5.3植物生长调节剂的应用-高二生物同步课堂精优课件（人教版2019选择性必修1）

(共33张PPT)
在越南战争中，美军为使藏身于密林之中的越南游击队完全暴露于美军的火力之下，曾用飞机向越南丛林中喷洒了大量的丛林落叶剂(2,4,5-T,三氯苯酚)，又称“橙剂”，使树木落叶。越南战争后，越南人民及参战的美国老兵都深受其害。1979年美国已经基本禁止了2,4,5-T的使用。
前面我们所学的某些植物激素也具有与丛林落叶剂(2,4, 5-T)相似的功能，那丛林落叶剂(2,4, 5-T)是植物激素吗？
视频情境：谁该为战争受害者负责？
阳光玫瑰葡萄因果实含糖量较高，果肉鲜脆多汁，有玫瑰香味，故名阳光玫瑰。2010年，我国开始引进阳光玫瑰。当时产量低、供不应求，最高售价曾一度达到300元1斤，因此被誉为“葡萄中的爱马仕”。
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。
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。
问题探讨
第5章 植物生命活动的调节
第3节 植物生长调节剂的应用
本节聚焦
1、植物生长调节剂在生产上有哪些应用？
2、怎样正确使用植物生长调节剂？
一、植物生长调节剂的类型和作用
1、植物生长调节剂的概念和优点
由人工合成的，对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。
概念:
优点:
①原料广泛
②容易合成
③效果稳定
2、为什么植物生长调节剂比植物激素效果稳定？
思考讨论：
1、植物生长调节剂属于植物激素吗？
植物激素是植物体内合成的，对植物生长发育有显著影响的微量有机物。缺点是植物体内含量非常少，提取困难。植物生长调节剂不属于植物激素。
可能因为植物体内没有相应的分解它们的酶，因而可以持续作用较长时间。
一、植物生长调节剂的类型和作用
2、植物生长调节剂的类型
植物生长调节剂种类很多，我国目前正在使用的就有几十种。
从分子结构来看，主要有两大类：
（1）分子结构或生理效应与植物激素类似，如吲哚丁酸。
矮壮素
α-萘乙酸（NAA）
分子结构不同
分子结构相似
（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a-萘乙酸（NAA）、矮壮素等。
比较植物生长调节剂与植物激素
类别 项目 植物激素 植物生长调节剂
来源
生理作用
作用后是否被酶解
作用效果
实 例
被相应的酶分解失活
植物体内不存在相应的分解酶，不被酶解，残留在植物体内继续发挥作用
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
短暂，只发挥一次作用
持久稳定
乙烯、生长素、细胞分裂素、赤霉素和脱落酸等
乙烯利、NAA、矮壮素、青鲜素等
施用植物生长调节剂必然能够达到增产、增收的效果吗？
植物生长调节剂的施用要注意什么？
评述植物生长调节剂在生产中的应用
思考讨论：
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
糊粉层
胚乳
胚
简化工艺、降低成本。
酒精
酵母菌
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。
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
思考讨论：
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。
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。
讨论
1. 还知道哪些植物生长调节剂在农产品和园艺生产上的应用例子？
评述植物生长调节剂在生产中的应用
思考讨论：
例1：受粉前，用一定浓度的生长素类似物涂抹雌蕊柱头，促进子房发育成果实，培育无子果实。
子房
有子番茄
受粉前, 雌蕊柱头
涂抹
生长素
发育的种子
生长素
提供
发育
促进
促进
发育
无子番茄
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。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。(生长素不能提高种子的量，种子是受精卵，必须要受粉才能形成)
这些作物能通过喷施生长素类似物补救吗？
讨论
1. 还知道哪些植物生长调节剂在农产品和园艺生产上的应用例子？
评述植物生长调节剂在生产中的应用
思考讨论：
例3：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。
例4：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。
例5：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。
例6：施用矮壮素（生长延缓剂）防止棉花徒长、促进结实。
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。
3. 我国为什么禁止销售、使用未经国家有关部门批准的植物生长调节剂？
讨论
评述植物生长调节剂在生产中的应用
思考讨论：
2. 在生产过程中施用植物生长调节剂要注意哪些事项？
要根据实际情况和施用目的，综合考虑植物生长调节剂的作用效果、价格等；同时还需要考虑适当的施用时间，以及国家法律法规的要求等。
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。
植物生长调节剂
≠
增产、增收
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。
总结：植物生长调节剂的应用
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，培育无籽果实
③用作农业除草剂
④疏花疏果又防止落花落果；
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
蔬菜储藏中，常用它来保持蔬菜鲜绿，延长贮存时间
乙烯利
用于催熟果实
矮壮素
控制植物徒长，使植株节间缩短，长得矮、壮、粗，根系发达，抗倒伏
一、植物生长调节剂的类型和作用
3、植物生长调节剂应用的优点和负面影响
（1）提高作物产量，改善产品品质等
（2）能减轻人工劳动：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
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；
应用的优点：
我国对于植物生长调节剂的生产、销售和使用都有明确的规定。
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
禁止夸大其功能
禁止在肥料中添加
一、植物生长调节剂的类型和作用
4、植物生长调节剂的管理
注意
在我国，植物生长调节剂属于农药管理范围，只有取得农药登记并获得生产许可的植物生长调节剂产品，才能生产、经营和使用。
植物生长调节剂不是营养物质，也不是万灵药，只有配合浇水、施肥等措施，适时施用，才能发挥效果。
谣言还是真理？
乙烯利在生产中常用于水果的催熟，儿童食用了催熟的水果会导致“性早熟”。
　　1、下列实例分别应施用哪种植物生长调节剂？
　　（1）打破马铃薯、人参种子的休眠。
　　（2）促进芹菜、芦苇的高产。
　　（3）水果长势加快、个头变大，加快成熟
（4）延长储藏期
（5）加速凤梨、柿子、番茄的果实成熟。
　　（6）促进甘薯、葡萄的生根。
　　（7）培育水稻和油菜矮壮秧。
（8）补救未受粉，培育无籽果实
　
课堂练习
　赤霉素类
　膨大剂
　赤霉素类
　生长素类
　矮壮素
　青鲜素
　乙烯利
　生长素类
课堂练习
2、下列关于植物生长调节剂的叙述，错误的是（ ）
A、植物生长调节剂是指一些人工合成的，对植物的生长、发育有调节作用的化学物质
B、植物生长调节剂具有容易合成、原料广泛、效果稳定等优点
C、生长素类调节剂通常用量微小，过量使用易产生相反的作用
D、植物生长调节剂都是分子结构和生理效应与植物激素类似的物质
3、植物生长调节剂在农业生产中广泛使用。下列对应关系错误的是（ ）
A、细胞分裂素类调节剂——促进细胞分裂——促进果实膨大
B、乙烯类调节剂——促进细胞呼吸——促进果实发育和成熟
C、脱落酸类调节剂——抑制细胞分裂——块茎储存期不发芽
D、赤霉素类拮抗剂——抑制细胞伸长——控制徒长、抗倒伏
D
B
二、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。
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。
①促进扦插枝条的生根？
②果实催熟？
生长素类植物生长调节剂
乙烯利
3.对于某种植物生长调节剂来说，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，施用不当甚至会影响生产。
考虑因素：
怎样使用这些植物生长调节剂才能达到最佳效果呢？
探究植物生长调节剂的应用
探究实践：
探究1：探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
生长素类植物生长调节剂,如NAA、2,4-D、IBA、吲哚丙酸等。
1、实验原理
②在最适浓度下植物插条生根数量最多，生长最快。
①适宜浓度的生长素类似物NAA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. 选材:
保留有芽和幼叶生长旺盛的一年生枝条
（1）选取一年生的枝条因为细胞分裂能力强、发育快、易成活，很容易生根。
（2）去掉成熟或大面积的叶片，原因是能降低蒸腾作用。
（3）枝条的下端要削成斜面，扦插后可增加吸收水分的面积。
（4）枝条保留芽和幼叶，原因是芽和幼叶能产生生长素，促进插条生根。
探究植物生长调节剂的应用
探究实践：
探究1：探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
4、预实验（科学方法）
①进行时间：
正式实验前
②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。
预实验必须像正式实验一样认真进行才有意义！
③实例：
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。
3. 插条处理方法(插条基部，形态学下端)
(1)浸泡法:
溶液浓度较小，处理时间长（几小时至一天，深约3cm.最好在遮阴和空气湿度较高的地方处理）
(2)沾蘸法:
溶液浓度较高，处理时间短（约5s，深约1.5cm）
探究植物生长调节剂的应用
探究实践：
探究1：探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
5、变量分析
①自变量:
②因变量:
③无关变量:
NAA溶液的浓度
促进枝条生根的效果(观测指标: 枝条平均生根数或根的长度)
实验对象自身因素：插条的生理状况(发育程度、枝条长度)、带有的芽数等；
环境因素：温度、处理时间、培养液的浓度和量等
6、案例：探究促进迎春花枝条生根的最适生长素类似物浓度
探究植物生长调节剂的应用
探究实践：
（1）枝条选择和处理：选取15cm长，发育状态相同的迎春花枝条若干枝
（2）配置不同浓度的α—萘乙酸（NAA）溶液
6、案例：探究促进迎春花枝条生根的最适生长素类似物浓度
探究植物生长调节剂的应用
探究实践：
（3）将枝条在α—萘乙酸（NAA）溶液中浸泡24小时
(4)浸泡24小时后，取出枝条晾干4小时
(5)适宜温度下，将枝条放入培养液中水培，每天记录生根数量
6、案例：探究促进迎春花枝条生根的最适生长素类似物浓度
探究植物生长调节剂的应用
探究实践：
编号 1 2 3 4 5 6 7
NAA浓度ppm 0 2 4 6 8 10 12
生根均数 2 7 19 8 4 2 1
6、案例：探究促进迎春花枝条生根的最适生长素类似物浓度
探究植物生长调节剂的应用
探究实践：
(6)在2ppm - 6ppm之间，以0.4ppm为梯度设置生长素类似物的浓度，重复前面的实验。
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
NAA浓度ppm 2.4 2.8 3.2 3.6 4.0 4.4 4.8 5.2 5.6 6.0
生根均数 13 14 10 20 23 32 22 18 16 14
实验结果：
实验结论：
生长素类似物浓度在4.4ppm，枝条平均生根数最多。
促进迎春花枝条生根的最适生长素类似物浓度在4.4ppm左右。
6、案例：探究促进迎春花枝条生根的最适生长素类似物浓度
探究植物生长调节剂的应用
探究实践：
预实验需要，正式实验不需要。因为预实验已经记录了空白组的生根情况。
①实验过程中需要设置空白对照吗？
该实验中存在空白对照（即用蒸馏水处理的对照组）和相互对照（即用不同浓度生长素类似物处理的实验组）。
重复实验，避免实验的偶然性，增强实验的准确性。
②实验中有哪些对照？
③实验每组枝条数相等且不少于3枝目的是什么？
实验讨论：
a、没分清形态学上端和形态学下端，枝条倒插;
b、枝条所带叶片较多，蒸腾作用过强，失水过多;
c、枝条幼芽、幼叶保留多，本身合成了一定浓度的生长素，使形态学下端处于高浓度抑制状态；
⑤若实验结果发现枝条都不能生出不定根，其原因可能是什么
④预实验中两种浓度促进插条生根效果基本相同，如何进一步确定最适浓度？
最适浓度应在两种溶液浓度之间，即在两种浓度之间再等浓度梯度配制溶液进行实验。
视频：探究萘乙酸对绿萝插条生根的作用
探究植物生长调节剂的应用
探究实践：
探究2：尝试利用乙烯利催熟水果
pH升高
乙烯利（液体）
催熟水果
诱导
乙烯
水果产生乙烯
pH<3.5稳定
注意：
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。
分解释放
1、原理：
猕猴桃、香蕉等
处理后的生长时间
成熟程度（软度、甜度）
2.实验材料：
3.实验变量：
①自变量:
②因变量:
4.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。对照组不用乙烯利处理。
②放入自封袋或者塑料袋密封，置于20-25 ℃ 储存。
③封存24h后打开，每隔一段时间观察果实成熟情况。
视频：尝试利用乙烯利催熟水果
课堂小结
植物生长
调节剂
概念
优点
类型
应用实例
应用优点
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提高产量，改善品质
②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探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度；
②尝试利用乙烯利催熟水果。
课堂练习
1、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（ ）
A.本实验可以先设计一组梯度较大的预实验进行初步探索
B.使用浸泡法处理插条时，配制的溶液浓度要较高
C.不同浓度的2,4－D溶液处理插条时，生根数可能相同
D.本实验中植物材料的选择、插条处理的时间等条件应尽可能保持相同
2、扦插是金银花常见的繁殖方式，有人为探究2,4－二氯苯氧乙酸(简称2,4－D)对金银花插条生根的影响进行了相关实验，得到如表所示结果(生根率＝生根插条数/插条总数×100%)。下列相关叙述正确的是( )
实验组别 1 2 3 4 5
2,4－D溶液浓度/(mg·L－1) 0 a b c d
生根率/% 42.03 53.33 54.44 65.56 60.78
A.实验结果表明，2,4－D溶液的最适浓度在b和d之间
B.实验中插条的处理方法和时间、生根率都是实验的无关变量
C.2,4－D是植物体内产生的对植物生长发育起调节作用的植物激素
D.实验结果表明，2,4－D对插条生根的作用具有低浓度促进、高浓度抑制的特点
B
A
一、概念检测
1.种植葡萄时，在打插繁殖、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。 ( )
练习与应用
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
×
×
B
二、拓展应用
练习与应用
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. 现有一种用于麦田除草的除草剂刚研制出来，作为技术人员，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；假如让你来设计这个产品的说明书，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。