
第3節(jié) 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用
一、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的類型和作用
1.植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑
(1)概念:由人工合成的,對(duì)植物的生長(zhǎng)、發(fā)育有調(diào)節(jié)作用的化學(xué)物質(zhì)。
(2)原因:植物體內(nèi)的激素含量非常少,提取困難。
(3)優(yōu)點(diǎn):原料廣泛,容易合成,效果穩(wěn)定。
2.植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑從分子結(jié)構(gòu)看的類型
(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。
3.植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的作用
(1)對(duì)于提高作物產(chǎn)量、改善產(chǎn)品品質(zhì)等起到很好的作用。
(2)減輕人工勞動(dòng)。
4.我國對(duì)于植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的生產(chǎn)、銷售和使用的有關(guān)規(guī)定
(1)植物生長(zhǎng)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;
(2)在銷售中禁止夸大植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的功能;
(3)禁止在肥料中添加植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。
二、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的施用
1.施用注意事項(xiàng)
(1)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(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。
(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。
(3)對(duì)于某種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑來說,施用濃度、時(shí)間、部位及施用時(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)。
2.具體生產(chǎn)問題應(yīng)用
(1)要促進(jìn)扦插枝條生根,我們可以選用生長(zhǎng)素類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。
①原理:生長(zhǎng)素類生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的生理作用與其濃度有很大關(guān)系。因此農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上尋找最佳濃度范圍非常有意義。
②處理插條的方法eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(浸泡法,沾蘸法))
(2)要對(duì)果實(shí)催熟,可以選擇乙烯利。
判斷對(duì)錯(cuò)(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)
1.α-萘乙酸(NAA)、2,4-D等都是在生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用的生長(zhǎng)素。
( )
2.光照、溫度是“探究生長(zhǎng)素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度”實(shí)驗(yàn)時(shí)需控制的無關(guān)變量。( )
3.植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑必然會(huì)導(dǎo)致增產(chǎn)、增收。( )
4.植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可能對(duì)環(huán)境帶來不利影響。( )
5.在應(yīng)用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑時(shí)需要考慮植物的生理狀態(tài)。( )
提示:1.× α-萘乙酸、2,4-D等均為人工合成的生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑。
2.√
3.× 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑并不必然會(huì)導(dǎo)致增產(chǎn)、增收。
4.√ 5.√
植物激素與植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的比較
生活聯(lián)系:1.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上,用萘乙酸誘導(dǎo)無子果實(shí)的效果比用天然的生長(zhǎng)素效果明顯,嘗試說明理由。
提示:植物體內(nèi)沒有分解萘乙酸的酶,萘乙酸可以長(zhǎng)時(shí)間發(fā)揮作用,而植物體內(nèi)有分解吲哚乙酸的酶,所以吲哚乙酸不能長(zhǎng)時(shí)間發(fā)揮作用。
2.瓜果蔬菜在種植時(shí)因使用了植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑而引起社會(huì)的廣泛關(guān)注,媒體接連曝出“激素黃瓜”“空心草莓”“爆炸西瓜”等。試探討使用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑會(huì)不會(huì)影響農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。
提示:植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑使用得當(dāng),不會(huì)影響產(chǎn)品品質(zhì),甚至可以改善品質(zhì)。例如,適當(dāng)使用赤霉素類物質(zhì)可以提高葡萄品質(zhì)。如果使用不當(dāng),或片面追求短期經(jīng)濟(jì)效益,則有可能影響產(chǎn)品品質(zhì)。
1.(多選)關(guān)于植物激素及其類似物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐上的應(yīng)用,不符合實(shí)際的是( )
A.黃瓜結(jié)果后,噴灑一定量的脫落酸可防止果實(shí)的脫落
B.番茄開花后,噴灑一定濃度乙烯利,可促進(jìn)子房發(fā)育成果實(shí)
C.辣椒開花后,噴灑適宜濃度的生長(zhǎng)素類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,可獲得無子果實(shí)
D.用一定濃度赤霉素溶液處理黃麻、蘆葦植物,可使植株增高
ABC [脫落酸是促進(jìn)植物脫落的;乙烯利是促進(jìn)果實(shí)成熟的,而不是發(fā)育;用一定濃度的生長(zhǎng)素類似物處理未受粉的辣椒花蕾,可獲得無子果實(shí),但生產(chǎn)中我們需要有種子的辣椒;赤霉素可以促進(jìn)植株增高。]
2.下列生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)中,植物激素或植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑使用不當(dāng)?shù)氖? )
A.脫落酸用于打破種子休眠
B.2,4-D用于促進(jìn)扦插枝條生根
C.乙烯用于果實(shí)催熟
D.細(xì)胞分裂素用于蔬菜保鮮
A [脫落酸抑制細(xì)胞分裂,不能打破種子休眠,打破種子休眠的是赤霉素。]
關(guān)于植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的兩點(diǎn)注意
(1)盡管植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在農(nóng)林園藝生產(chǎn)上得到廣泛的應(yīng)用,但在具體的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,是否施用,如何使用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,需要理性評(píng)估。
(2)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可能對(duì)人體健康和環(huán)境帶來不利影響,因此,植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用,需要關(guān)注可能帶來的負(fù)面影響。
探索植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的施用
探索生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑促進(jìn)插條生根的最適濃度
1.實(shí)驗(yàn)原理
(1)生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑對(duì)植物插條的生根情況有很大的影響。
(2)用生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑在不同濃度、不同時(shí)間處理插條,其影響程度不同。
(3)存在一個(gè)最適濃度,在此濃度下植物插條的生根數(shù)量最多,生長(zhǎng)最快。
2.選材
保留有芽和幼葉的插條。
3.處理部位
插條的形態(tài)學(xué)下端。
4.處理方法
(1)浸泡法:要求藥液溶液濃度較低,處理時(shí)間為幾小時(shí)至一天。
(2)沾蘸法:藥液溶液濃度較高,處理時(shí)間很短(約5 s)。
5.實(shí)驗(yàn)流程
6.實(shí)驗(yàn)分析
由生長(zhǎng)素作用曲線可知,存在作用效果相同的兩種生長(zhǎng)素濃度。最適濃度應(yīng)在作用效果相同的兩種濃度之間,即在兩種濃度之間再設(shè)置一系列濃度梯度的生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
7.處理插條時(shí)應(yīng)注意的問題
(1)扦插時(shí)常去掉插條成熟葉片,原因是去掉成熟葉片能降低蒸騰作用,保持植物體內(nèi)的水分平衡。
(2)處理時(shí)插條上下不能顛倒,否則扦插枝條不能成活。
8.可能出現(xiàn)的問題及原因分析
(1)不能生根。用多種不同濃度的生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑浸泡,插條均不能生根,主要有以下幾種可能:一是枝條所帶葉片較多,蒸騰作用過強(qiáng),失水太多;二是配制的營養(yǎng)液缺乏某種營養(yǎng)元素或缺氧;三是沒有分清形態(tài)學(xué)的上端與下端。
(2)生根過少。配制生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑溶液時(shí),濃度梯度要密一些,組別要多一些。濃度梯度過稀、組別過少易錯(cuò)過最適濃度范圍,導(dǎo)致生根過少。
應(yīng)用實(shí)踐:1.在植物進(jìn)行扦插時(shí),為什么保留有芽和幼葉的枝條比較容易生根?
提示:芽和葉在生長(zhǎng)時(shí)能產(chǎn)生生長(zhǎng)素,而生長(zhǎng)素可促進(jìn)扦插枝條生根。
2.探究生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑促進(jìn)插條生根的最適濃度實(shí)驗(yàn)中,設(shè)立預(yù)實(shí)驗(yàn)的目的是什么?
提示:(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;(3)減少盲目性和人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)。
3.在實(shí)驗(yàn)中,若兩種濃度的生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑促進(jìn)插條生根效果基本相同,請(qǐng)分析原因。如何進(jìn)一步確定最適濃度?
提示:由生長(zhǎng)素作用曲線可知,存在作用效果相同的兩種生長(zhǎng)素濃度。最適濃度應(yīng)在兩種溶液濃度之間,即在兩種濃度之間再等濃度梯度配制溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
1.(多選)用不同濃度的生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑溶液處理某植物插條使其生根,結(jié)果如下表。下列敘述正確的是( )
A.實(shí)驗(yàn)中用于扦插的枝條可能帶有芽或幼葉
B.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無法比較a、b、c濃度的大小
C.該生長(zhǎng)素類似物對(duì)根的生理作用具有低濃度促進(jìn)生長(zhǎng),高濃度抑制生長(zhǎng)的特點(diǎn)
D.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明促進(jìn)插條生根的最適濃度在a和c之間
ABC [由于在清水中也能生根,而帶芽或幼葉的插條能產(chǎn)生生長(zhǎng)素,促進(jìn)插條生根,所以實(shí)驗(yàn)中用于扦插的枝條可能帶有芽或幼葉,A正確;由于生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑對(duì)根的生理作用具有兩重性,所以根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無法比較a、b、c濃度的大小,也不能確定促進(jìn)插條生根的最適濃度在a、c之間,B正確、D錯(cuò)誤;與對(duì)照組比較,該生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑對(duì)根的生理作用具有低濃度促進(jìn)生長(zhǎng),高濃度抑制生長(zhǎng)的特點(diǎn),C正確。]
2.某課題研究小組為探究生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑——α-萘乙酸(NAA)的生理作用,用玉米試管苗進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:
(1)由上表可知此實(shí)驗(yàn)的目的是探究______________________
____________________________________________________。
(2)從表中數(shù)據(jù)能否確認(rèn)0.2 mg/L即是該實(shí)驗(yàn)最適宜的濃度?________(填“能”或“不能”),理由是___________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(3)α-萘乙酸是生產(chǎn)上常用的生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑,除本實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用外,請(qǐng)寫出生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的另外兩個(gè)方面的應(yīng)用:_____________________________________________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析] 從表格給的測(cè)量指標(biāo)——平均每株生根數(shù)和平均根長(zhǎng)可以看出,此實(shí)驗(yàn)的目的是探究α-萘乙酸促進(jìn)玉米試管苗生根的最適濃度。α-萘乙酸為生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑,對(duì)植物所起的作用與生長(zhǎng)素基本相同。
[答案] (1)α-萘乙酸促進(jìn)玉米試管苗生根的最適濃度(合理即可) (2)不能 缺少小于0.2 mg/L的濃度設(shè)置(合理即可) (3)促進(jìn)果實(shí)發(fā)育;防止落花落果(合理即可)
注意區(qū)分本實(shí)驗(yàn)的三個(gè)變量
(1)自變量:生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑(如2,4-D溶液)的濃度。
(2)因變量:插條生根的數(shù)量(或長(zhǎng)度)。
(3)無關(guān)變量:處理溶液劑量、溫度、光照及選用相同的花盆、相同的植物材料,插條的生理狀況、帶有的芽數(shù)相同,插條處理的時(shí)間長(zhǎng)短一致等。
[課堂小結(jié)]
1.(多選)下列屬于植物體內(nèi)從產(chǎn)生部位運(yùn)送到作用部位的物質(zhì)是( )
A.2,4-D B.赤霉素
C.細(xì)胞分裂素D.脫落酸
BCD [植物激素是植物自身產(chǎn)生的,并且是植物體內(nèi)從產(chǎn)生部位運(yùn)送到作用部位的微量有機(jī)物,四個(gè)選項(xiàng)中A項(xiàng)不屬于植物激素,而是人工合成的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。]
2.下列關(guān)于植物激素或植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑應(yīng)用的說法,正確的是( )
A.用脫落酸處理大麥種子可誘導(dǎo)產(chǎn)生α-淀粉酶
B.用乙烯處理二倍體番茄幼苗可得到多倍體番茄
C.在蘆葦生長(zhǎng)期用細(xì)胞分裂素處理可增加蘆葦?shù)睦w維長(zhǎng)度
D.植物體內(nèi)生長(zhǎng)素在黑暗時(shí)可以合成,單側(cè)光并不影響其極性運(yùn)輸
D [用赤霉素處理大麥種子可誘導(dǎo)產(chǎn)生α-淀粉酶,A錯(cuò)誤;乙烯可促進(jìn)果實(shí)成熟,不會(huì)使染色體加倍,B錯(cuò)誤;赤霉素處理生長(zhǎng)期的蘆葦,可增加蘆葦?shù)睦w維長(zhǎng)度,C錯(cuò)誤。]
3.為探究NAA促進(jìn)插條生根的最適濃度,某興趣小組進(jìn)行了預(yù)實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖。有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A.預(yù)實(shí)驗(yàn)要像正式實(shí)驗(yàn)一樣認(rèn)真進(jìn)行才有意義
B.選擇生長(zhǎng)旺盛的一年生枝條作為實(shí)驗(yàn)材料
C.NAA對(duì)插條生根的影響表現(xiàn)出兩重性
D.正式實(shí)驗(yàn)應(yīng)在2~4 μL·L-1范圍內(nèi)設(shè)計(jì)更小的濃度梯度
D [根據(jù)圖中生根數(shù)量可知,正式實(shí)驗(yàn)應(yīng)在2~6 μL·L-1范圍內(nèi)設(shè)計(jì)更小的濃度梯度,D錯(cuò)誤。]
4.某同學(xué)在“探究NAA促進(jìn)銀杏插條生根的最適濃度”實(shí)驗(yàn)中獲得了如圖所示的結(jié)果,下列有關(guān)本實(shí)驗(yàn)的分析或評(píng)價(jià)錯(cuò)誤的是 ( )
A.本實(shí)驗(yàn)的自變量是NAA的濃度
B.銀杏插條上側(cè)芽的數(shù)目會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果
C.促進(jìn)銀杏插條生根的最適NAA濃度為c
D.用不同濃度的NAA處理枝條的時(shí)間應(yīng)該相同
C [本實(shí)驗(yàn)的自變量是NAA的濃度,A正確;芽能夠產(chǎn)生生長(zhǎng)素,因此銀杏插條上側(cè)芽的數(shù)目及飽滿程度會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,B正確;分析圖中曲線可知,本實(shí)驗(yàn)沒有設(shè)置NAA濃度大于c的實(shí)驗(yàn)組,NAA濃度大于c時(shí)銀杏插條的平均生根數(shù)目不能確定,所以不能確定c就是促進(jìn)插條生根的最適濃度,C錯(cuò)誤;NAA處理插條的時(shí)間屬于無關(guān)變量,無關(guān)變量要保持相同,D正確。]
5.2,4-D是一種最早應(yīng)用的選擇性除草劑,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用它除去單子葉農(nóng)作物田間的雙子葉雜草。單子葉農(nóng)作物與雙子葉雜草對(duì)2,4-D濃度的反應(yīng)如圖曲線所示。
(1)從圖中可以看出2,4-D作用的特點(diǎn)是_______________。
(2)圖中X點(diǎn)(甲、乙的交點(diǎn))對(duì)應(yīng)的濃度對(duì)于雙子葉雜草的作用效果是__________,2,4-D作為除草劑的最佳使用濃度是__________點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的濃度。
(3)近幾年,媒體經(jīng)常報(bào)道有些農(nóng)民使用除草劑導(dǎo)致作物絕產(chǎn)的消息。如果農(nóng)民使用的2,4-D不是假冒產(chǎn)品,請(qǐng)你分析導(dǎo)致作物絕產(chǎn)的最可能原因是____________________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析] (1)生長(zhǎng)素的作用特點(diǎn)是兩重性。(2)根據(jù)甲、乙兩曲線對(duì)除草劑的敏感程度可知,甲曲線是雜草,乙曲線是農(nóng)作物,因此在兩曲線的交點(diǎn)處,對(duì)雜草起促進(jìn)作用。除草劑的最佳濃度為促進(jìn)農(nóng)作物的效果最高,且抑制雜草,故F或D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的除草劑濃度最佳。(3)由于生長(zhǎng)素作用具有兩重性,因此當(dāng)噴灑的除草劑濃度過高時(shí),會(huì)抑制農(nóng)作物的生長(zhǎng),導(dǎo)致作物絕產(chǎn)。
[答案] (1)具有兩重性(低濃度促進(jìn)生長(zhǎng),高濃度抑制生長(zhǎng)) (2)促進(jìn) F或D (3)使用的濃度過高,抑制了作物的生長(zhǎng)甚至殺死了作物課標(biāo)內(nèi)容要求
核心素養(yǎng)對(duì)接
舉例說明生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、赤霉素、脫落酸和乙烯等植物激素及其類似物在生產(chǎn)上得到了廣泛應(yīng)用。
社會(huì)責(zé)任——基于植物激素及其類似物在生產(chǎn)上得到了廣泛應(yīng)用,分析其利與弊,探討科學(xué)、社會(huì)、技術(shù)與環(huán)境之間的相互關(guān)系。
植物激素
植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑
來源
植物一定部位產(chǎn)生
人工化學(xué)合成
生理作用
對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)行調(diào)節(jié)
作用后去向
被相應(yīng)的酶分解失活
殘留在植物體內(nèi)繼續(xù)發(fā)揮作用
作用效果
短暫,只發(fā)揮一次作用
持久穩(wěn)定
實(shí)例
乙烯、生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、赤霉素和脫落酸
乙烯利、生長(zhǎng)素類似物、青鮮素、赤霉素
組別
清水
濃度a
濃度b
濃度c
平均生根數(shù)
15
29
38
7
濃度(mg/L)
平均每株生根數(shù)(條)
平均根長(zhǎng)(cm)
0.2
7.8
10.0
0.3
7.4
9.6
0.4
6.3
9.4
0.5
5.9
8.8
知 識(shí) 網(wǎng) 絡(luò) 構(gòu) 建
核 心 語 句 歸 納
1.由人工合成的,對(duì)植物的生長(zhǎng)、發(fā)育有調(diào)節(jié)作用的化學(xué)物質(zhì),稱為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。
2.生長(zhǎng)素類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可促進(jìn)扦插枝條的生根,乙烯利可催熟果實(shí)。
3.植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可提高作物產(chǎn)量、改善產(chǎn)品品質(zhì),還可能對(duì)人體健康和環(huán)境帶來不利影響。
4.預(yù)實(shí)驗(yàn)可以為進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)探索條件,也可以檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和可行性。
這是一份人教版 (2019)選擇性必修1第3節(jié) 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用學(xué)案設(shè)計(jì),共5頁。學(xué)案主要包含了驅(qū)動(dòng)任務(wù)1,驅(qū)動(dòng)任務(wù)2,驅(qū)動(dòng)任務(wù)3,總結(jié)目標(biāo)等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高中生物人教版 (2019)選擇性必修1第3節(jié) 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用學(xué)案,共8頁。學(xué)案主要包含了植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的類型和作用,植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的施用等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份人教版 (2019)選擇性必修1第3節(jié) 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案及答案,共5頁。
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