5.3 植物生物调节剂的应用课件2021-2022学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修1(共38张PPT)

(共38张PPT)
第3节 植物生长调节剂的应用
问题探讨
在玫瑰葡萄园种植过程中，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。但是如果施用不合理，可能会造成果实空心等问题。
讨论:
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。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。
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。
发现
植物生长调节剂
称为
1.定义：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。
原料广泛
容易合成
效果稳定
2.特点
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，例如 α-萘乙酸（NAA）、矮壮素等。
分子结构和生理效应，与植物激素类似，例如吲哚丁酸(IBA)；
从其分子结构上，分为两类：
一、植物生长调节剂的类型和作用
类型
事例
1）赤霉素类激素的应用
事例1 在传统方法生产啤酒时，大麦芽是不可缺少的原材料。利用大麦芽，实质是利用其中的α-淀粉酶。有人用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶。
麦芽糖含量
发芽的大麦
二、评述植物生长调节剂在生产中的应用
大麦种子发芽
α-淀粉酶
赤霉素
糊粉层
胚乳
胚
葡萄糖
葡萄糖
α-淀粉酶
②
麦芽糖
淀粉
③
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
糊粉层
胚乳
胚
α-淀粉酶基因表达
①
赤霉素类激素的应用
②在芦苇生长期用一定浓度的赤霉素溶液处理，使芦苇的纤维长度增加50%左右。
①赤霉素处理大麦，使大麦种子无须发芽就可以产生α一淀粉酶，这样就可以简化生产啤酒的工艺、降低成本。
③在葡萄种植过程中，合理施用赤霉素，可以生产无子葡萄、无子草莓。
事例2 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。
评述植物生长调节剂在生产中的应用
你们能举例说明植物生长调节剂施用不当的实例吗？
施用时期
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。
施用剂量
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。
施用方法
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。
……
植物生长调节剂 ≠ 增产、增收
事例3 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。
评述植物生长调节剂在生产中的应用
理性分析和评估植物生长调节剂的利与弊
目前禁用的两种植物生长调节剂产品
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？
课堂活动（小组讨论）
4）生长素类激素的应用
①用一定浓度的生长素类似物作为除草剂。
双子叶植物(杂草)
单子叶植物(农作物)
除草剂浓度范围
②用适宜浓度的2,4-D促进插条生根
③用一定浓度的生长素类似物培育无子果实。
注意：以果实(如草莓、番茄等)为农产品的作物由于某种因素影响了受粉，则可通过喷施一定浓度的生长素类似物进行补救。但是以种子(向日葵、油菜等)为农产品的作物不能通过上述方法补救。
子房
有子番茄
受粉前,雌蕊柱头
涂抹
生长素
促进
发育
发育
发育的种子
生长素
提供
促进
无子番茄
无子番茄与无子西瓜比较
比较项目 无子番茄 无子西瓜
培育方法 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
无子原因
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
无子番茄与无子西瓜比较
比较项目 无子番茄 无子西瓜
原理 生长素 促进果实发育 染色体变异
变异类型
果实中 染色体组数
不可遗传变异
可遗传变异
含两个染色体组
含三个染色体组
5）矮壮素
矮壮素可以使植物矮化，
培育壮苗，增强植物抗倒伏能力。
矮壮素是赤霉素的拮抗剂，其作用是抑制细胞的伸长，但不抑制细胞的分裂。
6）利用乙烯利催熟果实
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。
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，还可以进一步诱导水果自身产生乙烯，加速水果成熟。
三、植物生长调节剂作用
另一方面
减轻人工劳动（如减少园林植物的修剪次数。）
一方面——提高作物产量，改善产品品质
能延长或终止繁殖体的休眠
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、性状
缺点
（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；
优势
我国对植物生长调节剂销售、使用有何规定？
见P102
在生产过程中施用植物生长调节剂要注意哪些事项？
四、植物生长调节剂施用的注意事项
1.根据实际情况，选择恰当的植物生长调节剂
施用目的、效果和毒性
调节剂残留、价格
施用是否方便
2.对某种植物生长调剂，需要考虑以下因素
施用浓度、时间和部位
施用时植物的生理状态
施用时的气候条件
如何确定施用的最佳浓度呢？
先试验，再推广
科学方法 —— 预实验
（1）进行时间：正式实验前
（2）目的
①为进一步的实验摸索条件
②检验试验设计的科学性和可行性
例如，在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；
探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
所选定的生长素类调节剂促进某种植物插条生根的最适浓度是多少呢？
（1）实验原理：
生长素类植物生长调节剂的生理作用与其浓度有很大关系，适宜浓度的2，4-D可促进插条生根，浓度过高会抑制生根，甚至会杀死双子叶植物。
（2）提出问题
（3）材料用具
选材:同种的生长旺盛的一年生枝条（容易生根）;
材料处理：下端削成斜面，增加吸水面积促进成活，每枝留3~4个芽。
常用的生长素类调节剂：NAA、2，4-D，吲哚丙酸，IBA等。
①生长素类调节剂处理插条的方法
（4）实验设计
浸泡法：溶液的浓度较低时使用；把插条的基部浸泡在配制好的溶液中，深约3cm；处理几个小时至一天；最好在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理；
沾蘸法：溶液的浓度较高时使用；把插条基部在药液中沾蘸一下(约5s)，深约1.5cm；
一系列不同浓度的2,4-D溶液
平均生根数量
平均生根长度
植物材料，插条的生理状况、带有的芽数，插条处理的时间长短
自变量
因变量
无关变量
②变量控制
③先设计一组梯度较大的预实验，
再设计更合理的浓度梯度进行实验
④设置几组重复实验
（观测指标）
(5）实验过程
配制一些一系列列浓度梯度的生长素类似物溶液
处理生长状况相同插条的形态学下端
预实验
观察插条生根状况
正式实验
重复前三步
(缩小生长素类似物浓度梯度)
实验步骤
NAA (mg/mL) 生根数目(条) 平均
根长
第4天 第5天 第6天 第7天 第8天 0 1 1.5 3.5 12.5 15.5 7.4
10-8 2 4 5 11 13 7.4
10-7 7.5 11.5 13.5 18.5 24 9.3
10-6 3 5.5 7.5 8.5 10.5 10.3
10-5 0 0 0 1 1 2.5
10-4 1 2 6.5 7.5 9.5 3.6
(6).实验结果
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，绘制曲线图，并确定插条生根的最适浓度。
实验前进行预实验的目的：通过预实验可确定有效浓度的大致范围，为确定最适浓度打下基础。
施用生长素类似物促进插条生根时，需要温度一致，所用的植株材料条件相同、 设置重复组，不少于3组。
凡是带芽或叶的插条，其扦插成活率比不带芽或叶的成活率高，但芽或叶并非越多越好，因为留叶过多，蒸腾作用失水多，易枯死 ；留芽过多会分泌较多生长素，影响实验结果，使结果不准确。
（7）注意事项
有关生长素类调节剂促进插条生根的几个关键点:
(2)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一年生枝条（形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活），选取部位以枝条中部最好，基部较差。
（3）扦插枝条的处理:枝条的形态学上端削成平面，下端削成斜面，这样在扦插后可增大枝条吸水面积，促进成活;在扦插时，保留有芽和幼叶的插条比较容易生根成活，这是因为芽和幼叶在生长发育时能产生生长素，有利于生根。
（4）凡是带芽或叶的插条，其扦插成活率都比不带芽或叶的插条成活率高，但芽和叶并非越多越好。
①留叶过多，不利于生根，因为叶片多，蒸腾作用失水多，插条易枯死。
②留芽过多，分泌较多的生长素，会影响实验的结果，导致结果不准确。
(1)施用生长素类似物促进插条生根时，需要温度一致，所用的植株材料条件相同、 设置重复组，不少于3组。
(1)乙烯利性质
液体；溶液 pH< 3.5，比较稳定。
(2)乙烯利作用
对水果具有催熟作用；进一步诱导水果自身产生乙烯加速水果成熟。
4.尝试利用乙烯利催熟水果
思考：成熟过程属于正反馈；
（3）材料：番茄、香蕉等。
（4）自变量和因变量：处理后的生长时间、成熟程度
注意：乙烯利对皮肤黏膜有一定的刺激性，操作是需要做好防护措施，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。
2.实验过程
①将果实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水果表面），沥干水分
②放入自封袋或者塑料袋密封，置于20-25℃储存。
③封存24后打开，每隔一段时间观察果实成熟情况。
注意：
a.设置不用乙烯利处理的对照组，并保持所有组的实验温度一致。
b.果实成熟度的观察指标包括：颜色、硬度、口感等。
(1)植物生长调节剂对人类都是有利的(　　)
(2)植物生长调节剂的作用效果不如植物激素持久(　　)
(3)用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就可以产生α 淀粉酶，这样就可以简化工艺、降低成本(　　)
(4)施用植物生长调节剂能减轻人工劳动(　　)
(5)植物生长调节剂只要充分证明其效益就可批准登记(　　)
×
×
√
辨析易错易混
√
×
下列有关植物激素及植物生长调节剂应用的叙述，错误的是(　　)
A．用GA打破种子的休眠
B．用NAA(生长素类调节剂)促进黄杨、葡萄枝条的生根
C．番茄开花后，喷洒一定浓度乙烯利溶液，可促进子房发育成果实
D．用矮壮素(生长延缓剂)防止棉花徒长，促进结实
C
练一练
1.种植葡萄时，在扦插繁殖、控制枝条生长、提高果实品质等方面都可以使用植物生长调节剂。判断下列有关表述是否正确
①施用的植物生长调节剂就是植物激素（ ）
②施用植物生长调节剂就一定能提高葡萄的产量和品质（ ）
×
×
随堂练习
2.研究人员为探究 定期喷施一定浓度的赤霉素和(或)2,4-D对即将成熟的柑橘体内脱落酸含量的影响，进行了一项科学实验，实验结果如下图所示。下列说法错误的是（ ）（图见课本）
A.喷施赤霉素和2,4-D能延缓柑橘果实的成熟和脱落
B.赤霉素比2,4-D更能抑制柑橘内源脱落酸的合成
C.赤霉素和2,4-D都能抑制柑橘内源脱落酸的合成
D.赤霉素、2,4-D与脱落酸的作用相反
B
二、拓展应用
1.如果你是水果销售员，面对半青不熟的水果，你认为应该使用乙烯利催熟吗？作为一个消费者，你又怎么看？
在科学评估、合理使用，且能保证水果质量的前提下，可以使用乙烯利来催熟半生不熟的水果。
2.现在有一种麦田除草的除草剂刚研制出来，作为技术员，你的任务是研究这种除草剂在使用时的浓度要求？请列出你的研究思路；假设让你来设计这个产品的说说明书，你认为除了浓度参考范围，还应该在这个说明书中补充哪些内容？
可参考本节“探究·实践”中“探索生长素类植物生长调节剂促进插条生根的最适浓度”的做法。说明书中还应该有合理的施用时间，适用的作物范围，等等。
（2021·广东高考真题）乙烯可促进香焦果皮逐渐变黄、果肉逐渐变甜变软的成熟过程。同学们去香蕉种植合作社开展研学活动，以乙烯利溶液为处理剂，研究乙烯对香蕉的催熟过程，设计的技术路线如下图，下列分析正确的是（ ）
A．对照组香蕉果实的成熟不会受到乙烯影响
B．实验材料应选择已经开始成熟的香蕉果实
C．根据实验安排第6次取样的时间为第10天
D．处理组3个指标的总体变化趋势基本一致
C
【答案】C【详解】A、对照组香蕉果实的成熟会受到乙烯影响，因为对照组香蕉会产生内源乙烯，A错误；B、实验材料应尽量选择未开始成熟的香蕉果实，这样内源乙烯对实验的影响较小，B错误；C、图示表明每两天取样一次，共6次，为了了解香蕉实验前本身的还原糖量、淀粉量、果皮色素量，应该从0天开始，故第6次取样的时间为第10天，C正确；D、处理组3个指标的总体变化趋势不一致，应该是还原糖量增加，淀粉量下降，果皮黄色色素增加，D错误。故选C。