1、选修 1 专题 3 课题 2 月季的花药培养教学设计一、课题目标1.知识目标a.说出被子植物花粉的发育过程。b.说出被子植物产生花粉植株的两种途径。c.说出影响花药培养的因素。2.能力目标a.学习花药培养的基本技术。b.尝试用月季或其他植物的花药进行培养。3.情感目标感受科学技术在生产实践中的重要价值。二、课题重点选取适宜的培养材料和培养基。三、课题难点选取适宜的培养材料和培养基。四 教学流程教学流程教师活动 学生活动设计意图环节一：课程导入展示课题背景，导入课题目标。课题背景1964 年，印度科学家在培养毛叶曼陀罗的花药时，首次获得了由花药中的花粉粒发育而来的单倍体植株。这个实验说明生殖细胞
2、和体细胞一样，在离体条件下也具有发育成完整植株的潜能。自 20 世纪 60 年代以来，花药培养的研究发展迅速。据记载，世界上已有 250 多种高等植物的花药培养获得成功，其中小麦、玉米，大豆、甘蔗和橡胶等近 50 种植物的花粉再生植株已由我国科技人员首先培育成功。 课题目标1.说出被子植物花粉发育的过程及花药培养产生花粉植株的两种途径 阅读、倾听。情景导入本节目标。2.说出影响花药培养的因素 3.学习花药培养的基本技术，尝试用月季或其他植物的花药进行培养 环节二：讲授新课一、基础知识(一)被子植物的花粉发育1.雄蕊引导学生回忆雄蕊组成：花药（囊状结构，内有很多花粉）和花丝。2.花粉联系减数分裂
3、和有丝分裂，讲述花粉的产生：由花粉母细胞（小孢子母细胞）历经减数分裂、有丝分裂而形成，是单倍体的生殖细胞。 3.被子植物花粉的发育过程让学生观察教材“被子植物花粉发育过程”图解，教师讲解被子植物花粉的发育过程。讲解：被子植物花粉发育经历小孢子四分体时期、单核期、双核期等阶段。在小孢子四分体时期，4 个单倍体细胞连在一起，进入单核期时，四分体的 4 个单倍体细胞彼此分离，形成 4 个具有单细胞核的花粉粒。这时的细胞含有浓厚的原生质，核位于细胞的中央（单核居中期） 。随着细胞不断长大，细胞核由中央移向细胞一侧（单核靠边期） ，并分裂成 1 个生殖细胞核和 1 个花粉管细胞核，进而形成两个细胞，一个
4、是生殖细胞，一个是营养细胞。生殖细胞将再分裂一次，形成两个精子。（二）产生花粉植株的两种途径让学生阅读教材“产生花粉植株的两条途径”内容，认识产生花粉植株的两种途径，教师加以讲解。1.产生花粉植株（即单倍体植株）的两种途径：一是花粉通过 胚状体 阶段发育为植株，二是通过愈伤组织阶段发育为植株。这两种途径的区别主要取决于培养基中激素的种类及其浓度的配比。【特别提醒】两种途径之间并没有绝对的界限，主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。回忆、回答。阅读、倾听、回答。阅读、倾听、回答。说出被子植物花粉的发育过程。说出被子植物产生花粉植株的两种途径。2.体细胞胚（胚状体）：在组织培养过程中，某些体细
5、胞在形态上转变为与合子发育成的胚非常相似的结构，发育过程亦与合子胚类似，被称为体细胞胚（胚状体） 。 直接由器官产生；由单个细胞产生；由愈伤组织产生。3.图解展示愈伤组织发育途径和胚状体发育途径。（三）影响花药培养的因素1.材料的选择从花期来看，应当选择初花期的花药，因为花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株。一般月季的花药培养时间选在五月初到五月中旬，即月季的初花期。从花粉来看，应当选择单核期的花粉，这时花药培养成功率最高。从花蕾来看，应当选择完全未开放的花蕾。挑选到单核期的花药，通常选择完全未开放的花蕾。盛开的或略微开放的花都不易选做实验材料。 2.其他影响因素讲解其他影响因素，强调材
6、料的选择和培养基的组成是主要影响因素。（1）培养基的组成（2）亲本生长条件、材料低温处理、接种密度等生长旺盛植株花药较易形成花粉植株；栽培条件的好坏也影响花粉植株的诱导率。（3）适宜的培养条件等25左右，花粉培养的早期，黑暗或弱光有利于花粉分裂的启动。【典型例题】 如图是花药培养产生花粉植株的两种途径，下列相判断错误的是( )阅读、倾听、思考、回答。演练、回答。阅说出影响花药培养的因素。A.图中的 a 是愈伤组织B.和过程的实质相同C.选择的花药在花粉发育过程中越早越好D.整个培养过程中的细胞增殖方式只有有丝分裂【答案】C【方法点拨】 选择的花药太早或太晚都不利于培养，处于单核期的最好，尤其是
7、单核靠边期。二、实验操作（一）材料的选取指导学生阅读教材，讲解材料选取的两种方法：醋酸洋红法、焙花青-铬矾法溶液配制和操作。（1）醋酸洋红法（最常用方法） 醋酸洋红的配置 将体积分数 45的醋酸 100ml 煮沸，缓缓加入 1g 洋红，在加热回流 8h，冷却至 50，过滤即可。染色操作 将花药放在载玻片上，加一滴质量分数 1的醋酸洋红，用镊柄将花药捣碎，盖上盖玻片在显微镜下检查。（2）焙花青-铬矾法 卡诺氏固定液的配制方法将无水酒精与冰醋酸按体积比为 3：1 的比例混匀。焙花青铬钒溶液的配制方法将 5g 铬明矾K 2SO4Cr2(SO4)24H2O加入 90ml 蒸馏水中，溶解后加入 0.1g
8、 焙花青，混匀并加热至沸腾，煮沸 5 分钟后冷却至室温，过滤，加蒸馏水定容至 100ml。染色操作花药应该在卡诺氏固定液中固定 20min，然后取出放在载玻片上，加焙花青 铬钒溶液染色，盖上盖玻片后在显微镜下检查。（二）材料的消毒讲解材料的消毒步骤。1. 将花蕾用体积分数为 70%的酒精浸泡 30s读、思考、倾听、回答。阅读、倾听、思考、回答。学习花药培养的基本技术。尝试用月季或其他植物的花药进行培养。2. 无菌水清洗3. 无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分4. 放入质量分数为 0.1%的氯化汞溶液中 24min（也可质量分数为 1%的次氯酸钙 溶液或饱和漂白粉溶液）5. 无菌水冲洗 35 次 （三
9、）接种和培养 让学生阅读教材，讲解接种和培养步骤。（1）剥取花药在无菌条件下除去萼片和花瓣用镊子取出花药。注意：勿损伤花药，以免诱导出非花粉愈伤组织。要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。（2）接种立即将花药接种于培养基上，通常每瓶接种花药 7-10 个。（3）培养培养条件： 温度控制在 25左右，不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。 培养： 一般经过 20-30 天培养后，会发现花药开裂，长出愈伤组织或释放出胚状体长出，愈伤组织则将愈伤组织及时转移到分化培养基上，以便进一步分化出再生植株。注意：如果花药开裂释放出胚状体，则一个花药内就会产生大量幼小植株，必须在花
10、药开裂后尽快将幼小植株分开，分别移植到新的培养基上，否则这些植株将很难分开。 （4）鉴定和筛选讲解：在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现染色体倍性的变化（主要原因是营养核和生殖核融合造成的） ，需要进一步鉴定和筛选。 三、结果分析与评价展示三个方面问题让学生分析与评价。1.选材是否恰当选材是否成功是花药培养成功的关键。应学会通过显微镜观察处于适宜发育期的花粉。 2.无菌技术是否过关如果出现了污染现象，说明某些操作步骤，如培养基灭菌、演练、回答。感受科学技术在生产实践中的重要价值。花蕾消毒或接种等有问题。 3.接种是否成功如果接种的花药长出愈伤组织或释放出胚状体，花药培养的
11、第一步就成功了。要适时转换培养基，以便愈伤组织或胚状体进一步分化成再生植株。【典型例题】 下列有关花药离体培养的说法中,错误的是（ ）A对材料的选择最常用的方法是焙花青铬矾法,这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色B材料消毒时需先用酒精浸泡,然后用氯化汞溶液或次氯酸钙溶液浸泡,最后用无菌水冲洗C接种花药后一段时间内不需要光照,但幼小植株形成后需要光照D若接种的花药长出愈伤组织或胚状体后,要适时转换培养基,以便进一步分化成再生植株【答案】A【方法点拨】 1.选择花药时，确定花药发育时期最常用的方法是醋酸洋红法，某些植物的花粉不易着色需采用焙花青-铬矾法，这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色。2.接种花药后
12、一段时间内不能进行光合作用，不需要光照，但幼小植株形成后需要光照。环节三：课堂小结共同回顾本节要点：一、基础知识（一）被子植物的花粉发育过程小孢子母细胞小孢子四分体时期单核期双核期花粉粒（二）产生花粉植株的两条途径(三)影响花药培养的因素主要因素：材料的选择和培养基的组成。月季花药培养一般选择单核期。二、实验操作呼应、回答。突出本节重点。（一）材料的选取醋酸洋红法、焙花青-铬矾法（二）材料的消毒（三）接种和培养 环节四：课堂练习下列关于花药培养的注意事项中正确的是（ ）A花药培养成功与否与材料选择无关B花药培养成幼苗后，一定不能分瓶培养C花药培养成幼苗的过程中，除了适宜的温度、pH 等，还要注意照光D一般地讲，材料选择单核期时花药培养成功率较高【答案】D【方法点拨】1.花粉植株能否培育成功受多种因素影响，其中材料的选择与培养基组成是主要影响因素。2.当培养获得愈伤组织或幼小植株时必须分瓶培养，才能诱导愈伤组织分化或幼苗分开。 演练、回答。突出重点。
