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选择性必修一/第5章/植物的激素调节/
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
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。
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。
原料广泛、容易合成、效果稳定等。
人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
为什么植物生长调节剂效果更稳定？
植物生长调节剂具有植物激素的作用，但植物体内没有分解它的酶，因此作用效果更稳定。
1、概念：
2、优点：
一、植物生长调节剂的类型和作用
从其分子结构上，分为两类：
分子结构和生理效应与植物激素类似
例如：吲哚丁酸
1
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
例如：α-萘乙酸（NAA）、2,4-D、矮壮素。
3、类型
一、植物生长调节剂的类型和作用
矮壮素
吲哚乙酸
吲哚丁酸
α-萘乙酸
发芽的大麦
酒精
酵母菌
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。
赤霉素
4
在生产中的应用
糊粉层
胚乳
胚
麦芽糖含量
膨 大 剂
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，具细胞分裂素活性），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。
4
在生产中的应用
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
青鲜素
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。
4
在生产中的应用
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？
（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，芦苇等的营养生长，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、菠萝的果实成熟。
（4）施用矮壮素（生长延缓剂，其作用是抑制细胞的伸长，但不抑制细胞的分裂）能使植株变矮，杆茎变粗,防止作物徒长倒伏，促进结实，提高座果率和植物的抗逆性。
（5） 用一定浓度的生长素类调节剂培育无子果实。
（6）芸苔素内酯
芸苔素内酯可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。
植物生长调节剂的应用实例
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，防止落花落果；
③用作农业除草剂
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
5
应用的好处及负面影响
（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
生长调节剂应用的好处：
关注植物生长调节剂应用的负面影响：
（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；
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
先试验，再推广
6
国家管理
1.植物生长调节剂在农林园艺生产中应用广泛，下列生产措施与预期结果对应一致的是
A.播种前用一定浓度的赤霉素溶液浸泡种子促进种子萌发
B.用适宜浓度的生长素类调节剂处理二倍体番茄幼苗得到多倍体番茄
C.生长期喷洒适宜浓度的乙烯利促进种子的形成和果实的发育
D.成熟期喷洒一定浓度的细胞分裂素溶液加速叶片的黄化速度
√
解析　用生长素类调节剂处理二倍体番茄，可得到无子番茄，用秋水仙素处理二倍体番茄幼苗，可得到多倍体番茄，B错误；
乙烯利促进果实成熟，而不是发育，C错误；
细胞分裂素溶液可延缓叶片的黄化速度，D错误。
资料 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5mg/kg,葡萄中乙烯利的最大残留限量为1mg/kg,苹果中乙烯利的最大残留限量为0.8mg/kg,梨、杏、桃子、草莓、芒果和香蕉中乙烯利的最大残留限量为0.05mg/kg。
科学合理地适当使用不会危害健康
思考：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？
不会，导致儿童“性早熟”的是性激素，与乙烯利无关；且人体细胞中无乙烯利的受体，所以乙烯利不能对动物细胞起调节作用。
通过分析赤霉素的使用说明书，分析植物生长调节剂施用的注意事项
【产品作用及使用方法】
产品作用：打破休眠：
使用方法：
苹果：早春时喷洒赤霉素920，可打破苹果芽的休眠，作用显著。
金莲花：种子在温室下用赤霉素920的药液浸泡3-4天，可促进发芽。
请结合课本P102内容，分析植物生长调节剂施用的注意事项。
活动2
施用的注意事项：
1.根据实际情况，选择适当的植物生长调节剂。
（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。
2.综合考虑施用目的、效果和毒性，调节剂残留、价格、施用是否方便等因素。
3.同时考虑施用浓度、施用时间、处理部位、施用时植物的生理状态与气候条件等。
通过分析赤霉素的使用说明书，分析植物生长调节剂施用的注意事项
活动2
怎样使用这些植物生长调节剂才能达到最佳效果呢？
三、探索植物生长调节剂的应用
[实验一]探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
植物生长调节剂的生理作用与其浓度有很大关系，适宜浓度的2，4—D可以促进插条生根，浓度过高会抑制生根，甚至会杀死双子叶植物。
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？
提出问题
材料用具
实验原理
形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活，很容易生根，实验效果显著。
芽或幼叶可产生生长素，能促进插条生根。
芽或幼叶不能太多，防止生长素过多抑制生根；去掉插条成熟叶片，降低蒸腾作用。
生长旺盛的一年生枝条，枝条上带有少量芽或幼叶。
提出问题
材料用具
设计实验
进行实验
分析结果
结论和
应用
表达和
交流
一、探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
2、实验流程
生长素类调节剂的浓度
平均生根数量
平均生根长度
不同浓度药液用量和处理时间、
枝条长度、叶片和芽的数量一致
光照、温度、培养时间等条件一致
自变量
无关变量
因变量
（观测指标）
（1）确定变量
5、设计实验注意事项
[实验一]探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
（2）选用合适的生长素类调节剂处理插条的方法
5、设计实验注意事项
浸泡法：
把插条的基部浸泡在配制好的溶液中，深约3cm，处理几个小时至一天
溶液的浓度较低时使用
最好在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理
沾蘸法：
溶液的浓度较高时使用
把插条基部在药液中沾蘸一下（约5s），深约1.5cm
[实验一]探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
设计实验
①生长素类调节剂处理插条的方法：
②设置自变量：
③注意控制无关变量：
④确定因变量的检测指标：
2，4-D溶液的浓度
药物处理的时间长短，同组实验植物材料和数量。
插条生根的平均长度或者平均数量
浸泡法(低）、沾蘸法（高）
分组设置：设置对照组和重复组
①设置空白对照，不添加生长素类调节剂的一组(蒸馏水组)。设置该组的目的是判断生长素类调节剂所起的作用是促进还是抑制。
②设置相互对照，用不同浓度生长素类调节剂处理的组别间相互对照，目的是判断促进作用或抑制作用程度的大小，探究促进扦插枝条生根的最适浓度。
③设置重复组，即每组不能少于三个枝条，最后求平均值,减少误差。
（1）进行时间：
正式实验前
（2）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；
③避免造成人力、物力和财力的浪费。
可以先设计一组梯度比较大的预实验进行实验，再在预实验的基础上设计更合理的浓度梯度进行实验。
实验思路
预实验→正式实验
A
B
C
D
E
F
G
把形态、大小一致的某种植物的插条分成6组，每组3枝。
取2,4-D按照不同的比例稀释成5份，第6份用　 　　作为空白对照。
处理插条：
蒸馏水
浸泡法
沾蘸法
配制梯度溶液：
实验步骤
分组：
实验培养：将每组处理过的插条基部（形态学 ）放入盛有清水的营养花钵中浸泡，放在适宜温度（25～30℃）下培养。
观察记录实验结果：一段时间后，观察、记录各组插条的生根情况，如生根 、根的 等
下端
长度
数量
将插条在2，4-D溶液中浸泡24小时
浸泡24小时后，取出插条晾干4小时
汉水丑生侯伟作品
A
B
C
D
E
F
G
将处理好的插条，放在相同且适宜条件下，分组进行水培每天记录生根数量
设计表格，记录探究结果
记录实验结果:
2,4—D浓度（mol/L) 0 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2
生根数 1 1.5 3 1 0.5 0.2
NAA浓度/mol·L-1
预实验效果最好的浓度不一定是促进生根的最适浓度
通过预实验可确定正式实验的浓度范围
最适浓度范围
分析结果，得出结论:
2,4—D浓度（mol/L) 0 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2
生根数 1 1.5 3 1 0.5 0.2
思考1：如何进一步确定最适浓度？
应在10-10—10-6范围之间缩小浓度梯度，重复上述实验。
思考2：进一步正式实验还需要清水组作为对照吗？
思考3：通过预实验能减小实验误差吗？
不能，
不需要，预实验需要清水对照。
预实验目的：
（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。
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。
实验结论：
思考4：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
①没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；
（1）乙烯利性质：液体；溶液 pH< 3.5，比较稳定。
（2）乙烯利作用：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。
尝试利用乙烯利催熟水果
学以致用
pH升高
乙烯利
催熟水果
诱导
乙烯
水果产生乙烯
pH=3.5
正反馈
（3）材料：番茄、香蕉等。
（4）自变量和因变量：处理后的生长时间、成熟程度
注意：乙烯利对皮肤黏膜有一定的刺激性，操作是需要做好防护措施，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。
4.实验过程
③封存24h后打开，每隔一段时间观察果实成熟情况。
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。
5.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
课后练习
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。 ( )
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，实验结果如下图所示。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
课后练习
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？
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。
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。
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。
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。
1.某生物兴趣小组的同学探究了植物生长素类调节剂(2，4－D)对富贵竹插条生根条数的影响，实验结果如表所示。下列说法错误的是
组别 1 2 3 4 5 6 7
2，4－D浓度(mol/L) 清水 10－15 10－13 10－11 10－9 10－7 10－5
平均生根条数(根) 2.0 3.8 9.4 20.3 9.1 1.3 0
A.该探究实验的自变量是2，4－D浓度，因变量为插条生根条数
B.浓度为10－5 mol/L的2，4－D溶液对富贵竹插条生根既不促进也不抑制
C.如果要确定促进富贵竹插条生根的最适浓度，需缩小2，4－D浓度梯度做进一步实验
D.实验过程中，每条插条的叶片数以及实验室的温度等因素也会影响实验结果
√
2、用三种不同浓度的生长素类调节剂溶液处理某植物插条使其生根，结果如表所示。下列叙述错误的是(　　)
B
A．实验中用于扦插的枝条可能带有芽或幼叶
B．实验结果表明促进插条生根的最适浓度是浓度b
C．该生长素类调节剂对插条生根的作用具有两重性
D．插条的长势、处理时间的长短等属于本实验的无关变量
组别 清水 浓度a 浓度b 浓度c
平均生根数/条 15 29 38 7
课本104页1-2题
课堂练习
3、下列关于植物激素在生产实践中的应用的叙述，错误的是(　　)
A．冬季在温室种植的番茄开花后施用乙烯可以促进番茄果实的形成
B．细胞分裂素和生长素可能对植株内同一细胞共同起作用
C．冬季大棚中缺少昆虫为黄瓜传粉，喷洒适宜浓度的生长素可防止减产
D．给收获后的果蔬适当喷洒一定浓度的细胞分裂素有助于储存保鲜
A
课堂练习
4、（2021·广东高考真题）乙烯可促进香焦果皮逐渐变黄、果肉逐渐变甜变软的成熟过程。同学们去香蕉种植合作社开展研学活动，以乙烯利溶液为处理剂，研究乙烯对香蕉的催熟过程，设计的技术路线如下图，下列分析正确的是（ ）
A．对照组香蕉果实的成熟不会受到乙烯影响
B．实验材料应选择已经开始成熟的香蕉果实
C．根据实验安排第6次取样的时间为第10天
D．处理组3个指标的总体变化趋势基本一致
C
【答案】C【详解】A、对照组香蕉果实的成熟会受到乙烯影响，因为对照组香蕉会产生内源乙烯，A错误；B、实验材料应尽量选择未开始成熟的香蕉果实，这样内源乙烯对实验的影响较小，B错误；C、图示表明每两天取样一次，共6次，为了了解香蕉实验前本身的还原糖量、淀粉量、果皮色素量，应该从0天开始，故第6次取样的时间为第10天，C正确；D、处理组3个指标的总体变化趋势不一致，应该是还原糖量增加，淀粉量下降，果皮黄色色素增加，D错误。故选C。
课堂练习

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