2019-2020年高中生物人教版选修1教学案：专题三 课题2 月季花的花药培养(含答案)

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]对花药离体培养的说法中错误的是（）A. 接种的花药长出愈伤组织或释放出胚状体后，要适时转换培养基，以便分化成植株B. 材料消毒时需先用酒精浸泡，在无菌水中清洗，然后用氯化汞或次氯化钙溶液浸泡，最后再用无菌水冲洗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. 对材料的选择最常用的是焙花青﹣铬矾法，这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色[答案]D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）①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。

②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。

阅读、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。

三：课堂小结一、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①主要因素：材料的选择和培养基的组成。

月季花的花药培养一、被子植物的花粉发育1．花粉：是由花粉母细胞经过减数分裂形成的单倍体的生殖细胞。

2．花粉的发育过程二、产生花粉植株的两种途径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。

三、影响花药培养的因素1．主要因素：材料的选择与培养基的组成。

(1)花药方面，应选择初花期的花药。

(2)花粉方面，应选择单核期的花粉。

(3)花蕾方面，应选择完全未开放的花蕾。

1.被子植物花粉发育的基本过程：小孢子母细胞→小孢子四分体时期→单核期→双核期。

2．花药培养产生花粉植株有两条途径：一是胚状体途径，二是愈伤组织途径，这两种途径主要取决于激素的种类及其浓度配比。

3．影响花药培养的主要因素是材料的选择与培养基的组成。

选择单核靠边期的花药培养成功率最高。

4．确定花粉发育时期的方法有醋酸洋红法(最常用)和焙花青一铬矾法(花粉细胞核不易着色时)。

5．在花药培养中，常常会出现染色体倍性的变化。

2．其他因素：亲本植株的生长条件、材料的低温预处理及接种密度等。

四、花药培养的实验操作材料的选取―→材料的消毒―→接种―→培养―→鉴定和筛选1．材料的选取(1)花粉的鉴定：一般通过镜检来确定花药中的花粉是否处于适宜的发育期。

(2)镜检方法：最常用的方法是醋酸洋红法。

但是，某些植物的花粉细胞核不易着色，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．材料的消毒(1)将花蕾放入体积分数为70%的酒精中浸泡约30 s，立即取出，在无菌水中冲洗，后用无菌吸水纸吸干。

(2)放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中2～4 min，再用无菌水冲洗3～5次。

3．接种(1)剥离花药时，尽量不损伤花药，彻底去除花丝。

(2)每瓶接种花药7～10个。

4．培养(1)温度：25_℃左右。

(2)光照：开始不需要光照，幼小植株形成后才需要光照。

(3)转移：将愈伤组织及时转移到分化培养基上；如果释放出胚状体，尽快将幼小植株分开，分别移植到新的培养基上。

高中生物人教版选修1教案设计专题3课题2月季的花药培养月季的花药培养一、教材分析课题背景通过科学实验引入“生殖细胞和体细胞一样，在离体条件下也具有发育成完整植株的潜能”的结论，实现了两课题之间的平稳过渡。

之后，通过回忆单倍体育种的过程以及优点，使学生明白成功的花药离体培养是单倍体育种的重要前提，加深对本课题的兴趣。

之后课本通过介绍被子植物的花粉发育、产生花粉植株的途径实现基础知识的铺垫，随后，在实践操作过程中实现整个知识框架的构建，思路清晰，有条不紊。

二、教学目标1.知识与技能（1）了解被子植物花粉发育的过程。

（2）了解花药培养产生花粉植株的两种途径。

（3）了解影响花药培养的因素。

（4）知道并理解花药培养的实验步骤。

2.过程与方法掌握花药培养的基本技术并尝试用月季或其他植物的花药进行培养。

3.情感、态度与价值观养成严谨、细致的习惯，认真对待实验中的每一个细节。

三、教学重难点1.重点：选取适宜的培养材料和培养基。

2.难点：选取适宜的培养材料和培养基。

四、教学准备多媒体课件。

五、课时安排1课时。

六、教学过程【课程导入】上一课题，我们共同学习了菊花的组织培养技术，这种技术是利用植物体细胞的全能性经过培养得到新的植株。

花粉属于生殖细胞，而生殖细胞也能在体外诱导形成单倍体植株，以此为基础形成的单倍体育种技术极大地缩短了育种年限，且得到的植株为纯合植株。

那么，如何以生殖细胞为材料形成单倍体植株，就是我们在本节课所要掌握的内容。

【基础知识】（一）被子植物的花粉发育1.被子植物的雄蕊通常包括花药、花丝两部分；2.被子植物的花粉是在花药中由花粉母细胞经过减数分裂形成的。

所以，花粉是单倍体的生殖细胞；3.被子植物的花粉发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段；4.简述花粉发育过程：5.在正常情况下，一个小孢子母细胞可以产生8个精子；在一枚花药中可以产生很多花粉。

6.思考：（1）营养细胞在花粉管生长过程中的作用是什么？答：控制花粉的萌发并提供营养。

专题3 植物的组织培养技术课题2 月季的花药培养一、课题目标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，说出影响花药培养的因素，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。

二、课题重点与难点课题重点：选取适宜的培养材料和培养基。

课题难点：选取适宜的培养材料和培养基。

三、课题背景分析课题背景介绍了花药培养的历史以及花药培养在育种工作上的意义。

有条件的学校可以引导学生尝试某种植物的花药培养。

四、基础知识分析与教学建议（一）被子植物的花粉发育知识要点：1.花粉是单倍体生殖细胞；2.花粉的发育要经历不同的时期。

教学建议：可以利用教材给出的“被子植物花粉的发育过程”的插图，帮助学生了解花粉发育所经历的不同时期，为后面实验材料的选取打下基础。

（二）产生花粉植株的两种途径知识要点：花药培养产生花粉植株的两种途径。

教学建议：体细胞胚的概念是第一次出现，可以让学生重点阅读教材的楷体字部分，并结合流程图来认识花粉植株产生的两种不同途径。

（三）影响花药培养的因素知识要点：选取适宜的材料和培养基组成是花粉植株诱导成功的关键。

教学建议：教师可以补充一些不同植物和不同花粉发育时期的花药培养的资料，帮助学生认识材料选择和培养基配方的重要性。

五、实验安排及注意事项（一）本课题有一定难度，成功率较低。

全部完成课题不仅耗时较长，又有季节限制。

最好提前做好时间规划，以提高工作效率。

建议教师提前一年摸索经验、总结教训，如花蕾的选择、培养基配方等。

建议第一课时完成基础知识的教学，学习操作方法并制备培养基（或课后制作培养基）。

第二课时学习花粉发育时期的鉴定。

第三课时做花蕾的选择和灭菌、接种。

花药培养的周期较长，成功的接种也要在培养20～30 d后才能见到愈伤组织或胚状体，且进一步的实验必须非常及时，因此，本课题的有些过程教师可以安排同学在课外做。

（二）最适宜的花药发育时期会因植物种类和品种的不同而不同，但对大多数植物而言，适宜进行花药培养的时期是单核居中期或单核靠边期。

课题二月季的花药培养[学习目标]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[新知预习]一、基础知识1．被子植物的花粉发育(1)被子植物花粉的形成：花粉是由____________经过减数分裂形成的，是________的生殖细胞。

(2)被子植物花粉的发育：被子植物花粉的发育要经历____________时期、单核期和双核期等阶段。

其中，单核期又分为________期和________期两个时期，双核期花粉细胞核包括________细胞核和花粉管细胞核。

精子的形成还要经过________分裂。

2．产生花粉植株的两种途径(1)通过花药培养产生花粉植株一般有两种途径，一种是花粉通过________阶段发育成植株，另一种是花粉在诱导培养基上先形成__________，再将其诱导分化成植株，所得植株均为________植株。

(2)通过花药培养产生花粉植株的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________________。

3．影响花药培养的因素(1)诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低，受多种因素影响，其中____________和____________是主要的影响因素。

(2)不同植物的诱导成功率很不相同。

同一种植物亲本植株的________对诱导成功率也有直接影响。

(3)选择适宜的花粉发育时期也是提高诱导成功率的重要因素；不同生物的适宜的花粉发育时期不同，但对绝大多数植物而言，材料的选择从花药来看，应当选择___ __期的花药；从花粉来看，应当选择______期的花粉；从花蕾来看，应当选择______________的花蕾。

二、实验操作1．材料的选取确定花粉发育时期的最常用的方法是________________法，对一些花粉细胞核不易着色的植物，需采用_____________________法。

专题3 植物组织培养技术课题2 月季的花药培养【学习目标】1.熟记被子植物花粉发育的过程及花药产生培养花粉植株的两种途径。

2.小组合作说出影响花药培养的因素。

3.激情投入，全力以赴，尝试用月季或其他植物的花药进行培养。

【重点难点】重点: 选取适宜的培养材料和培养基。

难点：选取适宜的培养材料和培养基。

【预习案】任务一.被子植物花粉发育过程1．被子植物的花粉是在中由经过分裂形成的。

所以，花粉是的生殖细胞。

2．结合教材内容填下列示意图：思考1：由此可见，被子植物的花粉的发育要经历时期，期和期等阶段。

思考2：在正常情况下，一个小孢子母细胞可以产生个精子；在一枚花药中可以产生个花粉。

任务二．产生花粉植株的两条途径1．产生花粉植株（即单倍体植株）的两种途径：一是花粉通过阶段发育为植株，二是通过阶段发育为植株。

这两种途径的区别主要取决于培养基中的种类及其的配比。

2.填写培育花粉植株的途径图解：3.胚状体的结构及其发育过程与种子相似，所以把胚状体到从芽的过程称为，而把从愈伤组织到从芽的过程称为。

4.植物体细胞发育而来的胚状体又叫，花粉发育而来的胚状体叫，可发育为植物，要使其成为纯合的正常植株，可用处理发育中的幼苗。

任务三.影响花药培养的因素1．影响花粉植株成功与否和成功率的主要因素：和等。

2．材料的选择：①从花药来看，应当选择（初花期、盛花期、晚花期）的花药；②从花粉来看，应当选择（四分体期、单核期、双核期、萌发期）的花粉，因为单核期以前的花药，选择单核期以后的花药接种，；③从花蕾来看，应当选择（完全未开放、略微开放、完全盛开）的花蕾。

思考3：除此之外，你认为影响花粉诱导成功率的因素还有哪些？思考4：为什么花瓣松动会给材料消毒带来困难？任务四.实验设计1.材料的选择选择花药时一般通过确定花粉发育时期，此时需要对花粉细胞核进行染色，最常用的染色剂是和，它们分别可以将细胞核染成色和色。

2.材料的消毒3.接种和培养（1）剥取花药：消毒后的花蕾，要在条件下除去花萼、花瓣。

课题2 月季的花药培养一、课题目标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，说出影响花药培养的因素，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。

二、课题重点与难点课题重点：选取适宜的培养材料和培养基。

课题难点：选取适宜的培养材料和培养基。

学案课题2 月季的花药培养<(一)被子植物的花粉发育>，回答下列问题：阅读教材P37-38《问1、加快初中学过的知识，被子植物的雄蕊通常包括哪几部分？各部分作用是什么？问2、被子植物花粉的发育要经历哪向个阶段？其中的四分体时期，与我们所说的高等动物精子、卵细胞形成过程中减数分裂的“四分体时期”是否完全相同？问3、花粉发育时期的单核期细胞具有哪些特征？问4、一个小孢子能形成多少营养核、生殖核和几个精子？阅读教材P38（二）产生花粉植株的两种途径1、培养花药产生花粉植株的两条途径是什么？二者区别的原因是什么？阅读教材P38-39〈（三）影响花药培养的因素〉。

1、诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低受哪些因素的影响呢？2、从材料的选择上看，不同植株的诱导成功率不同。

对同一种植物来说，亲本植株的花粉发育时期对诱导成功率也有直接的影响。

亲本植株的对诱导成功率有直接的影响，花期时的花药比的更容易产生花粉植株。

花粉发育过程中，只有某一个时期对离体刺激敏感。

一般来说，在单核期，的时期，花药培养成功率最高；为了挑选到单核期的花药，通常选择的花蕾。

3、培养花药时所配制培养基的主要成分有哪些？要促进花药细胞分裂分化，培养基中应添加的植物激素是什么？4、糖类成分在花粉培养基中的作用有哪些？培养基中加入活性碳能起到哪些方面作用？阅读教材P39《实验操作》1、在花药离体培养实验操作中，有哪几个关键步骤呢？2、选取材料时，为什么要选择处于适宜时期的花药？3、选择材料时，一般通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。

通过镜检确定花粉是否处于适宜的发育期常用方法有哪些？为什么？5、在剥离花药时，要尽量不损伤花药，并要彻底去除花丝。

课题2 月季的花药培养（一）引入新课利用植物的茎可以经过组织培养得到新植株，但这种方法同时也存在着一定的缺陷，繁殖出来的新植株往往无法获得一些新的性状。

本节我们将学习花药离体培养技术，这是一种信的育种技术。

（二）进行新课1．基础知识活动2：阅读“被子植物的花粉发育”，回答下列问题：1．被子植物的花粉是在中由经过分裂形成的。

2．结合教材内容填下列示意图：双核期等阶段。

很多个花粉。

供营养。

活动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。

2．填写培育花粉植株的途径图解：3．胚状体的结构及其发育过程与种子相似，所以把胚状体到从芽的过程称为分化，而把从愈伤组织到从芽的过程称为再分化。

活动4：阅读“影响花药培养的因素”，回答下列问题：1．影响花粉植株的主要因素：材料的选择和培养基的组成等。

2．材料的选择：①从花药来看，应当选择（初花期）的花药；②从花粉来看，应当选择（单核期）的花粉；③从花蕾来看，应当选择（完全未开放）的花蕾。

〖思考7〗除此之外，你认为影响花粉诱导成功率的因素还有哪些？植物的种类、亲本生长条件、材料的低温处理、接种密度、培养基组成、培养的环境条件等。

〖思考8〗为什么不选择使用单核期之前或之后的花粉？单核期之前，花药质地幼嫩，容易破碎；单核期之后，花瓣开始松动，消毒困难。

〖思考9〗花瓣松动会给材料消毒带来困难的原因是外界环境中的微生物容易侵入到花药中。

2．实验操作活动5：阅读“材料的选择”，回答下列问题：1．选择花药时一般通过镜检确定花粉发育时期，此时需要对花粉细胞核进行染色，最常用的染色剂是醋酸洋红溶液和焙花青－铬钒溶液，它们分别可以将细胞核染成红色和蓝黑色。

2．在使用焙花青－铬钒溶液时，需要首先将花药用卡诺氏固定液处理20min。

该试剂的配制方法是将无水酒精和冰醋酸按体积比为3：1 的比例混合均匀。

课题2 胡萝卜素的提取1．了解有关胡萝卜素的基础知识和提取胡萝卜素的基本原理。

(重点) 2．了解有机溶剂的相关知识。

3．学会胡萝卜素的提取技术和纸层析的操作方法。

(重、难点)1．种类(1)划分依据：双键的数目。

(2)类型：分为α、β、γ三类，最主要的组成成分是β—胡萝卜素。

2．用途(1)治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病。

(2)广泛地用作添加剂。

(3)使癌变细胞恢复成正常细胞。

3．性质胡萝卜素是橘黄色结晶，化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。

4．提取途径(1)一是从植物中提取；(2)二是从大面积养殖的岩藻中获得；(3)三是利用微生物的发酵生产。

[合作探讨]探讨1：根据胡萝卜素的性质，食用胡萝卜时，应该怎样做，才能有助于人体吸收？提示：胡萝卜中含有的胡萝卜素属于脂溶性物质，因此食用胡萝卜时，为了使较多的胡萝卜素溶解，最好加油炒制，在油中溶解的胡萝卜素容易被人体吸收。

探讨2：食用胡萝卜能为人体提供维生素，能否说胡萝卜含有大量维生素？说明原因。

提示：不能。

胡萝卜能补充人体需要的维生素，因为胡萝卜中含有的β－胡萝卜素等，在人体的小肠和肝脏等器官中被氧化成维生素A，因此胡萝卜可以用来治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病。

探讨3：胡萝卜素有哪些种类？其划分的依据是什么？提示：胡萝卜素可分为α、β和γ三种。

划分依据是双键的数目。

[思维升华]1．胡萝卜素的分布胡萝卜素广泛存在于植物的叶、茎和果实中，最早是在胡萝卜中分离得到的。

除胡萝卜外，绿色蔬菜和黄玉米、小米等粮食中也含有一定量的胡萝卜素。

2．胡萝卜素的理化性质胡萝卜素为橘黄色结晶，不溶于水，易溶于石油醚等有机溶剂，在橄榄油和苯中的溶解度为0.1 g/100 mL，在氯仿中溶解度为4.3 g/100 mL。

胡萝卜素在弱碱条件下比较稳定，在酸中不稳定，在光照和含氧条件下也不稳定。

胡萝卜素低浓度时为黄色，高浓度时为橙红色。

重金属离子，特别是铁离子，可促使胡萝卜素退色。

一、被子植物的花粉发育（阅读教材P37～38）1．发育场所：被子植物雄蕊的花药中。

2．花粉的形成：由花粉母细胞经过减数分裂形成，因此，花粉是单倍体的生殖细胞。

3．花粉的发育经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段。

(1)小孢子四分体时期：4个单倍体细胞连在一起。

(2)单核期：①四分体的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。

②单核期分为单核居中期和单核靠边期两个时期。

(3)双核期：细胞中含有生殖细胞核和花粉管细胞核，它们进而形成一个生殖细胞和一个营养细胞，其中的生殖细胞再分裂一次形成两个精子。

二、产生花粉植株(即单倍体植株)的两种途径（阅读教材P38）1．过程图示2．形成原因：主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。

三、影响花药培养的因素（阅读教材P38～39）1．主要因素(1)材料的选择①不同植物的诱导成功率很不相同。

②同一种植物，花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株。

③花粉发育时期也是影响花药培养的重要因素，一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。

(2)培养基的组成：培养基的成分及比例对花药培养也有影响。

2．其他因素：亲本植株的生长条件、材料的低温预处理以及接种密度等对诱导成功率都有一定影响。

四、实验操作（阅读教材P39～40）1．材料的选取(1)取材：对绝大多数植物而言，适宜花粉培养的时期是单核期。

(2)花药发育时期的确定：一般通过镜检来确定花粉是否处于适宜的发育期。

(3)镜检方法：①最常用的是醋酸洋红法。

②但某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用焙花青－铬矾法。

2．消毒3．接种和培养(1)接种要求：将在无菌条件下除去萼片、花瓣和花丝的花药立即接种到培养基上。

(2)培养条件：培养温度在25_℃左右，幼小植株形成后才需要光照。

(3)鉴定和筛选：在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现染色体组数目的变化，因此需要对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选。