5.3 植物生长调节剂的应用课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修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 在玫瑰葡萄种植过程中，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。但如果施用不合理，可能会造成果实空心等问题。 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。 问题探讨 植物激素缺点：植物体内含量非常少，提取困难。 2 自学与释疑：阅读教材P100-102，思考： 1.什么是植物生长调节剂？与植物激素的主要区别是？ 2.植物生长调节剂的特点是？ 3.植物生长调节剂有哪些类型？ 4.植物生长调节剂在生产中的应用？ 5.植物生长调节剂的施用方法？ 由人工合成的，对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。 一、植物生长调节剂的类型和作用 1.概念: 【思考】植物生长调节剂属于植物激素吗？ 不属于 2.优点: ①原料广泛 ②容易合成 ③效果稳定 【思考】为什么植物生长调节剂效果比植物激素稳定？ 可能因为植物体内没有相应的分解它们的酶。 4 ①分子结构和生理效应与植物激素类似 如吲哚丁酸 3.类型: 分子结构相似 吲哚乙酸（IAA） 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.类型: α-萘乙酸（NAA） 矮壮素 分子结构不同 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。 发芽的大麦 赤霉素可诱导大麦种子产生a-淀粉酶。 事例1 应用：赤霉素解除种子休眠 二、评述植物生长调节剂在生产中的作用 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1 二、评述植物生长调节剂在生产中的作用 糊粉层 胚乳 胚 酒精 酵母菌 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2 有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。 二、评述植物生长调节剂在生产中的作用 9 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。 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。 事例3 10 青鲜素，又名抑芽丹、马来酰肼，通过阻止核酸的合成，最终使细胞生长受阻，主要用于抑制芽的生长和茎的伸长，延长储藏期。 青鲜素在土表和植物茎、叶表面不易分解，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。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 二、评述植物生长调节剂在生产中的作用 阅读P101 思考·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？ 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？ 天然状态下的凤梨（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。 事例4 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？ 13 芦苇是我国主要的造纸原料，但多数芦苇的纤维短、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。 事例5 用一定浓度的生长素类调节剂培育无子果实。 事例6 判断：在水稻受粉期遇到阴雨天气后，喷施适宜浓度的生长素可以避免减产。（ ） X 比较项目 无子番茄 无子西瓜 培育方法 无子原因 原理 变异类型 用一定浓度的生长素类似物溶液涂抹在未受粉的番茄雌蕊柱头上。 用秋水仙素处理二倍体西瓜，获得四倍体，用四倍体西瓜做母本，与二倍体西瓜进行杂交，获得三倍体，用二倍体西瓜花粉刺激获得无子果实。 没有受粉，未完成受精 三倍体植株减数分裂时联会紊乱，不能形成配子 生长素促进果实发育 染色体变异 不可遗传变异 可遗传变异 归纳总结：无子番茄与无子西瓜的比较 事例7：用GA (赤霉素类）打破莴苣、马铃薯、人参种子的休眠；促进苋菜、芹菜等的营养生长，增加产量。 事例8：用NAA促进甘薯、黄杨、葡萄的生根；对苹果、鸭梨进行疏花疏果，促进脱落；对棉花进行保花保果，防止脱落。 事例9：施用矮壮素（生长延缓剂）防止棉花徒长、促进结实。 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？ 17 2.在生产过程中施用植物生长调节剂要注意哪些事项？ 综合考虑施用时期、剂量、方法、价格及相关法律法规 施用时期 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 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 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。 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。 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？ 目前禁用的两种植物生长调节剂产品 （1）提高作物产量,改善产品品质等 （2）能减轻人工劳动：减少园林植物的修剪次数 ①能延长或终止种子、芽及块茎的休眠； ②调节花的雌雄比例；促进或阻止开花； ③诱导或控制果实脱落；控制植株高度、形状等 生长调节剂应用的好处： 关注植物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； 植物生长调节剂 ≠ 增产、增收 应用的好处及负面影响 SZ-LWH SZ-LWH 因此，可以看出，在实际生产中合理使用植物生长调节剂具有众多好处，还能改善产品品质，并且，可以再一定程度上减轻人工劳动，比如以青鲜素抑制顶端优势减少园林植物修剪次数。当然，植物生长调节剂也可能产生负面影响，使用不当，可能影响作物产量和产品品质；过量使用，可能对人体健康和环境带来不利影响。 因此我们在实际使用的过程中，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。 20 植物生长调节剂的类型和作用 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。 植物激素 植物生长调节剂 来源 生理作用 作用后是否被酶解 作用效果 实 例 归纳总结：植物生长调节剂与植物激素并完善表格 植物一定部位产生 人工合成 对植物生长发育进行调节 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 短暂，只发挥一次作用 持久稳定 乙烯、生长素、细胞分裂素、赤霉素和脱落酸等 乙烯利、NAA、青鲜素、膨大素等 SZ-LWH SZ-LWH 施用植物生长调节剂，要综合考虑 、药物效果、药物毒性、 、价格和施用是否方便等因素；要考虑施用时间、 、施用方式、 和施用次数等问题。 施用目的 药物残留 处理部位 适宜浓度 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 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。 三、植物生长调节剂的施用 1.原理： 2.自变量： 因变量： 无关变量： 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。 适宜 不同浓度的生长素类似物 促进枝条生根的效果 观测指标： 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） 处理扦插枝条的方法: 四、探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度 浸泡法(浓度较低；一般选择在遮阴与空气湿度较高的环境中进行)、沾蘸法(浓度较高) 枝条生根数或根的长度 探究促进迎春花枝条生根的最适生长素类似物浓度 汉水丑生侯伟作品 选取15cm长，发育状况相同的迎春花枝条若干 配置不同浓度的α—萘乙酸（NAA）溶液 将枝条在α—萘乙酸（NAA）溶液中浸泡24小时 汉水丑生侯伟作品 汉水丑生侯伟作品 预实验有空白对照 每组处理不止一根枝条，平行重复原则：避免偶然性，求平均值作为最终结果，提高结果准确性。 平行重复原则：减少误差，增加实验的说服力。 浸泡24小时后，取出枝条晾干4小时 适宜温度下，将枝条放入培养液中水培，每天记录生根数量 汉水丑生侯伟作品 汉水丑生侯伟作品 汉水丑生侯伟作品 3.步骤： 制备插条→分组处理插条→进行实验观察→记录实验结果 ①选用生长旺盛的一年生枝条。 ②去掉成熟叶片：降低蒸腾作用 ③插条的形态学下端要削成斜面,以增加对水的吸收 四、探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度 3.步骤： 需要空白对照 不需要空白对照 意义：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，以免造成人力、物力、财力的浪费 制备插条→分组处理插条→进行实验观察→记录实验结果 ▲预实验不能减小实验误差 四、探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度 3.步骤： 制备插条→分组处理插条→进行实验观察→记录实验结果 NAA浓度(mg/L) 0 400 600 800 1000 生根数(条) 3 6 9 5 3 预实验 在400-800mg/L间缩小浓度梯度继续正式实验 NAA浓度(mg/L) 400 500 600 700 800 生根数(条) 6 10 9 6 5 四、探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度 4. 结果分析：以生长素类调节剂的浓度为横坐标，以根的数目（每组平均值）为纵坐标，绘制柱形图或曲线图，并确定插条生根的最适浓度。 注意：①预实验效果最好的浓度不一定是促进生根的最适浓度； ②通过预实验可确定正式实验的浓度范围； NAA浓度（mg/L） 0 400 600 800 1000 生根数 预实验 400 500 600 700 800 NAA浓度（mg/L） 生根数 正式实验 注意：由图可知，促进插条生根的最适浓度是 ，500mg/L两侧，存在促进生根效果相同的两个不同生长素类调节剂浓度。 5. 实验结论 500mg/L左右 400 500 600 700 800 NAA浓度（mg/L） 生根数 正式实验 【拓展】异常结果分析 4.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? 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、幼叶保留太多,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。 【例】（多选）下列关于“探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度”的实验叙述， 错误的是（ ） A.用适宜浓度的生长素类似物处理插条可促进其生根 B.除扦插枝条以外，其他实验条件均要相同 C.每根枝条上应保留相同数量的芽 D.实验中不同浓度的生长素类似物溶液浸泡不同插条的时间长短要一致 E.生长素类似物浓度是实验自变量 F.为了保证实验结果的可靠性，每组需要取多根插条 G.实验的测量指标可以是枝条的生根数量或生根长度 H.去掉大部分叶片的作用是防止蒸腾作用过强散失太多水分 B 考考你！ 【例】（多选）下列各项叙述正确的是（ ） A.探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度时，通过做预实验可有效减小实验误差 B.探究促进插条生根的最适生长素浓度时，预实验的目的是排除无关变量的影响 C.采摘的枝条中，芽较多的较嫩枝条相对来说更容易生根 D.预实验需要设置空白对照，在预实验的基础上再次实验可不设置空白对照 E.浸泡法适用于较低浓度溶液及空气湿度较大和遮阴的环境 F.沾蘸法处理插条就是让插条浸泡在配制好的生长素类似物溶液中生根 CDE 考考你！ 【例】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，结果如下图。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2～4 μL·L－1范围内设计更小的浓度梯度 D 考考你！ 1.原理: 思考：成熟过程属于_______； 2.材料:番茄、香蕉等 3.变量分析 4.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。 正反馈 【探究实验】尝试利用乙烯利催熟水果 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； 但随着溶液pH升高，它会分解释放出乙烯； 乙烯对水果有催熟作用，还可进一步诱导水果自身产生乙烯，加速水果成熟 [实验二]尝试利用乙烯利催熟水果 1. 实验原理 （1）乙烯利是一种植物生长调节剂，工业品为液体； （2）当溶液pH<3.5时，它比较稳定； （3）随着溶液pH升高，它会分解释放出乙烯；乙烯对水果有催熟作用，还可进一步诱导水果自身产生乙烯，加速水果成熟。 探究 · 实验 探索植物生长调节剂的应用 pH升高 乙烯利 催熟水果 诱导 乙烯 水果产生乙烯 pH<3.5 正反馈 [实验二]尝试利用乙烯利催熟水果 1. 实验原理 （1）乙烯利是一种植物生长调节剂，工业品为液体； （2）当溶液pH<3.5时，它比较稳定； （3）随着溶液pH升高，它会分解释放出乙烯；乙烯对水果有催熟作用，还可进一步诱导水果自身产生乙烯，加速水果成熟。 探究 · 实验 探索植物生长调节剂的应用 pH升高 乙烯利 催熟水果 诱导 乙烯 水果产生乙烯 pH<3.5 正反馈 2. 实验过程 （3）每隔一段时间观察果实成熟情况。 （1）将果实（番茄、香蕉等）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果实表面）； （2）放入自封袋或者塑料袋密封，置于20-25℃ 储存。 3. 注意事项 （1）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。 （2）乙烯利遇到明火可燃烧，需要注意防火。 2017年，欧盟委员会发布（EU)2017/1777号法规，规定樱桃中乙烯利的最大残留限量为5mg/kg，葡萄中乙烯利的最大残留限量为1mg/kg，苹果中乙烯利的最大残留限量为0.8mg/kg，梨、杏、桃子、草莓、芒果和香蕉中乙烯利的最大残留限量为0.05mg/kg。 思考：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？ 不会，导致儿童“性早熟”的是性激素，与乙烯利无关；且人体细胞中无乙烯利的受体，所以乙烯利不能对动物细胞起调节作用。 SZ-LWH SZ-LWH 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。 SZ-LWH SZ-LWH 本节结束！ $$