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第5章 植物的激素调节
第3节 植物生长调节剂的应用
人教版·选择性必修1
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？
【本节聚焦】
01
02
奥德彪拉的香蕉是什么颜色？
为了方便运输和储存，商家会用乙烯利进行催熟
在玫瑰葡萄园种植过程中，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。但是如果施用不合理，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。
玫瑰葡萄
植物体内含量非常少，提取困难。
植物激素缺点:
问题探究
1.植物生长调节剂的概念
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.植物生长调节剂的优点：
原料广泛、容易合成、效果稳定等。
【思考】植物生长调节剂属于植物激素吗？
不属于
【问题探究1】为什么植物生长调节剂效果比植物激素稳定？
因为植物体内缺乏分解调节剂的 。
酶
01
3.种类
从分子结构来看，主要有两大类；
植物生长
调节剂
①分子结构和生理效应与植物激素类似；
②分子结构与植物激素完全不同；
具有与植物激素类似的生理效应
吲哚丁酸（IBA）
萘乙酸（NAA），矮壮素
问题探讨中“如果葡萄施用赤霉素不合理，可能会造成果实空心等问题”说明使用生长植物生长调节剂并不必然会增产增收。
是否施用，如何施用，需要理性评估。
思考：
施用植物生长调节剂必然能够达到增产、增收的效果吗？
植物生长调节剂的施用要注意什么？
评述植物生长调节剂在生产中的应用
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。
发芽的大麦
赤霉素可诱导大麦种子产生α-淀粉酶。
事例1
01
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，可提前上市。但与正常水果相比，口感较差，汁水较少，甜味不足，且不宜长时间储存。
评述植物生长调节剂在生产中的应用
事例2
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
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
蔬菜、水果上残留的一些植物生长调节剂会损害人体健康。
可延长马铃薯、大蒜、洋葱储藏期的青鲜素可能有副作用。
评述植物生长调节剂在生产中的应用
事例3
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1mg/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
科学合理地适当施用不会危害健康
用一定浓度的生长素类调节剂培育无子果实。
注意：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。但是以种子(向日葵、油菜等)为农产品的作物不能通过上述方法补救。
事例4
评述植物生长调节剂在生产中的应用
比较项目 无子番茄 无子西瓜
培育方法
无子原因
原理
变异类型
用一定浓度的生长素类似物溶液涂抹在未受粉的番茄雌蕊柱头上。
用秋水仙素处理二倍体西瓜，获得四倍体，用四倍体西瓜做母本，与二倍体西瓜进行杂交，获得三倍体，用二倍体西瓜花粉刺激获得无子果实。
没有受粉，未完成受精
三倍体植株减数分裂时联会紊乱，不能形成配子
生长素促进果实发育
染色体变异
不可遗传变异
可遗传变异
无子番茄与无子西瓜的比较
② 用适宜浓度的2,4-D促进插条生根
③用一定浓度的生长素类似物培育无子果实。
（杂草）
（农作物）
除草剂
浓度范围
生长素类激素的应用
01
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。
事例5
评述植物生长调节剂在生产中的应用
01
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。
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。
注意：
评述植物生长调节剂在生产中的应用
01
芦苇是我国主要的造纸原料，但多数芦苇的纤维短、品质较次。如果在芦苇生长期用一定浓度的赤霉素溶液处理，就可以使芦苇的纤维长度增加50%左右。
事例6
评述植物生长调节剂在生产中的应用
矮壮素：可用于小麦；水稻等，抑制作物细胞伸长，但不抑制细胞分裂，能使植株变矮，杆茎变粗，叶色变绿，可使作物耐旱耐涝，抗倒伏
事例7
评述植物生长调节剂在生产中的应用
【思考·讨论】评述植物生长调节剂在生产中的应用
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？
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？
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。
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。
阅读课本，找到答案！
植物生长调节剂应用领域广，对于提高作物产量、改善产品品质等，都起到很好的作用。
01
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
控制植株高度、形状
4. 作用
作用
施用植物生长调节剂还能减轻人工劳动，如减少园林植物的修剪次数。
02
5. 缺点
①使用不当，会影响作物产量和产品品质
②过量使用，对人体健康和环境带来不利影响
缺点
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。
植物激素 植物生长调节剂
来源
生理作用 作用后是否被酶解
作用效果
实 例
归纳总结：植物生长调节剂与植物激素并完善表格
植物一定部位产生
人工合成
对植物生长发育进行调节
被相应的酶分解失活
植物体内不存在相应的分解酶，不被酶解，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、赤霉素和脱落酸等
乙烯利、NAA、青鲜素、膨大素等
假如现在要解决的生产问题是促进扦插枝条的生根，我们可以选用生长素类植物生长调节剂；
假如我们要对果实催熟，可以选择乙烯利；
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。
怎样使用这些植物生长调节剂才能达到最佳效果呢？
1、在生产上首先需要根据实际情况，选择恰当的植物生长调节剂
2、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。
3、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。
细胞分裂素浓度过高引起的空心现象
怎样确定植物生长调节剂的最适浓度呢？
探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度
科学方法：预实验
进行科学研究时，有时需要在正式实验前先做一个预实验。
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。
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。
探究 · 实验 探索植物生长调节剂的应用
（1）原理：
（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生长旺盛的一年生枝条；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；所用药品包装说明上所列举的其他材料。
不同浓度的生长素类似物
促进枝条生根的效果
观测指标：枝条生根数或根的长度
实验对象自身因素（枝条的发育程度、枝条长度、枝条上保留的芽的数量）、环境因素（温度、培养液的浓度和量、培养时间）
处理扦插枝条的方法:浸泡法(浓度较低；一般选择在遮阴与空气湿度较高的环境中进行)、沾蘸法(浓度较高)
（4）自变量
因变量
无关变量
适宜浓度的NAA溶液促进插条生根，浓度过高或过低都不利于插条生根。
探究 · 实验 探索植物生长调节剂的应用
（5）实验步骤（以探究促进迎春花枝条生根的最适浓度为例）
记录实验结果
制备插条
分组处理插条
进行实验观察
扦插枝条的选择和处理
选用生长旺盛的一年生枝条。
去掉成熟叶片以降低蒸腾作用
插条的形态学下端要削成斜面,以增加对水的吸收
探究 · 实验 探索植物生长调节剂的应用
（5）实验步骤（以探究促进迎春花枝条生根的最适浓度为例）
记录实验结果
制备插条
分组处理插条
进行实验观察
①溶液的浓度较低时使用；
②把插条的基部浸泡在配制好的溶液中，深约3cm；
③处理几小时至一天；
④最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理。
①溶液的浓度较高时使用；
②把插条基部在药液中沾蘸一下（约5s），深约1.5cm。
（2）沾蘸法：高浓度、浅、时间短
（1）浸泡法：低浓度、深、时间长
约3cm
约1.5cm
（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3个枝条，最后求平均值，减少误差。
注意对照组的设置
注意：预实验时需要设置空白对照，在预实验的基础上，正式实验时可不设置空白对照。
探究 · 实验 探索植物生长调节剂的应用
（5）实验步骤（以探究促进迎春花枝条生根的最适浓度为例）
记录实验结果
制备插条
分组处理插条
进行实验观察
生根插条数（支）
平均生根数（条/支）
探究 · 实验 探索植物生长调节剂的应用
（5）实验步骤（以探究促进迎春花枝条生根的最适浓度为例）
记录实验结果
制备插条
分组处理插条
进行实验观察
选用生长旺盛的一年生枝条。
去掉成熟叶片以降低蒸腾作用
插条的形态学下端要削成斜面,以增加对水的吸收
注意对照组的设置
生根插条数（支）
平均生根数（条/支）
（6）思考：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。
（6） 结果分析：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。
注意：①预实验效果最好的浓度不一定是促进生根的最适浓度；
②通过预实验可确定正式实验的浓度范围；
生根数
0
2,4-D浓度（mg/mL）
1 2 3 4 5 6 7 8
预实验
生根数
2,4-D浓度（mg/mL）
3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0
正式实验
注意：③由图可知，促进插条生根的最适浓度是A点对应的生长素类调节剂浓度，A点两侧，存在促进生根效果相同的两个不同生长素类调节剂浓度。
（7） 结果分析
（8）结论：对于 植物，促进插条生根的最适浓度是 。
思考：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。
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。
尝试利用乙烯利催熟水果
探究 · 实验 探索植物生长调节剂的应用
【原理】乙烯利是一种植物生长调节剂，工业品为 ;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 ;
乙烯对水果有催作用，还可进一步 ，加速水果成熟
液体
乙烯
诱导水果自身产生乙烯
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
2. 实验过程
（3）每隔一段时间观察果实成熟情况。
（1）将果实（番茄、香蕉等）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果实表面）；
（2）放入自封袋或者塑料袋密封，置于20-25℃ 储存。
3. 注意事项
（1）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。
（2）乙烯利遇到明火可燃烧，需要注意防火。
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。
探究实验：探索植物生长调节剂的应用
【概念检测】1. 种植葡萄时，在扦插繁殖、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。 ( )
练习与应用
教材P104
×
×
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. 赤霉素和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
练习与应用
教材P104
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。
提示：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。
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？
【提示】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。
拓展应用

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