内容正文:
第3节 植物生长调节剂的应用
讨论
玫瑰葡萄
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?
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。
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。
问题探讨
发现
称为
原料广泛
容易合成
效果稳定
特点
植物体内的激素含量非常少,提取困难
一些人工合成的化学物质,具有与植物激素相似的化学物质。
植物生长调节剂
人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质
定义
植物生长调节剂
植物激素:植物体内合成的,对植物生长发育有显著影响的微量有机物。
植物生长调节剂不像植物体内的激素那样易受氧化酶破坏,因而效果稳定。
一 植物生长调节剂类型和作用
【资料1】生长素是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素,最常见的是吲哚乙酸,英文简称IAA。但植物体内IAA含量非常少,提取困难,难以在农业上大规模应用。后来发现由吲哚与γ-丁内酯,在氢氧化钾作用下于280~290℃反应可生成吲哚丁酸(IBA)。IBA和IAA结构相似,具有与吲哚乙酸(IAA)相似的生理效应。人们在多年的研究和实践中,发现了一些人工合成的其他化学物质,如α-萘乙酸(NAA)等,也具有类似生长素的作用。这些人工合成的化学物质,称为生长素类似物,可用于防止果实和叶片的脱落,促进结实,获得无子果实,促使扦插枝条的生根等。
一 植物生长调节剂类型
【资料2】6-BA,别名6-苄氨基嘌呤。具有与细胞分裂素类似的功能,主要作用是促进芽的形成,也可以诱导愈伤组织发生。可用于提高茶叶、烟草的质量及产量;蔬菜、水果的保鲜和无根豆芽的培育,可以明显提高果品及叶片的品质。科学家把人工合成的各种激素的类似物统称为生长调节剂。
根据资料1和资料2回答:
问题1:植物生长调节剂与植物激素有哪些区别?
植物激素是植物体内天然合成,含量少,提取困难,难以大规模应用。
植物生长调节剂是人工合成,与植物激素有类似作用,适用于实际生产。
问题2: 请根据上述资料归纳植物生长调节剂定义。
由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。
植物生长调节剂优点:
原料广泛
容易合成
效果稳定
植物生长调节剂不像植物体内的激素那样易受氧化酶破坏,因而效果稳定。
类型一
分子结构
生理效应
类似
类型二
分子结构
生理效应
完全不同
类似
类似
如吲哚丁酸
如α - 萘乙酸(NAA)、矮壮素等
矮壮素
一 植物生长调节剂类型
(2-氯乙基三甲基氯化铵)
(抑制细胞分裂,使植株能使植株变矮,杆茎变粗,叶色变绿,防止作物徒长倒伏)
二 植物生长调节剂的应用
【资料3】植物生长调节剂已经开始广泛应用于农业生产。但如果使用不当,也可能会产生一些问题。如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。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。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。
(1)尝试说明上述实例中西瓜炸裂、葡萄脱落和番茄空心果的产生原因。
(2)生产中如何选择恰当的植物生长调节剂?
膨大素:主要成分一般为6-BA、氯吡脲(KT-30)、DA-6胺鲜酯等。
膨大素的主要作用是通过将植物的营养生长向生殖生长的逐步转化,加强细胞分裂,增加细胞数量,加速蛋白质的合成促进器官形成。
膨大素的时期不当过度增加细胞数量和营养物质含量,遇到下大雨会大量吸水而炸裂。
乙烯利的剂量过高,葡萄植株吸收后产生大量乙烯,导致葡萄未成熟就脱落了。
赤霉素添加过多,配比不合理,果实发育所需营养不足导致空心果的产生。
根据农作物的产品培育目标合理恰当选择恰当生长调节剂,提高产品质量和产量
(3)分析上述资料,施用植物生长调节剂时需要注意哪些问题?
(4)你支持在农业生产大规模施用植物生长调节剂吗?请说出你的观点。
施用植物生长调节剂时需要注意使用的时期/用量和方法
人体细胞没有植物激素受体,食用无籽果实不会引起儿童性早熟
(5)有人认为,“无籽西瓜、无籽葡萄、无籽番茄都是施用激素获得的,
会引起少年儿童性早熟,”请对此观点进行评价。
支持:可以提高产量、品质,延长保鲜时间等。(有效性)
不支持:可能会有残留,造成安全风险,或者对生态系统产生不良影响。
(安全性)
跟踪练习.
大田中,茄类植物在开花期,由于连续多日的暴风雨天气,严重影响了授粉受精,如果要保证产量,可采取的补救方法是
A.喷施B肥
B.喷施N/P肥
C.喷施一定浓度的植物生长调节剂,促进果实发育。
D.以上三项措施都不行
C
如果油菜和小麦等植物在开花期,由于连续多日的暴风雨天气,严重影响了授粉受精,可否采取上述补救方法?
【资料4】在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-淀粉酶帮助进行酒精发酵。而赤霉素可以促进种子产生α-淀粉酶。
问题:对啤酒生产,你有什么建议吗?
用赤霉素或其类似物处理大麦,可以使大麦种子
无须发芽就能产生α-淀粉酶,加快啤酒生产过程,
也有利于品质的控制。
二 植物生长调节剂的应用
(1)原理
适宜浓度的2,4-D溶液促进插条生根,浓度过高或过低都不利于插条生根。
实验:探究生长素类似物(2,4-D)促进插条生根的最适浓度
(2)变量
自变量:
因变量:
无关变量:
不同浓度的生长素类调节剂
促进枝条生根的效果
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
(NAA浸泡时间、温度、光照、培养液的浓度和量、培养时间)。
枝条生根数或根的长度(观测指标)
处理扦插枝条的方法: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)
实验:探究生长素类似物(2,4-D)促进插条生根的最适浓度
(3)材料用具
常用的生长素类调节剂:
NAA、2,4—D,吲哚丙酸,IBA。
植物插条:
当地主要绿化树种或花卉生长旺盛的一年生枝条。
其它:花盆;细沙;所用药品包装说明上所列举的其他材料。
思考1.为什么要选取生长旺盛的一年生苗木的枝条?
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。
思考2.为什么保留有一定的芽或幼叶的插条容易成活?
芽或幼叶可产生生长素,能促进插条生根。
去掉成熟叶片:降低蒸腾作用
(4)设计实验
正式实验前
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。
时间:
预实验
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。
注意:预实验不能减小实验误差。
实验:探究生长素类似物(2,4-D)促进插条生根的最适浓度
预实验需进行空白对照实验,正式实验可不进行空白对照。
(5)实验步骤
预实验
配制梯度溶液
操纵变量实验
观察记录
分析结果
设计一组浓度梯度较大的预实验进行摸索。
配制一系列浓度梯度的2,4-D溶液。
取发育状况相同的植物枝条分成若干组,将插条的基部分别浸泡在蒸馏水和上述不同浓度的2,4-D溶液中,均置于相同且适宜的环境中培养。
一段时间后观察并记录插条的生根情况。
列表(绘制曲线图)比较各实验材料在不同浓度的2,4-D溶液中的生根情况,得出结论。
实验:探究生长素类似物(2,4-D)促进插条生根的最适浓度
(5)该实验有什么社会意义?怎样将你的研究成果应用于农业生产?
低浓度促进生根,高浓度抑制生根
为难于生根的植物大规模扦插等无性繁殖提供了思路和方法。
(6)实验结果展示交流(曲线图、柱状图)
(实验结果中生根数最多、根长最长的一组是否为最适浓度?)
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3.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?
实验:探究生长素类似物(2,4-D)促进插条生根的最适浓度
配置__________的生长素类似物溶液
处理______
_______插条的形态学__端
观察______
可能重复前三步(_____________)
正式实验
___实验
生长状况
系列浓度梯度
相同
下
枝条生根数或根的长度
预
缩小浓度范围
【小结】探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度实验流程
几种植物生长调节剂的使用方法
1.喷洒 如用2,4-D水溶液喷洒花和果实乙烯利喷洒果实
2.浸泡 如用NAA(萘乙酸)的水溶液浸泡插条基部
3.沾蘸 如用插条基部蘸取NAA的粉剂
4.涂抹 如用NAA羊毛脂软膏涂抹处理部位(如茎)外面最好用棉花轻轻包住。
使用植物生长调节剂的注意事项
(1)要确定使用浓度,再了解药剂纯含量多少,然后进行相应的稀释配制。对每种药剂的有效和安全浓度,必须预先进行小面积试验,取得经验后再应用。
(2)掌握喷药最佳时期,要求一无药害,二保增产,达到能提高果菜品质效果。
(3)选择良好的外界条件,一般生长调节剂要在较高温度下才起作用,所以 要避开冬季低温,最好在气温20°C以上,选晴天下午进行。
(4)要使作物获得高产优质高效益,主要的还是依靠品种,生长调节剂仅是一项辅助性技术措施。使用要得当。
植物激素 对应生长调节剂 应用
生长素 萘乙酸、2,4-D ①促进扦插枝条的生根;②促进果实发育,防止落花落果;③用作农业除草剂
赤霉素 赤霉素 ①促进植物茎秆伸长;②解除种子和其他部位的休眠,用来提早播种
细胞分裂素 青鲜素 蔬菜储藏中,常用它来保持蔬菜鲜绿,延长贮存时间
乙烯 乙烯利 用于催熟果实
脱落酸 矮壮素 控制植物徒长,使植株节间缩短,长得矮、壮、粗,根系发达,抗倒伏
小结
课堂小测答案:BDC
【学习总结】植物激素和植物生长调节剂
随堂练习:
1.下面关于探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度的实验中,叙述错误的是( )
A.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
B.浸泡法处理插条就是将插条浸泡在配制好的生长素类似物溶液中让其生根
C.在实验过程中,不同浓度的生长素类似物对促进生根的作用效果可能相同
D.实验的测量指标最好是枝条的生根数量
B
2.果树结果太多,会影响果实的大小和质量,常用喷洒生长素类似物的方法进行疏花疏果,其原理是( )
A.生长素类似物可促进叶片生长,抑制传粉受精
B.生长素类似物可抑制花、果实的发育和脱落
C.低浓度的生长素类似物可促进花、果实的发育而使其脱落
D.高浓度的生长素类似物可抑制花、果实的发育而使其脱落
D
回顾在植物激素部分的学习中,与开花相关的植物激素都有哪些?
除此之外,请推测还可能有哪些因素影响植物开花?
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