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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。
问题探讨：
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。
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。
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？
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。
1. 概念:
2. 优点:
①原料广泛
②容易合成
③效果稳定
【思考】结合植物激素发挥作用的方式，为何植物生长调节剂效果更稳定？
植物体内没有分解它们的酶，
不同点：分子结构
（1）与植物激素类似， 如吲哚丁酸
( 2 )与植物激素完全不同，如α-萘乙酸 （NAA）、矮壮素等
3. 类型
不同类型的调节剂：
共同点：生理效应均与植物激素类似
矮壮素
不同点：分子结构
（1）与植物激素类似， 如吲哚丁酸
不同类型的调节剂：
共同点：生理效应均与植物激素类似
植物激素与植物生长调节剂的比较
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、脱落酸等
乙烯利、NAA、青鲜素、膨大素等
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。
植物生长调节剂在生产中是如何应用的呢？
二.植物生长调节剂在生产中的应用
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。
发芽的大麦
事例1
结论：用赤霉素使 未发芽种子 产生α-淀粉酶
应用：赤霉素打破休眠
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。
二.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。
结论：用膨大剂作用主要是促进细胞分裂， 加快水果长势、变大，成熟 （ 影响口感和储存 ）
二.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。
目前禁用的两种植物生长调节剂产品
结论：青鲜素能抑制发芽，残留期为1～2个月，但可能有副作用（可能致癌）
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？
1.天然状态下的凤梨（菠萝）开花结果时期参差不齐，用乙烯利催熟，就可以做到有计划地上市。
2.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。
3.用矮壮素（生长延缓剂）防止徒长、促进结实
→儿童食用了乙烯利催熟的水果会导致“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。
用生长素类调节剂（NAA，2,4-D）培育无子果实、促进生根
实验组
对照组
思考：无子番茄和无籽西瓜培育的原理一样吗？
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
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)
利用植物生长调节剂促进果实发育的方法可以使在传粉期遇上连续阴雨的作物减少损失，是不是所有作物都适用呢？为什么？
不是，连续阴雨天会影响农作物传粉受精，从而影响种子的产生，为保证产量，可采用喷洒生长素类似物的方法补救，但由于生长素类似物只能促进子房的膨大，使子房发育成果实，不能获得种子，故此类方法只适用于茄果类，因为茄果类我们食用的部分往往是营养器官不是种子，若收获的是种子类作物就不可以，例如豌豆，小麦、油菜、芝麻、玉米等。
知识拓展
实例 原因和方法 变异类型
无子番茄 用一定浓度的生长素溶液处理未授粉的番茄雌蕊，需去雄套袋 不遗传的变异（未变）
无子葡萄 用赤霉素处理植株，可诱导单性结实,形成无籽果实。赤霉素处理可能导致花粉不育，因此不需要去雄 不遗传的变异（未变）
无子西瓜 用秋水仙素，再授粉。由染色体变异而培育的三倍体西瓜 可遗传的变异（变）
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解除种子休眠，促进萌发用来提早播种。
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
　　 思考·讨论
　　下列实例分别应施用哪种植物生长调节剂？
　　（1）打破马铃薯、人参种子的休眠。
　　提示：赤霉素类。
　　（2）促进芹菜、芦苇的高 产。
　　提示：赤霉素类。
　　（3）加速凤梨、柿子、番茄的果实成熟。
　　提示：乙烯利。
　　（4）促进甘薯、葡萄的生根。
　　提示：生长素类。
　　（5）培育水稻和油菜矮壮秧。
　　提示：矮壮素。
　　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．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
即 时 巩 固
A
问题：
二.植物生长调节剂在生产中的应用
1.结合以上事例，举例说出植物生长调节剂的应用有哪些好处？
提高作物产量,改善产品品质等
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
能减轻人工劳动：减少园林植物的修剪次数
问题：
二.植物生长调节剂在生产中的应用
2.结合以上事例，举例说出植物生长调节剂的应用有哪些负面影响？
使用不当，可能影响作物产量和产品品质；
过量使用，可能对人体健康和环境带来不利影响；
施用膨大素的时期不当
西瓜炸裂
乙烯利的剂量不当
葡萄未成熟就脱落
施用赤霉素的方法不当
空心果
主
二.植物生长调节剂在生产中的应用
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。
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？
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。
先试验，再推广
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】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
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。
二、植物生长调节剂的施用
3.考虑施用浓度、时间、部位、施用时植物的生理状态与气候条件等。
最适浓度
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：
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
观测指标: 枝条生根数或根的长度
生长旺盛的一年生枝条，枝条上带有少量芽或幼叶（不能多）
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（少量）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。（保持水分平衡）
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：
①浸泡法
②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
3. 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
低浓度、深、时间长
高浓度、浅、时间短
课本P103
形态学下端
四、探索植物生长调节剂的应用
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：
1.在对要研究的植物所知不多的情况下，通过什么科学方法，进一步确定有效浓度的大致范围？
预实验
四、探索植物生长调节剂的应用
(2)目的：
探索生长素类调节剂促进插条生根最适浓度时，通过预实验确定有效浓度的大致范围，为确定最适浓度打基础（预实验范围大、梯度大，正式实验范围小、梯度小）
(3)意义：为正式实验做准备，必须向正式实验一样认真进行，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：预实验不能减小实验误差。
2. 预实验过程中是否需要设置经蒸馏水处理的空白对照组？
以蒸馏水为对照确定是否促进还是抑制生根
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介于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）
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
9. 分析实验结果，得出实验结论
四、探索植物生长调节剂的应用
评价：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；
【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
不能生根：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。
每组不能少于3个枝条，避免偶然性，求平均值作为最终结果，提高准确性。
生根过少：配制生长素类调节剂溶液时，浓度梯度要密一些，组别要多一些。浓度梯度过大、组别过少易错过最适浓度范围，导致生根过少。
知识拓展
实例 原因和方法 变异类型
无子番茄 用一定浓度的生长素溶液处理未授粉的番茄雌蕊，需去雄套袋 不遗传的变异
无子葡萄 用赤霉素处理植株，可诱导单性结实,形成无籽果实。赤霉素处理可能导致花粉不育，因此不需要去雄 不遗传的变异
无子西瓜 由染色体变异而培育的三倍体西瓜 可遗传的变异
无子香蕉 香蕉属于三倍体植物，细胞进行减数分裂时，不能形成正常的精子和卵细胞，因而不能受精形成种子 可遗传的变异
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
×
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B
课本P104

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