(共33张PPT)
第3节 植物生长调节剂的应用
2课时
第5章 植物生命活动的调节
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
讨 论:
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(籽)化程度。但如果施用不合理,可能会造成果实空心等问题。
问题探讨
含量非常少,提取困难。
2.这种人工合成的植物激素类物质称为 ,
它的作用是什么? 对比天然植物激素它有什么特点?
对植物的生长、发育有调节作用
原料广泛、容易合成、效果稳定
(植物缺乏相应的分解酶)
植物生长调节剂
(未授粉,无种子)
提升产量或品质
一、植物生长调节剂的类型和作用
合作探究1:自主阅读P100-102,小组合作完善下列思维导图。
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
一、植物生长调节剂的类型和作用
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。
【思考】效果稳定的原因?
植物体内缺少催化其分解的酶
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
3.类型:
一、植物生长调节剂的类型和作用
①分子结构和生理效应与植物激素类似
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
①结构和生理效应类似
②结构不同,生理效应类似
矮壮素
,如吲哚丁酸
如α-萘乙酸(NAA)、矮壮素
分子结构
对植物生长的效果
植物生长促进剂
植物生长抑制剂
施用植物生长调节剂必然能达到增产、增收效果吗?
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。
一、植物生长调节剂的类型和作用
4.在生产中的应用:
评述植物生长调节剂在生产中的应用
赤霉素类
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。这样就可以简化工艺、降低成本。
应用:赤霉素解除(打破)种子休眠
芦苇是我国主要造纸原料,但多数芦苇纤维短、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。
应用:促进细胞伸长,从而引起植株增高
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y水果长势加快、个头变大,加快水果成熟(优点),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,且不宜长时间储存(不足)。
细胞分裂素类
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。
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。
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。
中国科学院植物生理研究所用荔枝为原料研究表明,残留期为1~2个月。
青鲜素,又名抑芽丹、马来酰肼,通过阻止核酸合成,最终使细胞生长受阻,主要用于抑制芽生长和茎伸长,延长储藏期。
青鲜素在土表和植物茎、叶表面不易分解。因此对于用作生食的作物不宜使用,在收获后不需储藏的块茎作物上,也不可喷洒青鲜素。
知识拓展
事例4
讨论: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?
天然状态下凤梨(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。
乙烯利在生产中常用于水果的催熟,若儿童食用了催熟的水果会导致“性早熟”吗?
乙烯类
不会,导致儿童“性早熟”的是性激素,与乙烯利无关,人体细胞中无乙烯利的受体。
注:(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。
乙烯利对皮肤黏膜有一定的刺激性,遇明火可燃烧,需注意防火。
注意
讨论: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?
事例5
生长素类似物
无子番茄属于可遗传变异还是不可遗传变异?
不可遗传变异,遗传物质未改变
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。
讨论: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?
矮壮素:生长延缓剂,其作用是抑制细胞伸长,但不抑制细胞的分裂。矮壮素能使植物矮化,茎杆粗壮,防止作物徒长,增强抗倒伏能力,促进结实,提高座果率和植物的抗逆性。
α-萘乙酸(NAA)、2,4-D:具有生长素活性的植物生长调节剂。NAA具有与IAA不同的环状结构,侧链与IAA相同,比IA更加稳定。NAA、2,4-D可诱发不定根形成,还可促进扦抽生根,促进果实和块根、块茎膨大,提高坐果率,防止采前落果。
芸苔素内酯:调节植物生长发育各个环节,促进生长,增加产量,提高抗逆性,缓解药害。促进蔬菜、瓜类、水果等作物生长,改善作物品质,使作物色泽艳丽、叶片更厚实,也能使茶叶采叶时间提前、瓜果含糖分更高、个体更大、更耐储藏。可以说是植物生长调节剂的万金油。
新的植物生长调节剂不断被发现和使用;应用范围更加广泛,再生产中发挥着越来越重要的作用。
评述植物生长调节剂在生产中的应用
一、植物生长调节剂的类型和作用
4.在生产中的应用:
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?
施用时期
2011年,江苏某村民西瓜,施用膨大素的时期不当,导致西瓜炸裂。
施用剂量
2010年,四川某果农葡萄,施用乙烯利剂量不当,导致葡萄未成熟脱落。
施用方法
2016年,山东某村民番茄,施用赤霉素方法不当,导致空心果产生。……
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;同时还需考虑适当施用时间,以及国家法律法规要求等。
讨论:3.我国禁止销售、使用未经国家有关部门批准的植物生长调节剂?
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。
目前禁用的两种植物生长调节剂产品
①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
②禁止夸大其功能
③禁止在肥料中添加
国家管理
先试验,再推广
一、植物生长调节剂的类型和作用
弊
(1)应用领域广,能提高作物产量、改善产品品质等。
如: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,控制植株高度、形状等。
(2)减轻人工劳动。
如:减少园林植物的修剪次数
(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。
根据前面的学习,你能总结植物生长调节剂使用的利与弊吗
利
5.应用的好处及负面影响
类别 项目 植物激素 植物生长调节剂
来源 植物体内产生
生理作用 对植物生长发育进行调节 作用后是否被酶解
作用效果 短暂,只发挥一次作用
实 例 乙烯、生长素、细胞分裂素、赤霉素和脱落酸等
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
比较植物生长调节剂与植物激素
持久稳定
人工化学合成
乙烯利、NAA、青鲜素、膨大素等
二、植物生长调节剂的施用
(1)促进扦插枝条的生根——生长素类植物生长调节剂。
(2)果实催熟——乙烯利。
1.根据实际情况,选择适当的植物生长调节剂
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。
怎样使用这些植物生长调节剂才能达到最佳效果呢?
有没办法让月季插条更快生根,从而让月季更快上市?
实验1:探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度
生长素类植物生长调节剂的生理作用与其浓度有很大的关系。
1、实验原理:
例如,适当浓度的2,4-二氯苯氧乙酸(简称2,4—D)可以促进插条生根,浓度过高时会抑制生根,高浓度的2,4—D甚至会杀死双子叶植物。
所选定的生长素类调节剂促进植物插条生根最适浓度是多少呢?
2、提出问题:
实验目的:寻找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
实验1:探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度
3、材料用具:
②当地主要绿化树种或花卉生长旺盛的一年生枝条;枝条上带有少量芽或幼叶。(3-4个芽);插条形态学上端削成平面,减少蒸腾,下端削成斜面,增大吸水面积。
①常用的生长素类调节剂:NAA、2,4-D、吲哚丙酸、IBA等。
思考:
①实验中为什么要选取生长旺盛的一年生的枝条?
②为什么要保留有一定的芽或幼叶?
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,易生根,实验效果显著。
可产生生长素,促进插条生根。
留叶过多 :
留芽过多 :
蒸腾作用失水多,插条易枯死;
分泌较多的生长素,会影响实验的结果,导致结果不准确。
③蒸馏水,花盆,细砂
三、探索植物生长调节剂的应用
实验1:探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度
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
4、设计实验:
(1)变量分析
单一变量原则
实验1:探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度
4、设计实验:
(2)生长素类调节剂处理插条的方法:
浓度较低:
浓度较高:
浸泡法
沾蘸法
约3cm
几小时至一天
约5秒
最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理
约1.5cm
5
4
3
2
1
实验1:探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度
4、设计实验:
(3)实验思路:
你知道设置多大的浓度梯度吗?
科学方法——预实验
设计一组浓度梯度较大的2,4-D溶液
观察插条的生根情况
确定正式实验的浓度范围,缩小浓度梯度,重复实验操作
预实验
正式实验
预实验必须像正式实验一样认真进行才有意义!
注意:预实验需进行空白对照,是为了判断2,4—D所起的作用是促进还是抑制正式实验可不进行。
正式实验前—预实验
①取材、分组编号:
②变量处理:
③进行培养:
④观察并记录实验结果:
把 的某种植物的插条均分(平均)分成若干组,每组若干枝。
将处理过的插条放在的 条件下培养。
配制梯度浓度的植物生长调节剂,用 作为空白对照。
每天观察一次,记录 。
预实验步骤:
生长状况一致
采用 或 处理插条。
蒸馏水
相同且适宜
生根情况(长度、数目)
浸泡法
沾蘸法
实验1:探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度4、设计实验:(4)正式实验:在预实验的基础上进行正式实验:在10-13-10-9mg/L之间缩小浓度梯度,再设置一系列浓度的生长素类似物溶液,重复以上实验。①准备的插条若干;发育状况、带芽数量相同②配置一系列具有浓度梯度的NAA溶液,将插条形态学插入到2,4-D溶液中,每组插入根;3下端④将枝条放入培养液中,在适宜条件下培养,每天记录生根数量;③浸泡24小时后,取出枝条晾干;对照原则平行重复原则
三、探索植物生长调节剂的应用
预实验
配制梯度溶液
操纵变量实验
观察记录
分析结果
设计一组浓度梯度较大的预实验进行摸索
配制一系列浓度梯度的2,4-D溶液(0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8 mg/mL)其他试剂也可
将新剪下的植物枝条分成10组,将插条的基部分别浸泡在蒸馏水和上述不同浓度的2,4-D溶液中,均置于适宜的环境中
一段时间后观察插条的生根情况
列表比较各实验材料在不同浓度的2,4-D溶液中的生根情况,得出结论
5.实验步骤:
结论:对于××植物来说,促进插条生根生长素类调节剂的最适浓度是××(平均生根数最多所对应的浓度)。
生根数
0
浓度(mg/mL)
预实验
生根数
浓度(mg/mL)
正式实验
实验1:探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度
6、分析结果,得出结论
组别 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2,4-D溶液的浓度(mg/mL) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8
生根数(平均值) 3.6 4.3 5.2 6.3 7.3 6.1 5.3 3.9 3.2
是不是说明最适浓度是1.0?
结果:促进该植插条生根的生长素类调节剂的最适浓度是0.8-1.2mg/mL
实验1:探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度
7.问题及原因分析
①不同浓度生长素类调节剂浸泡,插条均不生根:
a.枝条所带叶片较多,蒸腾作用过强,失水太多,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;
b.配制的营养液缺乏某种营养元素或缺氧;
c.没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,浓度梯度要密一些,组别要多一些。
浓度梯度过大、组别过少易错过最适浓度范围,导致
实验2:尝试利用乙烯利催熟水果
乙烯利
pH=3.5
pH升高
催熟水果
乙烯
水果产生乙烯
诱 导
1.实验原理:
思考:成熟过程属于_______。
正反馈
乙烯在常温下是气体,作为生长调节剂用的是乙烯利,为液体。
三、探索植物生长调节剂的应用
番茄、香蕉等
有无乙烯利
处理后的成熟时间、
成熟程度
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。
②放入自封袋或者塑料袋密封,置于20-25 ℃ 储存。
③封存5d后打开,每隔一段时间观察果实成熟情况。
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。
×
×
B
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。