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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
本节聚焦
植物生长调节剂在生产上有哪些应用？
怎样正确使用植物生长调节剂？
情境导入
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。
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？
不属于
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？
可能因为植物体内没有相应的分解它们的酶。
一、植物生长调节剂的类型和作用
缺点：植物体内含量非常少，提取困难。
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。
α-萘乙酸（NAA）
吲哚乙酸（IAA）
矮壮素
分子结构差别较大
吲哚丁酸
分子结构类似
3.类型:
一、植物生长调节剂的类型和作用
（1）分子结构和生理效应与植物激素的类似
（2）分子结构与植物激素的差别较大，但具有与植物激素类似的生理效应
如吲哚丁酸
如α-萘乙酸（NAA）、矮壮素等
一、植物生长调节剂的类型和作用
类别
项目 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
作用后是否被酶解
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、赤霉素和脱落酸等 乙烯利、NAA、青鲜素、膨大素等
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
植物生长调节剂与植物激素的比较
赤霉素
一、植物生长调节剂的类型和作用
发芽的大麦
酒精
酵母菌
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。
4.在生产中的应用
一、植物生长调节剂的类型和作用
4.在生产中的应用
膨 大 剂
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。
一、植物生长调节剂的类型和作用
青鲜素
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。
青鲜素残留毒性可能会使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞生长和分裂失控而变成癌细胞。
4.在生产中的应用
一、植物生长调节剂的类型和作用
乙烯利
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。
4.在生产中的应用
事例5：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。
子房
有子番茄
受粉前, 雌蕊柱头
涂抹
生长素
促进
发育
发育
发育的种子
生长素
提供
促进
无子番茄
事例7：用一定浓度的生长素类似物培育无子果实
一、植物生长调节剂的类型和作用
事例6：施用矮壮素（生长延缓剂）防止棉花徒长、促进结实。
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
一、植物生长调节剂的类型和作用
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，为什么？
5.生长调节剂应用的好处
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。
(1)提高作物产量、改善产品品质
6. 负面影响
植物生长调节剂 ≠ 增产、增收
一、植物生长调节剂的类型和作用
一、植物生长调节剂的类型和作用
目前禁用的植物生长调节剂
资料 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5mg/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0.8mg/kg,梨、杏、桃子、草莓、芒果和香蕉中乙烯利的最大残留限量为0.05mg/kg。
科学合理地适当使用不会危害健康
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。
一、植物生长调节剂的类型和作用
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）促进扦插枝条的生根——生长素类植物生长调节剂。
（2）果实催熟——乙烯利。
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。
怎样使用这些植物生长调节剂才能达到最佳效果呢？
二、植物生长调节剂的施用
3.
探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度
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。
1.原理：
2.变量:
①自变量:
②因变量:
③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
观测指标: 枝条生根数或根的长度
三、探索植物生长调节剂的应用
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、培养温度、培养液的浓度和量、培养时间）
探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度
三、探索植物生长调节剂的应用
配置不同浓度的NAA溶液
处理枝条
用NAA处理枝条（浸泡法、沾蘸法）
晾干枝条然后放入培养液中水培
记录生根情况
3.实验步骤：
三、探索植物生长调节剂的应用
（1）制备溶液
思考：正式实验前做预实验的目的？
a.为进一步的实验摸索条件；
b.检测实验设计的科学性和可行性。
思考：实验过程中需要设置空白对照吗？
预实验需要，正式实验不需要。
A
B
D
C
E
F
G
清水
3ppm
5ppm
7ppm
9ppm
11ppm
13ppm
配置不同浓度的α—萘乙酸（NAA）溶液
预实验
【提醒】预实验必须像正式实验一样认真进行才有意义！
3.实验步骤：
三、探索植物生长调节剂的应用
（2）制备插条
思考：实验中为什么要选取生长旺盛的一年生苗木的枝条？为什么保留有一定的芽或幼叶的插条容易成活？而所带的叶或芽的数量是否越多越好？
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。
芽或幼叶可产生生长素，能促进插条生根。留叶过多，不利于生根，因为叶片多，蒸腾作用失水多，插条易枯死；留芽过多，分泌较多的生长素，会影响实验的结果，导致结果不准确。
三、探索植物生长调节剂的应用
（3）浸泡插条
思考：处理插条的方法有哪些？处理插条的形态学上端还是下端？每组中为何加入3根枝条？
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。
时间 NAA浓度
沾蘸法 短 大
浸泡法 长 小
实验方法:
浸泡法和沾蘸法
形态学下端
遮荫、空气湿度高？
防止水分蒸发
三、探索植物生长调节剂的应用
A
B
C
D
E
F
G
浸泡24小时后，取出插条晾干4小时
汉水丑生侯伟作品
A
B
C
D
E
F
G
将插条在α—萘乙酸（NAA）溶液中浸泡24小时
三、探索植物生长调节剂的应用
（4）水培
汉水丑生侯伟作品
A
B
C
D
E
F
G
将处理好的插条，放在相同且适宜条件下，分组进行水培每天记录生根数量
三、探索植物生长调节剂的应用
生根较多：5-9PPM
（5）观察、记录
三、探索植物生长调节剂的应用
思考：预实验中，若两种浓度的生长素类调节剂促进插条生根效果基本相同，请分析原因。如何进一步确定最适浓度？
由生长素作用曲线可知，存在作用效果相同的两种生长素浓度。
最适浓度应在两种溶液浓度之间，即在两种浓度之间再等浓度梯度配制溶液进行实验。
三、探索植物生长调节剂的应用
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。
不需要空白对照
正式实验
促进该植插条生根的生长素类调节剂的最适浓度是7-7.4ppm
实验结果：
实验结论：
三、探索植物生长调节剂的应用
三、探索植物生长调节剂的应用
（1）乙烯利性质：液体；溶液 pH< 3.5，比较稳定。
（2）乙烯利作用：对水果具有催熟作用；进一步诱导水果自身产生乙烯加速水果成熟。
尝试利用乙烯利催熟水果
学以致用
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
（3）材料：番茄、香蕉等。
（4）自变量和因变量：处理后的生长时间、成熟程度
注意：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。
小结
植物生长
调节剂
概 念
特 点
类 型
应 用
施用
具体作用
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的类似；
②分子结构与植物激素的差别较大，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。

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