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第五章 免疫调节
第3节 植物生长调节剂的应用
问题探讨
植株自身合成植物激素量较少,
不一定能满足人们对葡萄产量或品质的需要。
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?
2、人工合成的植物激素类物质称为什么?
植物生长调节剂
合理施用
人工合成的赤霉素、
细胞分裂素类物质
结果率和单果质量
提 高
果实无核化程度
2
5.3植物生长调节剂的应用
植物生长调节剂的类型和应用
植物生长调节剂的施用
探索植物生长调节剂的应用
一、植物生长调节剂的类型和应用
由 合成的,对植物的生长、发育有 的化学物质。
原料广泛、容易合成、效果稳定等。
人工
调节作用
植物体内没有
分解它的酶
1. 概念:
2. 优点:
3. 类型
分子结构和生理效应与植物激素类似,吲哚丁酸(IBA)
分子结构与植物激素完全不同,但是具有与植物激素类似的生理效应,a-萘乙酸(NAA)、矮壮素
【思考】植物生长调节剂属于植物激素吗?
不属于
植物激素与植物生长调节剂的比较
类别 项目 植物激素 植物生长调节剂
来源
生理作用 作用后去向 作用效果 实例 植物一定部位产生
人工化学合成
对植物生长发育进行调节
被相应的酶分解失活
残留在植物体内继续发挥作用
短暂,只发挥一次作用
持久稳定
乙烯、生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸等
乙烯利、NAA、青鲜素、膨大素等
在种植水果过程中施用植物生长调节剂,并不必然会增产、增收。
在具体的农业生产过程中,是否施用、如何施用植物生长调节剂,需要理性评估。(P100)
【思考】施用植物生长调节剂必然能达到增产、增收效果吗?
一、植物生长调节剂的类型和应用
【思考 · 讨论】 评述植物生长调节剂在生产中的应用
利用大麦芽酿酒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。
事例1
膨大剂:使水果长势加快、个头变大,加快成熟,提前上市。缺点:与正常水果相比,口感差,汁水少,甜味不足,
不宜长时间储存。
事例2
有研究发现膨大剂可能对人体有危害,主要是神经系统,造成儿童脑炎、
发育不良、痴呆等。
一、植物生长调节剂的类型和应用
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。如,可以延长马铃薯、大蒜贮藏期的青鲜素(抑制发芽)
可能有副作用。
事例3
青鲜素残留毒性可能会使原癌基因和抑癌基因发生突变,导致正常细胞生长和分裂失控而变成癌细胞。
一、植物生长调节剂的类型和应用
天然状态下的凤梨(菠萝)开花结果时期参差不齐,要分五六次收获,费时费工。冬季气温低、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。
事例4
(P104)乙烯利是植物生长调节剂,工业品为液体。pH<3.5时,较稳定;随着pH升高,会分解释放出乙烯。乙烯对有催熟作用,还可诱导水果自身产生乙烯,加速成熟。
思考:若儿童食用了被乙烯利催熟的水果是否会导致“性早熟”?
一、植物生长调节剂的类型和应用
芦苇是造纸原料,但其纤维短、品质较次。若在生长期用一定浓度的赤霉素溶液处理,可使芦苇的纤维长度增加50%左右。
事例5
用一定浓度的生长素类似物培育无子果实。
事例6
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。
一、植物生长调节剂的类型和应用
4. 作用
(1)提高作物产量,改善产品品质等。
(2)能减轻人工劳动。
如以植物生长调节剂抑制顶端优势减少园林植物的修剪次数。
①能延长或终止种子、芽及块茎的休眠;
②调节花的雌雄比例;促进或阻止开花;
③诱导或控制果实脱落;控制植株高度、形状等。
5. 负面影响
(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;
植物生长调节剂 ≠ 增产、增收
举例说明植物生长调节剂施用不当的实例。
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
一、植物生长调节剂的类型和应用
我国对植物生长调节剂的生产、销售和使用都有明确规定。
植物生长调节剂必须经国家指定单位检验并进行正规田间试验,充分证明其效益,无毒、无害方可批准登记;
在销售中禁止夸大植物生长调节剂的功能;
禁止在肥料中添加植物生长调节剂,等等。
例如
一、植物生长调节剂的类型和应用
目前禁用的两种植物生长调节剂产品
植物激素 对应生长调节剂 应用
生长素
赤霉素
细胞分裂素
乙烯
脱落酸
α-萘乙酸(NAA)、
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
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
青鲜素
抑制发芽,蔬菜鲜绿,延长贮存时间
乙烯利
用于催熟果实
矮壮素
防止植物徒长,使植株节间缩短,
长得矮、壮、粗,根系发达,抗倒伏
课堂练习
1. 下列关于植物生长调节剂的叙述,错误的是( )
A.是指一些具有植物激素活性的人工合成物质
B.具有容易合成、原料广泛、效果稳定等优点
C.乙烯利是一种具有催熟作用的植物生长调节剂
D.生产上使用2,4-D时不需要考虑浓度
D
2. 植物生长调节剂广泛应用于农业生产,下列叙述符合实际的是( )
A.茄子、尖椒开花期连逢阴雨,可喷洒适宜浓度的NAA防止减产
B.适宜浓度的2,4-D可用于清除农田中的单子叶和双子叶杂草
C.为使瓜果提早上市,可先对瓜果喷施脱落酸,然后进行套袋处理
D.用一定浓度的赤霉素溶液处理芦苇、水稻等作物能增加经济效益
AG
E.用任意浓度的α-萘乙酸都可除去大豆田里的单子叶杂草
F.用脱落酸处理大麦生产啤酒,可简化传统工艺、降低成本
G.芦苇生长期用一定浓度的赤霉素溶液处理,可使芦苇增高
H.番茄开花后喷洒一定浓度乙烯利溶液,促进子房发育成无籽果实
2
5.3植物生长调节剂的应用
植物生长调节剂的类型和应用
植物生长调节剂的施用
探索植物生长调节剂的应用
【思考】在生产过程中施用植物生长调节剂要注意哪些事项?
二、植物生长调节剂的施用
1.根据实际情况,选择适当的植物生长调节剂。
(1)促进扦插枝条的生根——生长素类植物生长调节剂。
2.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)果实催熟——乙烯利。
影响
1
施用浓度
2
施用时间
4
施用时植物的生理状态
3
施用部位
5
气候条件
施用效果
如何达到最佳 ?
2
5.3植物生长调节剂的应用
植物生长调节剂的类型和应用
植物生长调节剂的施用
探索植物生长调节剂的应用
三、探索植物生长调节剂的应用
实验一:探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
2,4-D促进某种植物插条生根的最适浓度是?
2. 提出问题:
1. 原理:
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。
3. 变量分析:
一系列不同浓度的2,4-D溶液
平均生根数量
或平均生根长度
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等
自变量
因变量
无关变量
三、探索植物生长调节剂的应用
生长旺盛的一年生枝条,枝条上带有少量芽或幼叶。
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?
形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活,很容易生根。
芽或幼叶可产生生长素,能促进插条生根。
不能太多,①防止生长素过多抑制生根;
②去掉成熟叶片,降低蒸腾作用。
4.实验材料:
处理部位:形态学上端削成平面
形态学下端要削成斜面
:降低作用蒸腾
:增大吸水面积,促进成活。
浓度较低:
浓度较高:
浸泡法
沾蘸法
约3cm
时间:几小时至一天
时间:约5秒
最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理
5. 处理插条枝条的方法:
约1.5cm
低浓度、深、时间长
高浓度、浅、时间短
三、探索植物生长调节剂的应用
6. 实验思路:
三、探索植物生长调节剂的应用
配置系列浓度梯度的2,4-D溶液
将插条的分别置于不同浓度的溶液中
观察插条生根状况
根据结果找出最适浓度
你知道设置多大的浓度梯度吗?
预实验
(1)进行时间:正式实验前
(2)目的:
(3)意义:
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
注意:预实验不是为了减小实验误差,而是为了大致确定浓度范围。
避免造成人力、物力和财力的浪费
2,4—D浓度(mol/L) 0 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2
平均生根数 1 1.5 3 1 0.5 0.2
②通过以上实验能否确定浓度为10-8mol/L最适浓度?为什么?
不能,需在10-10—10-6mol/L范围之间缩小浓度梯度,重复上述实验
③进一步正式实验还需要清水组作为空白对照吗?
不需要,预实验中空白对照是为了判断2,4—D所起的作用是促进还是抑制。
①以上实验能否体现生长素低浓度促进高浓度抑制的特点吗?
能
预实验
结果
正式实验中只需在一定范围内设置更小浓度梯度的实验组进行相互对照即可。
7. 实验步骤:
三、探索植物生长调节剂的应用
a.制作插条并分组:把 的插条平均分成10组,每组3枝;
b.配置梯度溶液:把一定浓度的2,4-D按不同比例稀释成10份具有浓度梯度的溶液
(已通过预实验确定范围)
c.处理枝条: 用 或者 处理插条;
d.实验培养:将处理过的插条基部(形态学 )放入盛有清水的营养花钵中浸泡,
放在适宜温度(25~30℃)下培养。
e.观察记录:一段时间后,观察、记录各组插条的生根情况(平均数量或平均长度)
f.实验结果:
生长状况相同
浸泡法
沾蘸法
下端
取材、分组、编号 → 分组施加实验条件(自变量)→ 检测因变量。
培养
单一变量原则、等量原则
避免偶然性
生根数最多或不定根长度最长的一组对应的溶液浓度接近其促进插条生根的最适浓度。
【思考】若实验结果发现插条都不能生出不定根,其原因可能是什么
①未分清形态学上、下端,枝条倒插;
②枝条叶片较多,蒸腾作用过强,失水过多;
③枝条幼芽、幼叶保留多,合成了一定的生长素,
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。
三、探索植物生长调节剂的应用
1. 实验原理:
PH
升高
乙烯利
催熟水果
诱导
乙烯
水果产生乙烯
pH=3.5
正反馈
2. 实验过程:
①分组:取成熟度、大小相似的未成熟的猕猴挑10颗。随机分成甲、乙两组并装袋。
②处理:甲组喷洒适量一定浓度的乙烯利溶液,乙组喷洒等量蒸馏水。
③保存:甲、乙塑料袋系紧,室温保存5天。
④观测:5天后,触摸猕猴桃的软硬程度,记录其成熟度的变化。
⑤结果:甲组猕猴桃变软程度明显高于乙组。
注意事项:乙烯利对皮肤、黏膜有一定的刺激性,操作时需要做好防护措施,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。
实验二:尝试利用乙烯利催熟水果
三、探索植物生长调节剂的应用
课堂小结
植物生长
调节剂
概 念
特 点
类 型
应 用
施用
具体作用
应用实例
负面影响
国家管理
考虑因素
实践应用
由人工合成,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。
①原料广泛、
②容易合成、
③效果稳定
①分子结构与生理效应与植物激素类似;
②分子结构与植物激素不同,生理效应类似
①简化工艺、降低成本
②提高产量,改善品质
③减少人工劳动
赤霉素、膨大素
青鲜素、乙烯利
生长素调节剂
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
有明确的规定
施用目的、
效果、毒性、
残留、价格、
施用是否方便、
法律法规等
①探索植物生长调节剂促进插条生根的最适浓度;
②尝试利用乙烯催熟水果。
一、概念检测
1.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。 ( )
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 ( )
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.赤需素和2, 4-D都能抑制柑橘内源脱落酸的合成
D.赤霉素、2, 4-D与脱落酸对柑橘脱落的作用相反
练习与应用
×
×
B
课堂练习
(1)施用植物生长调节剂一定能提高葡萄产量和品质。( )
(2)在“探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”的实验时,
预实验和正式实验都不需要空白对照组。( )
(3)植物激素乙烯利对水果有催熟作用。( )
(4)青鲜素和低浓度生长素对植物的芽有相反的生理作用。( )
(5)青鲜素结构与尿嘧啶相似,可阻断DNA的翻译,进而导致细胞代谢异常。( )
(6)膨大剂可以使果实增大,它是细胞分裂素类似物。( )
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