-新教材高中生物第5章植物生命活動的調節(jié)第3節(jié)植物生長調節(jié)劑的應用學案新人教版選擇性必修

PAGEPAGE11植物生長調節(jié)劑的應用新課程標準核心素養(yǎng)1.舉例說明植物生長調節(jié)劑的類型以及它們在生產中的作用。2．評述植物生長調節(jié)劑的應用，認同使用植物生長調節(jié)劑應合理合法的觀點。3．探索植物生長調節(jié)劑的應用，嘗試運用預實驗方法開展探究。1.生命觀念——比較植物激素和植物生長調節(jié)劑的異同點。2．科學探究——探索植物生長調節(jié)劑的應用。3．社會責任——關注植物生長調節(jié)劑的優(yōu)點及不合理施用帶來的危害。知識點(一)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,))植物生長調節(jié)劑的類型和作用1．概念：由人工合成的，對植物的生長、發(fā)育有調節(jié)作用的化學物質，稱為植物生長調節(jié)劑。2．優(yōu)點：植物生長調節(jié)劑具有原料廣泛、容易合成、效果穩(wěn)定等優(yōu)點。3．分類(1)一類分子結構和生理效應與植物激素類似，如吲哚丁酸。(2)另一類分子結構與植物激素完全不同，但具有與植物激素類似的生理效應，如α-萘乙酸(NAA)、矮壯素等。4．應用(1)對于提高作物產量、改善產品品質等，都起到很好的作用。①它能延長或終止種子、芽及塊莖的休眠；②調節(jié)花的雌雄比例；③促進或阻止開花，誘導或控制果實脫落；④控制植株高度、形狀等。(2)施用植物生長調節(jié)劑還能減輕人工勞動。5．負面影響(1)植物生長調節(jié)劑使用不當，則可能影響作物產量和產品品質。(2)過量使用植物生長調節(jié)劑，還可能對人體健康和環(huán)境帶來不利影響。(1)植物生長調節(jié)劑都是人工合成的，作用效果穩(wěn)定(√)(2)植物生長調節(jié)劑是分子結構和生理效應與植物激素類似的物質(×)(3)植物生長調節(jié)劑都能提高作物產量、改善產品品質(×)(4)生長素類似物2,4-D屬于植物生長調節(jié)劑(√)(5)α-萘乙酸的分子結構和植物激素類似(×)(6)使用一定濃度的膨大素能加快草莓的生長、發(fā)育和成熟(√)(7)施用植物生長調節(jié)劑可調節(jié)花的雌雄比例(√)1．(生命觀念)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呢？提示：植物激素含量少，植物生長調節(jié)劑容易合成，原料廣泛，效果穩(wěn)定等。2．(社會責任)對西瓜、草莓、葡萄等常使用一定濃度的膨大劑(也叫膨大素)，對這些水果的生長有什么作用？有不足之處嗎？提示：會使水果長勢加快、個頭變大，加快水果成熟，使其提前上市。但使用膨大劑的水果與正常水果相比，口感較差，汁水較少，甜味不足，而且不宜長時間儲存。3．(科學探究)分析資料，回答問題：一種保鮮劑——青鮮素，能抑制植物細胞生長與分裂，從而抑制發(fā)芽，被用于蔬菜和水果的保鮮，但其殘留會損害人體健康?？蒲腥藛T以小鼠為實驗材料，對青鮮素毒害性進行了檢測，結果如圖。(1)青鮮素和脫落酸(一種植物激素)的作用類似，這類人工合成的對植物的生長發(fā)育有調節(jié)作用的化學物質被稱為植物生長調節(jié)劑。(2)該實驗檢測有毒物質毒性的指標是變異細胞的比例，請根據實驗結果提出一條關于青鮮素使用的指導意見：應使用低濃度(或濃度低于30mg·L－1)的青鮮素。1．常見植物生長調節(jié)劑及應用植物激素對應生長調節(jié)劑應用生長素萘乙酸、2,4-D①促進扦插枝條的生根②促進果實發(fā)育，防止落花落果③用作農業(yè)除草劑赤霉素赤霉素①促進植物莖稈伸長②解除種子和其他部位的休眠，用來提早播種細胞分裂素青鮮素蔬菜儲藏中，常用它來保持蔬菜鮮綠，延長貯存時間乙烯乙烯利用于催熟果實脫落酸矮壯素控制植物徒長，使植株節(jié)間縮短，長得矮、壯、粗，根系發(fā)達，抗倒伏2．使用植物生長調節(jié)劑作用效果比使用植物激素的效果更穩(wěn)定植物體內的激素會被相應的酶分解，不能長時間發(fā)揮作用，人工合成的生長調節(jié)劑不是植物體的天然成分，植物體內沒有相應的酶去分解它，因此作用效果更持久穩(wěn)定。1．生長素及其生長素調節(jié)劑能夠調節(jié)植物的生長發(fā)育。下列相關敘述錯誤的是()A．棉花栽培過程中去除頂芽可促進側芽生長，提高棉花產量B．給果樹適時噴施適量的NAA有利于保果，提高果實產量C．用適宜濃度的IAA處理未受粉番茄雌蕊，可得到大量正常的番茄種子D．帶有芽和幼葉的柳條扦插時容易生根，是因為芽和幼葉均能產生IAA解析：選C用適宜濃度的IAA處理未受粉的番茄雌蕊，可得到無子果實，不能得到正常的番茄種子。2．據了解，現在有越來越多的蔬菜和水果提前上市，上市銷售前再用大量的膨大劑、增紅劑和催熟劑等化學激素處理，在將其催熟的同時又令其外觀變得更好看。其中的膨大劑和催熟劑可能是()A．生長素類調節(jié)劑和乙烯類調節(jié)劑B．細胞分裂素類調節(jié)劑和乙烯類調節(jié)劑C．生長素類調節(jié)劑和細胞分裂素類調節(jié)劑D．赤霉素類調節(jié)劑和乙烯類調節(jié)劑解析：選B膨大劑能使果實膨大，主要原因應是細胞數目增多，引起細胞數目增多的應為細胞分裂素類調節(jié)劑；乙烯能促進果實成熟，所以催熟劑的作用效果與乙烯相同。[易錯提醒]關于植物生長調節(jié)劑的兩點提醒(1)人工合成的赤霉素也屬于植物生長調節(jié)劑。(2)生長素類調節(jié)劑是人工合成的與生長素具有類似作用的物質，故屬于植物生長調節(jié)劑范疇。知識點(二)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,))植物生長調節(jié)劑的施用1．施用時應注意的問題(1)需要根據實際情況，選擇恰當的植物生長調節(jié)劑。(2)還要綜合考慮施用目的、效果和毒性，調節(jié)劑殘留、價格和施用是否方便等因素。(3)對于某種植物生長調節(jié)劑來說，應注意施用濃度、時間、部位以及施用時植物的生理狀態(tài)和氣候條件等。2．探索生長素類調節(jié)劑促進插條生根的最適濃度(以2,4-D為例)(1)實驗原理①適當濃度的2,4-二氯苯氧乙酸(簡稱2,4-D)可以促進插條生根，濃度過高時會抑制生根，高濃度的2,4-D甚至會殺死雙子葉植物。②2,4-D的影響存在一個最適濃度，在此濃度下植物插條的生根數量最多，生長最快。(2)實驗過程(3)實驗步驟①分組：把形態(tài)、大小基本一致的插條平均分成10組，每組3枝。②處理插條：把一定濃度的2,4-D按不同比例稀釋成10份具有濃度梯度(實驗前通過預實驗確定的梯度范圍)的溶液，用浸泡法或者沾蘸法處理插條。③培養(yǎng)：將處理過的插條放入營養(yǎng)花缽中，適宜溫度(25～30℃)下培養(yǎng)。④觀察：一段時間后，觀察、記錄各組插條的生根情況，如生根條數、根的長度等。(4)實驗結果生根數目最多且不定根的長度最長的一組對應的生長素類調節(jié)劑濃度接近促進插條生根的最適濃度。3．嘗試利用乙烯利催熟水果(1)乙烯利①性質：液體；當溶液pH＜3.5時，它比較穩(wěn)定；但隨著溶液pH升高，它會分解釋放出乙烯。②作用：乙烯對水果有催熟作用，還可以進一步誘導水果自身產生乙烯，加速水果成熟。(2)設計實驗方案(1)選擇恰當的植物生長調節(jié)劑需要考慮效果、毒性及調節(jié)劑殘留等(√)(2)正式實驗前需要做一個預實驗，其目的是減小實驗誤差(×)(3)當溶液的濃度較小時，使用沾蘸法，深約1.5cm即可(×)(4)預實驗可以為進一步實驗摸索條件(√)(5)探索生長素類調節(jié)劑促進插條生根的最適濃度的實驗中，生長素類調節(jié)劑的用量是自變量(×)(6)乙烯利是用于水果催熟的氣體激素(×)(7)乙烯利在pH＞3.5時，易分解產生乙烯，有誘導水果自身產生乙烯的作用(√)1．(社會責任)植物生長調節(jié)劑如果使用不當，不僅達不到預期目的，反而會造成損失。使用時應注意哪些？提示：應注意植物生長調節(jié)劑的使用效果與濃度、使用時期、使用方法、調節(jié)劑殘留等。2．(科學探究)探索生長素類調節(jié)劑促進插條生根的最適濃度。(1)實驗材料的選取和處理方法：①選取生長旺盛的一年生枝條，因為其形成層細胞分裂能力強，發(fā)育快，易成活。②為保證插條的成活率，通常需“去除老葉，保留3～4個幼芽”。試分析這樣做的目的是什么？提示：去除老葉的目的：可以有效降低蒸騰作用，減少營養(yǎng)物質的消耗。保留幼芽的目的：幼芽可以產生生長素，運輸到插條下端，促進生根。(2)實驗設計及結果分析：①在實驗之前進行預實驗的作用是什么？提示：可以為進一步的實驗摸索條件；檢驗實驗設計的科學性和可行性，以免由于設計不周，盲目開展實驗而造成人力、物力和財力的浪費。②下表為不同濃度生長素類調節(jié)劑對枝條生根數量的影響，分析下列問題：生長素類調節(jié)劑濃度(mol·L－1)0.020.030.040.050.06生根數量(條)101518128a.5組實驗中最適合生根的生長素類調節(jié)劑濃度是多少？提示：0.04mol·L－1。b．如果想更加精確地確定促進插條生根的最適濃度，應該如何操作？提示：在0.03～0.05mol·L－1之間設置一系列濃度梯度的生長素類調節(jié)劑溶液重復以上實驗。探索生長素類調節(jié)劑促進插條生根的最適濃度1．實驗原理(1)生長素類調節(jié)劑對植物插條的生根情況有很大的影響，在不同濃度、不同時間下處理插條，其影響程度不同。(2)生長素類調節(jié)劑的影響存在一個最適濃度，在此濃度下植物插條的生根數量最多，生長最快。2．實驗步驟3．結果分析由圖中曲線可知，促進扦插枝條生根的最適濃度是A點對應的生長素類調節(jié)劑濃度，在A點兩側，存在促進生根效果相同的兩個不同濃度。4．注意事項(1)需進行預實驗：預實驗可以為進一步的實驗摸索條件，也可以檢驗實驗設計的科學性和可行性，以免由于設計不周，盲目開展實驗而造成人力、物力和財力的浪費。(2)控制無關變量：無關變量在實驗中的處理要采用等量性原則。如選用相同的花盆、相同的植物材料，插條的生理狀況、帶有的芽數相同，插條處理的時間長短一致等。(3)處理插條①生長素類調節(jié)劑處理插條可用浸泡法(溶液濃度較低)或沾蘸法(溶液濃度較高，處理時間較短)。②處理時插條上下不能顛倒，否則扦插枝條不能成活。③扦插時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，保持植物體內的水分平衡。1．下列有關“探索生長素類調節(jié)劑促進插條生根的最適濃度”實驗的敘述，正確的是()A．不同濃度的生長素類調節(jié)劑，對插條生根的影響不會相同B．可用插條生根的平均數量或平均長度作為實驗因變量觀察指標C．為使實驗結果準確可靠，實驗所用插條不能帶有芽或幼葉D．進行正式實驗前不需做預實驗解析：選B生長素的作用具有兩重性，在最適濃度的兩側，總會找到一個低濃度和一個高濃度，它們對促進生根的效果相同，A錯誤；可用插條生根的平均數量或平均長度作為實驗因變量觀察指標，B正確；實驗所用插條可以帶有芽或幼葉，但要保證各枝條的芽或幼葉情況相同，C錯誤；在正式實驗之前一般要做一個預實驗，目的是為正式實驗摸索條件，避免浪費，D錯誤。2．某課題組研究了激素類調節(jié)劑甲和乙對某種月季插條生根的影響，實驗結果如圖所示。下列敘述正確的是()A．激素類調節(jié)劑的種類是該實驗的唯一自變量B．該實驗證明了激素類調節(jié)劑甲的作用具有兩重性C．該實驗證明激素類調節(jié)劑乙促進生根的最適濃度是10μmol·L－1D．若要探究10μmol·L－1的激素類調節(jié)劑甲、乙對該種月季插條生根的復合影響，應設計4組實驗解析：選D該實驗的自變量為激素類調節(jié)劑的種類和激素類調節(jié)劑濃度，A錯誤；激素類調節(jié)劑甲在濃度為1000μmol·L－1時，對月季插條生根的促進作用降低，但與濃度為0μmol·L－1時相比仍表現為促進作用，B錯誤；由圖可知，激素類調節(jié)劑乙的實驗濃度對該月季生根具有抑制作用，該實驗不能證明激素類調節(jié)劑乙能促進生根，若要探究其能促進生根的最適濃度，應在0～10μmol·L－1區(qū)間再設置一系列濃度梯度重復實驗，C錯誤；若要探究10μmol·L－1的激素類調節(jié)劑甲、乙的復合作用，需要分別設置激素類調節(jié)劑甲、乙單獨作用的實驗、復合作用的實驗和空白實驗，共4組，D正確。3．某生物興趣小組用迎春枝條作實驗材料，做了探究α-萘乙酸(NAA)促進插條生根最適濃度實驗的預實驗，結果如圖。請根據預實驗結果，設計進一步的探究實驗。(1)材料用具：生長旺盛的一年生迎春枝條若干、燒杯、量筒、培養(yǎng)皿、NAA、蒸餾水等。(2)配制溶液：配制濃度依次為_____________________________________________________________________________________________________________________________________________(溶液濃度梯度為0.5ppm)的NAA溶液9份，并編號為1～9。(3)實驗步驟：第一步：_____________________________________________________________；第二步：_______________________________________________________________；第三步：一天后取出枝條分別進行扦插；第四步：每天對扦插枝條的生根情況進行觀察記錄。(4)請設計本實驗的觀察記錄表。(5)該實驗應控制好兩個主要的無關變量，具體方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(2)根據預實驗的結果，可確定進一步探究的濃度范圍是2～6ppm，再根據題中要求濃度差為0.5ppm，可確定要配制的NAA的濃度梯度為2ppm、2.5ppm、3ppm、3.5ppm、4ppm、4.5ppm、5ppm、5.5ppm、6ppm，共9份。(3)填寫實驗步驟時，應遵循隨機分組→浸泡→培養(yǎng)(扦插)→統計的思路進行解答。(4)設計觀察記錄表應根據題中信息：配制NAA溶液9份，每天對扦插枝條的生根情況進行觀察記錄。(5)該實驗的無關變量應從實驗材料、處理時間、溫度等方面考慮。答案：(2)2ppm、2.5ppm、3ppm、3.5ppm、4ppm、4.5ppm、5ppm、5.5ppm、6ppm(3)將迎春枝條隨機均分為9份將9份枝條的基部分別浸泡在1～9號NAA溶液中(4)如下表：eq\a\vs4\al(NAA濃度)(ppm)生根條數天數22.533.544.555.56123?(5)各組枝條處理時間長短一致；所用植物材料盡可能做到生長狀況一致[易錯提醒]實驗結果處理與異常原因分析(1)對實驗結果進行處理時，要根據實驗數據，以生長素類調節(jié)劑的濃度為橫坐標，根的數目為縱坐標，繪制曲線圖，確定最適濃度范圍。(2)可能出現的問題及原因分析①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，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)學的上端與下端。②生根過少：配制生長素類調節(jié)劑溶液時，濃度梯度要密一些，組別要多一些，濃度梯度過稀、組別過少易錯過最適濃度范圍，導致生根過少。要語必背網絡構建1.植物生長調節(jié)劑是由人工合成的，對植物的生長、發(fā)育有調節(jié)作用的化學物質，其具有原料廣泛、容易合成、效果穩(wěn)定等優(yōu)點。2．預實驗可以為進一步的實驗摸索條件，也可以檢驗實驗設計的科學性和可行性。1．下列有關α-萘乙酸(NAA)的說法，錯誤的是()A．是一種植物生長調節(jié)劑B．具有與植物激素類似的生理效應C．具有與植物激素類似的分子結構D．合理使用可以提高農作物的產量解析：選Cα-萘乙酸(NAA)是人工合成的植物生長調節(jié)劑，具有與植物激素類似的生理效應，但與植物激素具有完全不同的分子結構，A、B正確，C錯誤；合理使用α-萘乙酸可以刺激生長，誘導開花，促進早熟和增產等，可以提高農作物的產量，D正確。2．馬鈴薯、大蒜等經常會因發(fā)芽導致無法儲存，生產上常用青鮮素延長儲存期。以下說法正確的是()A．青鮮素是一種具有細胞分裂素效用的植物生長調節(jié)劑B．青鮮素是人工合成的小分子有機物，對人體健康沒有副作用C．人工合成的植物生長調節(jié)劑分子結構往往和植物激素相同D．植物生長調節(jié)劑的使用效果與使用濃度、使用時期和使用方法都有關系解析：選D青鮮素抑制發(fā)芽，細胞分裂素促進細胞分裂，有利于發(fā)芽，二者效用不同，A錯誤；青鮮素對人體健康有副作用，B錯誤；人工合成的植物生長調節(jié)劑，按照分子結構分成結構相似和結構完全不同的兩類，C錯誤；植物生長調節(jié)劑的使用效果與使用濃度、使用時期和使用方法都有關系，使用不當會造成損失，D正確。3．研究小組探究了萘乙酸(NAA)對某果樹扦插枝條生根的影響，結果如圖。下列相關敘述正確的是()A．自變量是NAA，因變量是平均生根數B．不同濃度的NAA均提高了插條生根率C．生產上應優(yōu)選320mg·L－1NAA處理插條D．400mg·L－1NAA具有增加生根數的效應解析：選D自變量是NAA濃度，因變量是平均生根數和生根率；圖中顯示較高濃度的NAA能抑制插條生根率，如NAA濃度為400mg·L－1時插條生根率小于對照組；NAA濃度為200mg·L－1左右時，生根率和平均生根數都較高，適合生產上應用；400mg·L－1NAA能夠增加生根數。4．生物興趣小組的同學對某品種番茄的花進行人工去雄后，用不同濃度的生長素類調節(jié)劑2,4-D涂抹子房，得到的無子番茄果實平均重量見下表。下列分析正確的是()2,4-D濃度(mg·L－1)05101520253035無子番茄平均重量(g/個)013.526.546.553.553.743.030.2A.表中2,4-D濃度超過25mg·L－1，對果實發(fā)育起抑制作用B．人工去雄后番茄花用一定濃度生長素類調節(jié)劑處理，將發(fā)育成無子果實C．濃度為35mg·L－1的2,4-D仍然可以誘導形成無子番茄果實，因此2,4-D不具有兩重性D．將該實驗獲得的無子番茄果肉細胞進行組織培養(yǎng)，獲得的植株在自然狀態(tài)下也能產生無子番茄解析：選B2,4-D濃度為0的一組作為對照組，與對照組相比，其他各組均能促進果實生長，所以2,4-D濃度超過25mg·L－1時，對果實發(fā)育仍起促進作用，只是促進作用減弱，A錯誤；2,4-D能促進果實的發(fā)育，用一定濃度的生長素類調節(jié)劑涂抹未受粉的子房，可以獲得無子果實，B正確；濃度為35mg·L－1的2,4