生物选择性必修1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评课ppt课件

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一、植物生长调节剂的类型和作用1.概念:由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质,称为植物生长调节剂。2.优点:原料广泛、容易合成、效果稳定。3.分类(1)分子结构和生理效应与植物激素类似,如吲哚丁酸。(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,如α- 萘乙酸(NAA)、矮壮素等。4.应用:提高作物产量、改善产品品质、减轻人工劳动等。
[思考]植物生长调节剂可以随意使用吗?答案 植物生长调节剂使用不当,则可能影响作物产量和产品品质;过量使用植物生长调节剂,还可能对人体健康和环境带来不利影响。
二、植物生长调节剂的施用1.综合考虑施用目的、效果和毒性以及调节剂残留、价格和施用是否方便等因素选择恰当的植物生长调节剂。2.对于某种植物生长调节剂来说,施用浓度、时间、部位以及施用时植物的生理状态和气候条件等,都会影响施用效果,施用不当甚至会影响生产。
三、探索植物生长调节剂的应用1.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度(1)处理插条的常用方法①浸泡法:要求生长素类似物溶液的浓度较小。②沾蘸法:省时,但生长素类似物溶液浓度较高。(2)如果对要研究的植物有关情况所知不多,可以先设计一组梯度比较大的预实验进行摸索,再在预实验的基础上设计更合理的浓度梯度进行实验。(3)注意控制无关变量。例如,如果要研究的是不同浓度药物的影响,处理的时间长短应该一致;同一组实验中所用到的植物材料,也应该尽可能保持条件相同。
(4)实验操作流程(以浸泡法为例)
2.尝试用乙烯利催熟水果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,还可以进一步诱导水果自身产生乙烯,加速水果成熟。[思考]乙烯利分解释放出的乙烯可以进一步诱导水果自身产生乙烯,加速水果成熟,体现了什么调节机制?答案 正反馈调节。
预习反馈1.判断(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。( × )(3)在进行“探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”实验时,不需要进行预实验。( × )(4)生长素类调节剂促进插条生根的实验自变量为扦插枝条生根情况,实验的因变量是生长素类调节剂的浓度。( × )
2.某小组开展“探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”课题研究,在制订实验方案过程中,下列哪一项可以不考虑?(　　)A.严格控制无关变量B.配制一系列浓度梯度的生长素类调节剂溶液C.蒸馏水处理作为对照D.查资料或进行预实验,确定实验浓度范围
答案 C解析 “探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”实验中,先查资料或进行预实验,确定实验浓度范围,然后配制一系列浓度梯度的生长素类调节剂溶液进行实验,同时要严格控制无关变量;该实验不是验证生长素类调节剂对插条生根的影响,所以可以不设置蒸馏水处理作为对照。
[情境创设] 农业生产中人们常用利用2,4-D处理番茄得到无子番茄,用多倍体育种方法得到无子西瓜。
1.无子西瓜与无子番茄的形成原理是什么?答案 无子西瓜是三倍体植株,是通过多倍体育种形成的,由染色体变异引起,属于可遗传的变异。而无子番茄是通过涂抹了一定浓度的生长素类调节剂形成的,无子番茄的染色体与正常细胞的相同,属于不可遗传的变异。
2.农业生产上,生长素类调节剂NAA诱导无子果实的效果比用天然的生长素效果明显,尝试说明理由。答案 植物体内没有分解NAA的酶,NAA可以长时间发挥作用,而植物体内有分解吲哚乙酸的酶,所以吲哚乙酸不能长时间发挥作用。3.瓜果蔬菜在种植时因使用了植物生长调节剂而引起社会的广泛关注,媒体接连曝出“激素黄瓜”“空心草莓”“爆炸西瓜”等。试探讨使用植物生长调节剂会不会影响农产品的品质。答案 植物生长调节剂使用得当,不会影响产品品质,甚至可以改善品质。如果使用不当,或片面追求短期经济效益,则有可能影响产品品质。
4.催熟的水果会导致儿童“性早熟”吗?答案 不会。儿童“性早熟”是受性激素调节的,而无论是乙烯还是乙烯利都不能在人体内表现出类似性激素的作用,也不能参与性激素的合成。
【归纳提升】1.植物激素与植物生长调节剂的比较
2.植物生长调节剂的应用举例
【探究应用】1.(2021山东济南一中高二期中)以下关于植物激素或植物生长调节剂在农业生产实践上的应用描述,符合实际的是(　　)A.黄瓜结果后,喷洒一定量的脱落酸可以防止果实脱落B.利用高浓度的2,4-D作除草剂,可抑制大豆田中的单子叶杂草C.用一定浓度的细胞分裂素溶液处理黄麻、芦苇等植物,使纤维长度增加D.喷洒一定浓度的乙烯利溶液,可促进果实成熟
答案 D解析 脱落酸具有促进果实脱落的作用,A项不符合实际;利用高浓度的2,4-D作除草剂,可抑制单子叶作物中的双子叶杂草,B项不符合实际;用一定浓度的赤霉素溶液处理黄麻、芦苇等植物,可使纤维长度增加,C项不符合实际;乙烯可促进果实成熟,乙烯利可分解产生乙烯,喷洒一定浓度的乙烯利溶液,可促进果实成熟,D项符合实际。
2.(2021山东德州高二期中)下列关于植物激素及植物生长调节剂在农业生产实践上的应用,不符合实际的是(　　)A.用一定浓度赤霉素溶液喷洒水稻可以提高产量B.在未授粉的雌蕊柱头喷洒适宜浓度生长素类调节剂并套袋,可获得无子果实C.利用高浓度的 2,4-D 作除草剂,可抑制麦田中的双子叶杂草D.植物生长调节剂可以替代植物激素发挥作用,使用时需要考虑药物浓度和药物毒性
答案 A解析 赤霉素能够促进细胞伸长,从而引起植株增高,而水稻收获的是种子,故用一定浓度赤霉素溶液喷洒水稻不能提高产量,A项不符合实际;生长素能促进子房发育成果实,因此在未授粉的雌蕊柱头上喷洒一定浓度的生长素类调节剂可以诱导无子果实的形成,B项符合实际;由于双子叶杂草比单子叶农作物对生长素更敏感,因此利用高浓度的2,4-D作除草剂,可抑制麦田中的双子叶杂草,C项符合实际;植物生长调节剂可以替代植物激素发挥作用,使用时需要考虑药物浓度和药物毒性,D项符合实际。
3.(2021河北衡水中学高二开学考试)人工合成的矮壮素在我国农业生产中被广泛使用,其作用机制是抑制植物体内的赤霉素合成。下表是研究人员利用矮壮素获得的对幼苗阶段番茄生长影响的结果。
下列叙述错误的是(　　)A.赤霉素是植物激素,矮壮素是植物生长调节剂,两者是拮抗关系B.矮壮素对番茄幼苗的茎粗、叶数和须根数影响不大C.矮壮素通过增加相关酶的活性,导致实验组叶绿素含量增加D.施用矮壮素后的番茄幼苗具有不可遗传的抗倒伏性状
答案 C解析 赤霉素是植物体内合成的植物激素,矮壮素是人工合成的植物生长调节剂,矮壮素的作用机制是抑制植物体内的赤霉素合成,故两者是拮抗关系,A项正确;由表格数据可知,与对照组相比,添加矮壮素的实验组中番茄幼苗的茎粗、叶数和须根数变化不大,B项正确;由表中实验结果无法判断矮壮素是通过增加相关酶的活性,导致实验组叶绿素含量增加,C项错误;施用矮壮素后的番茄幼苗具有矮秆抗倒伏性状,这种性状的出现因遗传物质没有改变,是不可遗传的,D项正确。
某研究性学习小组为了验证不同浓度的2,4-D溶液对植物生根的影响,用不同浓度的2,4-D溶液处理杨树扦插枝条,生根情况如下图所示,据图回答问题。
1.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度实验中,设立预实验的目的是什么?答案 (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;(3)减少盲目性和人力、物力、财力的浪费。2.在进行植物扦插时,为什么保留有芽和幼叶的枝条比较容易生根?答案 芽和幼叶在生长时能产生生长素,而生长素可促进扦插枝条生根。
3.在实验中,若两种浓度的2,4-D溶液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?答案 由2,4-D作用曲线可知,存在作用效果相同的两种2,4-D溶液浓度。最适浓度应在两种2,4-D溶液浓度之间,即在两种浓度之间再等浓度梯度配制2,4-D溶液进行实验。
【归纳提升】1.实验变量分析(1)自变量:生长素类调节剂溶液的浓度。(2)无关变量:如选用相同的花盆,相同的植物材料,插条的生理状况、带有的芽数相同,插条处理的时间长短一致等。2.实验检测指标:插条生根的数目或长度。注意处理插条时形态学上端与下端不能颠倒,否则扦插枝条不能生根。
3.实验注意事项(1)插条的选择及处理。①插条选择:插条质量和规格对探究实验效果影响很大。以1年生枝条为最好(形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活)。插条部位以枝条中部剪取的插条为最好,基部较差。②扦插枝条的处理:枝条的形态学上端削成平面,下端要削成斜面,这样在扦插后可增大吸水面积,促进成活;每一枝条留3~4个芽,所选枝条的芽数尽量一样多。③凡是带芽或叶的插条,其扦插成活率都比不带芽或叶的插条成活率高,但芽和叶并非越多越好。a.留叶过多,不利于生根,因叶片多,蒸腾作用失水多,插条易枯死。b.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。
(2)控制无关变量,无关变量在实验中的处理要采用等量性原则。(3)设置重复组,即每组不能少于3个枝条;设置对照组,蒸馏水作空白对照;设置浓度不同的几个实验组之间进行对比,目的是探究生长素类调节剂促进扦插枝条生根的最适浓度。(4)在进行此实验研究时,需要在正式实验前先做一个预实验,这样可以为进一步的实验摸索条件,在确定了最适浓度的大致范围后,可在此范围内利用更小梯度的系列溶液以获得更精确的最适浓度范围。(5)对实验结果进行处理时,要根据实验数据,以生长素类调节剂的浓度为横坐标,根的数目为纵坐标,绘制曲线图,确定最适浓度范围。
4.实验可能出现的问题及原因分析(1)不能生根。用多种不同浓度的生长素类调节剂浸泡,插条均不能生根,主要有以下几种可能:一是枝条所带叶片较多,蒸腾作用过强,失水太多;二是配制的营养液缺乏某种营养元素或缺氧;三是没有分清形态学的上端与下端。(2)生根过少。配制生长素类调节剂溶液时,浓度梯度要密一些,组别要多一些。浓度梯度过大、组别过少易错过最适浓度范围,导致生根过少。
5.“五步法”设计和完善植物激素类实验
【探究应用】1.(2021山东聊城高二期末)某生物兴趣小组探究了植物生长素类调节剂(2,4-D)对富贵竹插条生根的影响,实验结果如下表所示。下列相关叙述错误的是(　　)A.该探究实验的自变量是2,4-D溶液浓度,因变量为插条平均生根数B.浓度为10-5 ml/L的2,4-D溶液对富贵竹生根既不促进也不抑制C.若要确定促进富贵竹插条生根的最适浓度,需缩小2,4-D溶液浓度梯度做进一步实验D.实验过程中,插条上的叶片数以及实验室的温度等因素也会影响实验结果
答案 B解析 此探究实验的自变量是2,4-D溶液浓度,因变量为插条平均生根数,A项正确;与对照组相比,浓度为10-5 ml/L的2,4-D溶液对富贵竹生根具有抑制作用,B项错误;促进富贵竹插条生根的最适2,4-D溶液浓度为10-11 ml/L左右,需缩小浓度梯度做进一步的实验,C项正确;实验过程中,插条上的叶片数以及实验室的温度等因素会影响实验结果,D项正确。
2.(2021江苏高二期中)下列关于“探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”实验的叙述,正确的是(　　)A.采摘的葡萄枝条中,树龄越大、越粗壮的枝条越容易生根B.探究促进生根的最适浓度时,可以通过预实验减小实验误差C.低浓度组用浸泡法处理插条,高浓度组用沾蘸法处理插条D.用不同浓度的生长素类调节剂处理插条,促进效果可能相同
答案 D解析 采摘的枝条中,芽较多的较嫩枝条产生的生长素较多,生长素促进生根,故生根更容易,A项错误;探究促进插条生根的最适浓度时,预实验的目的是为正式实验摸索条件,减少人力、物力的浪费,B项错误;为了保证单一变量的原则,该实验中都用浸泡法处理插条或都用沾蘸法处理插条,C项错误;在最适浓度的两侧,存在作用效果相同的两种生长素类调节剂溶液浓度,因此用不同浓度的生长素类调节剂溶液处理插条,生根的数量可能相同,D项正确。
3.(2021山东德州高二期末)植物生长调节剂烯效唑可通过调节相关内源激素水平来提高浮萍中淀粉的含量。利用一定浓度的烯效唑处理浮萍,测量结果如下表所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A.烯效唑会改变内源激素水平,最终导致淀粉含量的减少B.细胞分裂素和脱落酸在促进淀粉合成上可能具有协同作用C.浮萍中淀粉的积累是多种植物激素共同作用的结果D.烯效唑能抑制赤霉素的合成,可用于控制作物株高,提高抗倒伏能力答案 A
解析 由表格数据可以看出,用一定浓度的烯效唑处理浮萍后,浮萍中淀粉的含量大幅度增加,细胞分裂素与脱落酸的含量也增加,而赤霉素的含量减少。由此可推知,一定浓度的烯效唑可促进浮萍中细胞分裂素、脱落酸的形成,抑制赤霉素的形成,从而增加淀粉的含量,A项错误;细胞分裂素、脱落酸和淀粉含量呈正相关增长,细胞分裂素和脱落酸在促进淀粉合成上可能具有协同作用,B项正确;浮萍中淀粉的积累是细胞分裂素、脱落酸等多种植物激素共同作用的结果,C项正确;一定浓度的烯效唑能抑制赤霉素的合成,降低赤霉素的生理作用,可用于控制作物株高,提高抗倒伏能力,D项正确。