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学案

第3节　植物生长调节剂的应用

一、植物生长调节剂的类型和作用

1．含义：由人工合成的，对植物的生长、发育有调节作用的化学物质，称为植物生长调节剂。

2．特点：植物生长调节剂具有容易合成、原料广泛、效果稳定等优点。

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。

4．应用事例

(1)赤霉素可使大麦种子无须发芽就能产生α­淀粉酶。

(2)膨大剂会使水果长势加快、个头变大，加快水果成熟、但口感较差，不宜长时间储存。

(3)延长马铃薯、大蒜、洋葱储藏期的青鲜素可能有副作用。

5．作用

植物生长调节剂能延长或终止种子、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，控制植物高度、形状等。

二、植物生长调节剂的施用

1．施用效果影响因素

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；还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；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。

2．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

适宜浓度的2,4­D或NAA可以使杨树或月季插条基部的薄壁细胞恢复分裂能力，产生愈伤组织，长出大量不定根。

②实验步骤

a．分组：把形状、大小基本一致的插条平均分成10组，每组3枝。

b．处理枝条：把一定浓度的2,4­D或NAA按不同比例稀释成10份具有浓度梯度(实验前通过预实验确定的梯度范围)的溶液，用浸泡法或者沾蘸法处理插条。

c．培养：将处理过的插条放入营养花钵中，适宜温度(25～30℃)下培养。

d．观察：一段时间后，观察、记录各组插条的生根情况，如生根条数、根的长度等。

③实验结果

生根数目最多且不定根的长度最长的一组对应的生长素类调节剂浓度接近促进插条生根的适宜浓度。

(2)尝试利用乙烯利催熟水果

①乙烯利工业品为液体，当溶液pH<3.5时，它比较稳定，但随pH升高，它会分解释放出乙烯。

②乙烯利对皮肤、黏膜有一定的刺激性，操作时要在通风良好的环境中进行。乙烯利遇到明火可燃烧。

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)

1．α­萘乙酸(NAA)、2,4­D等都是在生产上广泛应用的生长素。                               (　　)

2．光照、温度是“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”实验时需控制的无关变量。                                             (　　)

3．植物生长调节剂必然会导致增产、增收。 (　　)

4．植物生长调节剂可能对环境带来不利影响。 (　　)

5．在应用植物生长调节剂时需要考虑植物的生理状态。 (　　)

提示：1.×　α­萘乙酸、2,4­D等均为人工合成的生长素类调节剂。

2．√

3．×　植物生长调节剂并不必然会导致增产、增收。

4．√　5.√

　植物生长调节剂的应用

1．植物生长调节剂的应用

(1)赤霉素类(GA)：打破种子的休眠；促进芹菜等的营养生长，增加产量；生产α­淀粉酶。

(2)生长素类调节剂

①促进黄杨、葡萄的生根；

②对棉花进行保花保果，防止脱落；

③处理未授粉的花蕾，以获得无籽果实：可以补救因花粉发育不良或暴风雨袭击影响受粉而导致的瓜果类作物产量下降。(注明：此措施不可用于挽救以收获种子为目的的各种粮食作物和油料作物的减产问题)

(3)乙烯类调节剂

①用乙烯利促进黄瓜的雌花分化；

②促进香蕉、柿、番茄的果实成熟。

(4)脱落酸类调节剂：施用矮壮素(生长延缓剂)防止棉花徒长、促进结实。

2．植物激素与植物生长调节剂的比较

1．农业生产上，用萘乙酸诱导无籽果实的效果比用天然的生长素效果明显，尝试说明理由。

提示：植物体内没有分解萘乙酸的酶，萘乙酸可以长时间发挥作用，而植物体内有分解吲哚乙酸的酶，所以吲哚乙酸不能长时间发挥作用。

2．瓜果蔬菜在种植时因使用了植物生长调节剂而引起社会的广泛关注，媒体接连曝出“激素黄瓜”“空心草莓”“爆炸西瓜”等。试探讨使用植物生长调节剂会不会影响农产品的品质。

提示：植物生长调节剂使用得当，不会影响产品品质，甚至可以改善品质。例如，适当使用赤霉素类物质可以提高葡萄品质。如果使用不当，或片面追求短期经济效益，则有可能影响产品品质。

1．(不定项)关于植物激素及其类似物在农业生产实践上的应用，不符合实际的是(　　)

A．黄瓜结果后，喷洒一定量的脱落酸可防止果实的脱落

B．番茄开花后，喷洒一定浓度乙烯利，可促进子房发育成果实

C．辣椒开花后，喷洒适宜浓度的生长素类植物生长调节剂，可获得无籽果实

D．用一定浓度赤霉素溶液处理黄麻、芦苇植物，可使植株增高

ABC　[脱落酸是促进植物脱落的；乙烯利是促进果实成熟的，而不是发育；辣椒开花后，就可能进行传粉，这样再喷洒适宜浓度的生长素类似物，获得的是有籽果实，正确做法是：花蕾期去雄、在雌蕊柱头涂抹一定浓度的生长素类植物调节剂，套袋隔离；赤霉素可以促进植株增高。]

2．下列生产实践活动中，植物激素或植物生长调节剂使用不当的是(　　)

A．脱落酸用于打破种子休眠

B．2,4－D用于促进扦插枝条生根

C．乙烯用于果实催熟

D．细胞分裂素用于蔬菜保鲜

A　[脱落酸抑制细胞分裂，不能打破种子休眠，打破种子休眠的是赤霉素。]

关于植物生长调节剂的两点注意

(1)尽管植物生长调节剂在农林园艺生产上得到广泛的应用，但在具体的农业生产过程中，是否施用，如何使用植物生长调节剂，需要理性评估。

(2)植物生长调节剂可能对人体健康和环境带来不利影响，因此，植物生长调节剂的应用，需要关注可能带来的负面影响。

以下是某同学所做“探索生长素类调节剂(2,4­D)促进插条生根的最适浓度”的实验。

实验材料：每种插条若干(种类如图)、蒸馏水、培养皿、烧杯、量筒、玻璃棒、2,4­D、营养花钵等。

实验步骤：

第一步：配制不同浓度的2,4­D溶液，并分别向7个培养皿中各注入50 mL。

第二步：将C枝条均分成7组，每组10根，再分别放入7个培养皿中处理适宜时间。

第三步：将处理后的C枝条分别放入营养花钵中，适宜条件下培养10 d，观察并记录新生根的数量。

通过对实验方案的评价与完善，实验的结果分析等提升科学探究能力。

(1)我们认为，该同学的实验设计有误，请指出来。(科学探究)

提示：①选材有误，应选择留3～4个芽的枝条，即选B枝条合适；②缺少预实验；③浓度梯度设置不合理，应有更低的浓度。

(2)1号和3号实验结果相同的原因是什么？(科学探究)

提示：1号与3号位于最适浓度两侧，作用效果相同。

[课堂小结]

1．下列关于植物生长调节剂的叙述，正确的是(　　)

A．植物生长调节剂是指一些具有植物激素活性的人工合成物质

B．植物生长调节剂具有容易合成、原料广泛、效果不稳定的特点

C．植物生长调节剂的分子结构与植物激素相似

D．植物生长调节剂可以替代植物激素发挥作用，使用时不用考虑药物浓度

A　[植物生长调节剂是人工合成的，对植物的生长、发育有着调节作用的化学物质，A正确。与植物激素相比，植物生长调节剂具有原料广泛、容易合成、效果稳定等优点，B错误。植物生长调节剂从分子结构来看，主要有两大类：一类分子结构和生理效应与植物激素类似；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，C错误。植物生长调节剂可以替代植物激素发挥作用，但使用时需要考虑药物浓度和药物毒性，D错误。]

2．下列关于植物激素或植物生长调节剂应用的说法，正确的是(　　)

A．用脱落酸处理大麦种子可诱导产生α－淀粉酶

B．用乙烯处理二倍体番茄幼苗可得到多倍体番茄

C．在芦苇生长期用细胞分裂素处理可增加芦苇的纤维长度

D．植物体内生长素在黑暗时可以合成，单侧光并不影响其极性运输

D　[用赤霉素处理大麦种子可诱导产生α－淀粉酶，A错误；乙烯可促进果实成熟，不会使染色体加倍，B错误；赤霉素处理生长期的芦苇，可增加芦苇的纤维长度，C错误。]

3．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　[根据图中生根数量可知，正式实验应在2～6 μL·L－1范围内设计更小的浓度梯度，D错误。]

4．某同学在“探究NAA促进银杏插条生根的最适浓度”实验中获得了如图所示的结果，下列有关本实验的分析或评价错误的是   (　　)

A．本实验的自变量是NAA的浓度

B．银杏插条上侧芽的数目会影响实验结果

C．促进银杏插条生根的最适NAA浓度为c

D．用不同浓度的NAA处理枝条的时间应该相同

C　[本实验的自变量是NAA的浓度，A正确；芽能够产生生长素，因此银杏插条上侧芽的数目及饱满程度会影响实验结果，B正确；分析图中曲线可知，本实验没有设置NAA浓度大于c的实验组，NAA浓度大于c时银杏插条的平均生根数目不能确定，所以不能确定c就是促进插条生根的最适浓度，C错误；NAA处理插条的时间属于无关变量，无关变量要保持相同，D正确。]

5．2,4－D是一种最早应用的选择性除草剂，在农业生产上常用它除去单子叶农作物田间的双子叶杂草。单子叶农作物与双子叶杂草对2,4－D浓度的反应如图曲线所示。

(1)从图中可以看出2,4－D作用的特点是___________________。

(2)图中X点(甲、乙的交点)对应的浓度对于双子叶杂草的作用效果是__________，2,4－D作为除草剂的最佳使用浓度是__________点所对应的浓度。

(3)近几年，媒体经常报道有些农民使用除草剂导致作物绝产的消息。如果农民使用的2,4－D不是假冒产品，请你分析导致作物绝产的最可能原因是_______________________________________________________________

____________________________________________________________。

[解析]　(1)生长素的作用特点是两重性。(2)根据甲、乙两曲线对除草剂的敏感程度可知，甲曲线是杂草，乙曲线是农作物，因此在两曲线的交点处，对杂草起促进作用。除草剂的最佳浓度为促进农作物的效果最高，且抑制杂草，故F或D点对应的除草剂浓度最佳。(3)由于生长素作用具有两重性，因此当喷洒的除草剂浓度过高时，会抑制农作物的生长，导致作物绝产。

[答案]　(1)具有两重性(低浓度促进生长，高浓度抑制生长)　(2)促进　F或D　(3)使用的浓度过高，抑制了作物的生长甚至杀死了作物