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2019-2020年人教版高中生物 選修1專題3課題2月季的花藥培養(yǎng)（教案） 一、課題目標(biāo) 1.知識目標(biāo) a.說出被子植物花粉的發(fā)育過程。 b.說出被子植物產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑。 c.說出影響花藥培養(yǎng)的因素。 2.能力目標(biāo) a.學(xué)習(xí)花藥培養(yǎng)的基本技術(shù)。 b.嘗試用月季或其他植物的花藥進(jìn)行培養(yǎng)。 3.情感目標(biāo) 感受科學(xué)技術(shù)在生產(chǎn)實踐中的重要價值。 二、課題重點 選取適宜的培養(yǎng)材料和培養(yǎng)基。 三、課題難點 選取適宜的培養(yǎng)材料和培養(yǎng)基。 四 教學(xué)流程 教學(xué)流程 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 環(huán)節(jié)一：課程導(dǎo)入 展示課題背景，導(dǎo)入課題目標(biāo)。 課題背景 1964年，印度科學(xué)家在培養(yǎng)毛葉曼陀羅的花藥時，首次獲得了由花藥中的花粉粒發(fā)育而來的單倍體植株。這個實驗說明生殖細(xì)胞和體細(xì)胞一樣，在離體條件下也具有發(fā)育成完整植株的潛能。 自20世紀(jì)60年代以來，花藥培養(yǎng)的研究發(fā)展迅速。據(jù)記載，世界上已有250多種高等植物的花藥培養(yǎng)獲得成功，其中小麥、玉米，大豆、甘蔗和橡膠等近50種植物的花粉再生植株已由我國科技人員首先培育成功。 課題目標(biāo) 1.說出被子植物花粉發(fā)育的過程及花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑 2.說出影響花藥培養(yǎng)的因素 3.學(xué)習(xí)花藥培養(yǎng)的基本技術(shù)，嘗試用月季或其他植物的花藥進(jìn)行培養(yǎng) 閱讀、傾聽。 情景導(dǎo)入本節(jié)目標(biāo)。 環(huán)節(jié)二：講授新課 一、基礎(chǔ)知識 (一)被子植物的花粉發(fā)育 1.雄蕊 引導(dǎo)學(xué)生回憶雄蕊組成：花藥（囊狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)有很多花粉）和花絲。 2.花粉 聯(lián)系減數(shù)分裂和有絲分裂，講述花粉的產(chǎn)生：由花粉母細(xì)胞（小孢子母細(xì)胞）歷經(jīng)減數(shù)分裂、有絲分裂而形成，是單倍體的生殖細(xì)胞。 3.被子植物花粉的發(fā)育過程 讓學(xué)生觀察教材“被子植物花粉發(fā)育過程”圖解，教師講解被子植物花粉的發(fā)育過程。 講解：被子植物花粉發(fā)育經(jīng)歷小孢子四分體時期、單核期、雙核期等階段。在小孢子四分體時期，4個單倍體細(xì)胞連在一起，進(jìn)入單核期時，四分體的4個單倍體細(xì)胞彼此分離，形成4個具有單細(xì)胞核的花粉粒。這時的細(xì)胞含有濃厚的原生質(zhì)，核位于細(xì)胞的中央（單核居中期）。隨著細(xì)胞不斷長大，細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)（單核靠邊期），并分裂成1個生殖細(xì)胞核和1個花粉管細(xì)胞核，進(jìn)而形成兩個細(xì)胞，一個是生殖細(xì)胞，一個是營養(yǎng)細(xì)胞。生殖細(xì)胞將再分裂一次，形成兩個精子。 （二）產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑 讓學(xué)生閱讀教材“產(chǎn)生花粉植株的兩條途徑”內(nèi)容，認(rèn)識產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑，教師加以講解。 1.產(chǎn)生花粉植株（即單倍體植株）的兩種途徑：一是花粉通過 胚狀體 階段發(fā)育為植株，二是通過愈傷組織階段發(fā)育為植株。這兩種途徑的區(qū)別主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度的配比。 【特別提醒】 兩種途徑之間并沒有絕對的界限，主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比。 2.體細(xì)胞胚（胚狀體）：在組織培養(yǎng)過程中，某些體細(xì)胞在形態(tài)上轉(zhuǎn)變?yōu)榕c合子發(fā)育成的胚非常相似的結(jié)構(gòu)，發(fā)育過程亦與合子胚類似，被稱為體細(xì)胞胚（胚狀體）。 來源：直接由器官產(chǎn)生；由單個細(xì)胞產(chǎn)生；由愈傷組織產(chǎn)生。 3.圖解展示愈傷組織發(fā)育途徑和胚狀體發(fā)育途徑。 （三）影響花藥培養(yǎng)的因素 1.材料的選擇 ①從花期來看，應(yīng)當(dāng)選擇初花期的花藥，因為花期早期時的花藥比后期的更容易產(chǎn)生花粉植株。一般月季的花藥培養(yǎng)時間選在五月初到五月中旬，即月季的初花期。 ②從花粉來看，應(yīng)當(dāng)選擇單核期的花粉，這時花藥培養(yǎng)成功率最高。 ③從花蕾來看，應(yīng)當(dāng)選擇完全未開放的花蕾。挑選到單核期的花藥，通常選擇完全未開放的花蕾。盛開的或略微開放的花都不易選做實驗材料。 2.其他影響因素 講解其他影響因素，強(qiáng)調(diào)材料的選擇和培養(yǎng)基的組成是主要影響因素。 （1）培養(yǎng)基的組成 （2）親本生長條件、材料低溫處理、接種密度等 生長旺盛植株花藥較易形成花粉植株；栽培條件的好壞也影響花粉植株的誘導(dǎo)率。 （3）適宜的培養(yǎng)條件等 25℃左右，花粉培養(yǎng)的早期，黑暗或弱光有利于花粉分裂的啟動。 【典型例題】 對花藥離體培養(yǎng)的說法中錯誤的是（ ） A. 接種的花藥長出愈傷組織或釋放出胚狀體后，要適時轉(zhuǎn)換培養(yǎng)基，以便分化成植株 B. 材料消毒時需先用酒精浸泡，在無菌水中清洗，然后用氯化汞或次氯化鈣溶液浸泡，最后再用無菌水沖洗 C. 接種花藥后一段時間內(nèi)不需要光照，但幼小植株形成后需要光照 D. 對材料的選擇最常用的是焙花青﹣鉻礬法，這種方法能將花粉細(xì)胞核染成藍(lán)黑色 【答案】D 二、實驗操作 （一）材料的選取 指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，講解材料選取的兩種方法：醋酸洋紅法、焙花青-鉻礬法溶液配制和操作。 （1）醋酸洋紅法（最常用方法） ①醋酸洋紅的配置 將體積分?jǐn)?shù)45％的醋酸100ml煮沸，緩緩加入1g洋紅，在加熱回流8h，冷卻至50℃，過濾即可。 ②染色操作 將花藥放在載玻片上，加一滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)1％的醋酸洋紅，用鑷柄將花藥搗碎，蓋上蓋玻片在顯微鏡下檢查。 （2）焙花青-鉻礬法 ①卡諾氏固定液的配制方法 將無水酒精與冰醋酸按體積比為3：1的比例混勻。 ②焙花青—鉻釩溶液的配制方法 將5g鉻明礬[K2SO4Cr2(SO4)24H2O]加入90ml蒸餾水中，溶解后加入0.1g焙花青，混勻并加熱至沸騰，煮沸5分鐘后冷卻至室溫，過濾，加蒸餾水定容至100ml。 ③染色操作 花藥應(yīng)該在卡諾氏固定液中固定20min，然后取出放在載玻片上，加焙花青—鉻釩溶液染色，蓋上蓋玻片后在顯微鏡下檢查。 （二）材料的消毒 講解材料的消毒步驟。 1. 將花蕾用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精浸泡30s 2. 無菌水清洗 3. 無菌吸水紙吸干花蕾表面的水分 4. 放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液中 2~4min（也可質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的次氯酸鈣 溶液或飽和漂白粉溶液） 5. 無菌水沖洗3～5次 （三）接種和培養(yǎng) 讓學(xué)生閱讀教材，講解接種和培養(yǎng)步驟。 （1）剝?nèi)』ㄋ? 在無菌條件下除去萼片和花瓣用鑷子取出花藥。 注意：①勿損傷花藥，以免誘導(dǎo)出非花粉愈傷組織。 ②要徹底去除花絲，因為與花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成。 （2）接種 立即將花藥接種于培養(yǎng)基上，通常每瓶接種花藥7-10個。 （3）培養(yǎng) ①培養(yǎng)條件： 溫度控制在25℃左右，不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。 ②培養(yǎng)： 一般經(jīng)過20-30天培養(yǎng)后，會發(fā)現(xiàn)花藥開裂，長出愈傷組織或釋放出胚狀體長出，愈傷組織則將愈傷組織及時轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上，以便進(jìn)一步分化出再生植株。 注意：如果花藥開裂釋放出胚狀體，則一個花藥內(nèi)就會產(chǎn)生大量幼小植株，必須在花藥開裂后盡快將幼小植株分開，分別移植到新的培養(yǎng)基上，否則這些植株將很難分開。 （4）鑒定和篩選 講解：在花藥培養(yǎng)中，特別是通過愈傷組織形成的花粉植株，常常會出現(xiàn)染色體倍性的變化（主要原因是營養(yǎng)核和生殖核融合造成的），需要進(jìn)一步鑒定和篩選。 三、結(jié)果分析與評價 展示三個方面問題讓學(xué)生分析與評價。 1.選材是否恰當(dāng) 選材是否成功是花藥培養(yǎng)成功的關(guān)鍵。應(yīng)學(xué)會通過顯微鏡觀察處于適宜發(fā)育期的花粉。 2.無菌技術(shù)是否過關(guān) 如果出現(xiàn)了污染現(xiàn)象，說明某些操作步驟，如培養(yǎng)基滅菌、花蕾消毒或接種等有問題。 3.接種是否成功 如果接種的花藥長出愈傷組織或釋放出胚狀體，花藥培養(yǎng)的第一步就成功了。要適時轉(zhuǎn)換培養(yǎng)基，以便愈傷組織或胚狀體進(jìn)一步分化成再生植株。 【典型例題】 下列有關(guān)月季花藥培養(yǎng)的實驗操作中，不正確的是（ ） A. 花藥培養(yǎng)可在同一培養(yǎng)基上培養(yǎng)至長出幼小植株再更換培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng) B. 鏡檢花粉時可用醋酸洋紅法或焙花青﹣鉻礬法染色，后者能將花粉細(xì)胞核染成藍(lán)黑色 C. 在剝離花藥時，要盡量不損傷花藥，否則易從受傷部位產(chǎn)生愈傷組織 D. 如果接種的花藥長出愈傷組織并分化成幼小植株，還需對植株作進(jìn)一步的鑒定和篩選 【答案】A 回憶、回答。 閱讀、傾聽、回答。 閱讀、傾聽、回答。 閱讀、傾聽、思考、回答。 演練、回答。 閱讀、思考、傾聽、回答。 閱讀、傾聽、思考、回答。 演練、回答。 說出被子植物花粉的發(fā)育過程。 說出被子植物產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑。 說出影響花藥培養(yǎng)的因素。 學(xué)習(xí)花藥培養(yǎng)的基本技術(shù)。 嘗試用月季或其他植物的花藥進(jìn)行培養(yǎng)。 感受科學(xué)技術(shù)在生產(chǎn)實踐中的重要價值。 環(huán)節(jié)三：課堂小結(jié) 共同回顧本節(jié)要點： 一、基礎(chǔ)知識 （一）被子植物的花粉發(fā)育過程 小孢子母細(xì)胞→小孢子四分體時期→單核期→雙核期→花粉粒 （二）產(chǎn)生花粉植株的兩條途徑 (三)影響花藥培養(yǎng)的因素 ①主要因素：材料的選擇和培養(yǎng)基的組成。 ②月季花藥培養(yǎng)一般選擇單核期。 二、實驗操作 （一）材料的選取 醋酸洋紅法、焙花青-鉻礬法 （二）材料的消毒 （三）接種和培養(yǎng) 呼應(yīng)、回答。 突出本節(jié)重點。