高中生物新教材選擇性必修一第五章第三節(jié)植物生長調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用

【問題探討】

在玫瑰葡萄園種植過程中，合理施用人工合成的赤霉素、細(xì)胞分裂素類物質(zhì)，可以提高葡萄結(jié)果率和單果質(zhì)量，提高果實(shí)無核化程度。但是如果施用不合理，可能會(huì)造成果實(shí)空心等問題。討論:葡萄植株里有自身合成的植物激素，為什么還要施用人工合成的植物激素類物質(zhì)呢？僅靠葡萄植株自身合成的植物激素來調(diào)節(jié)植株的生長發(fā)育，不一定能滿足人們對(duì)葡萄產(chǎn)量或品質(zhì)的需要。適當(dāng)施用人工合成的植物激素類物質(zhì)，可以提高作物產(chǎn)量或提升產(chǎn)品品質(zhì)。植物體內(nèi)含量非常少，提取困難。植物激素:由植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運(yùn)送作用部位，對(duì)植物生長發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)物。缺點(diǎn):一.植物生長調(diào)節(jié)劑的類型和作用1.概念:

由人工合成的，對(duì)植物的生長、發(fā)育有調(diào)節(jié)作用的化學(xué)物質(zhì)，稱為植物生長調(diào)節(jié)劑2.優(yōu)點(diǎn):（1）（2）（3）容易合成效果穩(wěn)定【思考】與植物激素相比，植物生長調(diào)節(jié)劑效果更穩(wěn)定,為什么？因?yàn)橹参矬w內(nèi)沒有相應(yīng)的分解它們的酶，因而可以持續(xù)作用較長時(shí)間。原料廣泛3.植物生長調(diào)節(jié)劑的類型(1)分子結(jié)構(gòu)和生理效應(yīng)與植物激素類似，如吲哚丁酸。(2)分子結(jié)構(gòu)與植物激素完全不同，但具有與植物激素類似的生理效應(yīng)，如α-萘乙酸(NAA)、矮壯素等。4.評(píng)述植物生長調(diào)節(jié)劑在生產(chǎn)中的應(yīng)用事例1

在用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)啤酒時(shí),大麥芽是不可缺少的原料。利用大麥芽，實(shí)質(zhì)上是利用其中的α-淀粉酶。有人利用赤霉素處理大麥，可以使大麥種子無須發(fā)芽就能產(chǎn)生α-淀粉酶。事例2

對(duì)西瓜、草莓、葡萄等使用一定濃度的膨大劑(也叫膨大素)，會(huì)使水果長勢(shì)加快、個(gè)頭變大，加快水果成熟，使其提前上市。但使用膨大劑的水果與正常的水果相比，口感較差，汁水較少，甜味不足，而且不宜長時(shí)間儲(chǔ)存。事例3在蔬菜水果上殘留的一些植物生長調(diào)節(jié)劑會(huì)損害人體健康。例如，可以延長馬鈴薯、大蒜、洋蔥貯藏期的青鮮素(抑制發(fā)芽)可能有副作用。類型實(shí)例赤霉素①啤酒生產(chǎn)中用赤霉素處理大麥，可以使大麥種子無需發(fā)芽就能產(chǎn)生α-淀粉酶，以簡化工藝，降低成本；②蘆葦生長期用一定濃度赤霉素溶液處理，可以使蘆葦纖維長度增加50%左右；③用赤霉素打破種子休眠；膨大素使西瓜、草莓、葡萄等長勢(shì)加快、個(gè)頭變大，加快水果成熟青鮮素延長馬鈴薯、大蒜、洋蔥儲(chǔ)藏期生長素調(diào)節(jié)劑①適宜濃度的NAA促進(jìn)甘薯、葡萄生根；②低濃度對(duì)棉花等進(jìn)行?；ū９?，高濃度對(duì)蘋果等進(jìn)行疏花疏果；③2，4-D可用作除草劑，出去單子葉農(nóng)田中的雙子葉雜草乙烯利催熟菠蘿、香蕉等水果討論①你還知道哪些植物生長調(diào)節(jié)劑在農(nóng)產(chǎn)品和園藝生產(chǎn)上應(yīng)用的例子？植物生長調(diào)節(jié)劑施用不當(dāng)?shù)膶?shí)例:施用時(shí)期2011年，江蘇某村民的西瓜，因施用膨大素的時(shí)期不當(dāng)，導(dǎo)致西瓜炸裂。施用劑量2010年，四川某果農(nóng)的葡萄，因施用乙烯利的劑量不當(dāng)，導(dǎo)致葡萄未成熟就脫落了。施用方法2016年，山東某村民的番茄，因施用赤霉素的方法不當(dāng)，導(dǎo)致空心果的產(chǎn)生?！参锷L調(diào)節(jié)劑≠增產(chǎn)、增收②在生產(chǎn)過程中施用植物生長調(diào)節(jié)劑要注意哪些事項(xiàng)？③我國禁止銷售、使用未經(jīng)國家有關(guān)部門批準(zhǔn)的植物生長調(diào)節(jié)劑。這是為什么？【提示】要根據(jù)實(shí)際情況和施用目的，綜合考慮植物生長調(diào)節(jié)劑的作用效果、價(jià)格等；同時(shí)還需要考慮適當(dāng)?shù)氖┯脮r(shí)間，以及國家法律法規(guī)的要求等?！咎崾尽坑行┲参锷L調(diào)節(jié)劑是人工生產(chǎn)的化學(xué)藥劑，可能具有一定的毒性，因此上市之前需要經(jīng)過國家有關(guān)部門的檢測(cè)、評(píng)估。目前禁用的兩種植物生長調(diào)節(jié)劑產(chǎn)品5.

生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用的好處(1)提高作物產(chǎn)量、改善產(chǎn)品品質(zhì)

如它能延長或終止種子、芽及塊莖的休眠，調(diào)節(jié)花的雌雄比例，促進(jìn)或阻止開花，誘導(dǎo)或控制果實(shí)脫落，控制植株高度、形狀等。6.

生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用的負(fù)面影響(1)使用不當(dāng)，可能影響作物產(chǎn)量和產(chǎn)品品質(zhì)；(2)過量使用，可能對(duì)人體健康和環(huán)境帶來不利影響。(2)減輕人工勞動(dòng)如減少園林植物的修剪次數(shù)。

我國對(duì)于植物生長調(diào)節(jié)劑的生產(chǎn)、銷售和使用都有明確的規(guī)定。如植物生長調(diào)節(jié)劑必須經(jīng)國家指定單位檢驗(yàn)并進(jìn)行正規(guī)田間試驗(yàn)，充分證明其效益，無毒、無害方可批準(zhǔn)登記；在銷售中禁止夸大植物生長調(diào)節(jié)劑的功能；禁止在肥料中添加植物生長調(diào)節(jié)劑，等等。1．施用的注意事項(xiàng)（1）植物生長調(diào)節(jié)劑種類繁多，在生產(chǎn)上首先需要根據(jù)實(shí)際情況，選擇恰當(dāng)?shù)闹参锷L調(diào)節(jié)劑。①促進(jìn)扦插枝條的生根？②果實(shí)催熟？（2）要綜合考慮施用目的、效果和毒性，調(diào)節(jié)劑殘留、價(jià)格和施用是否方便等因素。生長素類植物生長調(diào)節(jié)劑乙烯利（3）對(duì)于某種植物生長調(diào)節(jié)劑來說，施用濃度、時(shí)間、部位以及施用時(shí)植物的生理狀態(tài)和氣候條件等，都會(huì)影響施用效果，施用不當(dāng)甚至?xí)绊懮a(chǎn)。二.植物生長調(diào)節(jié)劑的施用影響1施用濃度2施用時(shí)間4施用時(shí)植物的生理狀態(tài)3施用部位5氣候條件施用效果2.預(yù)實(shí)驗(yàn)（1）進(jìn)行時(shí)間：正式實(shí)驗(yàn)前（2）目的：①為進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)摸索條件；②檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可行性。例如：探索生長素類調(diào)節(jié)劑促進(jìn)插條生根的最適濃度時(shí)，通過預(yù)實(shí)驗(yàn)確定有效濃度的大致范圍，可為確定最適濃度打下基礎(chǔ)?！咎嵝选款A(yù)實(shí)驗(yàn)必須像正式實(shí)驗(yàn)一樣認(rèn)真進(jìn)行才有意義！▲

預(yù)實(shí)驗(yàn)不是為了減小實(shí)驗(yàn)誤差。

3.探索生長素類調(diào)節(jié)劑促進(jìn)插條生根的最適濃度

(1）原理:（2）自變量:（3）因變量:（4）無關(guān)變量:適宜濃度的NAA溶液促進(jìn)插條生根，濃度過高或過低都不利于插條生根。濃度過高，甚至?xí)⑺乐参?。尋找最佳的濃度范圍非常有意義。不同濃度的生長素類調(diào)節(jié)劑

促進(jìn)枝條生根的效果觀測(cè)指標(biāo):枝條生根數(shù)或根的長度實(shí)驗(yàn)對(duì)象自身因素(枝條的發(fā)育程度、枝條長度、枝條上保留的芽的數(shù)量)、環(huán)境因素(溫度、培養(yǎng)液的濃度和量、培養(yǎng)時(shí)間)。時(shí)間NAA濃度（5）實(shí)驗(yàn)方法:（6）實(shí)驗(yàn)材料:沾蘸法浸泡法短大長小★確定實(shí)驗(yàn)材料:

當(dāng)?shù)刂饕G化樹種或花卉生長旺盛的一年生枝條。常用的生長素類調(diào)節(jié)劑：NAA、2，4—D，吲哚丙酸，IBA。①浸泡法：溶液的濃度較低時(shí)使用；把插條的基部浸泡在配制好的溶液中，深約3cm；處理幾小時(shí)至一天；最好是在遮陰和空氣濕度較高的地方進(jìn)行處理。②沾蘸法：溶液的濃度較高時(shí)使用；把插條基部在藥液中沾蘸一下（約5s）,深約1.5cm。制備插條原因

選用生長旺盛的一年生枝條

去掉成熟葉片保留芽和幼葉降低蒸騰作用，保留水分新陳代謝強(qiáng)，細(xì)胞分裂旺盛,易成活芽和幼葉能產(chǎn)生生長素，有利于生根①制備插條:選取長勢(shì)、長度、粗細(xì)等均一致的插條若干，隨機(jī)均分成6組，每組3~5枝，分別編號(hào)預(yù)實(shí)驗(yàn)②形態(tài)學(xué)下端削成斜面(增加吸水面積)。（7）實(shí)驗(yàn)步驟：先設(shè)置較大梯度濃度進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，為進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)摸索條件，以免由于設(shè)計(jì)不周，盲目開展實(shí)驗(yàn)而造成人力、物力、時(shí)間的浪費(fèi)。③配置不同濃度的萘乙酸(NAA)溶液0、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8（mol/L）④將插條在萘乙酸(NAA)溶液中浸泡相同時(shí)間漢水丑生侯偉作品漢水丑生侯偉作品預(yù)實(shí)驗(yàn)有空白對(duì)照ABCDEFABCDEF⑤將上述6組插條分別扦插到相同條件的環(huán)境中（水培），并在適宜的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間漢水丑生侯偉作品漢水丑生侯偉作品0mol/L

5×10-85×10-7

5×10-65×10-55×10-4⑥觀察各組的生根情況(生根數(shù)量或長度)，并做好記錄。⑦實(shí)驗(yàn)結(jié)果:NAAmol/L生根數(shù)目第8天根長/mm平均根長/mm第4天第5天第6天第7天第8天010-810-710-610-510-4尊重原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性配制一些列濃度梯度的生長素類調(diào)節(jié)劑溶液處理生長狀況相同的插條的形態(tài)學(xué)下端觀察插條生根狀況重復(fù)前三步(縮小生長素類調(diào)節(jié)劑濃度梯度)預(yù)實(shí)驗(yàn)正式實(shí)驗(yàn)預(yù)實(shí)驗(yàn)需進(jìn)行空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)，正式實(shí)驗(yàn)可不進(jìn)行空白對(duì)照。制備插條→分組處理插條→進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察→記錄結(jié)果正式實(shí)驗(yàn)……【思考】若實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)插條都不能生出不定根,其原因可能是什么?①

沒有分清形態(tài)學(xué)上端和形態(tài)學(xué)下端,枝條倒插;②

枝條所帶葉片較多,蒸騰作用過強(qiáng),失水過多;③

枝條幼芽、幼葉保留多,本身合成了一定濃度的生長素,使形態(tài)學(xué)下端處于高濃度抑制狀態(tài)；④

配制的營養(yǎng)液中營養(yǎng)元素缺乏或缺氧?！舅伎肌吭O(shè)置對(duì)照組、重復(fù)組的目的是什么？①設(shè)置對(duì)照組a.清水空白對(duì)照。預(yù)實(shí)驗(yàn)中必須設(shè)置空白對(duì)照組，目的是判斷生長素類調(diào)節(jié)劑所起的作用是促進(jìn)還是抑制。b.設(shè)置濃度不同的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組之間進(jìn)行相互對(duì)照，目的是探究生長素類似物促進(jìn)扦插枝條生根的最適濃度。②設(shè)置重復(fù)組，即每組不能少于3個(gè)枝條。避免偶然性，求平均值作為最終結(jié)果，提高結(jié)果準(zhǔn)確性?！咀⒁馐马?xiàng)】①枝條去掉不必要的葉片，防止蒸騰作用過強(qiáng)失水；②過多的幼芽、幼葉去掉，防止內(nèi)源生長素的影響；③應(yīng)把實(shí)驗(yàn)材料放在相同且適宜的環(huán)境下培養(yǎng)，如光照不宜過強(qiáng)，溫度、濕度等條件相對(duì)適宜。4.嘗試?yán)靡蚁├呤焖?1)實(shí)驗(yàn)原理乙烯利是一種植物生長調(diào)節(jié)劑，工業(yè)品為液體；當(dāng)溶液pH<3.5時(shí)，它比較穩(wěn)定；但