2021-2022年高中生物專題3植物的組織培養(yǎng)技術(shù)課題2月季的花藥培養(yǎng)三教案新人教版選修120220409144

PAGEPAGE8課題2月季的花藥培養(yǎng)一、課題目標1.知識目標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a.學習花藥培養(yǎng)的基本技術(shù)。b.嘗試用月季或其他植物的花藥進行培養(yǎng)。3.情感目標感受科學技術(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。四教學流程教學流程教師活動學生活動設(shè)計意圖環(huán)節(jié)一：課程導入展示課題背景，導入課題目標。課題背景1964年，印度科學家在培養(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胞和體細胞一樣，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.學習花藥培養(yǎng)的基本技術(shù)，嘗試用月季或其他植物的花藥進行培養(yǎng)閱讀、傾聽。情景導入本節(jié)目標。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.雄蕊引導學生回憶雄蕊組成：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：由花粉母細胞（小孢子母細胞）歷經(jīng)減數(shù)分裂、有絲分裂而形成，是單倍體的生殖細胞。3.被子植物花粉的發(fā)育過程讓學生觀察教材“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個單倍體細胞連在一起，進入單核期時，四分體的4個單倍體細胞彼此分離，形成4個具有單細胞核的花粉粒。這時的細胞含有濃厚的原生質(zhì)，核位于細胞的中央（單核居中期）。隨著細胞不斷長大，細胞核由中央移向細胞一側(cè)（單核靠邊期），并分裂成1個生殖細胞核和1個花粉管細胞核，進而形成兩個細胞，一個是生殖細胞，一個是營養(yǎng)細胞。生殖細胞將再分裂一次，形成兩個精子。（二）產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑讓學生閱讀教材“產(chǎn)生花粉植株的兩條途徑”內(nèi)容，認識產(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?！咎貏e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.體細胞胚（胚狀體）：在組織培養(yǎng)過程中，某些體細胞在形態(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，被稱為體細胞胚（胚狀體）。來源：直接由器官產(chǎn)生；由單個細胞產(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?！镜湫屠}】如圖是花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑，下列相判斷錯誤的是()A.圖中的a是愈傷組織B.①和②過程的實質(zhì)相同C.選擇的花藥在花粉發(fā)育過程中越早越好D.整個培養(yǎng)過程中的細胞增殖方式只有有絲分裂【答案】C【方法點撥】選擇的花藥太早或太晚都不利于培養(yǎng)，處于單核期的最好，尤其是單核靠邊期。二、實驗操作（一）材料的選取指導學生閱讀教材，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數(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)量分數(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.將花蕾用體積分數(shù)為70%的酒精浸泡30s2.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)量分數(shù)為0.1%的氯化汞溶液中2~4min（也可質(zhì)量分數(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)讓學生閱讀教材，講解接種和培養(yǎng)步驟。（1）剝?nèi)』ㄋ幵跓o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生分析與評價。1.選材是否恰當選材是否成功是花藥培養(yǎng)成功的關(guān)鍵。應(yīng)學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一步分化成再生植株?！镜湫屠}】下列有關(guān)花藥離體培養(yǎng)的說法中,錯誤的是（）A．對材料的選擇最常用的方法是焙花青—鉻礬法,這種方法能將花粉細胞核染成藍黑色B．材料消毒時需先用酒精浸泡,然后用氯化汞溶液或次氯酸鈣溶液浸泡,最后用無菌水沖洗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．若接種的花藥長出愈傷組織或胚狀體后,要適時轉(zhuǎn)換培養(yǎng)基,以便進一步分化成再生植株【答案】A【方法點撥】1.選擇花藥時，確定花藥發(fā)育時期最常用的方法是醋酸洋紅法，某些植物的花粉不易著色需采用焙花青-鉻礬法，這種方法能將花粉細胞核染成藍黑色。2.接種花藥后一段時間內(nèi)不能進行光合作用，不需要光照，但幼小植株形成后需要光照。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。學習花藥培養(yǎng)的基本技術(shù)。嘗試用月季或其他植物的花藥進行培養(yǎng)。感受科學技術(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。環(huán)節(jié)四：課堂練習下列關(guān)于花藥培養(yǎng)的注意事項中正確的是（）A．花藥培養(yǎng)成功與否