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
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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。
（2）减数分裂过程中和被子植物花粉发育过程中的四分体是一回事吗？为什么？ 答：不是一回事。前者的四分体时期是指同源染色体配对后，一对同源染色体含有四条染色单体的阶段；后者的四分体时期是指4个单倍体的细胞（小孢子）连在一起的时期。
（二）产生花粉植株的两种途径 1.产生花粉植株（即单倍体植株）两种途径：一是花粉通过胚状体阶段发育为植株，二是通过花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织，再将其诱导分化成植株。这两种途径的区别主
要取决于培养基中激素种类及其浓度配比。
2.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
花药中的花粉花药中的花粉 移栽
从愈伤组织到从芽的过程称为再分化。
3.植物体细胞发育而来的胚状体又叫体细胞胚，花粉发育而来的胚状体叫花粉胚，可发育为单倍体植物，要使其成为纯合的正常植株，可用秋水仙素处理发育中的幼苗。
（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：材料的选择和培养基的组成。此外，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有一定影响。
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，因为单核期以前的花药质地幼嫩，极易破碎，选择单核期以后的花药接种，花瓣已有些松动，给材料的消毒带来困难，难以挑选到单核期的花药；
③从花蕾来看，应当选择完全未开放的花蕾。
3.旁栏思考：
（1）为什么选择合适的花粉发育期是诱导花药培养成功率的重要因素？
答：因为并不是任何时期的花粉都可以经过培养产生愈伤组织或胚状体，在花粉发育的过程中，只有某一个时期对离体刺激敏感。
（2）为什么花瓣松动会给材料消毒带来困难？
答：花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，给材料的消毒带来困难。
【实验操作】
（一）材料的选取
选择花药时一般通过镜检确定花粉是否处于适宜的发育时期。确定花粉发育时期的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－铬钒法，这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色。
（二）材料的消毒
（三）接种与培养
1.剥取花药：消毒后的花蕾，要在无菌条件下除去花萼、花瓣。
2.在剥离花药时，要尽量不损伤花药，否则容易从受伤部位产生愈伤组织；还要彻底除
去花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。
3.接种花药：剥取的花药要立刻接种到MS培养基上。每个培养瓶接种7～10个花药。培养温度为控制在25℃左右，幼苗形成之前不需要光照。
4.培养20～30d后，花药开裂，长出愈伤组织或释放出胚状体。前者还要转移到分化培养基上进行分化培养成再生植株；后者要尽快分开并转移到新的培养基上。
（四）鉴定和筛选
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，因而需要鉴定和筛选。
【结果分析与评价】
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、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。
七、课堂小结
花粉是由花粉母细胞经过减数分裂形成，花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期，因此，花粉是单倍体的生殖细胞。通过花药培养产生花粉植株一般有两种途径，这两种途径之间没有绝对的界限，主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。诱导花粉植株能否成功受很多因素的影响，其中材料的选择与培养基的组成是主要影响因素，因此，诱导培养时最好选择花蕾完全未开放时的单核期花粉。选择花药时，一般通过镜检来确定花粉的时期，最常用的方法是醋酸洋红法，花粉细胞核不易着色时，需采用焙花青－铬钒法。
八、教学反思
