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第五章 植物生命活动的调节
第3节 植物生长调节剂的应用
学习目标：
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。
3.探索植物生长调节剂的应用，尝试运用预实验的方法开展探究。
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。
植物激素缺点：
问题探讨
植物体内含量非常少，提取困难。
植物生长调节剂的类型和作用
由人工合成的，对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。
1. 概念:
【思考】植物生长调节剂属于植物激素吗？
2. 优点:
①原料广泛
②容易合成
③效果稳定
【思考】为什么植物生长调节剂效果比植物激素稳定？
可能是植物体内没有相应的分解它们的酶，因而可以持续作用较长时间。
植物生长调节剂不是植物激素，不起催化作用，不供能。
矮壮素
(1)分子结构和生理效应与植物激素类似， 如吲哚丁酸、吲哚乙酸。
(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。
3. 类型
植物激素与植物生长调节剂的比较
类别 项目 植物激素 植物生长调节剂
来源
生理作用
作用后去向
作用效果
实例
植物一定部位产生
人工化学合成
对植物生长发育进行调节
被相应的酶分解失活
残留在植物体内继续发挥作用
短暂，只发挥一次作用
持久稳定
乙烯、生长素、细胞分裂素、赤霉素和脱落酸
乙烯利、NAA、青鲜素、膨大素等
事例1：用传统的方法生产啤酒时，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α—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可以产生α—淀粉酶，这样就可以简化工艺、降低成本。
思考·讨论：
评述植物生长调节剂在生产中的应用
赤霉素可诱导大麦种子产生a-淀粉酶。
事例4：天然状态下的凤梨（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。
1. 生长调节剂应用的好处：
(1)简化工艺、降低成本;
(2)提高作物产量、改善产品品质；
(3)减轻人工劳动。
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。
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。
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。
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。
思考·讨论：
评述植物生长调节剂在生产中的应用
2. 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。
植物激素 植物生长调节剂 应用
生长素 a-萘乙酸 2,4-D ①促进扦插枝条生根;②促进果实发育，防止落花落果。③农业除草剂。
赤霉素 赤霉素 ①促进植物茎秆伸长；
②解除种子和其他部位休眠，用来提早播种。
细胞分裂素 矮壮素 ①控制植物徒长，使植株节间缩短，长得矮、壮、粗；②根系发达，抗倒伏。
乙烯 乙烯利 用于果实催熟
脱落酸 青鲜素 蔬菜贮藏中常用它来保持蔬菜鲜绿，延长贮存时间。
五种生长调节剂及对应植物激素的应用
发育的种子
生长素
提供
子房
促进
发育
发育
有子番茄
无子番茄
受粉前，雌蕊柱头
促进
生长素
涂抹
用一定浓度的生长素类似物培育无子果实。
【思考】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？
注意：①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
②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。
（生长素不能提高种子的量，种子是受精卵，必须要受粉才能形成)
植物生长调节剂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；
在销售中禁止夸大植物生长调节剂的功能；
禁止在肥料中添加植物生长调节剂等。
【思考】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？
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
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；人体细胞中无乙烯利的受体。
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
1.矮壮素是一种植物生长调节剂，能抑制植株长高，促使叶片绿色加深。下列叙述错误的是
A.植物产生的矮壮素与赤霉素的作用效果相反
B.矮壮素调节植物生长的作用具有效果稳定的优点
C.在麦田中使用一定浓度的矮壮素能使小麦抗倒伏
D.在麦田中使用一定浓度的矮壮素可能促进叶绿素的合成
√
典题应用
2.下列有关植物生长调节剂的叙述，不正确的是
A.NAA、矮壮素等分子结构和生理效应与植物激素类似
B.青鲜素能抑制马铃薯、大蒜等发芽
C.生长素类调节剂可控制植株高度、形状等
D.膨大剂是人工合成的，能促进西瓜、草莓的成熟
√
注意事项：
【思考】在生产过程中施用植物生长调节剂要注意哪些事项？
1. 首先需要根据实际情况，选择恰当的植物生长调节剂；
影响
1
施用浓度
2
施用时间
4
施用时植物的
生理状态
3
施用部位
5
气候条件
施用效果
促进扦插枝条生根—— ②果实催熟——
生长素类植物生长调节剂
乙烯利
植物生长调节剂的施用
2. 综合考虑施用效果和毒性，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？
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？
2. 提出问题：
实验一：探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
1. 原理：
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。
3. 变量分析：
相同且适宜
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
生长旺盛的一年生枝条，枝条上带有少量芽或幼叶。
①实验中为什么要选取生长旺盛的一年生苗木的枝条？
②为什么保留有一定的芽或幼叶的插条容易成活？
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，很容易生根。
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。
4.实验材料：
实验一：探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
处理部位：插条的形态学上端削成平面，减少蒸腾；形态学下端要削成斜面，扦插后可增大吸水面积，促进成活。
浓度较低：
浓度较高：
浸泡法
沾蘸法
约3cm
几小时至一天
5
4
3
2
1
约5秒
最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理
5. 处理插条枝条的方法：
思考：处理插条的形态学上端还是下端？
实验一：探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
约1.5cm
配置系列浓度梯度的生长素类似物溶液
处理生长状况相同插条的形态学下端
观察插条生根状况
根据结果找出最适浓度
6. 实验思路：
你知道设置多大的浓度梯度吗？
(2)目的：
如探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度时，通过预实验确定有效浓度的
大致范围，可为确定最适浓度打下基础。
(3)意义：为正式实验做准备，以免造成人力、物力、财力的浪费。
科学方法——预实验
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。
(1)定义：进行科学研究时，有时需要在正式实验前先做一个预实验。
注意：预实验不是为了减小实验误差。
①取材、分组、编号；
②分组施加实验条件（自变量）
③在相同且适宜的条件下培养一段时间，检测因变量。
a.制作插条并分组：把 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 或者 处理插条；
c.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。
d.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，
如生根的 等
生长状况相同
浸泡法
沾蘸法
下端
平均数量或平均长度
7. 实验步骤：
实验一：探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
2,4—D浓度（mol/L) 0 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2
平均生根数 1 1.5 3 1 0.5 0.2
②通过以上实验能否确定浓度为10-8mol/L的2,4—D溶液就是处理扦插枝条所需
要的最适浓度？为什么？
8. 预实验结果：
在10-10—10-6mol/L范围之间缩小浓度梯度，重复上述实验
③进一步正式实验还需要清水组作为空白对照吗？
不需要，预实验需要空白对照
①以上实验能否体现生长素低浓度促进高浓度抑制的特点吗？
能
目的是判断生长素类调节剂所起的作用是促进还是抑制。
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？
9. 分析实验结果，得出实验结论
实验结论：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。
规律：最适浓度存在于作用效果相同的两种生长素浓度之间。(取峰值左右的浓度）
【思考】若实验结果发现插条都不能生出不定根，其原因可能是什么
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，合成了一定的生长素，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。
【思考】设置对照组、重复组的目的是什么？
1. 清水空白对照：
2. 设置不同浓度的实验组之间进行相互对照：
3. 设置重复组：
目的是判断生长素类调节剂的作用是促进还是抑制。
目的是探究生长素类调节剂促进扦插枝条生根的最适浓度。
避免偶然性，求平均值作为最终结果，提高结果准确性。
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,比较稳定；但随着溶液pH升高，会分解释放出乙烯；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。
1. 实验原理
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
实验二：尝试利用乙烯利催熟水果
2. 实验过程
① 将果实浸入稀释的乙烯利溶液中(或者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24 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。
课堂小结：
植物生长
调节剂
概 念
特 点
类 型
应 用
施用
优点
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。
一、概念检测
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
练习与应用
×
×
B
3.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
典题应用
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
√
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
4.(2023·天津南开区高二月考)某同学在探索生长素类调节剂α-萘乙酸(NAA)促进银杏插条生根的最适浓度实验中获得了如图所示的结果。下列相关叙述不正确的是
A.本实验的自变量是NAA的浓度
B.银杏插条上侧芽的数目及饱满程度会影响实验结果
C.促进银杏插条生根的最适浓度为c
D.用NAA处理插条的时间应该相同
√

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