高中生物人教版 (2019)选择性必修1第3节 植物生长调节剂的应用导学案

【标题】第3节　植物生长调节剂的应用

植物生长调节剂的应用

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。

植物生长调节剂的类型和作用

1．类型：从分子结构来看，主要有两大类：一类分子结构和生理效应与植物激素类似，如吲哚丁酸；另一类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。

2．应用（连线）

①膨大剂（素）　　a．处理大麦，简化酿酒工艺

②赤霉素 b．使水果长势加快，提前上市

答案：①——b　②——a

3．作用

（1）应用领域广。

（2）能减轻人工劳动。

（3）过量使用，还可能对人体健康和环境带来不利影响。

[预习反馈1]

下列关于植物激素及植物生长调节剂的应用，不合理的是 （　A　）

A．用脱落酸处理休眠的种子，促进种子萌发

B．施用2，4－D除去麦田中的双子叶杂草

C．用一定浓度乙烯利处理未成熟的香蕉，可促其成熟

D．用赤霉素处理生长期的芦苇，使纤维长度增加

解析：赤霉素能促进种子萌发，可以解除种子的休眠，A项错误；双子叶杂草对生长素类调节剂比单子叶植物小麦敏感，故用一定浓度的2，4－D可以除去麦田中的双子叶杂草，B项正确；乙烯利能释放乙烯，乙烯具有催熟作用，可以促使未成熟的香蕉成熟，C项正确。赤霉素会促进细胞伸长，从而使芦苇的纤维长度增加，D项正确。

植物生长调节剂的施用

1．施用时的注意事项：

（1）在生产上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。

（2）对于某种植物生长调节剂来说，还要考虑施用浓度、时间、部位以及施用时植物的生理状态和气候条件等。

2．预实验的作用：可以为进一步的实验摸索条件，可以检验实验设计的科学性和可行性。

探索植物生长调节剂的应用

1．探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度

（1）实验原理：生长素类调节剂的生理作用与其浓度具有很大的关系。

（2）变量分析：

①自变量：生长素类调节剂的浓度。

②因变量：生根数量。

③无关变量：处理时间、温度和光照等。

（3）常用方法：

①浸泡法：要求生长素类调节剂溶液的浓度较低。

②沾蘸法：省时。

（4）实验流程：

　　2．尝试利用乙烯催熟水果

乙烯利是一种植物生长调节剂，当溶液pH＜3．5时，它比较稳定。

[预习反馈2]

乙烯利是一种植物生长调节剂，具有促进果实成熟的作用。下列关于生长素和乙烯利的叙述，不正确的是              （　C　）

A．生长素是植物体内合成的天然化合物，而乙烯利是人工合成的化合物

B．生长素和乙烯利的合成都不需要核糖体

C．与乙烯利相比，生长素的化学性质更稳定、作用时间更长

D．生长素和乙烯利都具有微量、高效的特点

解析：生长素是植物体内合成的天然化合物，而乙烯利是人工合成的化合物，A正确；生长素和乙烯利的化学成分都不是蛋白质，故生长素和乙烯利的合成都不需要核糖体，B正确；乙烯利是植物生长调节剂，植物体内没有分解乙烯利的酶，它的化学性质更稳定、作用时间更长，C错误；生长素和乙烯利都具有微量、高效的特点，D正确。

[预习反馈3]

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　）

A．生长素类调节剂浓度不同，促进生根的效果也不相同

B．不同浓度生长素类调节剂处理组之间可形成相互对照

C．可以用较低浓度的生长素类调节剂溶液浸泡插条的基部

D．该实验前需做预实验

解析：生长素类调节剂浓度不同，促进生根的效果有可能相同，A错误。

　　判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

1．用乙烯利促进香蕉、番茄的果实生长。 （　×　）

点拨：乙烯利只能促进果实成熟，不能促进果实生长。

2．植物生长调节剂和植物激素是同一种物质。 （　×　）

点拨：植物生长调节剂是由人工合成的化学物质，植物激素是植物体内产生的化学物质，二者可能具有类似的生理效应，但不是同一种物质。

3．连续阴雨时喷施一定浓度的生长素类调节剂可防止油菜减产。 （　×　）

点拨：生长素在生产上可用于无子果实的培育，而油菜是收获种子的作物，使用生长素类调节剂处理不利于种子的形成，不能防止油菜减产。

4．用较高浓度的2，4－D作除草剂，可抑制麦田中双子叶杂草的生长。 （　√　）

5．用生长素类调节剂处理插条可以采用浸泡法，这种处理方法要求溶液的浓度较高，并且最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理。              （　×　）

点拨：用生长素类调节剂处理插条可以采用浸泡法，这种处理方法要求溶液的浓度较低，并且最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理。

6．“探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”实验中实验的因变量是插条生根的数量或长度，插条的处理时间属于无关变量。              （　√　）

疑难1　混淆植物激素、生长素类调节剂与植物生长调节剂

【讲解1】三者的来源不同

（1）植物激素：来自植物体本身。

（2）生长素类调节剂：是人工合成的与生长素有类似生理效应的化学物质。

（3）植物生长调节剂：是人工合成的调节植物生长发育的化学物质。

【讲解2】概念范畴大小不同

疑难2　探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度

【讲解1】插条的选择及处理

（1）插条的选择：插条规格对探究实验效果影响很大。最好选取生长旺盛的1年生枝条（形成层细胞分裂能力强，且发育快、易成活），选取部位以枝条中部最好，基部较差。

（2）插条的处理：枝条的形态学上端要削成平面，下端要削成斜面，这样在扦插后可增大吸水面积，减小失水面积，促进成活；每一枝条留3～4个芽，所选枝条的芽数尽量一样。

【讲解2】分析不同插条的生根情况及原因

（1）不能生根。用多种不同浓度的生长素类调节剂溶液浸泡后插条不能生根，主要有以下几种可能：一是枝条所带叶片较多，蒸腾作用过强、失水太多；二是枝条上幼芽、幼叶保留较多，本身合成一定浓度的生长素，用药物处理后形态学下端处于生长素高浓度的抑制状态；三是配制的营养液缺乏营养元素或缺氧；四是没有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，组别少、浓度梯度大可能导致生根过少。

【讲解3】操作注意事项

（1）控制无关变量。取材、处理时间、光照、温度、通气状况等都属于无关变量，无关变量在实验中要保证相同且适宜。如选用大小适宜且相同的花盆、生长状况良好且相同的植物材料等。

（2）设置重复组，即每组不能少于3个插条；设置对照组，加蒸馏水组为空白对照组；设置浓度不同的几个实验组之间进行对比，目的是探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度。

（3）根据预实验得出的最适浓度范围设置浓度梯度更小的实验，但实验组不是越多越好，一是效果可能不明显，二是会造成不必要的浪费，人为增加了实验的难度。设置的浓度之间要有一定的数量关系，如以成等差或等比数列的形式等。

（4）为了保证实验结果的准确性，还要注意把实验植物放在相同且适宜的环境下，如光照不宜过强，温度、湿度等条件相对适宜。

（5）生长素类调节剂有一定的毒性，实验结束后应妥善处理废液。

[例题]某实验小组研究用不同浓度的2，4－D浸泡处理枝条不同时间对插条生根的影响，结果如图所示。下列叙述错误的是              （　D　）

A．观测指标也可为根的总长度

B．本实验的自变量为2，4－D的浓度和处理时间

C．插条应选同种植物上长势相同的枝条

D．用200mg·L－1的2，4－D浸泡处理3 h会抑制插条生根

解析：本实验自变量为2，4－D的浓度和处理时间，因变量为生根率，空白对照组为清水组，要分析2，4－D对生根是促进还是抑制，需与空白对照组比较。据题干信息分析可知，该实验自变量为2，4－D的浓度和处理时间，因变量（观测指标）除生根率外，也可为根的总长度，A、B正确；为排除无关变量对实验的干扰，本实验中插条应选同种植物上长势相同的枝条，C正确；据图分析可知，与空白对照组相比，用200 mg·L－1的2，4－D浸泡处理3 h后的生根率高，故200 mg·L－1的2，4－D对插条生根有促进作用，D错误。

一、单项选择题

1．下列关于植物生长调节剂的叙述，不正确的是 （　A　）

A．同一种植物的幼芽对生长素的反应敏感程度高于幼根

B．棉花表现出的顶端优势与顶芽产生的生长素的极性运输有关

C．喷洒一定浓度的乙烯利可促进果实成熟

D．用一定浓度的2，4－D溶液浸泡葡萄插条基部可诱导生根

解析：同一种植物的幼芽对生长素的反应敏感程度低于幼根，A错误。

2．下列有关植物激素调节的叙述，不正确的是（　C　）

A．使用一定浓度的生长素处理扦插枝条，能提高插条的成活率

B．使用一定浓度的赤霉素处理芹菜幼苗，能提高芹菜的产量

C．使用一定浓度的脱落酸处理浸泡过的小麦种子，能提高种子的萌发率

D．植物生长调节剂可能会损害人体健康

解析：生长素具有促进植物生长的作用，在生产上可用于促进扦插的枝条生根，A项正确；赤霉素的生理作用是促进细胞伸长，从而引起茎秆伸长和植物增高，芹菜产量与茎秆有关，B项正确；脱落酸抑制种子的萌发，C项错误；植物生长调节剂可能会损害人体健康，D项正确。

3．下列说法错误的是 （　C　）

A．矮壮素分子结构与植物激素完全不同

B．植物生长调节剂只有配合浇水、施肥等措施，才能发挥效果

C．西瓜膨大剂是一种植物激素，从其功能推断应该属于生长素的一种

D．施用植物生长调节剂不一定能提高葡萄的产量和品质

解析：西瓜膨大剂不是植物激素，而是人工合成的植物生长调节剂，C错误。

二、不定项选择题

4．下列关于“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 （　AD　）

A．除了扦插枝条以外，其他实验条件均要相同

B．枝条处理的时间长短应该一致

C．可用单位时间内每根枝条生根数作为记录指标

D．相同的生长素类调节剂浓度作用一定产生相同的生根效果

解析：本实验中的自变量应是生长素类调节剂的浓度，扦插枝条为无关变量；枝条处理时间长短也属于无关变量，应相同；本实验的目的是探究生长素类调节剂促进枝条生根的最适浓度，故可将单位时间内每根枝条生根数量作为记录指标；不同的实验材料对生长素类调节剂的敏感程度不同，故相同的生长素类调节剂浓度作用效果不一定相同。

三、非选择题

5．某生物兴趣小组进行探究α－萘乙酸（NAA）促进插条生根的最适浓度，他们设计如下实验：

（1）材料用具：生长旺盛的一年生月季枝条若干、烧杯、培养皿、量筒、NAA、蒸馏水等。

（2）配制一系列具有浓度梯度的NAA溶液。

（3）实验步骤：

第一步：对α－萘乙酸（NAA）促进扦插枝条生根最适浓度进行预实验；

第二步：将月季枝条随机均分为5等份；

第三步：根据第一步的实验结果，将5份枝条的基部分别浸泡在1～5号NAA溶液中，其他条件相同；

第四步：一天后，取出枝条分别进行扦插；

第五步：每天对扦插的枝条生根情况进行观察记录。

（4）请回答相关问题：

①实验开始前进行预实验的意义是为进一步的实验摸索出较为可靠的探究范围，以避免由于设计不周，盲目开展实验。

②该实验中的自变量是NAA溶液的浓度，因变量是生根的数量（或长度），同时要严格控制无关变量。

解析：（1）进行预实验：

在进行科学探究时，特别是确定某个最适因素时，需要在正式实验前进行一个预实验，这样可以为进一步的实验摸索条件，也可检验实验设计的科学性和可行性，避免由于设计不周，盲目开展实验。

（2）控制无关变量：

正确分析实验中的自变量是什么，因变量是什么，确定后，要严格控制无关变量。