课题2　月季的花药培养优秀说课稿

3.2 月季的花药培养

教学设计

四川绵阳实验高中

冯达英

一、教材分析

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，使学生了解植物组织培养技术在生产中的应用，熟悉花药培养的过程。该课题与必修2的有性生殖细胞的形成、单倍体育种紧密相联系，有利于加强对这两个知识点的巩固和理解。该课题也充分利用无菌技术指导生产实践，利于学生理论联系实际，解决生产和生活中的实践问题。

由于本课题难度比较大，对硬件要求比较高，教师可根据学校具体实际选取某种植物的花药培养。

二、教学设计思想

本节主要通过自主学习、合作探究和知识的迁移，结合教材前后内容，充分利用PPT，让学生深刻理解花粉形成精子的过程，以及相关基因型的分析，更有益于理解单倍体育种的原理和过程。该课应该具有整体观、它既要让学生获得基础的生物学知识，又要让学生领悟生物学家在研究过程中解决问题的思路和方法。通过实验分析操作

，让学生能解决充分利用无菌技术指导生产实践，利于学生理论联系实际，解决生产和生活中的实践问题。

三、学情分析：

本节知识有一定难度，知识迁移要求较高，在教学过程中就需要老师动足脑筋，精心设置问题，引导学生进入情境，通过精选的例题、习题，充分以学生为主体，调动学生思考、讨论和表现的欲望，达到促进学生掌握生物学事实和原理的目的。

四、教学目标

1．知识与技能

a、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。

b、说出影响花药培养的因素。

c、掌握花药培养的过程。

2．方法与能力培养

a、学会花药离体培养的技术。

b、尝试用其他植物花药离体培养。

C、通过学习花药培养的基本技术,培养设计试验、动手操作、分析解释实验现象的能力

3．情感、态度与价值观

a、培养动手实践、勇于探索的科学探究素质

b、领悟花药培养的科学探究方法和历程，建立理论与实践相结合的观念。

五、教学重点

1、植物花粉的发育过程

2、选取适宜的培养材料和培养基。

六、教学难点

花药培养的原理及操作过程。

七、教学方法

1、学案导学（包括自主探究案、合作探究案、巩固提高学案三部分）。

2、“五环节双主教学”模式：情景导入、自主学习、提出疑惑→合作探究、解决疑惑→精讲点拨、总结提升→当堂检测、巩固提高。

3、多媒体课件辅助教学。

八、课前准备

制作多媒体课件。

制作导学案，课前发放，学生依据个人能力完成学案上的基础部分或拓展探究部分的内容。

九、教学过程

【情景导入】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】：PPT展示

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

（三）看书讨论完成学案：（附学案）

学案：一、预习与质疑

（一）预习内容

课本P37-40

（二）预习目标

1．阅读教材识记被子植物花粉发育的过程；

2．通过学习花药培养的基本技术，培养设计试验、动手操作、分析解释实验现象的能力。

（三）预习检测

一．基础知识

（一）被子植物的花粉发育

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：

小孢子母细胞（2n）

（

）个精子(n)

（

）分裂

（

）分裂

（

）细胞（n）

（

）时期（n）

（

）细胞（n）

（

）细胞核（n）

（

）细胞核（n）

单核（

）期（n）

（

）分裂

双核期

单核（

）期（n）

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。

（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：

花药中

（

）

（

胚状体

）

（

）

丛

（

）

生

移

的花粉

（

愈伤组织

）

（

）

芽

根

栽

3．胚状体的结构及其发育过程与种子相似，所以把胚状体到丛芽的过程称为 ，

而把从愈伤组织到丛芽的过程称为 。

（三）影响花药培养的因素

1．影响花粉植株的主要因素： 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；

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1】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、亲本植株生长条件、材料的低温预处理、接种密度、培养基组成、培养的环境条件等。

二．实验设计

（一）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。

（二）材料的消毒

（无菌水）

花（无菌吸水纸）

（无菌水）

清洗

蕾

吸干水分

冲洗

（三）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。

2．接种花药：剥取的花药要立刻接种到 上。每个培养瓶接种 个花药。

3．培养：花药培养利用的培养基是 培养基，pH为 ，温度为 ℃，幼苗形成之前 （需要、不需要）光照。

4．培养20－30d后，花药开裂，长出 或形成 。前者还要转移到

上进行分化培养成再生植株；后者要尽快 并转移到新的培养基上。

5. 通过愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现 的变化，因而需要鉴定和筛选。

【教学流程】（合作探究）

教学内容

教师活动

学生活动

设计意图

学生阅读课题背景资料。

学生阅读课本，获取信息

自主学习。

情景教师引导学生阅读课本P37课题背景，讲解利用植物的茎可以经过组导入

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。

（新授）教师讲解凡是种子有果皮包被，胚珠有子房壁包被着的植物，叫做被子植物。被子植物的雄蕊包括花丝与花药。花粉是小孢子母细胞探究

减数分裂形成，单倍体的生殖细胞。花粉的发育要经历：四分体时期、 1、单核期、双核期。

（合作探究）教师让学生阅读课本P37图3-6，并讨论、探究。

被子1.

一个成熟的花粉粒为雄配子体，在成熟前，有些什么分裂方式？（生植物殖细胞进行一次有丝分裂，形成两个精子）

2. 花粉在成熟时，含有一个营养核和两个精子。

合作学生自主学习，体现以学生为中心的理念。

的花粉发育

展示

3.

两个精子和一个营养核的基因型相同。

4.

学生展示探究内容，教师归纳

并让学生说出产生花粉植株的两种途径分合作教师引导学生阅读课本材料，别是什么。

探究

探究：

2、产产生花粉植株（即单倍体植株）的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。

生花粉植株的两种途径

学生阅读课本图3-7，获取信息

培养学生归纳总结能力

1、材料的选择：

探究

①从花药来看，应当选择初花期的花药。

3、影 响花②从花粉来看，应当选择单核期的花粉。

药培 养的③从花蕾来看，应当选择完全未开放的花蕾。

因素

2、培养基的组成

3、其他因素 学生4、为什么花瓣松动会给材料消毒带来困难？

原因是外界环境中的微生物容易侵入到花药中

展示

合作 学生阅读课本培养学生分析能力。

P39，回答侧边栏问题。

。

选择花药时，一般通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。最常用的方法有醋酸洋红法。某些植物的花粉细胞核不易着色，需操作

采用焙花青-铬矾法。

学生自主复习

观察根尖分生区组织细胞对染色体进行染色时有关醋酸洋红相关知识。

1、材

（必修1-P115）

料的醋酸洋红法

1、醋酸洋红法染色原理

选取

醋酸洋红为碱性染色剂，而花粉细胞内有染色体，染色体主要成分是DNA和蛋白质,易被碱性染料着色染成红色

。

2、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。

3、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。 焙花青—铬钒法

1、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。

2、焙花青—铬钒溶液的配制方法

将5g铬明矾[K2SO4Cr2(SO4)·24H2O]加入90ml蒸馏水中，溶解后 加入0．1g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。

3、染色操作

学生自主复习

低温诱导植物染色体数目的变化有关卡诺氏固定液相关知识。（必修2-P88）

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。

实验1、学生阅读课本，获取信息。

2、学生回体验实验操作过程。

知识的迁忆观察）

移。

知识的迁移。

2、材料的消毒

1、花蕾用V/V为70%的酒精浸泡30秒。

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2～4分钟。

（也可用质量分数为1%的次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液）

4、无菌水冲洗3～5次

。

分析比较：

月季花蕾的消毒与菊花外植体的消毒相比较，二者有何不同？

在酒精消毒前，花药不需要预先用流水冲洗、洗衣粉洗涤和软刷刷洗。

学生回答问题

培养学生分析能力

1、剥取花药：

消毒后的花蕾，要在无菌条件下除去花萼、花瓣。

种和2、接种：

培养

剥取的花药要立刻接种到培养基上。每个培养瓶接种 7～10个花药。3、培养：

花药培养利用的培养基是MS培养基，pH为5．8，温度为25℃，幼苗形成之前不需要光照。

3、接 结果分析与评价

讨论：剥取花药时注意事项有两点：

一是注意不要损伤花药，原因是容易从受伤部位产生愈伤组织

二是要彻底除去花丝，原因是花丝不利于愈伤组织或胚状体的形成。

1、选材是否恰当

选材是否成功是花药培养成功的关键。学生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。

拓展：课后有兴趣的学生可以在老师的指导下，选取某种植物进行组织培养

学生讨论 ；

培养学生分析能力。

1、学生对成果进行交流，分析自己的成功之处了有待改培养学生学科素养。

进之处。

培养学生的动手能力。

十、课题检测检测与反馈（课堂完成）

1．在月季花药培养成单倍体植株的过程中，应选择哪个时期最易成活（ ）

A．单核期前的花药 B．单核期后的花药 C．单核期花药 D．双核期

2．影响花药培养的主要因素是

（ ）

A．材料的选择与培养基的组成 B．亲本植株的生理状况 C．选择合适的花粉发育时期 D．材料的低温处理与接种密度

3．粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有7条染色体。两个不同类型的粗糙脉孢菌A和a融合后成为二倍体，随即发生典型的减数分裂，紧接着又进行一次有丝分裂。此过程最终形成的子细胞数及每个子细胞中的染色体数分别为 （ ）

A．8个、7条 B．8个、14条 C．4个、7条 D．4个、14条

4．某高等植物体细胞内假设有6条染色体，它们是AaBbDd，那么，一个花粉管中的两个精子中的染色体是（ ）

A．ABD和abd B．AbD和abd C．AaB和Bbd D．Abd和Abd 5．用兰花茎尖细胞可快速培养兰花苗，这种生殖方式不能叫

（ ）

A．无性生殖 B．组织培养 C．植物克隆 D．有性生殖

6．有同源染色体存在，但在光镜下一定看不到同源染色体之间两两配对联会的是（ ）

A．初级精母细胞 B．次级精母细胞 C．精细胞 D．根尖分生区细胞

7．番茄的染色体数目是24，一个番茄细胞发生减数分裂，形成的细胞中有三个退化消失。剩下一个细胞迅速发生了三次有丝分裂，你会找到多少个细胞核？这些核含有多少个染色体（ ）

A．4个核，各有12个染色体 B．4个核，各有24个染色体

C．8个核，各有24个染色体 D．8个核，各有12个染色体

8.（08海南，T25）某二倍体植物是杂合体，图为其花药中未X③成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回花药中未成熟①答：

愈伤组织完整植株的花粉（1）图中①表示的是该花粉培养过程中的

②丛芽（芽）④ 过程，②表示的是 过程，X代表的是

，③表示的是

过程，④表示的是诱导

过程。

（2）图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过那一条途径主要取决于培养基成分中 的种类及其浓度配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为

植株（甲）。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有 。

（3）对植株甲进行 ，才能使其结实产生后代（乙），否则植株甲只有通过

的方式才能产生后代（丙）。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是 植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为

种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为 种。花药培养在育种上的特殊意义是

，从而开辟育种新途径。

9．将基因型为AaBb的月季（14条染色体）的花粉细胞通过无菌操作接入对应的培养基中，在一定条件下诱导形成幼苗，其过程如下：

月季的花粉细胞①—→愈伤组织②—→丛芽③—→植株④

（1）①→②过程需要的条件有___________。（A．营养 B．激素 C．光照 D．pH）最适合进行培养的花药时期为_________________，选择花药时，一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期，最常用的方法为_________________。

（2）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基中获得 __， 和小分子有机物等营养物质。

（3）形成花粉的细胞分裂方式是_____________，花粉发育成植物体的细胞分裂方式是______ __________，要促进花粉细胞发育成完整植株，培养基中应加入

和 两种激素。

（4）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是① ；②

。

（5）植株④叫做___________。若要得到可育植株，需要用____________对_________（填符号）进行处理，所得的植株基因型为________ ___________________________，细胞核中含有 条脱氧核苷酸链。

附：参考答案

1.C 2.A 3.A 4.D 5.D 6.D 7. D 8.（1）脱分化 再分化 胚状体 分化（或发育） 生根 （2）激素 单倍体

细胞的全能性 （3）染色体加倍 无性繁殖 乙 1 多 缩短育种周期

9.（1）ABD 单核靠边期 醋酸洋红法 （2）水 无机盐 （3）减数分裂 有丝分

裂 细胞分裂素 生长素 （4）叶绿素的形成需要光 试管苗的生长发育所需营养来自叶绿体利用光能制造的有机物 （5）单倍体 秋水仙素 ③ AABB、AAbb、aaBB、aabb 28 十一、板书设计

十二：课堂小结

1、花药培养与单倍体育种之间的关系; 2、被子植物花粉的发育; 3、产生花粉植株的两条途径; 4、影响花药培养的因素。

十三：课后反思

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。最好课前做好时间规划，以提高工作效率。教师提前做好相关环节的准备，如花蕾的选择、培养基配方等。同时对于兴趣较高的同学可以安排在课外动手尝试，教师提供相关的技术指导。