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第5章 植物生命活动的调节
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。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。
玫瑰葡萄
问题探讨
植物体内的激素含量非常少，提取困难，
人们在多年的研究和实践中，发现一些人工合成的化学物质，
具有与植物激素相似的化学性质。
植物生长调节剂的由来
一、植物生长调节剂的类型和作用
1.植物生长调节剂：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.优点：原料广泛、容易合成、效果稳定等。
3.类型：
分子结构和生理效应与植物激素类似
分子结构与植物激素完全不同，但是具有与植物激素类似的生理效应
吲哚乙酸
a-萘乙酸，矮壮素
植物生长调节剂的分类
生长素类：2，4-D NAA等
赤霉素类：GA3
细胞分裂素类：KT、 6-BA、 玉米素
乙烯类：乙烯利
脱落酸类：矮壮素
作用效果 植物生长促进剂 赤霉素、吲哚乙酸、萘乙酸、2,4-D
植物生长延缓剂 矮壮素、多效唑、氟节胺
植物生长抑制剂 青鲜素、脱落酸、乙烯利
思考·讨论 评述植物生长调节剂在生产中的应用
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
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。
膨大素是具有细胞分裂素活性
思考·讨论 评述植物生长调节剂在生产中的应用
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。
请你自己进一步查找以下三个方面的资料。
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。
【性能特点】
具有刺激细胞分裂细胞伸长的作用，促进植物各器官的生长，发育，提早成熟；防止落花落果，提高结实率；打破多种植物种子，抽苔等多种功能。适用范围广，无任何毒素，可减少空客率，增加千粒重，促进抽穗、提高坐果率，促进果实增大增重，产量大幅提高。
【使用方法】
页面喷施：每袋兑水15-20kg均匀喷施在作物叶片正反面。（二次稀释效果更好）
【适用对象】蔬菜、瓜果、果树、花卉、烟草、中草药、榛子、园林、粮食作物等。
【注意事项】
1.可以与杀虫剂、调节剂叶面肥混用增效，尽量避免与强碱物质混用。
2.产品略有结块或涨袋现象，属正常现象，不影响使用效果。
3.应避开烈日高温，早晚使用效果更佳。
4.保质期5年 生产日期：见盒体或盒内包装袋
请你自己进一步查找以下三个方面的资料。
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。
如果使用不当，或片面追求短期经济效益，则有可能影响产品品质。
例如，用2,4-D处理番茄增加座果后，如果不配合整枝施肥，会出现果实多而小的情况；为提早上市而采摘远未成熟的柿子再催熟，其果实品质就不一定好。
请你自己进一步查找以下三个方面的资料。
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。
目前禁用的两种植物生长调节剂产品
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。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
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？
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。
4、植物生长调节剂应用的利与弊
利：
（1）提高作物产量、改善产品品质等。
如：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、形状等。
（2）减轻人工劳动： 如减少园林植物的修剪次数
弊：需要关注可能存在的负面影响
（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。
如：
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，等等。
二、植物生长调节剂的施用
1、根据实际情况，选择适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。
三、探究植物生长调节剂的应用
（一）促进扦插枝条的生根——生长素类植物生长调节剂
（二）果实催熟——乙烯利
根据实际情况，选择适当的植物生长调节剂。
如何施用才能达到最佳效果呢？
（一）探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
1.实验原理：生长素类植物生长调节剂的生理作用与其浓度有很大的关系。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。
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。
4.实验设计
（1）生长素类调节剂处理插条的方法
①浸泡法：溶液的浓度较低时使用；把插条的基部浸泡在配制好的溶液中，深约3cm；处理几小时至一天；最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理。
②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。
（2）设置自变量
该实验的自变量是生长素类调节剂的浓度；
参考植物体内天然生长素含量或查找有关资料，确定应设计的浓度梯度。
（3）注意控制无关变量：例如药物处理的时间长短、实验所用的植物材料。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）
（4）确定因变量的检测指标：枝条的生根数量
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。
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。
探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度时，如果对要研究的植物有关情况所知不多，还可先设计一组梯度比较大的预实验进行摸索，通过预实验确定有效浓度的大致范围，在其基础上设计更合理的浓度梯度进行实验，为确定最适浓度打下基础。
5.实验步骤
①配制一系列浓度梯度的一系列生长素类调节剂溶液
②处理生长状况相同的扦插枝条的形态学下端
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观察扦插枝条的生根状况
注意：预实验时需要设置空白对照，在预实验的基础上，再次实验时可不设置空白对照。
正式实验：将浓度梯度缩小，重复前三步
6.记录结果
组别 1 2 3 4 5 6
2，4-D溶液的浓度（mol/L） 0 10-12 10-11 10-10 10-9 10-8
生根数（平均值）
生根数
2, 4-D溶液
浓度(mol/L)
蒸馏水
10－12
10－11
10－10
10－9
10－8
（6）实验结论：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***
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。
（二）尝试利用乙烯利催熟水果
1、实验原理：
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，还可进一步诱导水果自身产生乙烯，加速水果成熟。
2、材料：番茄、香蕉等
3、自变量和因变量：
处理后的生长时间、观测成熟程度
定性分析：颜色、硬度、口感等
若有条件可以使用硬度计、分光光度计等仪器准确测量
4、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。
【思考】催熟水果会使儿童性早熟？
儿童性成熟是受性激素调节，而无论是乙烯还是乙烯利都不能在人体内表现出性激素样作用，也不能参与性激素的合成，更不可能引起儿童性早熟
植物激素与植物生长调节剂的比较
植物激素 植物生长调节剂
来源 植物一定部位产生 人工化学合成
生理作用 对植物生长发育进行调节 作用后去向 被相应的酶分解失活 残留在植物体内继续发挥作用
作用效果 短暂，只发挥一次作用 持久稳定
实例 乙烯、生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸 乙烯利、膨大素、青鲜素、生长素类似物
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
B
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。
二、拓展应用
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。

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