第5章 第3节 植物生长调节剂的应用
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。
为了便于运输和储存,商家使用乙烯利催熟西红柿、香蕉等水果。
生活实例:
思考:植物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?
缺点:植物体内含量非常少,提取困难。
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。
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 。
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,例如吲哚乙酸和 α-萘乙酸。
植物生长调节剂的类型
分子结构和生理效应,与植物激素类似,例如吲哚乙酸和吲哚丁酸;
从其分子结构上,分为两类:
事例1
在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。
评述植物生长调节剂在生产中的应用
任务1:举例说明植物生长调节剂在生产实践中的广泛应用。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}用途
种类
延长贮存器官休眠
青鲜素、萘乙酸甲酯
促进生根
吲哚丁酸(IBA)、α-萘乙酸(NAA)
促进茎叶生长
赤霉素、油菜素内酯
抑制茎芽生长
多效唑、矮壮素
诱导产生雌花
乙烯利、萘乙酸、吲哚乙酸、矮壮素
促进果实成熟
乙烯利
提高抗逆性
脱落酸、矮壮素
……
……
提高产量、改善品质;减少修剪等人工劳动
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的水果相比,口感较差,汁水较少,甜味不足,而且不宜长时间储存。
任务2: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。
……
植物生长调节剂 ≠ 增产、增收
事例3
在蔬菜、水果上残留的一些植物生长调节剂会损伤人体健康。例如,可以延长马铃薯、大蒜、洋葱储存期的青鲜素(抑制发芽)可能有副作用。
理性分析和评估植物生长调节剂的利与弊
? 2017年,欧盟委员会发布(EU)2017/1777号法规,规定樱桃中乙烯利的最大残留限量为5 mg/kg,葡萄中乙烯利的最大残留限量为1 mg/kg,苹果中乙烯利的最大残留限量为0.8 mg/kg,梨、杏、桃子、草莓、芒果和香蕉中乙烯利的最大残留限量为0.05 mg/kg。
理性分析和评估植物生长调节剂的利与弊
科学合理地适当施用不会危害健康
植物生长调节剂的施用
任务3: 分析赤霉素的使用说明书,请从原理上分析,植物生长调节剂施用时,需要注意哪些事项?
【产品作用及使用方法】
打破休眠:
苹果:早春时喷洒赤霉素920的药液,可打破苹果芽的休眠,作用显著。
金莲花:种子在室温下用赤霉素920的药液浸泡3~4天,可促进发芽。
植物生长调节剂的施用效果受多种因素的影响,要综合考虑气候条件、施药时间、施药浓度、施药方法、施药部位、施药次数,以及作物本身的吸收、运转、整合和代谢等,都将影响到其作用效果。
还有考虑药物毒性、药物残留、价格等因素。
一、探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
探究·实践 探索植物生长调节剂的应用
学习目标
1. 能选取合适的扦插枝条作为实验材料;
2. 能设计实验方案,控制自变量、因变量、无关变量;
3. 能运用表格、曲线图、柱形图等对实验数据进行分析;
4. 能通过预实验和正式实验确定插条生根的最适浓度;
5. 能尊重科学,实事求是记录实验数据和结果。
探究性实验评价量规
请你思考
1. 选取的枝条需要满足什么条件?
2. 如何配制不同浓度梯度的植物生长调节剂?
3. 如何控制变量?原则是什么?
4. 如何撰写实验报告?应注意的问题是什么?
……
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}挑战
解决办法
1.
2.
3.
…
1.
2.
3.
…
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}评价内容
赋分(互评/师评)
注意事项
实
验
准
备
开题准备
合格 不合格
项目进展安排
合格 不合格
原始数据记录本
合格 不合格
实验预期
合格 不合格
注:
完成且基本正确即为合格,出现科学性错误为不合格。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
评价内容
赋分
注意事项
实验报告
材料处理
10分
变量控制
20分
实验步骤
20分
数据处理
15分
结果分析
15分
反思收获
10分
科学规范
10分
改进与创新(附加赋分)
10分
优秀作品展示(附加赋分)
10分
注:
1.材料处理:选取实验材料(5分)实验材料的处理(5分);
2.变量控制:自变量(10分),因变量(5分),无关变量(5分);
3.实验步骤:语言简洁(5分),逻辑清晰(15分);
4.数据处理:科学原则(10分),尊重科学事实原则(5分);
5. 结果分析:科学性原则(10分)有独立的思考分析(5分)。
材料处理(10分):
选择材料:
材料处理:
下端削成斜面,增加吸水面积促进成活,每枝留3~4个芽(5分)。
同种的生长旺盛的一年生枝条(容易生根) (5分)。
取材原则:容易、方便和效果良好
红薯梗
非洲紫罗兰
变量处理(20分)
自变量: 生长素类似物(NAA)的不同浓度
(单一变量,10分);
因变量: 插条生根的数量和长度
(观测指标,5分);
无关变量:插条的情况、侵泡时间的长短、
培养温度等(要相同且适宜,5分)。
先设置较大梯度浓度进行预实验,为进一步实验摸索条件,以免由于设计不周,盲目开展实验而造成人力、物力、时间的浪费。
(可先配制母液再逐级稀释)
配制不同浓度梯度的NAA浓度
富贵竹
连翘
迎春花
不同植物对同一浓度的生长素的敏感度不同
作品展示
研究人员利用紫背天葵作为实验材料,试图找到某种植物生长调节剂(简称NAA溶液)促进插条生根的最适浓度。
实验步骤如下:
① 选用长势、长度、粗细等均一致的紫背天葵插条若干,随机均分成6组,每组3~5枝,分别编号为A、B、C、D、E、F;
实验步骤(20分)
插条的生长状况等是无关变量,应保持相同且适宜(5分)。
②配制一系列的NAA溶液,浓度分别为0、10-4、 10-5 、 10-6 、 10-7 、 10-8 (mol/L);
对照原则、单一变量原则,10分
③ 将6组插条分别在步骤②中配制的NAA梯度溶液中浸泡一段时间;
④ 将上述6组插条分别扦插到相同条件的环境中(水培),并在适宜的条件下培养一段时间;
培养条件等是无关变量(要相同且适宜)
⑤ 观察记录,并统计各组插条生根数目、测量根的长度。
观测指标(可操作性,容易测量,且能很好反映因变量变化)(5分)
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}NAA
mol/L
生根数目
第8天根长/mm
平均根长/mm
第4天
第5天
第6天
第7天
第8天
0
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
不同浓度的NAA对插条生根的影响
尊重原始实验数据的真实性
数据处理(20分)
以生长素类调节剂的浓度为横坐标,以根的数目(每组平均值)为纵坐标,绘制曲线图,并确定插条生根的最适浓度。
科学性原则(15分)
实事求是原则(5分)
科学性原则(15分)
数据来自北京市十一学校高二实验报告
(李岳桐、周与桐、徐诗媛、徐秋语)
不太符合实验预期
数据来自北京市十一学校高二实验报告
(李岳桐、周与桐、徐诗媛、徐秋语)
实事求是原则(5分)
结果分析(15分)
科学性原则(10分),有独立的思考分析(5分)
对数据、图像等进行综合分析,得出实验结论。
数据来自北京市十一学校高二实验报告
(李岳桐、周与桐、徐诗媛、徐秋语)
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
评价内容
赋分
注意事项
实验报告
材料处理
10分
变量控制
20分
实验步骤
20分
数据处理
15分
结果分析
15分
反思收获
10分
科学规范
10分
改进与创新(附加赋分)
10分
优秀作品展示(附加赋分)
10分
注:
1.材料处理:选取实验材料(5分)实验材料的处理(5分);
2.变量控制:自变量(10分),因变量(5分),无关变量(5分);
3.实验步骤:语言简洁(10分),逻辑清晰(10分);
4.数据处理:科学原则(10分),尊重科学事实原则(5分);
5. 结果分析:科学性原则(10分)有独立的思考分析(5分)。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
评价内容
赋分
注意事项
实验报告
材料处理
10分
变量控制
20分
实验步骤
20分
数据处理
15分
结果分析
15分
反思收获
10分
科学规范
10分
改进与创新(附加赋分)
10分
优秀作品展示(附加赋分)
10分
注:
6.反思收获:满足一项5分,最高10分(总结1~3成功或失败的原因,或提出有待研究的新问题等);
7.科学规范:语言简洁、逻辑清晰、内容完整(实验名称、实验目的、实验用具、 实验原理、实验步骤、结果分析、改进与创新、反思收获等内容)。
8.附加赋分:满足一项5分,最高10分(创新类型:实验材料、实验方法、实验工具、实验试剂、实验记录、结果呈现、社会联系等)。
优秀作品展示
语言简洁,内容完整,逻辑清晰,实验设计科学、规范,且有独立的思考和开放的思维。
二、尝试乙烯利催熟水果。
参考视频 :探索NAA促进迎春枝条生根的最适浓度
参考视频:尝试用乙烯利催熟水果
参考文献:探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
参考文献:尝试利用乙烯利催熟水果
——参考视频来自人民教育电子音像出版社
——参考文献来自人教版《稳态与调节》教师教学用书
利用多种媒体,搜集“探索植物生长调节剂的应用”
的视频操作、文献等资料,形成查阅文献的意识和习惯。
小结
(1)适当施用植物生长调节剂能有效提高作物的产量和品质;
(2)要合理合法的施用植物生长调节剂,理性评估其利与弊 ;
(3)基于“探究性实验评价量规”的指导,初步学会科学的、
规范的实验探究。