高中生物苏教版 (2019)选择性必修1 稳态与调节第二节 其他植物激素第2课时导学案

第2课时　植物激素在生产上被广泛应用其他因素参与植物生命活动的调节

一、植物生长调节剂的类型和作用

1．含义：由人工合成的，在结构和功能上与各种植物激素相似，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．特点：植物生长调节剂具有容易合成、价格便宜、效果稳定等优点。

3．应用事例

(1)NAA或2，4­D，可促进扦插枝条生根、防止落花落果、促进果实发育、控制性别分化等作用。

(2)6－苄基腺嘌呤(6－BA)，具有延长蔬菜存放期、刺激块根和块茎膨大、促进果实增大等作用。

(3)油菜素甾醇类生长调节剂，能提高叶菜类产量，还可保花、保果、增大果实和改善品质等。

(4)乙烯利在植物体内分解，释放出乙烯，能促进果实成熟。

二、探索植物生长调节剂的应用

1．探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用。

(1)实验原理

适宜浓度的2，4­D或NAA可以使杨树或月季插条基部的薄壁细胞恢复分裂能力，产生愈伤组织，长出大量不定根。

(2)实验步骤

①分组：把形状、大小基本一致的插条平均分成10组，每组3枝。

②处理枝条：把一定浓度的2，4­D或NAA按不同比例稀释成10份具有浓度梯度(实验前通过预实验确定的梯度范围)的溶液，用浸泡法或者沾蘸法处理插条。

③培养：将处理过的插条放入营养花钵中，适宜温度(25～30℃)下培养。

④观察：一段时间后，观察、记录各组插条的生根情况，如生根条数、根的长度等。

(3)实验结果

生根数目最多且不定根的长度最长的一组对应的生长素类调节剂浓度接近促进插条生根的适宜浓度。

2．尝试利用乙烯利催熟水果

(1)乙烯利工业品为液体，当溶液pH<3.5时，它比较稳定，但随pH升高，它会分解释放出乙烯。

(2)乙烯利对皮肤、黏膜有一定的刺激性，操作时要在通风良好的环境中进行。乙烯利遇到明火可燃烧。

三、其他因素参与植物生命活动的调节

环境中的很多其他因素如光、温度和重力，也对植物的生长、发育、繁殖产生影响，其中影响最大的是光。

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)

1．α­萘乙酸(NAA)、2，4­D等都是在生产上广泛应用的生长素。 (　　)

2．光照、温度是“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”实验时需控制的无关变量。                            (　　)

3．植物生长调节剂必然会导致增产、增收。 (　　)

4．对于植物而言，光不仅提供能量，还能调节植物生长发育。 (　　)

5．可以通过控制光照时间长短来控制花期。 (　　)

6．温度只影响细胞代谢，不参与植物生长发育的调节。 (　　)

提示：1.×　2.√　3.×　4.√　5.√　6.×

　植物生长调节剂的应用

1．植物生长调节剂的应用

(1)赤霉素类(GA)：打破种子的休眠；促进芹菜等的营养生长，增加产量；生产α­淀粉酶。

(2)生长素类调节剂

①促进黄杨、葡萄的生根；

②对棉花进行保花保果，防止脱落；

③处理未授粉的花蕾，以获得无籽果实：可以补救因花粉发育不良或暴风雨袭击影响授粉而导致的瓜果类作物产量下降。(注明：此措施不可用于挽救以收获种子为目的的各种粮食作物和油料作物的减产问题。)

(3)乙烯类调节剂

①用乙烯利促进黄瓜的雌花分化；

②促进香蕉、柿、番茄的果实成熟。

(4)脱落酸类调节剂：施用矮壮素(生长延缓剂)防止棉花徒长、促进结实。

2．植物激素与植物生长调节剂的比较

1．农业生产上，用萘乙酸诱导无籽果实的效果比用天然的生长素效果明显，尝试说明理由。

提示：植物体内没有分解萘乙酸的酶，萘乙酸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。

2．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。

提示：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。例如，适当使用赤霉素类物质可以提高葡萄品质。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。

1．(多选)关于植物激素及其类似物在农业生产实践上的应用，不符合实际的是(　　)

A．黄瓜结果后，喷洒一定量的脱落酸可防止果实的脱落

B．番茄开花后，喷洒一定浓度乙烯利，可促进子房发育成果实

C．辣椒开花后，喷洒适宜浓度的生长素类植物生长调节剂，可获得无籽果实

D．用一定浓度赤霉素溶液处理黄麻、芦苇植物，可使植株增高

ABC　[脱落酸是促进植物脱落的；乙烯利是促进果实成熟的，而不是发育；辣椒开花后，就可能进行传粉，这样再喷洒适宜浓度的生长素类似物，获得的是有籽果实，正确做法是：花蕾期去雄、在雌蕊柱头涂抹一定浓度的生长素类植物调节剂，套袋隔离；赤霉素可以促进植株增高。]

2．下列生产实践活动中，植物激素或植物生长调节剂使用不当的是(　　)

A．脱落酸用于打破种子休眠

B．2，4­D用于促进扦插枝条生根

C．乙烯用于果实催熟

D．细胞分裂素用于蔬菜保鲜

A　[脱落酸抑制细胞分裂，不能打破种子休眠，打破种子休眠的是赤霉素。]

关于植物生长调节剂的两点注意

(1)尽管植物生长调节剂在农林园艺生产上得到广泛的应用，但在具体的农业生产过程中，是否施用，如何使用植物生长调节剂，需要理性评估。

(2)植物生长调节剂可能对人体健康和环境带来不利影响，因此，植物生长调节剂的应用，需要关注可能带来的负面影响。

　参与植物生命活动的环境因素

一、光对植物生长发育的调节

1．光对植物颜色的影响

(1)机理：叶绿素的形成需要光。种子在黑暗中萌发，长成的幼苗叶片中缺乏叶绿素，表现为“黄化苗”。

(2)应用：韭黄、蒜黄的培育。

2．光对植物形态的影响

(1)植物的向光性

①机理：单侧光照使向光侧的生长素向背光侧转移，导致背光侧生长较快，从而使植物向光生长。

②意义：使植物得到尽可能多的光照。

(2)豆芽的形态变化：黑暗中的幼苗下胚轴较长，使幼苗尽快出土；一旦见光，子叶展开，上胚轴快速生长，长成豆苗，以接受光照。

3．光对植物开花的影响

(1)长日照植物

①概念：只有当日照长度超过临界日长(14～17小时)，或者说暗期必须短于某一时数才能形成花芽的植物。否则不能形成花芽，只停留在营养生长阶段。

②实例：冬小麦、大麦、油菜、萝卜等，纬度超过60°的地区，多数植物是长日照植物。

(2)短日照植物

①概念：只有当日照长度短于其临界日长(少于12小时，但不少于8小时)时才能开花的植物。在一定范围内，暗期越长，开花越早，如果在长日照下则只进行营养生长而不能开花。

②实例：许多热带、亚热带和温带春秋季开花的植物大多属于短日照植物，如大豆、玉米、水稻、紫花地丁等。

1．“待到秋末九月八，我花开后百花杀”，菊花为短日照植物，在“五一”节时需要摆放菊花花坛，欲使菊花在“五一”节时开花，应对其进行怎样的处理？

提示：提前对其进行短日照处理。

2．植物的向光性是否体现了生长素低浓度促进生长，高浓度抑制生长的作用？

提示：不能，植物的向光性只能体现生长素促进生长的作用。

二、重力等对生长素分布的影响

1．作用机理：当重力方向改变时，引起植物体内一系列信号分子的改变，如通过影响生长素的运输导致生长素沿着重力刺激的方向不对称分布，从而造成重力对植物生长的影响。

2．作用部位：胚芽鞘尖端等生长素的产生部位。

甲　　　　　　　乙

(1)受重力影响：在幼根中重力作用使生长素从A运到B。幼茎中生长素从C运到D(如图甲)。

(2)在圆周运动中，生长素有离心运动的趋势，从F运到E(如图乙)。

3．作用效果

(1)根：对生长素较为敏感，B处浓度过高对根的生长起抑制作用，而A处的浓度有利于根的生长。

(2)茎：对生长素相对不敏感，D处生长素浓度大于C处生长素浓度，所以D侧生长快于C侧。

三、春化作用

1．概念：经历低温诱导促使植物开花的作用。

2．效果

(1)春化过程中，感受低温的部位分生组织中的RNA和蛋白质含量增加，代谢也发生顺序性变化。春化效应还可经细胞分裂传递给子细胞。

(2)赤霉素处理能使许多冬性一年生植物和二年生植物(如天仙子、胡萝卜、甘蓝、萝卜等)不经低温而抽薹成花。菊、延龄草等多种植物经春化后赤霉素含量增加。而且用赤霉素生物合成的抑制剂处理植株，会抑制春化作用。

3．自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花。下列叙述错误的是(　　)

A．植物对日照时间的感知跟光敏色素有关，与植物激素无关

B．该现象说明信息的来源可以是外界环境

C．日照时间对植物开花的调节本质上是对基因程序性表达的调控

D．可以通过人为控制光照时间达到使花卉分批上市的目的

A　[植物对日照时间的感知跟光敏色素有关，通过调节植物激素的含量影响植物开花，A错误；题目中的现象说明信息的来源(光)可以是外界环境，B正确；日照时间的长短变化是环境因素，外界环境因素的变化通过影响植物的代谢进而影响植物的开花，而植物代谢的调节本质上是由基因来调控的，C正确；根据题意可以通过人为控制光照时间控制植物开花的时间，达到使花卉分批上市的目的，D正确。]

　长日照植物与短日照植物的区分

(1)长日照植物和短日照植物的开花与日照时长并无直接关系，是连续的黑暗时长会直接决定其开花与否。即促进长日照植物的开花并不需要延长日照时长，只要在连续的黑暗中给予短时间的光照，将连续的黑暗时长缩短至某一临界值以下就可以了；而对于短日照植物只需延长连续黑暗的时间即可。所以长日照植物也叫短夜植物，短日照植物也叫长夜植物。

(2)长日照植物和短日照植物的临界日长(夜长)根据物种不同而不同，并不是严格的12小时。

4．下列有关叙述正确的是(　　)

A．茎与根对重力刺激的反应不同是因为它们对生长素的敏感程度不同

B．生长素的横向运输与单侧光照无关

C．影响从巴基斯坦北移到我国湖北的黄麻开花延迟的主要因素是温度

D．植物根向地性的感受部位是根尖分生区

A　[茎具有背地生长的特点，根具有向地生长的特性，是由于茎与根对生长素的敏感程度不同导致的，A项正确；单侧光影响生长素的横向运输，背光侧生长素含量高，生长快，B项错误；黄麻为短日植物，从巴基斯坦北移到我国的湖北，日照时间相对较短，又因为植物必须积累一定的日照才能开花，所以开花推迟，生长期延长，可以增加植株高度，提高纤维产量，因此主要影响因素是光照，C项错误；植物根向地性的感受部位是根冠，D项错误。]

以下是某同学所做“探索生长素类调节剂(2，4­D)促进插条生根的最适浓度”的实验。

实验材料：每种插条若干(种类如图)、蒸馏水、培养皿、烧杯、量筒、玻璃棒、2，4­D、营养花钵等。

实验步骤：

第一步：配制不同浓度的2，4­D溶液，并分别向7个培养皿中各注入50 mL。

第二步：将C枝条均分成7组，每组10根，再分别放入7个培养皿中处理适宜时间。

第三步：将处理后的C枝条分别放入营养花钵中，适宜条件下培养10 d，观察并记录新生根的数量。

通过对实验方案的评价与完善，实验的结果分析等提升科学探究能力。

1．我们认为，该同学的实验设计有误，请指出来。(科学探究)

提示：①选材有误，应选择留3～4个芽的枝条，即选B枝条合适；②缺少预实验；③浓度梯度设置不合理，应有更低的浓度。

2．1号和3号实验结果相同的原因是什么？(科学探究)

提示：1号与3号位于最适浓度两侧，作用效果相同。

[课堂小结]

1．下列关于植物生长调节剂的叙述，正确的是(　　)

A．植物生长调节剂是指一些具有植物激素活性的人工合成物质

B．植物生长调节剂具有容易合成、原料广泛、效果不稳定的特点

C．植物生长调节剂的分子结构与植物激素相似

D．植物生长调节剂可以替代植物激素发挥作用，使用时不用考虑药物浓度

A　[植物生长调节剂是人工合成的，对植物的生长、发育有着调节作用的化学物质，A正确；与植物激素相比，植物生长调节剂具有原料广泛、容易合成、效果稳定等优点，B错误；植物生长调节剂从分子结构来看，主要有两大类：一类分子结构和生理效应与植物激素类似；另一类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，C错误；植物生长调节剂可以替代植物激素发挥作用，但使用时需要考虑药物浓度和药物毒性，D错误。]

2．某一品种的菊花通常在秋季开花，若使其在夏季开花，应当采取的关键措施是适当时期(　　)

A．补充光照使光照时间延长

B．适当提高温度

C．遮光使光照时间缩短

D．适当多浇水

C　[菊花是短日照植物，若使其在夏季开花，则应缩短光照。]

3．为探究NAA促进插条生根的最适浓度，某兴趣小组进行了预实验，结果如图。有关叙述错误的是(　　)

A．预实验要像正式实验一样认真进行才有意义

B．选择生长旺盛的一年生枝条作为实验材料

C．NAA对插条生根的影响表现出两重性

D．正式实验应在2～4 μL·L－1范围内设计更小的浓度梯度

D　[根据图中生根数量可知，正式实验应在2～6 μL·L－1范围内设计更小的浓度梯度，D错误。]

4．某同学在“探究NAA促进银杏插条生根的最适浓度”实验中获得了如图所示的结果，下列有关本实验的分析或评价错误的是   (　　)

A．本实验的自变量是NAA的浓度

B．银杏插条上侧芽的数目会影响实验结果

C．促进银杏插条生根的最适NAA浓度为c

D．用不同浓度的NAA处理枝条的时间应该相同

C　[本实验的自变量是NAA的浓度，A正确；芽能够产生生长素，因此银杏插条上侧芽的数目及饱满程度会影

响实验结果，B正确；分析图中曲线可知，本实验没有设置NAA浓度大于c的实验组，NAA浓度大于c时银杏插条的平均生根数目不能确定，所以不能确定c就是促进插条生根的最适浓度，C错误；NAA处理插条的时间属于无关变量，无关变量要保持相同，D正确。]

5.2，4­D是一种最早应用的选择性除草剂，在农业生产上常用它除去单子叶农作物田间的双子叶杂草。单子叶农作物与双子叶杂草对2，4­D浓度的反应如图曲线所示。

(1)从图中可以看出2，4­D作用的特点是__________________。

(2)图中X点(甲、乙的交点)对应的浓度对于双子叶杂草的作用效果是__________，2，4­D作为除草剂的最佳使用浓度是__________点所对应的浓度。

(3)近几年，媒体经常报道有些农民使用除草剂导致作物绝产的消息。如果农民使用的2，4­D不是假冒产品，请你分析导致作物绝产的最可能原因是___________________________。

[解析]　(1)生长素的作用特点是两重性。(2)根据甲、乙两曲线对除草剂的敏感程度可知，甲曲线是杂草，乙曲线是农作物，因此在两曲线的交点处，对杂草起促进作用。除草剂的最佳浓度为促进农作物的效果最高，且抑制杂草，故F或D点对应的除草剂浓度最佳。(3)由于生长素作用具有两重性，因此当喷洒的除草剂浓度过高时，会抑制农作物的生长，导致作物绝产。

[答案]　(1)具有两重性(低浓度促进生长，高浓度抑制生长)　(2)促进　F或D　(3)使用的浓度过高，抑制了作物的生长甚至杀死了作物