(共14张PPT)
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。
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。
第3节 植物生长调节剂的应用
必备知识 清单破
知识点 1 植物生长调节剂
4.作用
(1)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。
植物生长调节剂 作用
赤霉素 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
膨大剂 对西瓜、草莓、葡萄等使用一定浓度的膨大剂,会使水果长势加快、个头变大,加快水果成熟
青鲜素 可以延长马铃薯、大蒜、洋葱的储藏期
乙烯利 可分解释放出乙烯,乙烯对水果有催熟作用,还可进一步诱导水果自身产生乙烯,加速水果成熟
(2)减轻人工劳动,如减少园林植物修剪次数。
5.负面影响
(1)植物生长调节剂使用不当,可能影响作物产量和产品品质。
(2)过量使用植物生长调节剂,可能对人体健康和环境带来不利影响。
6.施用
1.实验原理
(1)在不同浓度的生长素类调节剂溶液中,扦插枝条的生根情况不同。
(2)存在一个最适浓度,在此浓度下扦插枝条的生根数目最多,生长最快。
2.插条的选择:最好选取生长旺盛的一年生枝条(形成层细胞分裂能力强,且发育快、易成活),
选取部位以枝条中部最好,基部较差。
3.插条的处理
(1)枝条的形态学上端要削成平面,下端要削成斜面,这样在扦插后可增大吸水面积,减小失水
面积,促进插条成活。
(2)每一枝条留3~4个芽,所选枝条的芽数尽量一样。
(3)处理时插条上下端不能颠倒,否则插条不能成活。
知识点 2 探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
药液浓度 处理时间
浸泡法 低 长
沾蘸法 高 短
(4)生长素类调节剂处理插条
4.变量分析
自变量 生长素类调节剂的浓度
因变量 插条生根的数目、长度
无关变量 处理时间、温度、光照、通气状况等
5.实验流程
(1)预实验的目的
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。
(2)预实验需要设置空白对照组,正式实验时可以不设置空白对照组。
特别提醒 与对照组(未用生长素类调节剂处理)相比,实验组中生根数量少(或长度短),表现
为抑制生根;实验组中生根数量多(或长度长),表现为促进生根。
6.实验结果分析
(1)插条不能生根的原因
①枝条所带叶片较多,蒸腾作用过强,失水过多。
②枝条上幼芽、幼叶保留过多,合成了一定浓度的生长素,用药液处理后,形态学下端处于高
浓度的生长素抑制状态。
③配制的营养液缺乏营养元素或缺氧。
④没有分清形态学上端和形态学下端,枝条倒插。
(2)插条生根过少的原因:配制生长素类调节剂溶液时,组别少、浓度梯度大。
知识辨析
1.植物生长调节剂的分子结构和生理效应与植物激素类似,是否正确
不正确。从分子结构看,植物生长调节剂主要有两类,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。
2.植物生长调节剂的作用效果不如植物激素稳定,是否正确
不正确。植物生长调节剂的作用效果比植物激素稳定。
3.正式实验前需要做一个预实验,其目的是减小实验误差,是否正确
不正确。进行预实验的目的是为正式实验摸索条件,检验实验设计的科学性和可行性。
提示
提示
提示
4.用浸泡法处理插条时,最好在遮阴和空气湿度较低的地方进行,是否正确
不正确。用浸泡法处理插条时,最好在遮阴和空气湿度较高的地方进行。
5.乙烯利在pH<3.5时,易分解产生乙烯,有诱导水果自身产生乙烯的作用,是否正确
不正确。乙烯利在pH<3.5时比较稳定,随着pH增大,乙烯利会分解释放出乙烯。
6.连续阴雨时,喷施一定浓度的生长素类调节剂可以防止油菜减产,是否正确
不正确。生长素在生产上可用于无子果实的培育,而油菜是收获种子的作物,连续阴雨
时,使用生长素类调节剂处理不利于种子的形成,不能防止油菜减产。
提示
提示
提示
植物激素 植物生长调节剂
概念 植物一定部位产生的有机物 人工合成的化学物质
生理作用 对植物生长、发育有调节作用 作用后去向 被相应的酶分解后失活 一般残留在植物体内继续发挥作用
作用效果 短暂,只发挥一次作用 一般持久稳定
实例 乙烯、生长素、细胞分裂素、赤霉素和脱落酸 乙烯利、2,4-D、青鲜素
关键能力 定点破
定点1 植物生长调节剂和植物激素的比较
进行预实验后,找到生根效果最好的一组,将其对应浓度的相邻两侧的浓度作为浓度区
间,进一步缩小浓度梯度,进行正式实验,探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度。如
图,应在相对浓度2~6之间设置更小的浓度梯度来探究最适浓度。
定点2 “探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”正式实验的浓度选择
典例 为探究萘乙酸(NAA)对月季根生长情况的影响,科研人员进行了如下实验:分别对月季
插条施用不同浓度的NAA溶液,10天后对生根情况进行统计,结果如图所示。下列叙述正确
的是 ( )
A.未施用NAA的插条生根数目与内源生长素有关
B.NAA对主根的生长和侧根的数目均有促进作用
C.将材料换为月季芽,则芽生长情况与主根一致
D.促进插条生根的最适NAA浓度在10×10-7~15×
10-7 mol/L之间
A
解析 未施用NAA的一组(对照组)中,月季插条中可能存在着内源性的生长素,根的生长与
内源生长素有关,A正确。芽对NAA的敏感性低于根,将材料换为月季芽,则芽生长情况可能
与侧根数目生长情况一致,C错误。该实验中,NAA的浓度梯度较大,在所选浓度中,10×10-7
mol/L的NAA处理组生根效果最好,应在5×10 -7 ~15×10 -7 mol/L之间缩小浓度梯度进一步进行
实验,D错误。
答案 A第3节 植物生长调节剂的应用
基础过关练
题组一 植物生长调节剂的作用
1.植物生长调节剂在现代农业种植、生产和加工等环节有着广泛的重要应用。下列相关叙述正确的是( )
A.所有的植物生长调节剂对植物的生长和发育过程都起到促进作用
B.植物生长调节剂通过给作物提供营养物质来提高作物品质
C.用一定量的适宜浓度细胞分裂素溶液处理水稻幼苗可以显著提高水稻产量
D.α-萘乙酸比生长素的效果稳定,原因可能是植物缺少分解α-萘乙酸的酶
2.植物激素或植物生长调节剂在生产、生活中得到了广泛的应用。下列说法正确的是( )
A.可以延长马铃薯、大蒜、洋葱储藏期的青鲜素可能有副作用
B.用适宜浓度的生长素类调节剂处理已受粉的番茄雌蕊,可获得无子番茄
C.用适宜浓度的膨大剂处理水果可使其个体增大,但成熟延迟
D.利用成熟木瓜释放的乙烯可促进柿子的发育
3.(易错题)下列关于植物激素及植物生长调节剂应用的叙述,正确的是( )
A.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
B.植物生长调节剂是植物体产生的对植物的生长、发育有调节作用的化学物质
C.植物生长调节剂只有配合浇水、施肥等,适时施用,才能发挥效果
D.与植物激素相比,植物生长调节剂具有容易合成、成本低、发挥作用后立即被灭活的特点
题组二 生长素类调节剂对插条生根的影响
4.有关“探究生长素类调节剂对插条生根的作用”实验的叙述,错误的是( )
A.在预实验中不需要设置用蒸馏水处理的对照组,正式实验时也可以不设置空白对照组
B.在正式实验中,不同浓度生长素类调节剂处理组之间形成相互对照
C.处理时应该用生长素类调节剂溶液浸泡或沾蘸插条的基部
D.用于扦插的枝条长势和带有幼芽的数量应大致相同
5.兴趣小组为探究植物生长调节剂萘乙酸(NAA)对绿豆芽生长的影响,选取长势相同的绿豆芽,用不同浓度NAA溶液和清水分别进行处理。一段时间后,测量不定根数量和胚轴长度,计算NAA处理组减去清水组的差值,结果如图。下列相关分析错误的是( )
A.清水处理组作为该实验的对照组
B.由实验结果可知NAA具有促进和抑制作用
C.10-6g/mLNAA处理组胚轴依然生长
D.10-10g/mLNAA抑制了不定根生根数量
能力提升练
题组 植物生长调节剂的应用
1.某生物小组为探究市场上植物调节剂多效唑(矮壮素)的功能,以豫南水稻为材料进行相关实验。先将水稻分为四组,处理内容依次是:A0(对照),A1(300mg/L),A2(600mg/L),A3(900mg/L)。种植后记录相关数据并整理成下表,下列分析合理的是( )
收获干物质(t/hm3) 株高(cm) 基部节间粗度(mm)
A0 0.49 119 4.0
A1 0.50 118 4.3
A2 0.49 116 4.5
A3 0.47 112 4.6
A.从收获干物质的量来看,使用多效唑不能体现抑制作用
B.在控制豫南水稻株高方面,多效唑和赤霉素具有协同关系
C.要确定多效唑促进水稻基部节间粗壮的最佳使用浓度,需要进一步实验
D.使用多效唑后,水稻产量无明显提升,没有必要使用该生长调节剂
2.油菜素内酯(BL)被称为第六类植物激素,某实验小组进行了如下实验,在含有(+)或者不含(-)1nmol/LBL的琼脂培养基上,利用不同浓度的IAA处理培养拟南芥幼苗,培养一段时间后,统计结果如图所示。相关叙述错误的是( )
A.BL是植物体内合成的、具有调节植物生长发育作用的有机物
B.实验结果说明一定浓度范围的BL与IAA都可促进侧根的形成
C.从图中+BL曲线趋势可知,IAA对侧根的形成具有低浓度促进、高浓度抑制的特性
D.IAA、BL是非蛋白质类植物激素,但其在植物体内的合成仍需要基因组控制
3.激动素是一种细胞分裂素类植物生长调节剂。为了探究激动素对侧芽生长的影响,某同学将生长状态一致的豌豆苗随机均分为A、B、C三组,实验处理如表。处理后,定期测量侧芽的长度,结果如图所示。下列叙述错误的是 ( )
组别 顶芽处理 侧芽处理
A 去除 2mg/L激动素溶液涂抹
B 保留 2mg/L激动素溶液涂抹
C 保留 蒸馏水涂抹
A.A组侧芽长度大于B组,但A组侧芽部位生长素含量要低于B组
B.由实验可知,保留顶芽条件下,用激动素涂抹侧芽可解除顶端优势
C.由实验可知,去除顶芽后,用激动素涂抹侧芽可明显促进侧芽生长
D.激动素进入植物体内,可能对植物基因组的表达进行了调节
4.(不定项)噻苯隆在棉花种植上作为落叶剂使用,噻苯隆被植株吸收后,可促进叶柄与茎之间的分离组织自然形成而使叶脱落,某研究员为验证噻苯隆生理作用及脱叶效果,做了如下实验,相关叙述不正确的是( )
A.该实验在A处滴加的是蒸馏水,B处滴加的是噻苯隆溶液
B.剪去叶片留下叶柄的原因是防止蒸腾作用对该实验产生影响
C.噻苯隆对棉花的脱叶效果随噻苯隆有效成分含量的增加而逐渐提高
D.一般采用有效成分含量为225~300g·hm-2的噻苯隆进行棉花后期脱叶催熟
5.生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯是植物体内常见的五种植物激素,近年来科学家陆续发现一些其他植物激素,比如独脚金内酯等。GR24是人工合成的独脚金内酯类调节剂,为了研究其作用机理,科研人员用拟南芥为材料进行了图1所示实验,结果如图2。请回答相关问题。
图1
图2
(1)GR24和NAA均能调节植物生长发育,属于 。与独脚金内酯相比,GR24的优点有 。由图2推测NAA和GR24应加在图1的琼脂块 (填“A”或“B”)中。
(2)本实验的自变量是 ,因变量的检测指标是 ,无关变量应保持相同且适宜。从图2可看出,GR24与NAA对侧枝生长具有 (填“协同”或“抗衡”)作用。
(3)据图2的结果,科研人员提出了一个假设:在顶芽产生的生长素沿主茎极性运输时,GR24会抑制侧芽处的生长素向外运输。为验证该假设,采用与图1相同的切段进行实验。
组别 处理 检测
实验组 在主茎上端 施加NAA 在侧芽处施加放射性标记的NAA 在琼脂 块中① 主茎下端的放射性标记的NAA含量
对照组 同上 同上 在琼脂块中②
请填写相应处理内容,完成实验方案:
① 。
② 。
若检测结果为 ,则支持科研人员提出的假设。
答案与分层梯度式解析
第3节 植物生长调节剂的应用
基础过关练
1.D 2.A 3.C 4.A 5.D
1.D 植物生长调节剂是人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用(不具有营养作用)的化学物质,有些植物生长调节剂起促进作用(如适宜浓度的生长素类调节剂能促进生根),有些植物生长调节剂起抑制作用(如脱落酸类调节剂能抑制种子萌发),A、B错误;用一定量的适宜浓度细胞分裂素溶液处理水稻幼苗可以显著提高水稻的株高,C错误;α-萘乙酸是人工合成的植物生长调节剂,一般而言,植物生长调节剂比植物激素的作用效果更稳定,其原因可能是植物缺少分解植物生长调节剂的酶,D正确。
特别提醒 植物生长调节剂可能会因为植物体内没有相应的分解酶而持续作用。
2.A 可以延长马铃薯、大蒜、洋葱储藏期的青鲜素可能有副作用,损害人体健康,A正确;用适宜浓度的生长素类调节剂处理未受粉的番茄雌蕊,可获得无子果实,B错误;膨大剂可使水果长势加快、个头变大,加快水果成熟,C错误;乙烯能促进果实成熟,而不是促进果实发育,D错误。
3.C 植物生长调节剂按分子结构可以分为两类,一类分子结构和生理效应与植物激素类似,另一类生理效应与植物激素类似,但分子结构完全不同,A错误;植物生长调节剂是人工合成的化学物质,植物激素是植物体产生的有机物,B错误;植物生长调节剂不是营养物质,只有配合浇水、施肥等,适时施用,才能发挥效果,C正确;植物生长调节剂发挥作用后一般不会立即被灭活,一般会残留在植物体内继续发挥作用,D错误。
4.A 题述实验的自变量是生长素类调节剂的浓度,而在预实验时浓度梯度较大,需要设置蒸馏水组作为空白对照组,来确定促进生根和抑制生根的浓度范围,从而进一步确定最适生长素类调节剂浓度的大致范围,A错误。
特别提醒
对预实验的认识
进行预实验时需要设置空白对照组,以便确认实验组自变量的作用是“促进”还是“抑制”及其程度。在预实验的基础上进行正式实验时,可不设置空白对照组,只需选择预实验中最适浓度的2个相邻的浓度作区间,设置浓度梯度更小的系列实验组,进行相互对照。
5.D 题述实验的自变量为NAA溶液浓度,需要设置清水处理组作为该实验的对照组,A正确;图中NAA处理组减去清水组的差值有正值也有负值,差值为正值说明NAA具有促进作用,差值为负值说明NAA有抑制作用,B正确;10-6g/mLNAA处理组胚轴只是比对照组长得慢,但依然生长,C正确;10-10g/mLNAA处理组减去清水组的不定根总数差值大于0,说明此浓度NAA促进了不定根的生根数量,D错误。
能力提升练
1.C 2.C 3.C 4.ABC
1.C 从收获干物质的量来看,和对照组相比,低剂量A1组有促进作用,高剂量A3组有抑制作用,A错误;表格数据中多效唑有抑制株高的作用,而赤霉素有增高作用,则多效唑与赤霉素对株高的作用相反,B错误;本实验中随着多效唑浓度增加,水稻基部节间粗度增加,要确定多效唑促进水稻基部节间粗壮的最佳使用浓度,需要进一步实验增加不同浓度的多效唑处理组,C正确;使用多效唑后,水稻产量无明显提升,但水稻矮壮,抗倒伏,可以使用该生长调节剂,D错误。
2.C 油菜素内酯(BL)是植物激素(有机物),在植物体内合成,具有调节植物生长发育的作用,A正确。由图中-BL曲线可知,在一定浓度范围内,随IAA浓度的增加,拟南芥侧根的形成率高于IAA为0时的侧根形成率,说明一定浓度的IAA能促进侧根形成;IAA为0时,+BL组侧根形成率为100%,高于-BL组侧根形成率,说明适宜浓度的BL可促进拟南芥侧根形成,B正确。研究IAA的作用,应该观察-BL曲线,在图示实验范围内,随IAA浓度的增加,对于侧根的形成没有体现低浓度促进、高浓度抑制的特性,C错误。IAA、BL是非蛋白质类植物激素,其在植物体内合成时,需要基因组控制有关酶的合成,再由酶催化合成激素,合成过程也是由基因组控制的,D正确。
3.C 由题图可知,A组侧芽长度大于B组;A组去除顶芽,B组未去除顶芽,A组侧芽部位没有来自顶芽的生长素,B组侧芽部位有来自顶芽的生长素,因此A组侧芽部位生长素含量低于B组,A正确。对比B、C两组可知,保留顶芽条件下,用激动素涂抹侧芽后,侧芽长度明显增大,说明激动素可解除顶端优势,B正确。去除顶芽后,若要验证激动素对侧芽生长具有明显的促进作用,还应该增加一个处理组,处理为去除顶芽,用蒸馏水涂抹侧芽,C错误。激动素是一种细胞分裂素类植物生长调节剂,对植物生长发育有调节作用,和植物激素类似,激动素进入植物体内,可能调节了植物基因组的表达,D正确。
4.ABC 噻苯隆在棉花种植上作为落叶剂使用,图1中A处叶柄脱落,B处叶柄无变化,说明A处滴加的是噻苯隆溶液,B处滴加的是蒸馏水,A错误;该实验需要验证噻苯隆的生理作用,剪去叶片只留下叶柄可防止植物叶片产生的植物激素对叶片脱落产生影响,B错误;由图2可知,在一定范围内,噻苯隆对棉花的脱叶效果随噻苯隆有效成分含量的增加而逐渐提高,噻苯隆有效成分含量为225~300g·hm-2时可达到较大脱叶效果,有效成分含量大于300g·hm-2后,脱叶效果无明显变化,出于经济考虑,农业生产上一般采用有效成分含量为225~300g·hm-2的噻苯隆进行棉花后期脱叶催熟,C错误,D正确。
5.答案 (1)植物生长调节剂 容易合成、原料广泛、效果稳定等 A
(2)NAA和GR24的有无(和培养时间) 侧枝长度 协同
(3)添加GR24 不添加GR24 实验组主茎下端放射性标记的NAA含量明显低于对照组
解析 (1)植物生长调节剂与植物激素相比,具有的优点是容易合成、原料广泛、效果稳定等。在植物体内,生长素极性运输时只能从形态学上端运输至形态学下端,因此进行实验处理时,应该在主茎上端施加NAA和GR24,即NAA和GR24应加在琼脂块A中。(2)由题图2可知,与对照组相比,GR24或NAA单独处理时,侧枝生长都受抑制;GR24和NAA共同处理时,侧枝生长受抑制程度更明显,可知GR24和NAA在调节侧枝生长方面有协同作用。(3)该实验的目的是验证在顶芽产生的生长素沿主茎极性运输时,GR24会抑制侧芽处的生长素向外运输,自变量应为GR24的有无。若GR24抑制侧芽处的生长素向外运输,实验组在琼脂块中添加了GR24,对照组没有添加GR24,则检测结果为实验组主茎下端放射性标记的NAA含量明显低于对照组,支持科研人员提出的假设。
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