生长素类似物地应用学案.docx

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生长素类似物地应用学案

2014--2015苏教版必修三同步导学案

2.4.3生长素类似物的应用

一、目标导航

1.学习目标：

①尝试探索处理系统素类似物促进插条生根的最适浓度。

②评述植物生长调节的应用；

③尝试利用多种媒体，搜集并分析植物激素和植物生长调节剂的资料。

2、重难点

重点：

①探索处理系统素类似物促进插条生根的最适浓度；

难点：

①探索处理系统素类似物促进插条生根的最适浓度；

②植物生长调节剂的应用。

二、知识网络

植物激素的种类和作用

三、导学过程

“导”—自主预习

一.植物生长调节剂

1.概念：

合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。

2.应用：

⑴用催熟凤梨。

⑵用一定浓度的溶液处理芦苇，就可以使其纤维长度增加50%左右。

⑶用处理大麦种子，无须发芽就可以产生大量的α淀粉酶，这样就可以简化工艺、降低啤酒的成本。

二.常见生长调节剂的特性

1.生长素类似物的作用：

⑴一定浓度，促进扦插枝条生根，提高插枝的；

⑵一定浓度，促进果实发育，提高结果率，获得；

⑶一定浓度，防止落花落果，高浓度，；

⑷大田除草，利用单子叶植物和双子叶植物需要生长素浓度的，用高浓度的生长素类似物除去其中的一类杂草。

2.乙烯类——乙烯利：

凤梨等水果

3.赤霉素类的作用如下：

促进增大果粒；促进雌能花品种果粒增大；葡萄无核化；疏松果穗。

4.细胞分裂素类的作用：

促进萌芽和；促进葡萄花芽分化；促进座果，减少落果；对无核白葡萄贮藏品质的影响。

“学”—互动探究

探究一植物生长素生理作用的研究与应用

1.如何设计实验证明果实发育需要发育着的种子提供生长素，果实发育与生长素的关系？

提示：

⑴如果切断生长素的自然来源（不让其授粉或除去正在发育着的种子），果实因缺乏生长素而停止发育，甚至引起果实早期脱落。

⑵在没有授粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液，子房正常发育为果实，因为没有受精，果实内没有种子。

以上事实充分说明，生长素是果实正常发育所必需的，自然情况下，果实发育所需生长素是由发育着的种子合成提供的。

2.在农业生产中生长素类似物的作用效果一般比生长素更高效的原因是什么？

提示：

生长素类似物是人工合成的，在植物体内没有分解它的酶，故作用时间较长、效果更高效。

3.生长素类似物在防止植物落花落果中有怎样的作用？

提示:

一定浓度生长素类似物溶液可以防止落花落果，保蕾保铃。

4.生长素类似物在控制植物花的性别分化中是否有作用？

是怎样进行控制的？

提示：

生长素类似物能控制植物花的性别分化:

用一定浓度的NAA溶液或者2，4—D处理花芽，可促进花芽向雌花分化，从而大大提高产量。

5.如何区别单性结实与无子果实？

提示：

自然情况下，果实一般是在两性结合的基础上发育而成的。

如果由于人为或自然因素的影响，没有发生受精现象，此时由子房发育成果实的过程叫单性结实。

无子果实是单性结实的结果。

【经典回眸】用适宜浓度的生长素溶液处理未受粉的番茄花蕾，子房发育成无子番茄；用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交，获得三倍体西瓜，给三倍体西瓜植株的雌蕊授以二倍体西瓜花粉，子房发育成无子西瓜。

若用此无子番茄和无子西瓜的果肉细胞分别进行细胞培养，从理论上分析所得植株的果实中依次（）

A.无种子、有种子B.有种子、有种子

C.有种子、无种子D.无种子、无种子

【解析】考生对无子果实的形成机理不清楚，造成本题容易出错。

自然情况下，果实一般是在两性结合的基础上发育而成的。

如果由于人为或自然因素的影响，植物没有发生受精现象，此时由于子房发育成果实的过程叫单性结实。

无子果实是单性结实的结果。

生长素的作用机理是促进细胞纵向伸长，但并不改变细胞的染色体组成，多倍体育种中所用的秋水仙素，其作用是抑制有丝分裂时纺锤体的形成，从而使币制的染色体不能分配到两个子细胞中去，导致细胞中染色体数目加倍。

【答案】C

提示：

实验①和实验②的自变量是胚芽鞘尖端的有无，因变量是胚芽鞘是否生长和弯曲。

实验现象说明胚芽鞘的生长与弯曲都与尖端有关。

提示：

实验③和实验④的自变量是接受刺激的部位，因变量是胚芽鞘是否出现向光性弯曲生长。

实验现象说明胚芽鞘的感光部位在尖端，而不是尖端下面的一段。

提示：

实验①和实验③的自变量是胚芽鞘的尖端是否被单侧光照射，因变量是胚芽鞘是否发生向光弯曲。

实验现象说明胚芽鞘尖端接受单侧光照射，是胚芽鞘发生向光弯曲生长的必要条件。

B

探究二探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度

探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度实验中应该注意的几个问题

1.如何控制自变量？

提示：

（1）设置生长素类似物的浓度梯度。

（NAA有毒，配制时最好戴手套和口罩。

剩余的母液应放在4℃下保存，如果瓶底部长有绿色毛状物，则不能继续使用。

）

（2）枝条处理方法：

浸泡法和沾蘸法。

2．怎样分析研究实验中生根情况的问题？

提示：

不能生出不定根：

用多种不同浓度的生长素类似物浸泡，扦插的枝条不能生根，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；二是枝条幼芽、幼叶保留较多，本身合成一定浓度的生长素，浸泡后形态学下端处于高浓度的抑制状态；三是配制的营养液营养元素缺乏或缺氧；四是没有分清形态学的上端与下端。

都能生出不定根：

促进扦插枝条生根是指刺激枝条的下端生出不定根，而不是刺激根生长。

配制生长素类似物溶液时，浓度梯度要密一些，组别要多一些。

组别少、梯度大是导致生根过少的主要可能原因之一。

3.在实验过程中怎样分析与本实验相关的其他因素

提示：

①温度要一致。

②设置重复组，即每组不能少于3个枝条。

③设置对照组，清水空白对照；设置浓度不同的几个实验组进行对比，目的是探究2,4D或α萘乙酸促进扦插枝条生根的最适浓度。

4.预实验的设置怎样的进行更合理、更科学？

提示：

在进行科学研究时，有时需要在正式实验前先做一个预实验。

这样做可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性，以免由于设计不周、盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费。

预实验也必须像正式的实验一样认真进行。

5.要使用生长素类似物处理植物，如促进扦插枝条生根，首先要搞清楚的问题是什么？

提示：

生长素类似物的浓度是关键。

6.阐述示范探究过程中注意的要点。

提示：

预实验的目的和做法；预实验的结果展示和收获；正式实验的操作步骤及操作要领等。

（实验中浓度覆盖率的设置是关键，变量控制是要点；观察指标要明确等。

）

7.扦插枝条能否生根及生根的多少是否反映出生长素类似物的促进作用的强弱？

为什么？

提示：

生根的多少可以反映促进生根程度的大小，但不生根却不能真实反映抑制生根程度的大小。

【经典回眸】萘乙酸（NAA）是生产中常用的植物生长素类似物，在一定浓度范围内（50～500ppm）能促进植物生根，且效果比IAA好。

但NAA对不同植物促进生根的最佳浓度有较大差异。

某校生物兴趣小组的同学想通过实验探究“NAA促进植物扦插枝条生根的最佳浓度”，请帮助他们完成实验步骤并分析实验结果：

实验目的：

探究NAA促进植物扦插枝条生根的最佳浓度。

实验原理：

NAA能促进植物扦插枝条生根，有利于插条的存活。

在最适浓度下，插条容易生根，存活率也最大。

实验材料：

浓度为100ppm、200ppm和300ppm的NAA溶液，茉莉花、桅子花、金钱松枝条，其他必要材料。

（1）实验步骤：

①取250mL烧杯4只，编号为1～4。

1～3号烧杯中分别按序加入100～300ppm的萘乙酸溶液50mL,4号烧杯中加入________作为对照。

②选长势相当的两年生植物枝条若干（长15cm左右，留顶部2～3片叶，基部的剪除），________，每组10枝，分别将基部浸入各烧杯溶液中，时间为1小时。

③将各组枝条分别插入沙土中，在适宜条件下培养。

④一个月后，观察各组插条生根数量和存活枝条数量，计算成活率。

（2）实验结果：

3组同学分别用不同植物进行实验，结果如下：

（3）结果分析：

由结果可知，NAA浸泡对茉莉花插条生根的促进效果较好，而另两组未达到实验的预期效果。

请分析可能的原因：

栀子花：

___________________________________。

金钱松：

____________________________________。

（4）在不增加新实验的前提下，请在下面方格纸中设计一种适宜方式对实验数据进行处理，并推算出NAA促进茉莉花插条生根的更精确的浓度值。

NAA促进茉莉花插条生根的最佳浓度约为________。

【解析】本题主要考查生长素类似物的浓度对植物生根的影响的相关知识及实验设计过程中应注意的问题。

（1）为遵循单一变量原则和随机取样原则，4号烧杯中应加入等量清水，还要随机把植物枝条均分为4组。

（3）由题干可知，萘乙酸（NAA）“在一定浓度范围内（50～500ppm）能促进植物生根，且效果比IAA好。

但NAA对不同植物促进生根的最佳浓度有较大差异”，所以当出现NAA浸泡对茉莉花插条生根的促进效果较好，而另两组未达到实验的预期效果时，要从内因（材料对生长素类似物的敏感程度）和外因（实验自变量和无关变量的控制）两个角度去分析。

（4）根据

（2）中的实验数据以及生长素类似物作用两重性的特点可知，100ppm和200ppm两个浓度是关于生根最适浓度左右对称的，可据此绘出曲线图，从而找出大概的最适浓度。

【答案】

（1）①等量清水　②随机均分为4组　（3）栀子花：

自身产生的IAA较多（或生根对IAA浓度的要求很低），在不添加外源NAA的条件下，生根存活率很高　金钱松：

促进生根所要求的NAA浓度很高，300ppm远未达到其促进浓度　（4）如图所示　130ppm

四、达标检测

1．下列关于植物激素及人工合成的植物激素类似物的应用，叙述正确的是（）

A.人工合成的植物生长素类似物2，4-D可以用于除去小麦田间的双子叶杂草

B.无籽西瓜是用一定浓度的生长素处理未授粉的雌蕊得到的

C.顶芽分泌的生长素可运往侧芽，增加了侧芽的生长素浓度，从而促进侧芽生长

D.若少年儿童食用经乙烯催熟的水果，会导致性早熟

2．下表是用不同浓度的2，4-D（生长素类似物）溶液处理茄子的花蕾以后植株的结实情况。

有关叙述错误的是（）

组别

①

②

③

④

⑤

2，4-D浓度（mg/L）

—

1000

850

720

630

平均结果率（%）

27

100

100

100

100

平均单果重（g）

186

247

277

273

243

A.①组结果率低，是因为植物体内2，4-D的合成量较低

B.使茄子产量达到最高的2，4-D浓度应在720～850mg/L之间

C.2，4-D可明显提高单果重，是因为2，4-D能促进果实发育

D.此实验说明1000mg/L的2，4-D仍能促进果实的发育

3.探究吲哚乙酸对月季插条生根的作用，结果如下图。

有关实验的分析和评价，正确的是（）

A.不同浓度的吲哚乙酸处理扦插枝条的时间应不同

B.本实验可以不设用蒸馏水处理扦插枝条的对照组

C.使扦插枝条产生相同根数的吲哚乙酸浓度相同

D.吲哚乙酸超过一定浓度范围能抑制扦插枝条生根

4．为促进某种植物扦插枝条顺利生根，，一技术员用几种不同浓度的吲哚丁酸——一种人工合成生长素类似物溶液，处理插条基部，然后在沙床中培养，观察生根情况，从试验结果（如下图）来看，为促进枝条生根，在下列各项浓度值中，最好选用（）

A．3mg·ml-1B.6mg·ml-1C.9mg·ml-1D.4.5mg·ml-1

5．下图所示是水稻的根对生长素的反应情况，请根据图示反映出的生长素对水稻的根生长的作用，设计实验，并预测实验结果，以分别验证低浓度的生长素可以促进水稻根的生长、高浓度的生长素可抑制水稻根的生长。

1．）实验材料和用具：

水稻幼苗若干，大小相同的装有等量完全培养液的玻璃瓶若干，不同浓度的生长素溶液，量尺等。

2．）实验步骤：

第一步：

第二步

第三步

3．）设计一张表格用于记录实验数据

4．）结果及分析：

6.下图是某研究小组围绕扦插枝条生根进行的探究实验，S为插条的形态学上端，X为插条的形态学下端。

试回答有关问题：

（1）通常选取一年生且带有芽和幼叶的枝条进行扦插，其目的是_________。

（2）本实验的主要目的是____________，观察指标是_________。

（3）下表是某研究小组进行的“某种植物倒插生根法”研究的结果。

表中“方法一”指插条仅正插处理（如下图甲）；“方法二”指先倒插处理（如下图乙），一段时间后，再作正插处理。

年份处理

处理方法

试验数量（枝）

成活数量（株）

成活率（%）

2003年

方法一

1000

663

66.3

方法二

1000

752

75.2

2004年

方法一

2000

1351

67.5

方法二

2000

1580

79.0

①插条生根过程包括________和________两个重要步骤。

②根据表中数据，你能够得出的结论是______________。

4.下列哪一个生产或实验过程，不能使用吲哚乙酸（）

A.处理扦插的月季枝条，促进生根

B.处理青色的生香蕉，加速转变为黄香蕉

C.处理去掉雄蕊的番茄花蕾，育出无子果实

D.处理切去胚芽鞘尖端的燕麦幼苗，使其继续生长

参考答案：

1．【答案】A      

【解析】植物生长素可以促进果实的发育，乙烯可以促进果实的成熟，细胞分裂素可以促进细胞分裂和组织分化。

2．【答案】A      

【解析】如图适宜浓度的生长素可促进果实的发育，浓度过高过低都影响果实的发育，但不能影响结果率；所以A说法错误。

3.【答案】D

【解析】不同浓度的吲哚乙酸处理扦插枝条的时间应相同，因为设计实验时要遵循单一变量原则；本实验需要设用蒸馏水处理扦插枝条的对照组；使扦插枝条产生相同根数的吲哚乙酸浓度不一定相同；吲哚乙酸超过一定浓度范围能抑制扦插枝条生根。

4.【答案】D

5．【答案】

（2）第一步：

取五株长势相同的水稻幼苗，分别栽培在盛有相同营养液的A、B、C、D、E五只相同的培养瓶中；第二步：

A、B、C、D、E瓶中分别添加等体积的浓度为10-12mol/L、10-10mol/L、10-8mol/L、10-6mol/L的生长素，E瓶中加入等量的水；第三步：

将五株水稻幼苗在相同的外界条件下，培养一段时间后，测量五株幼苗根的长度分别为MA、MB、MC、MD、ME

（3）实验记录表格：

MA

MB

MC

MD

ME

实验后根的长度（cm）

（4）MB>MA>ME>MC>MD，这表明低浓度的生长素促进水稻根的生长,高浓度的生长素抑制水稻根的生长。

6．【答案】

（1）细胞分裂旺盛,芽和幼叶产生的生长素运输到插条的基部,促进生根,提高插条成活率

（2）探究形态学上、下端（S、X）在空间中的位置对插条生根（部位）的影响   插条生根的部位和数量

（3）①脱分化  再分化   ②用先倒插再正插的方法要比正插的效果好（更易生根）

【解析】生长素产生部位是细胞分裂旺盛的部位，如芽和幼叶，所以选取一年生且带有芽和幼叶的枝条进行扦插。

枝条生根是细胞脱分化和再分化的过程。

由于生长素的极性运输。

正放和倒放影响生长素的含量。

本实验由图可知自变量是仅正插和先倒插处理，一段时间后，再作正插处理。

因变量是插条生根的部位和数量。

由表中数据可知结论是用先倒插再正插的方法要比正插的效果好（更易生根）。

五、依据考点，归纳总结

【例1】判断下列说法的正误

（1）生长素类似物与生长素的结构和生理作用完全相同。

（　）

（2）吲哚丁酸（IBA）、萘乙酸（NAA）都是植物生长素。

（　　）

（3）生长素类似物价格便宜、效果稳定。

（　　）

（4）生长素类似物能促进扦插枝条生根和果实成熟。

（　　）

（5）适宜浓度的2,4D或NAA可以起到保蕾保铃的效果。

（　　）

（6）乙烯利可促进果实发育。

（　　）

（7）生长素、细胞分裂素和赤霉素之间具有协同作用。

（　　）

（8）在组织培养中，细胞分裂素的配比小于生长素时，有利于愈伤组织分化出芽。

（　　）

【答案】

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）×　（5）√　（6）×　（7）√　（8）×

【例2】为了确定生长素类似物促进插条生根的适宜浓度，某同学用两种浓度的生长素类似物分别处理插条作为两个实验组，用蒸馏水处理作为对照组进行实验，结果发现3组插条管理生根无差异。

回答下列问题：

（1）对于该实验，你认为该同学没弄清的理论依据是。

（2）请画出生长类似物浓度对根生长的影响曲线，并在曲线上用箭头标出这们同学所使用的两种浓度的可能位置。

（3）通才该同学的实验，在下一步实验中你应该如何改进，才能达到本实验的目的？

【解析】此题的难度较大，主要表现在考生入题较难，很多考生不能挖掘题目中隐含的信息。

其实，解题的关键是领会题目中“结果发现三组插条生根无差异”这句话的内涵。

结合生长素的两重性曲线不难发现，实验组与对照组的结果无差异，说明两种生长素类似物浓度作用效果应该非常接近X轴，其点的分布可能是否a、b两点或b、c两点或c、d两点等情况（见答案）。

因此，要想找到最适浓度，就必须在低于低浓度和高于高浓度的范围以及在两浓度之间再增加一系列的浓度梯度进行实验。

【答案】

（1）生长素在一定的浓度范围内可以促进插条生根，浓度过高或过低都不能起到促进作用

（2）如下图（参照图上的任意两点）

（3）在该同学使用的两种浓度生长素类似物的基础上，分别在低于低浓度和高于高浓度的范围以及在两浓度之间再增加一系列的浓度梯度进行实验。

规律总结：

探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度的环节设置

1.基本内容要清楚

自变量：

生长素类似物浓度

因变量：

生根的效果（主要是根的数目）

无关变量：

无关变量，可以影响因变量，但不是我们要研究的目的。

如药液处理时间，如插条上芽数目多少，枝条长短等。

预实验：

先设计大的浓度梯度，从中缩小促进扦插枝条生根的生长素类似物范围。

节约探索时间，同时检验试验是否可行。

2.实验步骤要清晰

提出问题：

NAA促进迎春条插条生根的最适浓度是多少？

作出假设：

某某浓度是NAA促进迎春条插条生根的最适浓度

预实验（可以为进一步的实验摸索条件，也可以检

验实验设计的科学性和可行性。

）

设计实验、进行实验：

1.明确实验目的,科学设计实验

2.设计实验步骤

设计实验、

（1）选取合适的实验材料

进行实验

（2）分组处理

（3）培养

（4）观察实验现象，记录实验结果

分析实验结果，形成结论：

促进迎春条插条生根的最适NAA浓度是多少浓度范围

六、布置作业

1.某农场购买了一批生根粉准备用于某植物的批量扦插，说明书没有注明该植物适宜的使用浓度，正确的使用措施是（　　）

A.用高浓度，以保证生根　　B.用低浓度，以降低成本

C.任选一种浓度进行扦插D.用不同浓度进行预实验

2.（改编）某生物兴趣小组利用“苯乙酸（PAA）”进行了如下实验：

①配制不同浓度的“苯乙酸（PAA）”溶液共6组；②选取生理状况相同的桂花枝条，均分6组，将插条下端分别浸泡在不同浓度的“苯乙酸（PAA）”溶液中，10分钟后取出，进行无土栽培；③一段时间后取出，统计每组枝条生根数目并计算平均值，结果如下表：

2,4D浓度（mol/L）

0

10－15

10－14

10－13

10－12

10－11

生根平均值

2.0

3.8

7.2

9.4

15.1

20.3

根据以上实验，可以得到的结论是（　　）

A.促进桂花枝条扦插生根的“苯乙酸（PAA）”最适浓度是10－11mol/L

B.该实验说明“苯乙酸（PAA）”溶液的作用具有双重性

C.10－11mol/L的“苯乙酸（PAA）”溶液对植物生根具有明显的促进作用

D.相同浓度“苯乙酸（PAA）”溶液和生长素溶液对插枝生根的作用相同

3.在现代农业生产中植物生长素类似物已被广泛使用，下列各项与植物生长素类似物应用无关的是（多选）（　　）

A.培育无子番茄B.果实提前成熟

C.延长种子寿命D.促进插枝生根

4.据了解，现在有越来越多的蔬菜和水果提前上市，上市销售前用大量的膨大剂、增红剂和催熟剂等化学激素处理，在将其催熟的同时又令其外观变得更好看，像长着长尖的西红柿、个头较大切开后却有空腔的草莓或西瓜，还有一些看起来已经熟透、吃起来却没有什么味道的香蕉或菠萝等。

其中的膨大剂和催熟剂可能是（　　）

A.生长素类似物和乙烯类似物

B.细胞分裂素类似物和乙烯类似物

C.生长素类似物和细胞分裂素类似物

D.赤霉素类似物和乙烯类似物

5.某研究性学习小组欲研究不同浓度的生长素类似物溶液对根和芽生长的影响，拟用小麦种子、温箱、培养皿、移液管、滤纸、尺、蒸馏水、10mg/L2,4D（一种生长素类似物）以及0.1%升汞（表面消毒剂）等完成相关研究。

（1）该实验的原理是生长素类似物对植物生长有调节作用，其调节效应与____________等有关；用不同浓度的2,4—D处理萌发的种子，对根、芽的生长有不同的影响。

（2）请补全下面的方法步骤：

①取小麦种子，用0.1%升汞消毒适宜时间，再用蒸馏水冲洗若干次，置于22℃温箱中催芽2d。

②取培养皿若干套，并编号。

向1号皿中移入10mg/L2,4D溶液10mL，然后移出1mL到2号皿中，加9mL蒸馏水并混匀，如此稀释至6号皿（浓度为0.0001mg/L）。

最后_________________________________________________________。

③在各皿中放置一滤纸圆片，选取萌动的种子10粒，合理排放于皿中的滤纸纸圆片上，盖上皿盖，放在22℃温箱中黑暗培养3d。

④测量并记录_______________________________________________________。

（3）2,4D的调节效应一般用一定时间内器官长度的增长百分率（%）来表示。

计算增长百分率（%）需要获得的参数除了处理组长度以外，还应该包括____________________________。

请将本实验最可能的结果用曲线图表示其走势。

（假设对根、茎的最适促进浓度分别是0.001mg/L和1mg/L）。

参考答案：

1.D【解析】生根粉属于生长素的类似物，生长素的一个重要生理作用是促进扦插的枝条生根，但生长素有两重性，低浓度促进生长，高浓度抑制生长。

根对生长素较敏感，因此使用时要配制适宜的浓度。

在没有注明该植物适宜使用浓度时，应用不同浓度进行预实验，找出促进生根的最适浓度或其范围。

2.C【解析】生长素的作用具有两重性，低浓度的生长素类似物溶液可促进扦插枝条生根，浓度过高时，反而会抑制生根；“苯乙酸（PAA）”和生长素不是同一种物质，相同浓度“苯乙酸（PAA）”溶液和生长素溶液对插枝生根的作用不同；从实验结果可以看出，10－11mol/L的溶液促进生根的作用最强，但不能因此确定促进桂花枝条扦插生根的“苯乙酸（PAA）”最适浓度是10－11mol/L，只能说10－11mol/L的“苯乙酸（PAA）”溶液对植物生根具有明显的促进作用，而无法说明“苯乙酸（PAA）”具有抑制作用。

3.BC【解析】本题考查的知识点是植物生长素类似物在农业生产上的应