5.3 植物生长调节剂的应用-教学设计-2025-2026学年高二上学期《生物》（人教版）选择性必修1

5.3 植物生长调节剂的应用 教学设计
教学目标
1.举例说明植物生长调节剂的类型以及它们在生产中的作用。
2.评述植物生长调节剂的应用，认同使用植物生长调节剂应合理合法的观点。
3.探索植物生长调节剂的应用，尝试运用预实验方法开展探究。
教学重点：植物生长调节剂的类型和作用，探索植物生长调节剂的应用。
教学难点：探索植物生长调节剂的应用。
教学过程
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
【新课导入】
问题探讨：
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。学生：小组合作，思考讨论。
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
提示：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和品质的需要。适当施用人工合成的植物激素类物质，可以提高葡萄结果率和单果质量，提高果实无核化程度，提高产量和品质，既满足人们的需求又能增加经济效益。
总结：
（1）植物激素：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：植物体内含量非常少，提取困难。
（2）植物生长调节剂：由人工合成的，对植物生长、发育有调节作用的化学物质。
优点：原料广泛、容易合成、效果稳定。
【新课讲授】
一、植物生长调节剂的类型和作用
教师：引导学生阅读教材第100~101页，了解植物生长调节剂的类型，通过资料分析，理性看待植物生长调节剂的作用。
学生：小组讨论，回答问题。
提出问题：
（1）什么是植物生长调节剂
（2）植物生长调节剂有哪些类型
归纳概括：
1.含义：
植物生长调节剂是由人工合成的，对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。
2.特点：植物生长调节剂具有容易合成、原料广泛、效果稳定等优点。
3.类型：
植物生长调节剂从分子结构来看，主要有两大类：
一类是分子结构和生理效应与植物激素类似的。
另一类是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的。
教师：PPT展示植物生长调节剂的一些应用事例。
事例1：在用传统方 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a-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a-淀粉酶。
事例2：对西瓜、草莓、葡萄等使用-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、洋葱储藏期的青鲜素（抑制发芽）可能有副作用。
请你自己进一步查找以下三方面材料。
材料1.新的植物生长调节剂不断被发现和使用植物生长调节剂的应用范围更加广泛，在生产中发挥着越来越重要的作用。你可以搜集一些植物生长调节剂的使用说明书，以了解有关信息。
材料2.由于植物生长调节剂的使用效果与浓度、使用时期、使用方法等都有密切关系，如果使用不当，不仅达不到预期目的，反而会造成损失。试举一两个事例。
材料3.试列出几种我国法规禁止使用的植物生长调节剂及其危害，或者举一两个因植物生长调节剂指标不合格而引起的农产品贸易纠纷。
学生：讲述自己了解的植物生长调节剂在农产品和园艺生产上应用的例子。
分组讨论：
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？
提示：学生根据自己情况回答。
在农业生产过程中，使用植物生长调节剂的例子较多，以下是部分例子：
（1）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。
（2）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。
（3）用乙烯利促进黄瓜、南瓜的雌花分化，促进香蕉、柿子、番茄的果实成熟。
（4）施用矮壮素（生长延缓剂）防止棉花徒长、促进结实。
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？
提示：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。
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。这是为什么？
提示：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。
教师：通过讨论，使学生认识到合理使用植物生长调节剂能有效改善作物产量、品质，还能减轻人工劳动。但是，植物生长调节剂使用不当会起反作用，可能影响作物产量和产品品质；过量使用植物生长调节剂，还可能对人体健康和环境带来不利影响。因此，植物生长调节剂的应用，需要关注可能存在的负面影响。
使学生明确生产过程中使用植物生长调节剂要合法、合理、适宜，作为消费者要理性对待植物生长调节剂，不恐慌、不排斥，理性看待科学技术的积极作用和可能产生的消极影响。
通过与社会的联系知道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。
4.应用事例
（1）赤霉素可使大麦种子无须发芽就能产生α 淀粉酶。
（2）膨大剂会使水果长势加快、个头变大，加快水果成熟、但口感较差，不宜长时间储存。
（3）延长马铃薯、大蒜、洋葱储藏期的青鲜素可能有副作用。
5.作用：植物生长调节剂能延长或终止种子、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，控制植物高度、形状等。
二、植物生长调节剂的施用
1.施用效果影响因素
教师：明确植物生长调节剂的施用方法，合理应用植物生长调节剂。
总结：植物生长调节剂种类繁多，在生产实践上要根据实际情况，选择恰当的植物生长调节剂；还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。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。
2.探索·实践 探索植物生长调节剂的应用
任务1：设计实验，探索植物生长调节剂的应用。
提示：以生长素类调节剂为例，探索植物生长调节剂的应用。一般在正式实验前要先做一个预实验。这样为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性，还可以减少人力、物力、财力的浪费。
预实验：
含义：正式实验之前，用标准物质或只用少量样品进行实验，以便摸索出最佳的实验条件，为正式实验打下基础。
作用：可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性，以免由于设计不周，盲目开展实验而造成人力、物力、财力的浪费。
预实验时需要设置清水的空白对照，在预实验的基础上再次实验时可不设置空白对照。
任务2：设计实验过程，讨论实验中可能出现的问题。
指导学生进行实验，根据小组实验获得的数据，以生长素类调节剂的浓度为横坐标，以根的数目为纵坐标，绘制曲线图。小组讨论如何根据实验数据和曲线图确定最适浓度范围。
植物生长调节剂（以下简称调节剂）在农业生产上有广泛的应用，你也可以尝试探索如何在农业生产上合理使用调节剂。
（1）探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度。
生长素类调节剂的生理作用与其浓度具有很大的关系。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。在农业生产上应用这些调节剂时，寻找最佳的浓度范围就非常有意义。
① 实验原理
适宜浓度的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甚至会将双子叶植物杀死。
2，4-D存在一个最适浓度，在此浓度下植物插条的生根数量最多，生长最快。
用生长素类似物处理插条的方法有浸泡法（浓度较低）和沾蘸法（浓度较高）。
② 提出问题：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？
③ 材料用具：
当地主要绿化树种或花卉（也可以选择本地区的市花、市树）生长旺盛的一年生枝条；或者你们小组想要研究的其他植物的枝条；蒸馏水；花盆；细沙；常用的生长素类调节剂：NAA、2，4—D，吲哚丙酸，IBA；可选其中的一种；所用药品包装说明上所列举的其他材料。
④设计实验
提示
生长素类调节剂处理插条的方法
用生长素类调节剂处理插条的方法很多，以下两类方法比较简便。浸泡法把插条的基部浸泡在配制好的溶液中，深约3 cm，处理几小时至一天。处理完毕就可以扦插了。这种处理方法要求溶液的浓度较小，并且最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理。沾蘸法把插条基部在浓度较高的药液中沾蘸一下（约5 s），深约1.5 cm即可。
设置自变量
可以参考植物体内天然生长素含量，或查找有关资料，确定应设计什么样的浓度梯度。如果对要研究的植物有关情况所知不多，可以先设计一组梯度比较大的预实验进行摸索，再在预实验的基础上设计更合理的浓度梯度进行实验。
注意控制无关变量。
例如，如果要研究的是不同浓度药物的影响，药物处理的时间长短应该一致，同一组实验中所用到的植物材料及数量，也应该尽可能保持条件相同。
确定因变量的检测指标
思考哪些观察结果可以作为因变量的检测指标。
本实验变量分析：
自变量：生长素类调节剂的浓度，所以需要配制一系列浓度梯度的生长素类调节剂溶液。
无关变量：实验对象自身因素（枝条的发育程度、枝条长度、插条的生长状况，如枝条上保留的芽数和叶片的数量）、环境因素（处理时的温度、光照强度、培养液的浓度和量、培养时间、培养条件等）。各组实验应保持相同且适宜。
实验的测量指标：可以是枝条的生根数目或生根长度。
⑤进行实验
按照小组设计的实验方案进行实验，并设计表格，记录探究结果。
实验步骤：
a．分组：把形态、大小基本一致的插条平均分成10组，每组3枝。
b．处理枝条：把一定浓度的2，4－D或NAA按不同比例稀释成10份具有浓度梯度（实验前通过预实验确定的梯度范围）的溶液，用浸泡法或者沾蘸法处理插条。
c．培养：将处理过的插条放入营养花钵中，适宜温度（25～30 ℃）下培养。
d．观察：一段时间后，观察、记录各组插条的生根情况，如生根条数、根的长度等。
⑥实验结果
生根数目最多且不定根的长度最长的一组对应的生长素类调节剂浓度接近促进插条生根的适宜浓度。
⑦分析结果
根据小组实验获得的数据，以生长素类调节剂的浓度为横坐标，以根的数目为纵坐标，绘制曲线图。联系已学过的数学知识，小组内讨论如何根据实验数据和曲线图确定最适浓度范围。
⑧结论和应用
1.你们小组的结论是对于_____________（植物）来说，促进插条生根的生长素类调节剂的最适浓度是___________________________。
2.结合此探究，你们小组认为在施用生长素类调节剂促进插条生根时，要考虑的因素有哪些？
⑨表达与交流
1.根据本小组的实验结果，写出实验报告。
2.与其他小组交流你们的结果和结论，分享你们小组的实验体会，并认真听取其他小组的汇报。不妨尝试引用其他小组的结果和结论，将本小组的研究报告补充得更全面。
3.根据你们的研究结果，尝试对当地农林业生产中使用生长素类调节剂的情况提出一些建议。
注意事项：1.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。
2.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。
3.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。
提出问题：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
提示：①没有分清形态学上端和形态学下端，枝条倒插；
②枝条所带叶片较多，蒸腾作用过强，失水过多；
③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；
④配制的营养液中营养元素缺乏或缺氧。
（2）尝试利用乙烯利催熟水果
水果从果园到消费者手中需要经过一定的时间。如果等水果完全成熟后再采摘，经过储存、运输和销售过程，不少水果可能就腐烂了。因此，很多水果在接近成熟时就得采摘，这也是我们在市场上看到一些水果在销售时还未完全成熟的原因。
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。
小组讨论确定用哪种水果作为实验材料，如何设计实验方案。确定方案后，实施探究方案并完成探究报告。
提示：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。
总结：乙烯的性质和作用。
乙烯的性质：一般为液体，当溶液pH＜3.5时，比较稳定，pH升高会分解放出乙烯
乙烯的作用：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。
材料：番茄、香蕉等。
自变量和因变量：处理后的生长时间、成熟程度。
安排学生课后尝试利用乙烯利催熟水果，学生小组讨论确定用哪种水果作为实验材料，如何设计实验方案。确定方案后，实施探究方案并完成探究报告。
注意事项：乙烯利对皮肤、黏膜有一定的刺激性，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，注意防火。
有关生长素类调节剂促进插条生根的几个关键点：
（1）用浸泡法时，最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行。
（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。
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5.3 植物生长调节剂的应用