有________作用的化学物质。(2)科研人员选用4种植物生长调节剂，分别配制每