内容正文:
第五章 植物生命活动的调节
第3节 植物生长调节剂的应用
人教版 高二生物 选择性必修1
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03
学习目标
概述植物生长调节剂的类型和应用。(生命观念)
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。(科学探究)
基于对植物生长调节剂应用的利与弊的分析,宣传科学、合理、安全使用植物生长调节剂。(社会责任)
植物生长调节剂的施用
探索植物生长调节剂的应用
课堂小结与实战训练
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植物生长调节剂的类型和作用
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情景一:
1.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。
合作探究一:请同学们自主阅读教材P100-102,梳理下列问题,并做相应勾画标注。
1.什么是植物生长调节剂?具有哪些优点?从分子结构看,可将其分为哪两类?
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?
4.总结植物生长调节剂使用的利与弊。
01 植物生长调节剂的类型和作用
01 植物生长调节剂的类型和作用
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。
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
可能因为植物体内没有相应的分解它们的酶。
为什么植物生长调节剂效果比植物激素稳定?
01 植物生长调节剂的类型和作用
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。
01 植物生长调节剂的类型和作用
植物生长调节剂的应用
1.赤霉素
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。
发芽的大麦
大麦的胚在发芽时可产生a-淀粉酶,主要用于水解淀粉生产啤酒、黄酒、醋、果汁等,以及制造饴糖、葡萄糖和糖浆等,还可用于面包的生产。
01 植物生长调节剂的类型和作用
事例2: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。
苹果:早春时喷洒赤霉素920的药液,可打破苹果芽的休眠,作用显著。
金莲花:种子在室温下用赤霉素920的药液浸泡3-4天,可促进发芽。
01 植物生长调节剂的类型和作用
2. 膨大剂
事例3: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。
01 植物生长调节剂的类型和作用
3. 青鲜素
事例4: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。
01 植物生长调节剂的类型和作用
事例5: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。
4. 乙烯利
01 植物生长调节剂的类型和作用
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?
①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。
②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。
③用乙烯利促进黄瓜、南瓜的雌花分化,促进香蕉、柿子、番茄的果实成熟。
④施用矮壮素(生长延缓剂)防止棉花徒长、促进结实。
01 植物生长调节剂的类型和作用
比较项目 植物激素 植物生长调节剂
来源 植物一定部位产生 人工合成
生理作用 对植物生长发育进行调节
作用后的去向 被相应的酶分解失活 可在植物体内
长时间发挥作用
作用效果 短暂,只发挥一次作用 作用持久、稳定
实例 乙烯、生长素、细胞分裂素、赤霉素和脱落酸等 乙烯利、2, 、
青鲜素等
01 植物生长调节剂的类型和作用
生长调节剂应用的好处
(1)提高作物产量、改善产品品质:如它能延长或终止种子、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、形状等。
(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;
生长调节剂应用的坏处
植物生长调节剂 ≠ 增产、增收
(2)减轻人工劳动:如减少园林植物的修剪次数。
因此,植物生长调节剂的应用,需要关注可能存在的负面影响。
01 植物生长调节剂的类型和作用
目前禁用的两种植物生长调节剂产品
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。
02 植物生长调节剂的施用
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
①施用浓度
③施用部位
④施用时植物的生理状态
⑤气候条件
②施用时间
1.植物生长调节剂在生产实践中有着广泛的应用,下列相关叙述错误的是( )
A.鲜花采摘后,用一定浓度的细胞分裂素类植物生长调节剂喷洒可延长其保鲜期
B.使用适宜浓度乙烯利喷洒已长大的西瓜,可促进西瓜成熟
C.用适宜浓度吲哚丁酸喷施草莓幼果,可促进果实膨大、提高产量
D.啤酒生产中使用适宜浓度的脱落酸浸种,可使大麦种子不需要发芽就能产生 淀粉酶
实战训练
2.大田中的番茄在开花期,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,可采取的的补救方法是( )
A.喷施Mg肥
B.喷施N、P肥
C.喷施一定浓度生长素类似物,促进果实发育
D.以上三项措施都不行
实战训练
3.植物生长调节剂在农作物生产中具有广泛的应用。下列关于植物生长调节剂应用的叙述正确的是( )
A.为加快水果的长势和个头,可大量使用膨大素
B.储存马铃薯和洋葱时可以使用青鲜素进行处理
C.植物生长调节剂都能延长种子、芽及块茎的休眠
D.植物生长调节剂具有原料广泛、效果稳定等特点
实战训练
03 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
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。
2.变量
(1)自变量:
不同浓度的生长素类调节剂
(2)因变量:
促进枝条生根的效果
观测指标: 枝条生根数或根的长度
(3)无关变量:
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、光照、培养液的浓度和量、培养时间)
03 探索植物生长调节剂的应用
3.实验材料
生长旺盛的一年生枝条,枝条上带有少量芽或幼叶。
处理部位:形态学上端削成平面
形态学下端要削成斜面
:降低蒸腾作用。
:增大吸水面积,促进成活。
①实验中为什么要选取生长旺盛的一年生苗木的枝条?
②为什么保留有一定的芽或幼叶的插条容易成活?
③所带的叶或芽的数量是否越多越好?
03 探索植物生长调节剂的应用
4.实验思路
配置一系列浓度梯度的生长素类调节剂
将插条分别置于
不同浓度溶液中
观察插条生根状况
根据结果找出最适浓度
最适浓度是未知的,那应该怎么设置浓度呢?
a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9
方案一: 设置n个浓度,
进行n组实验
a1、a2、a3、a4、a5、
a6、a7、a8、a9
方案二:先用比较大的浓度梯度设置几组实验,确定有效浓度的大致范围
在这个大致范围内缩小浓度梯度,进行实验,找出最适浓度。
a1、a3、a5、a7、a9
a3、a4、a5
03 探索植物生长调节剂的应用
5.设计实验
在进行科学研究时,有时需要在正式实验前先做一个预实验。
注意:预实验也必须像正式实验一样认真进行才有意义!
预实验不是为了减小实验误差。
预实验的目的
a.为进一步的实验摸索条件;
b.检验实验设计的科学性和可行性。
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。
03 探索植物生长调节剂的应用
6.处理扦插枝条的方法
浸泡法
沾蘸法
约3cm
时间
最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理
约1.5cm
低浓度、深、时间长
高浓度、浅、时间短
(1)浓度较低:
(2)浓度较高:
短(约5秒)
长(几小时至一天)
时间
03 探索植物生长调节剂的应用
7.实验过程
NAA溶液浓度(mg/L) 生根插条数(支) 平均生根数(条/支)
300 55 4
400 69 6
600 85 13
800 43 8
900 41 7
0(清水) 7 3
在400-800mg/L间进行正式实验
预实验
03 探索植物生长调节剂的应用
NAA浓度(mg/L) 0 400 500 600 700 800
生根数(条) 3 6 15 13 10 8
正式实验
在400-600mg/L间继续正式实验
03 探索植物生长调节剂的应用
8.实验分析
(1)实验的对照
该实验中存在 (即用蒸馏水处理的对照组)和 (即用不同浓度生长素类似物处理的实验组)。
空白对照
相互对照
(2)实验要设置重复组(每组枝条数相等且不少于3枝),目的是?
避免实验的偶然性,增强实验的准确性。
实验设计遵循的原则:
1.单一变量原则
2.对照原则
3.平行重复原则
4.科学性原则、可行性原则
03 探索植物生长调节剂的应用
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
观察插条生根状况
重复前三步
(缩小生长素类似物浓度梯度)
预实验
正式实验
预实验需进行空白对照实验,
正式实验可不进行空白对照。
实验一:探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度
03 探索植物生长调节剂的应用
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。
1.萘乙酸 是一种生长素类植物生长调节剂,常用于商用的发根粉或发根剂中。下列有关 的叙述错误的是( )
A. 的分子结构与生长素差别较大,但具有与生长素类似的生理效应
B.的作用效果稳定,这可能是因为植物体内缺少分解 的相关酶
C.用适宜浓度的发根粉处理某植物插条时,处理时间会影响插条的成活率
D.探索发根剂促进插条生根的最适浓度时,正式实验时必须设置空白对照组
实战训练
A.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10-5 mol/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
实战训练
2.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 1 2 3 4 5 6 7
2,4-D浓度/(mol/L) 清水 10-15 10-13 10-11 10-9 10-7 10-5
平均生根条数/根 2.0 3.8 9.4 20.3 9.1 1.3 0
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