1、第 3 节 其他植物激素 从容说课 植物体内并非只有生长素这样一种植物激素，经研究表明，还有赤霉素、细胞分裂素、 脱落酸、乙烯等植物激素，这些植物激素在植物体内也具有一定的作用。植物体的生长发 育是受到植物体内多种激素协调控制的，各类激素除了有它独特的作用，它们之间还具有 相互促进和相互调节的关系，使生命成为一个极其复杂的自我调控系统。植物激素在植物 体内含量极微，难以提取，价格高昂，所以只能用于科学研究。随着研究的深入，科学家 们合成和筛选出许多化学结构和生理特性与植物激素功能相似或相对抗的活性物质，就称 之为植物生长调节剂。自从植物生长调节剂人工合成问世以后，价格便宜、种类齐全，就 被迅速
2、地应用于农业生产中去。 教学重点 1.植物体内的五种激素。 2.植物体内所有激素相互协调，共同发挥作用。 3.植物生长调节剂在生产上的应用。 教学难点 1.植物体内的激素产生部位以及它们的生理功能。 2.植物体内所有激素相互协调，共同发挥作用。 教具准备 多媒体课件。 课时安排 1 课时 三维目标 1.知道植物体内除生长素以外的其他激素，了解它们的合成部位及主要作用。 2.理解植物的生长发育是受植物体内多种激素协调控制的。 3.了解植物生长调节剂在农业上的应用。 4.分析问题，和学生共同探讨植物体内的其他激素。 5.通过实例，让学生了解植物体是一个由多种激素共同控制的复杂的系统。 6.由兴趣小
3、组的同学来阐述他们对植物生长调节剂的看法。 7.通过各种激素的发现过程的简介，教育学生具有严谨的科学实验作风、不断探索新知识 的精神和实事求是的科学态度。 教学过程 导入新课 师 上节课我们学习了植物体内的激素生长素，植物体内是不是仅有这样一种激素呢？ 请大家看大屏幕。 课件展示： “红柿摘下未熟，每篮用木瓜三枚放入，得气即发、并无涩味。 ”（宋 苏轼格物粗 谈果品 ）这种“气”究竟是什么呢？人们一直不明白。到 20 世纪 60 年代，气相层析技术 的应用使人们终于弄清楚，是成熟果实释放出的乙烯促进了其他果实的成熟。 师 大家边看边思考两个问题：（1）乙烯在植物体内能发挥什么作用？（2）你听说
4、过用 乙烯利催熟香蕉等水果的做法吗？你同意这种做法吗？ 生 1 从那段文字可以看出乙烯能促进柿子成熟。 生 2 我听说过，乙烯利是液体化合物，化学名称为 2 氯乙基膦酸。乙烯利在 pH 小于 3 的 酸性水溶液中较为稳定，在 pH 大于 4.1 时分解。由于植物细胞的 pH 一般都大于 4.1，乙 烯利在被植物细胞吸收后，会水解释放出乙烯。乙烯能促进果实成熟，所以我同意这种做 法。 师 大家分析得很正确，其实乙烯也是一种植物激素。多位科学家经过研究发现，在植物 体内不光只有生长素这样一种植物激素，还有赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等植物 激素。 推进新课 板 书： 植物的其他激素 师 那么几
5、种植物激素到底是如何发现的呢？它们的生理功能是什么？分别在植物的哪个 部位合成呢？请大家看屏幕。 课件展示： 文字一赤霉素 1926 年，科学家观察到，当水稻感染了赤霉菌后，会出现植株疯长的现象，病株往往 比正常植株高 50%以上，并且结实率大大降低，因而称为恶苗病。科学家将赤霉菌培养基 的滤液喷施到健康水稻幼苗上，发现这些幼苗虽然没有感染赤霉菌，却出现了恶苗病的症 状。1935 年，科学家从培养基滤液中分离出致使水稻患恶苗病的物质，称之为赤霉素（简 称 GA） 。 合成部位：主要是未成熟的种子、幼根和幼芽。 主要作用：促进细胞伸长，从而引起植物增高；促进种子萌发和果实成熟。 文字二细胞分裂素
6、 1955 年 F.Skoog 等培养烟草髓部组织时，偶然在培养基中加入放置很久的鲱鱼精子 DNA，髓部细胞分裂加快，如加入新鲜的 DNA，则全然无效，可是当新鲜的 DNA 与培养 基一起高压灭菌后，又能促进细胞分裂。后来从高压灭菌过的 DNA 降解物中分离出一种 物质，化学成分是 6 呋喃氨基嘌呤，它能促进细胞分裂，被命名为激动素。在激动素被发 现后，又发现多种天然的和人工合成的具有激动素生理活性的化合物。当前，把具有和激 动素相同生理活性的天然的和人工合成的化合物，都称为细胞分裂素。 合成部位：主要是根尖。 主要作用：促进细胞分裂。 文字三 脱落酸 植物在它的生活周期中，如果生活条件不适宜
7、，部分器官（如果实、叶片等）就会脱 落；或者到了生长季节终了，叶子就会脱落，生长就会停止，进入休眠。在这些过程中， 植物体内就会产生一种抑制生长发育的植物激素，即脱落酸。 1964 年，美国 F.T.Addicott 等从未成熟将要脱落的棉桃中，提取出一种促进棉桃脱落 的激素，命名为脱落素（abscisin） 。另外，英国 P.F.Wareing 等从槭树的将要脱落的叶 子中，提取出一种促进芽休眠的激素，命名为休眠素（dormin） 。后来证明，脱落素和休 眠素是同一物质。1965 年确定其化学结构。1967 年在第六届国际生长物质会议上就统一称 为脱落酸（abscisic acid,简称 A
8、BA） 。 合成部位：根冠、萎蔫的叶片。 分布：将要脱落的器官和组织中含量多。 主要作用：抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落。 文字四乙烯 早在 1901 年，俄国植物生理学家 Neljubow 报道，照明气中的乙烯会引起黑暗中生长 的豌豆幼苗，产生“三重反应”，他认为乙烯是生长调节剂。以后许多工作也说明煤气、煤 油炉气体和各种烟雾，都有调节植物生长的效果，它们都含有乙烯。英国 Gane（1934）首 先证明乙烯是植物的天然产物。美国 Crocker 等认为乙烯是一种果实催熟激素，同时也有 调节营养器官的作用。后来，由于气相色谱技术的发展，大大推动了乙烯的研究。许多试 验证实，乙烯具有植物
9、激素应有的一切特性。Burg（1965）提出，乙烯是一种植物激素， 以后得到公认。 合成部位：植物体各个部位。 主要作用：促进果实成熟。 师 这是植物体内的 5 种激素，但是植物体内是不是仅有这样 5 种激素呢？近 20 年来，科 学家还发现植物体内还有一些天然物质也在调节着生长发育过程，如油菜素等。 师 植物体内有多种激素，在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素发 挥作用是孤立的还是共同作用的呢？请大家看大屏幕上的一个例子。 课件展示： 材料：科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实验研究中发现，低浓度的生长素促进细胞的 伸长，但生长素浓度增高到一定值时，就会促进切段中乙烯的合成，而乙烯
10、含量的增高， 反过来又抑制了生长素促进切段细胞伸长的作用。 师 由上面这个例子，请大家看看能得出什么样的结论呢？ 生 不难看出植物体内各种激素是相互联系、共同调节植物的各项生理活动。 师 在植物生长发育的过程中,任何一种生理活动都不是受单一激素的控制,而是各种激素相 互作用的结果。也就是说,植物的生长发育过程,是受多种激素的相互作用所控制的。例如, 细胞分裂素促进细胞增殖,而生长素则促进增殖的子细胞继续增大。又如,脱落酸强烈地抑制 着生长,并使衰老的过程加速,但是这些作用又会被细胞分裂素所解除。再如,生长素的浓度 适宜时,促进植物的生长,同时开始诱导乙烯的形成。当生长素的浓度超过最适浓度时,乙
11、烯 的含量增加,而当乙烯对细胞生长的抑制作用超过了生长素促进细胞生长的作用时,就会出现 抑制生长的现象。研究激素之间的相互关系,对于生产实践有着重要的意义。 师 但是植物生命活动的调节也不光是植物体内激素的调节这么简单，植物激素在植物生 命活动的调节中起一定作用，但植物的生长发育过程的本质是基因组在一定时间和空间上 程序性表达的结果，当然光照、温度等环境因子的变化，会引起植物体内包括植物激素合 成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调节。 师 经过科学家多年的研究，合成了大量的植物生长调节剂。那么什么是植物生长调节剂 呢？在现在的农业上，它又有什么样的应用呢？课下我们请同学上网查了资料，下面
12、我们 就请每一组的同学派一个代表来谈谈他们所查到的结果。 生 1 我们小组在网上查到这样一段资料，和大家一起来共同探讨。 20 世纪 30 年代发现生长素以后，陆续发现赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等， 人们通称它们为植物激素。植物激素在植物体内含量极微，难以提取，价格高昂，所以只 能用于科学研究。随着研究的深入，科学家们合成和筛选出许多化学结构和生理特性与植 物激素功能相似或相对抗的活性物质，就称之为植物生长调节剂。自从植物生长调节剂人 工合成问世以后，价格便宜，种类齐全，就被迅速地应用于农业生产中去。例如，打破种 子休眠、促进插条生根、防止徒长倒伏、增强抗性、提高产量、改良品质，等等，获
13、得惊 人的成就。目前，植物生长调节剂已被全世界，特别是发达国家在农业生产上推广应用。 近 40 年来，我国植物生长调节剂的应用也有很大的发展。例如，培育水稻和油菜矮壮 秧、防止稻麦倒伏、调控棉花株型、调节杂交水稻花期、增加橡胶产胶量等。在全球来说， 使用面积最大，应用范围最广，效果最好，已被国外同行所肯定。我国人口众多，可耕地 面积少，必须提高单位面积产量。与传统农业技术相比，植物生长调节剂的应用具有成本 低、收效快、效益高、节省劳动力的优点，所以，它已成为现代农业化的措施之一，在农 林生产上的前景是不可估量的。 然而，植物生长调节剂的应用又是极为复杂的。它的使用效果与药剂种类、浓度、使 用方
14、法、时期、作物长势、气候、水肥等有密切关系。它既可促进种子萌发，又可延长种 子休眠；它能刺激植物生长，又能延缓植物生长，甚至杀死植物；既能保花保果，又能疏 花疏果，等等。 1.常见生长调节剂的特性 (1)生长素类 生长素类调节剂包括天然的生长素和人工合成的具有生长素活性的化学物质，主要包括 IBA（吲哚丁酸） 、NAA（萘乙酸）和 IAA（吲哚乙酸） 。生长素类化合物在葡萄上主要作 用是： 促进插条生根。在育苗中应用生长素处理促进生根，可显著提高成苗率和苗木质量。 促进坐果和增大果粒。 （2）赤霉素类 赤霉素普遍存在于植物界中，到今已发现的赤霉素(GA)达 70 多种，按发现的先后次序分 别命
15、名为 GA1，GA 2，GA 3在葡萄上应用最多的是 GA3(赤霉素) ，作用如下： 促进增大果粒。降低应用浓度、增加处理次数，有可能减轻 GA 的不利影响。 促进雌性花品种果粒增大。 葡萄无核化。用小于 100ppm 的 GA 在花前(约盛花期前 10 日) 浸渍花穗，以抑制授粉受 精和促进早熟，用同样浓度在盛花后 714 天进行第二次处理，以促进果粒增大。可获得 无核果，并提前成熟。特别注意，品种不同、树势不同、地区不同，处理的浓度不一样， 效果也不一样。大面积使用，最好先试验。 疏松果穗。 （3）细胞分裂素类 目前，已发现十几种天然的细胞分裂素，广泛存在于高等植物中，包括玉米素、玉米素核
16、 苷等。人工合成的细胞分裂素有激动素、苄基嘌呤(BA)、四氢化吡喃基苄基腺嘌呤 (PBA) 等。细胞分裂素在葡萄上的作用如下： 促进萌芽和营养生长。玉米素 100ppm 可加速经过低温贮藏的葡萄萌芽。 促进葡萄花芽分化。 促进坐果，减少落果。 对无核白葡萄储藏品质的影响。 （4）乙烯 乙烯在常温下是气体。作为生长调节剂用的是乙烯利。乙烯利在代谢过程中可释放出 乙烯。它在葡萄上的作用是： 促进果实着色和成熟。在浆果开始着色时，用不同浓度(3001 000 ppm)的乙烯利处理， 可增加许多红色品种的花色苷积累。乙烯利促进着色，但不一定增加糖分。 促进器官的脱落。应用不当可引起落叶、早衰和梢尖脱落
17、，前期应用有疏果作用。 抑制营养生长。乙烯利可抑制许多品种的过旺生长，有利于植株通风透光和枝条成熟， 但必须注意对叶和果的副作用。 （5）脱落酸和生长抑制物质 脱落酸(ABA)广泛存在于植物界中，也可人工合成，如矮壮素(CCC) 、比久(B 9)、青鲜 素(MH) 、整形素等。在葡萄上应用较多的是生长延缓剂 B9 和 CCC,对葡萄的主要作用如下: 抑制新梢生长。对欧亚种葡萄比较明显，喷 CCC 后，叶片增厚，叶色变深，叶变小， 但单位叶面积干重增加。 促进坐果。 2.应用生长调节剂的注意事项 （1）效果不稳定。同一种生长调节剂的作用与品种、气候、树势等因素有关，也受产品质 量、使用方法等因素
18、的影响。因此，使用前必须总结本地的经验，根据实际情况调整使用 方法。 （2）使用时期。由于在不同的时期，葡萄生长发育的重点不同，应用生长调节剂，就可能 产生不同的、甚至相反的效果。如赤霉素花前处理玫瑰香葡萄，可引起严重落花落果和穗 轴扭曲，而花后处理则有促进坐果、使果实无核化和提前成熟等良好效应。因此必须结合 当地实际状况，先在本地试验后再应用。严格掌握各种生长调节剂的使用时期。 （3）使用浓度和方法。一种生长调节剂的使用效果往往与浓度过低或过高有关。因此须先 在当地试验，再寻求适宜的浓度，以尽量减轻副作用影响。 （4）使用生长调节剂仅是葡萄栽培管理的辅助手段，不能盲目孤立地依赖生长调节剂。修
19、 剪不善、缺乏肥水，很难单靠生长调节剂就达到高产优质的目的。只有在加强综合栽培管 理技术的基础上，生长调节剂才可收到较好的效果。 生 2 我们小组查的资料是关于小麦使用生长调节剂。小麦应用植物生长调节剂，可以调 节植株的生长发育，具有控旺促壮、增强抗逆性、增加粒重、提高产量并有利于优质、早 熟等多重效果。 （1）矮壮素：对群体大、长势旺的麦田，在拔节初期亩喷 0.15%0.3矮壮素溶液 5075 千克，可有效地抑制节间伸长，使植株矮化，茎基部粗硬，从而防止倒伏；若与 2，4D 丁酯混用，还可以兼治麦田阔叶杂草。 （2）助壮素：在小麦拔节期，每亩用助壮素 1520 毫升，对水 5060 千克叶面
20、喷施，可 抑制节间伸长，防止后期倒伏，并增产 10%20。 （3）石油助长剂：石油助长剂是一种植物生长刺激素，主要成分为环烷酸钠。据试验，在 小麦扬花至灌浆期，亩喷 1 000 倍石油助长剂溶液 50 千克，能防御干热风，增加干粒重， 平均增产 7.8。 （4）萘乙酸：在小麦灌浆前，亩喷 40 ppm 萘乙酸溶液 50 千克，能增加干粒重。 （5）黄腐酸：黄腐酸又叫抗旱剂 1 号，是一种能增强作物抗旱性的新型植物生长调节剂。 在小麦孕穗期，每亩用抗旱剂一号 50 克，对水 2.510 千克，充分溶解后作超低量喷雾， 可以缩小叶片上气孔的开张角度，提高植株水势，降低蒸腾强度，增强根系活力，延缓叶
21、 片衰老，平均增产 16.6。 （6）赤霉素：在小麦拔节期，亩喷 40 ppm 赤霉素溶液 4050 千克，能增加穗粒数，提高 干粒重。 （7）烯效唑：烯效唑（代号 S3307，商品为 5可湿性粉剂）是一种新型高效植物生长调 节剂，其生物活性比多效唑高 610 倍。在小麦上施用，可以防止高密度、高肥水条件下 的植株倒伏，并具减少不孕小穗和提高干粒重的作用；据试验，在未遇风、不倒伏的情况 下，施用烯效唑的小麦比对照平均增产 15.4。施用方法：在小麦拔节前一周内，亩喷 3040 ppm 烯效唑溶液 50 千克。 （8）植物细胞分裂素：在小麦拔节期或齐穗期，用植物细胞分裂素 50 克，对水 200
22、300 千克，搅匀后按常规方法喷雾，可以促进叶绿素的形成和蛋白质的合成，增强光合作用和 抗逆能力，有利于早熟、高产。 （9）苯氧乙酸：在小麦灌浆期，亩喷 60 ppm 苯氧乙酸溶液 25 千克，能防御干热风，增 加干粒重。 正确合理地使用生长调节剂种植小麦可以获得良好的收益。 生 3 我找了一篇生长调节剂对矮牵牛大型穴盘生产。 对不用补光而用植物生长调节剂来促进其成苗的栽培者来说，使用大型穴盘栽培是最好的 选择。 大型穴盘规格：72 孔或更大。 “紫色波浪”和“ 淡紫色波浪” 在 50 孔的大型穴盘中播种开花整 齐。 播种：直接在大型穴盘中播种或先在 512 孔或 406 孔穴盘中播种再移栽到
23、大型穴盘。注意： 如果直接播种，要遵守发芽需要的条件。 植物生长调节剂：为增加“波浪”系列矮牵牛 15 厘米盆栽的分枝性，泛美公司使用生长调节 剂对其进行调节。盆栽开花时，冠幅达到 2530 厘米。处于最佳观赏效果时，盆栽“淡紫 色波浪”“粉红色波浪”“玫瑰红色波浪”花团紧簇。 15 厘米盆栽： 移栽后 710 天喷施一次 3 0005 000ppm 的 B9 溶液。7 天后再用一次。移植后 34 周或冠幅与盆直径齐宽时，喷施 5ppmBonzi。在出现可见芽后再用 30ppmBonzi 喷施以资 助。成苗阶段稍微干燥的条件会使“波浪”系列株型更紧凑，可以在植株稍有萎蔫时浇水。 如果植株盆栽时
24、过于紧密，通常会更多使用植物生长调节剂。高温或潮湿的栽培环境使更 多的应用生长调节剂来促进植株生长成为必要。 师 上面同学利用课下的时间，在网上查的文字都相当得不错，大家可以从中学到一些书 本上没有的知识，请大家结合文字以及自己平时所积累的知识，讨论以下几个问题。 师 你知道哪些农产品在生产过程中使用了植物生长调节剂？ 生 我曾经在书上看过，用 GA（赤霉素类）打破莴苣、马铃薯、人参种子的休眠；促进 苋、芹菜等的营养生长，增加产量。用 NAA 促进甘薯、黄杨、葡萄的生根；对苹果、鸭 梨进行疏花疏果，促进脱落；对棉花进行保花保果，防止脱落。用乙烯利促进黄瓜、南瓜 的雌花分化；促进香蕉、柿、番茄的
25、果实成熟。施用矮壮素（生长延缓剂）防止棉花徒长、 促进结实。 师 哪些水果在上市前有可能使用了乙烯利？ 生 番茄、香蕉、苹果、葡萄、柑橘等在生产实际中可以应用乙烯利催熟。 师 生产过程中施用植物生长调节剂，会不会影响农产品的品质？ 生 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，适当施用 GA 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。例如，用 2,4D 处理番茄增加坐果后，如果不配合整枝施肥，会出现果实多而小的情况； 为提早上市而采摘远未成熟的柿子再催熟，其果实品质就不一定好。 师 如果你是水果销售员，面对半青不熟的水果，你认为应当
26、使用乙烯利催熟吗？作为一 个消费者，你又怎么看？ 生 1 我如果是个销售员的话，看到自己的水果还没熟，我肯定会利用催熟剂，这样可以 早点把成本收回来，而且一些反季节的水果还可以卖个好价钱。 生 2 我不会自己催熟，因为如果弄不好乙烯利的浓度，还有可能会把我的水果催得熟过 头，那我不就亏本了嘛。 课堂小结 师 大家说得都非常好，我们学习生物就是为了要在以后的日常生活中能应用它。课 下希望大家能多找一些关于植物生长调节剂的资料，把今天学习的知识巩固得更好。 板书设计 第 3 节 其他植物激素 1.植物的其他激素：赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸 2.植物体内所有激素相互协调，共同发挥作用 3.植物
27、生长调节剂的应用 活动与探究 请学生课下在图书馆或者网络上查阅资料，包括植物生长调节剂的名称，以及它们的 生理作用，并填入以下表格。 生长调节剂的名称 生理作用 习题详解 一、基础题（课本 P56） 1.解析：因为它是人工合成的物质，属于植物生长调节剂。 答案：D 2.解析：更准确。A 过于绝对，植物生命活动的调节是非常复杂的过程，从根本上说是由 基因控制的，环境变化也会影响基因的表达，激素调节只是其中的一种调节方式。 答案：B 3.答案： 植物激素种类 主要作用 生长素 促进生长 赤霉素 促进细胞伸长，从而引起植物增高；促进种 子萌发和果实成熟 细胞分裂素 促进细胞分裂 脱落酸 抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落 乙烯 促进果实成熟 4.答案： 植物激素在对植物生命活动进行调节时，并不是完全孤立地发挥作用，而是 相互作用，形成复杂的调节网络共同调节。例如，在生长素浓度升高时，会促进乙烯的合 成。 二、拓展题（课本 P56） 1.答案： 这是因为脱落酸能促进种子休眠，抑制发芽。持续一段时间的高温，能使种子中 的脱落酸降解。没有了脱落酸，这些种子就不会像其他种子那样休眠了。然后，大雨天气 又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分，于是种子就会不适时地萌发。 2.（略）
