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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
疏花疏果
保花保果
抑制生长
增强抗性
促长壮苗
插条生根
促块茎发育
促发新根
储藏保鲜
增加分蘖
防止裂果
促果成熟
第3节 植物生长调节剂的应用
学习目标
第5章 植物生命活动的调节
1.植物生长调节剂
①定义;②特点;③类型;④应用(实例/好处/坏处)
⑤施用
2.实验：探究生长素类似物(2,4-D)促进插条生根的最适浓度
①实验原理;②实验变量分析;③材料用具
④设计实验;⑤设置对照组、重复组⑥处理插条
3.尝试利用乙烯利催熟水果
讨论
玫瑰葡萄
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？
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。
问题探讨
发现
称为
原料广泛
容易合成
效果稳定
特点
植物体内的激素含量非常少，提取困难
一些人工合成的化学物质，具有与植物激素相似的化学物质。
植物生长调节剂
人工合成的，对植物的生长、发育有调节作用的化学物质
定义
植物生长调节剂①定义;②特点
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。
①分子结构和生理效应，与植物激素类似
例如吲哚乙酸(IAA)和吲哚丁酸。
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，
例如α-萘乙酸(NAA)和矮壮素。
矮壮素
吲哚乙酸
吲哚丁酸
α-萘乙酸
植物生长调节剂③类型
分类依据 种类 举例
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
植物生长调节剂
在种植葡萄的过程中施用植物生长调节剂,并不会必然造成增产、增收。
在我国,植物生长调节剂属于农药管理范围,只有取得农药登记并获得生产许可的植物生产调节剂,才能生产、经营和使用。
在具体的农业生产过程中,是否施用、如何施用植物生长调节剂,需要理性评估。
植物生长调节剂④应用
『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。
思考·讨论：评述植物生长调节剂在生产中的应用
植物生长调节剂④应用
思考·讨论：评述植物生长调节剂在生产中的应用
『事例2』
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。
植物生长调节剂④应用
思考·讨论：评述植物生长调节剂在生产中的应用
『事例3』
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。
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。
植物生长调节剂④应用
思考·讨论：评述植物生长调节剂在生产中的应用
『事例4』
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。
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1 mg/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
植物生长调节剂④应用
思考·讨论：评述植物生长调节剂在生产中的应用
『事例5』
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。
植物生长调节剂④应用
近日，一则关于“乙烯利催熟的蔬果会导致小孩性早熟”的消息再现网络。消息称，由于目前对乙烯利的使用没有进行限量，因此超量违规滥用乙烯利等催熟剂的情况很普遍，果农用乙烯利将青香蕉等蔬果催熟，儿童食用后会导致性早熟。
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，所以乙烯利不能对动物细胞起调节作用。
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？
讨论
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。
植物生长调节剂④应用
思考·讨论：评述植物生长调节剂在生产中的应用
植物激素 对应生长调节剂 应用
生长素 萘乙酸、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 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
细胞分裂素 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 乙烯利 用于催熟果实
脱落酸 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
小结:植物生长调节剂④应用
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
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。
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。
植物生长调节剂④应用
思考·讨论：评述植物生长调节剂在生产中的应用
植物生长调节剂④应用
植物生长调节剂应用的好处
（1）提高作物产量、改善产品品质：如它能延长或终止种子、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、形状等
（2）减轻人工劳动：如减少园林植物的修剪次数。
草坪/绿篱矮化套装
植物矮化
减少修剪
增绿减害
植物生长调节剂④应用
植物生长调节剂应用的坏处
（1）使用不当，可能影响作物产量和产品品质；
因施用膨大素的剂量不当，导致西瓜炸裂。
因施用乙烯利时期不当，导致葡萄着色不均匀。
因施用赤霉素的方法不当，导致番茄空心。
植物生长调节剂④应用
植物生长调节剂应用的坏处
（2）过量使用，可能对人体健康和环境带来不利影响；
在安全性方面，国际上至今为止从未发生因植物生长调节剂残留而引起的食品安全事件。在我国，施用过植物生长调节剂的农产品对消费者来说也是非常安全的。与其他农药相比，植物生长调节剂虽然纳入农药范畴管理，但不是传统意义上的治病防虫除草的农药，其产品属于低微毒性，有些甚至因为几乎无毒而被列为不需要制定残留限量的豁免物质。
植物生长调节剂⑤施用
植物生长调节剂的施用效果受多种因素的影响，要综合考虑气候条件、施药时间、施药浓度、施药方法、施药部位、施药次数，以及作物本身的吸收、运转、整合和代谢等，都将影响到其作用效果。还要考虑药物毒性、药物残留、价格等因素。
（1）原理
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。
实验：探究生长素类似物(2,4-D)促进插条生根的最适浓度
（2）变量
自变量:
因变量:
无关变量:
不同浓度的生长素类调节剂
促进枝条生根的效果
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
(NAA浸泡时间、温度、光照、培养液的浓度和量、培养时间)。
枝条生根数或根的长度（观测指标）
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)
实验：探究生长素类似物(2,4-D)促进插条生根的最适浓度
（3）材料用具
常用的生长素类调节剂：
NAA、2，4—D，吲哚丙酸，IBA。
植物插条：
当地主要绿化树种或花卉生长旺盛的一年生枝条。
其它：花盆；细沙；所用药品包装说明上所列举的其他材料。
思考1.为什么要选取生长旺盛的一年生苗木的枝条？
一年生苗木的枝条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。
思考2.为什么保留有一定的芽或幼叶的插条容易成活？
芽或幼叶可产生生长素，能促进插条生根。
去掉成熟叶片：降低蒸腾作用
（4）设计实验
正式实验前
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。
时间：
预实验
例如：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。
注意：预实验不能减小实验误差。
实验：探究生长素类似物(2,4-D)促进插条生根的最适浓度
预实验需进行空白对照实验，正式实验可不进行空白对照。
实验：探究生长素类似物(2,4-D)促进插条生根的最适浓度
先设置较大梯度浓度进行预实验，为进一步实验摸索条件，以免由于设计不周，盲目开展实验而造成人力、物力、时间的浪费。
NAA mg/mL 生根数目 第8天根长/mm 平均根长/mm
第4天 第5天 第6天 第7天 第8天 0 1 1.5 3.5 12.5 15.5 115 7.4
10-8 2 4 5 11 13 91.5 7.4
10-7 7.5 11.5 13.5 18.5 24 216 9.3
10-6 3 5.5 7.5 8.5 10.5 119.5 10.3
10-5 0 0 0 1 1 5 2.5
10-4 1 2 6.5 7.5 9.5 34.5 3.6
（5）实验步骤
预实验
配制梯度溶液
操纵变量实验
观察记录
分析结果
设计一组浓度梯度较大的预实验进行摸索。
配制一系列浓度梯度的2,4-D溶液。
取发育状况相同的植物枝条分成若干组，将插条的基部分别浸泡在蒸馏水和上述不同浓度的2,4-D溶液中，均置于相同且适宜的环境中培养。
一段时间后观察并记录插条的生根情况。
列表（绘制曲线图）比较各实验材料在不同浓度的2,4-D溶液中的生根情况，得出结论。
实验：探究生长素类似物(2,4-D)促进插条生根的最适浓度
先配的置0.1mg/mL母液：称取10mgNAA，用1mL无水乙醇溶解，加入90mL蒸馏水定容至100ml。
浸泡法 A B C D E F
母液体积（mL） 1 A液10 B液10 C液10 D液10 E液10
蒸馏水体积（mL） 99 90 90 90 90 90
终体积（mL） 100 100 100 100 100 100
终浓度（mg/mL） 1×10-3 1×10-4 1×10-5 1×10-6 1×10-7 1×10-8
沾蘸法 A B C D E F
母液体积（mL） 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0.1
蒸馏水体积（mL） 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.9
终体积（mL） 1 1 1 1 1 1
终浓度（mg/mL） 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0.01
实验：探究生长素类似物(2,4-D)促进插条生根的最适浓度
实验：探究生长素类似物(2,4-D)促进插条生根的最适浓度
选取15cm长，发育状况相同的迎春花枝条若干
实验：探究生长素类似物(2,4-D)促进插条生根的最适浓度
配置不同浓度的α—萘乙酸（NAA）溶液
将枝条在α—萘乙酸（NAA）溶液中浸泡24小时
预实验有空白对照
每组处理不止一根枝条，平行重复原则：避免偶然性，求平均值作为最终结果，提高结果准确性。
实验：探究生长素类似物(2,4-D)促进插条生根的最适浓度
浸泡24小时后，取出枝条晾干4小时
适宜温度下，将枝条放入培养液中水培，每天记录生根数量
汉水丑生侯伟作品
汉水丑生侯伟作品
汉水丑生侯伟作品
重复实验
实验：探究生长素类似物(2,4-D)促进插条生根的最适浓度
实验：探究生长素类似物(2,4-D)促进插条生根的最适浓度
NAA溶液浓度（mg/L） 生根插条数（支） 平均生根数（条/支）
400 69 6
600 85 13
800 43 8
0（清水） 7 3
NAA浓度(mg/L) 0 400 500 600 800
生根数(条) 1 6 9 9 4
在500-600mg/L间继续正式实验
在400-800mg/L间进行正式实验
（6）记录实验结果
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。
思考3.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
实验：探究生长素类似物(2,4-D)促进插条生根的最适浓度
尝试利用乙烯利催熟水果
（1）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。
成熟过程属于_________。
正反馈
（2）材料：番茄、香蕉等
（3）变量分析
（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。
小结
1.用月季作为实验材料进行NAA促进扦插枝条生根的验证实验中，预实验结果如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A.通过预实验可以确定最佳浓度位于2ppm～6ppm之间
B.NAA促进扦插枝条生根的最适浓度是4ppm
C.该实验处理枝条的方法可以使用浸泡法和沾蘸法
D.NAA不属于植物激素
B　
根/条
NAA浓度/ppm
0 2 4 6 8 10 12
浸泡法：浓度低，时间长。
沾蘸法：浓度高，时间短。
课堂检测
2.下列各项叙述正确的是（ ）
A.探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度时，通过做预实验可有效减小实验误差
B.探究促进插条生根的最适生长素浓度时，预实验的目的是排除无关变量的影响
C.采摘的枝条中，芽较多的较嫩枝条相对来说更容易生根
D.预实验需要设置空白对照，在预实验的基础上再次实验可不设置空白对照
E.浸泡法适用于较低浓度溶液及空气湿度较大和遮阴的环境
F.沾蘸法处理插条就是让插条浸泡在配制好的生长素类似物溶液中生根
★预实验需进行空白对照实验，正式实验可不进行空白对照。
课堂检测
CDE
课本课后习题
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
课本课后习题
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。
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。

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