5.3 植物生长调节剂的应用-【优选课】2024-2025学年高二生物同步备课课件（人教版2019选择性必修1）

第3节 植物生长调节剂的应用 第5章 植物生命活动的调节 科学探究 探索生长素调节剂促进插条生根的最适浓度，分析讨论根据实验数据和曲线图确定最适浓度范围。 02 01 生命观念 概述植物生长调节剂的类型和应用。 03 社会责任 基于对植物生长调节剂应用利弊分析，宣传科学、合理、安全使用植物生长调节剂。 目 录 CONTENTS 问题探讨 在玫瑰葡萄种植过程中，合理使用人工合成的赤霉素、细胞分裂素等类物质，可提高葡萄结果率和单果质量，提高果实无核化程度。但如果施用不合理，可能会造成果实空心等问题。 玫瑰葡萄 葡萄植株里有自身合成的植物激素，为什么还要使用人工合成的植物激素类物质呢？ 讨论： 仅靠葡萄植株自身合成的植物激素来调节植株生长发育，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，可提高作物产量或提升产品品质。 植物体内合成的，对植物生长发育有显著影响的徽量有机物。 缺点:植物体内含量非常少，提取困难。 植物激素 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。 2.优点: 原料广泛、容易合成、效果稳定等。 【思考】效果稳定的原因？ 植物体内缺少催化其分解的酶 植物生长调节剂种类很多，我国目前正在使用的就有几十种 3.类型： 一、植物生长调节剂的类型和作用 ①分子结构和生理效应与植物激素类似 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 结构和生理效应类似 结构不同，生理效应类似 矮壮素 ，如吲哚丁酸 如α-萘乙酸(NAA)、矮壮素 分子结构 对植物生长的效果 植物生长促进剂 植物生长抑制剂 施用植物生长调节剂必然能达到增产、增收效果吗？ 并不必然会增产增收 在具体的农业生产过程中，是否施用、如何施用植物生长调节剂，需要理性评估。 一、植物生长调节剂的类型和作用 4.在生产中的应用： 评述植物生长调节剂在生产中的应用 赤霉素类 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。这样就可以简化工艺、降低成本。 应用：赤霉素解除（打破）种子休眠 芦苇是我国主要造纸原料，但多数芦苇纤维短、品质较次。如果在芦苇生长期用一定浓度的赤霉素溶液处理，就可以使芦苇的纤维长度增加50%左右。 应用：促进细胞伸长，从而引起植株增高 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，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，且不宜长时间储存。 细胞分裂素类 研究发现膨大剂可能对人体有危害，主要是神经系统，造成儿童脑炎、发育不良、痴呆等。 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。 青鲜素残留毒性可能会使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞生长和分裂失控而变成癌细胞。 中国科学院植物生理研究所用荔枝为原料研究表明，残留期为1～2个月。 青鲜素，又名抑芽丹、马来酰肼，通过阻止核酸合成，最终使细胞生长受阻，主要用于抑制芽生长和茎伸长，延长储藏期。 青鲜素在土表和植物茎、叶表面不易分解。因此对于用作生食的作物不宜使用，在收获后不需储藏的块茎作物上，也不可喷洒青鲜素。 知识拓展 事例4 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？ 天然状态下凤梨（菠萝）开花结果时期参差不齐，一片凤梨田里需要分五六次收获，费时费工，晚上市还卖不出好价钱。到了冬季，由于气温低、日照弱，果实成熟慢、品质差。用乙烯利催熟，就可以做到有计划地上市。 乙烯利在生产中常用于水果的催熟，若儿童食用了催熟的水果会导致“性早熟”吗？ 乙烯类 不会，导致儿童“性早熟”的是性激素，与乙烯利无关，人体细胞中无乙烯利的受体。 注：（P104）乙烯利是植物生长调节剂，工业品为液体。pH<3.5时，较稳定;随着pH升高，会分解释放出乙烯。乙烯对有催熟作用，还可诱导水果自身产生乙烯，加速成熟。 乙烯利对皮肤黏膜有一定的刺激性，遇明火可燃烧，需注意防火。 注意 13 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？ 事例5 生长素类似物 无子番茄属于可遗传变异还是不可遗传变异？ 不可遗传变异，遗传物质未改变 以果实(如草莓、番茄等)为农产品的作物由于某种因素影响了受粉，则可通过喷施一定浓度的生长素类似物进行补救。但是以种子(向日葵、油菜等)为农产品的作物不能通过上述方法补救。 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？ 矮壮素：生长延缓剂，其作用是抑制细胞伸长，但不抑制细胞的分裂。矮壮素能使植物矮化，茎杆粗壮，防止作物徒长，增强抗倒伏能力，促进结实，提高座果率和植物的抗逆性。 α-萘乙酸（NAA）、2，4-D：具有生长素活性的植物生长调节剂。NAA具有与IAA不同的环状结构，侧链与IAA相同，比IA更加稳定。NAA、2，4-D可诱发不定根形成，还可促进扦抽生根，促进果实和块根、块茎膨大，提高坐果率，防止采前落果。 芸苔素内酯：调节植物生长发育各个环节，促进生长，增加产量，提高抗逆性，缓解药害。促进蔬菜、瓜类、水果等作物生长，改善作物品质，使作物色泽艳丽、叶片更厚实，也能使茶叶采叶时间提前、瓜果含糖分更高、个体更大、更耐储藏。可以说是植物生长调节剂的万金油。 新的植物生长调节剂不断被发现和使用；应用范围更加广泛，再生产中发挥着越来越重要的作用。 评述植物生长调节剂在生产中的应用 一、植物生长调节剂的类型和作用 4.在生产中的应用： 讨论：2.在生产过程中施用植物生长调节剂要注意哪些事项？ 施用时期 2011年，江苏某村民西瓜，施用膨大素的时期不当，导致西瓜炸裂。 施用剂量 2010年，四川某果农葡萄，施用乙烯利剂量不当，导致葡萄未成熟脱落。 施用方法 2016年，山东某村民番茄，施用赤霉素方法不当，导致空心果产生。…… 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；同时还需考虑适当施用时间，以及国家法律法规要求等。 讨论：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？ 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 ①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禁止夸大其功能 ③禁止在肥料中添加 国家管理 先试验，再推广 一、植物生长调节剂的类型和作用 根据前面的学习，你能总结植物生长调节剂使用的利与弊吗? 5.应用的好处及负面影响： 植物生长调节剂应用领域广，对提高作物产量、改善产品品质等，都起到很好的作用。 01 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 作用 施用植物生长调节剂还能减轻人工劳动，如减少园林植物的修剪次数。 02 ①使用不当，会影响作物产量和产品品质 ②过量使用，对人体健康和环境带来不利影响 负面影响 类别 项目 植物激素 植物生长调节剂 来源 植物一定部位产生 生理作用 对植物生长发育进行调节 作用后是否被酶解 作用效果 短暂，只发挥一次作用 实 例 乙烯、生长素、细胞分裂素、赤霉素和脱落酸等 被相应的酶分解失活 植物体内不存在相应的分解酶，不被酶解，残留在植物体内继续发挥作用 比较植物生长调节剂与植物激素 持久稳定 人工化学合成 乙烯利、NAA、青鲜素、膨大素等 二、植物生长调节剂的施用 二、植物生长调节剂的施用 ①促进扦插枝条生根——生长素类植物生长调节剂 ②果实催熟——乙烯利 1. 施用植物生长调节剂需考虑的因素 (1)根据实际情况，选择适当的植物生长调节剂 (2)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)某些调节剂，需考虑施用浓度、时间、部位、施用时植物的生理状态与气候条件等 怎样使用这些植物生长调节剂才能达到最佳效果呢？ 二、植物生长调节剂的施用 2. 科学方法 — — 预实验 概念：进行科学研究时，有时需要在正式实验前先做一个预实验。 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。 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。 意义：为正式实验做准备，以免造成人力、物力、财力的浪费。 ▲预实验能不能减小实验误差？ 不能！ 注意：预实验必须有空白对照 （P102） 相同且适宜 不同浓度的NAA溶液 平均生根数量 或平均生根长度 植物材料，插条的生理状况、带有的芽数，插条处理的时间等 自变量 因变量 无关变量 单一变量原则 实验一：探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度 生长素类植物生长调节剂的生理作用与其浓度有很大的关系。 1、实验原理： 例如，适当浓度的2，4-二氯苯氧乙酸（简称2，4—D）可以促进插条生根，浓度过高时会抑制生根，高浓度的2，4—D甚至会杀死双子叶植物。 所选定的生长素类调节剂促进植物插条生根最适浓度是多少呢？ 2、提出问题: 实验目的：寻找所选定的生长素类调节剂促进某种植物插条生根的最适浓度 实验一：探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度 3、材料用具： ②当地主要绿化树种或花卉生长旺盛的一年生枝条；枝条上带有少量芽或幼叶。（3-4个芽）；插条形态学上端削成平面，减少蒸腾，下端削成斜面，增大吸水面积。 ①常用的生长素类调节剂：NAA、2，4-D、吲哚丙酸、IBA等。 思考： ①实验中为什么要选取生长旺盛的一年生的枝条？ ②为什么要保留有一定的芽或幼叶？ ③所带的叶或芽的数量是否越多越好？ 形成层细胞分裂能力强，发育快，易成活，易生根，实验效果显著。 可产生生长素，促进插条生根。 留叶过多 ： 留芽过多 ： 蒸腾作用失水多，插条易枯死； 分泌较多的生长素，会影响实验的结果，导致结果不准确。 ③蒸馏水，花盆，细砂 实验一：探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度 4、设计实验： （1）生长素类调节剂处理插条的方法： 浓度较低： 浓度较高： 浸泡法 沾蘸法 约3cm 几小时至一天 约5秒 最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理 约1.5cm 5 4 3 2 1 实验一：探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度 4、设计实验： （2）实验思路： 你知道设置多大的浓度梯度吗？ 科学方法——预实验 设计一组浓度梯度较大的2，4-D溶液 观察插条的生根情况 确定正式实验的浓度范围，缩小浓度梯度，重复实验操作 预实验 正式实验 预实验必须像正式实验一样认真进行才有意义！ 注意：预实验需进行空白对照，是为了判断2，4—D所起的作用是促进还是抑制正式实验可不进行。 正式实验前 实验一：探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度 4、设计实验： （3）正式实验： 在预实验的基础上进行正式实验：在10-13 -10-9mg/L之间缩小浓度梯度，再设置一系列浓度的生长素类似物溶液，重复以上实验。 26 ①准备 的插条若干； 发育状况、带芽数量相同 ②配置一系列具有浓度梯度的NAA溶液，将插条形态学 插入到2，4-D溶液中，每组插入 根； 3 下端 ④将枝条放入培养液中，在适宜条件下培养，每天记录生根数量； ③浸泡24小时后，取出枝条晾干； 对照原则 平行重复原则 结论：对于××植物来说，促进插条生根生长素类调节剂的最适浓度是××（平均生根数最多所对应的浓度）。 生根数 0 浓度（mg/mL） 预实验 生根数 浓度（mg/mL） 正式实验 实验一：探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度 5、结果分析： 组别 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2，4-D溶液的浓度（mg/mL） 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 生根数（平均值） 3.6 4.3 5.2 6.3 7.3 6.1 5.3 3.9 3.2 是不是说明最适浓度是1.0？ 促进该植插条生根的生长素类调节剂的最适浓度是0.8-1.2mg/mL 7.步骤： 制备插条→分组处理插条→进行实验观察→记录实验结果 配制一系列浓度梯度的生长素类似物溶液 处理生长状况相同的插条的形态学下端 → 观察记录 插条生根状况 （生根数/长度） → 重复前三步 (缩小浓度梯度) → 预实验 正式实验 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 需要空白对照 可以不设空白对照 注意：预实验不能减小实验误差 先梯度比较大 三、探索植物生长调节剂的应用 实验一：探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度 6.植物生长调节剂促进插条生根可能出现的问题及原因分析 ①不同浓度生长素类调节剂浸泡，插条均不生根： a.枝条所带叶片较多，蒸腾作用过强，失水太多,幼芽、幼叶保留多，合成了一定的生长素，使形态学下端处于高浓度抑制状态； b.配制的营养液缺乏某种营养元素或缺氧； c.没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。 浓度梯度过大、组别过少易错过最适浓度范围，导致 实验二：尝试利用乙烯利催熟水果 乙烯利 pH=3.5 pH升高 催熟水果 乙烯 水果产生乙烯 诱 导 1.实验原理： 思考：成熟过程属于_______。 正反馈 乙烯在常温下是气体，作为生长调节剂用的是乙烯利,为液体。 番茄、香蕉等 有无乙烯利 处理后的成熟时间、 成熟程度 2.实验材料： 3.实验变量： ①自变量: ②因变量: 4.实验过程： ① 将果实浸入稀释的乙烯利溶液中（ 或者用喷壶将稀释的乙烯利溶液均匀的喷洒在水果表面），沥干水分。 ②放入自封袋或者塑料袋密封，置于20-25 ℃ 储存。 ③封存5d后打开，每隔一段时间观察果实成熟情况。 注意事项:乙烯利对皮肤、黏膜有一定的刺激性，操作时需要做好防护措施，并在通风良好的环境进行，乙烯利遇到明火可燃烧，需要注意防火。 实验二：尝试利用乙烯利催熟水果 (1)提高脱落酸含量可解除种子的休眠状态。(2021·浙江1月选考) ( ) 提示　脱落酸维持种子休眠。 (2)插条浸泡在低浓度NAA溶液中，野生型比生长素受体活性减弱的株系更易生根。(2021·河北卷) ( ) (3)用适宜浓度的赤霉素处理休眠的种子可促进种子萌发。(2020山东) ( ) 【考点诊断】 × √ √ (4)喷施脱落酸可延长绿色叶菜类蔬菜的保鲜时间。(2020浙江7月选考）( ) 提示　喷施细胞分裂素可延长绿色叶菜类蔬菜的保鲜时间，脱落酸促进叶的衰老。 × × (6)用适宜浓度的生长素类调节剂处理未受粉的番茄雌蕊，可获得无子番茄。(2020·山东卷，9B改编)( ) √ 练习与应用 1.种植葡萄时，在打插繁殖、控制枝条生长、提高果实品质等方面都可以使用植物生长调节剂。判断下列有关表述是否正确。 (1) 施用的植物生长调节剂就是植物激素。( ) (2) 施用植物生长调节剂就一定能提高葡萄的产量和品质。 ( ) 2. 研究人员为探究定期喷施一定浓度的赤霉素和(或)2, 4-D对即将成熟的柑橘体内脱落酸含量的影响，进行了一项科学实验，实验结果如下图所示。错误的是 ( ) A.喷施赤霉素和2,4-D能延缓柑橘果实的成熟和脱落 B.赤霉素比2,4-D更能抑制柑橘内源脱落酸的合成 C.赤需素和2,4-D都能抑制柑橘内源脱落酸的合成 D.赤霉素、2,4-D与脱落酸对柑橘脱落的作用相反 × × B 一、概念检测 练习与应用 二、拓展应用 1.如果你是水果销售员，面对半青不熟的水果，你认为应该使用乙烯利催熟吗？作为一个消费者，你又怎么看？ 2. 现有一种用于麦田除草的除草剂刚研制出来，作为技术人员，你的任务是研究这种除草剂在使用时的浓度要求。请列出你的研究思路；假如让你来设计这个产品的说明书，你认为除了浓度参考范围，还应该在这个说明书中补充哪些内容。 在科学评估、合理使用，且能保证水果质量的前提下，可以使用乙烯利来催熟半生不熟的水果。 可参考本节“探究・实践”中“探索生长素类植物生长调节剂促进插条生根的最适浓度”的做法。说明书中还应该有合理的施用时间，适用的作物范围，等等。 课堂小结 植物生长 调节剂 概 念 特 点 类 型 应 用 施用 具体作用 应用实例 负面影响 国家管理 考虑因素 实践应用 由人工合成，对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。 ①原料广泛、 ②容易合成、 ③效果稳定 ①分子结构与生理效应与植物激素类似； ②分子结构与植物激素不同，生理效应类似 ①简化工艺、降低成本 ②提高产量，改善品质 ③减少人工劳动 赤霉素、膨大素 青鲜素、乙烯利 生长素调节剂 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 有明确的规定 施用目的、 效果、毒性、 残留、价格、 施用是否方便、 法律法规等 ①探索植物生长调节剂促进插条生根的最适浓度； ②尝试利用乙烯催熟水果。 Lavf58.33.100 Lavf58.28.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Lavf57.62.100 Lavf55.33.100 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 (5)用一定浓度的6­BA(细胞分裂素类)抑制马铃薯发芽，以延长贮藏期。 (2021·辽宁卷，7B)( ) 提示　延长贮藏期的激素是脱落酸而非细胞分裂素类，6­BA可促进马铃薯发芽。 $$