课题2　月季的花药培养优质教案设计

课题2月季的花药培养教学设计

一、教学目标

1.知识目标

（1）说出被子植物花粉的发育过程。

（2）说出被子植物产生花粉植株的两种途径。

（3）说出影响花药培养的因素。

2.能力目标

（1）学习花药培养的基本技术。

（2）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、教学重、难点

选取适宜的培养材料和培养基。

三、教学流程

（一）导入

展示课题背景，导入课题目标

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。 育种工作者可以采用花药培养的方法，使花粉粒发育为单倍体植株，再经过人工诱导使染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。这样的植株不仅能够正常生殖，而且每对基因都是纯合的。单倍体育种缩短了育种周期。

（二）基础知识

1、被子植物的花粉发育

（1）回顾花的结构，引导学生回忆雄蕊组成：花药（囊状结构，内有很多花粉）和花丝。

（2）花粉

联系减数分裂和有丝分裂，讲述花粉的产生：由花粉母细胞（小孢子母细胞）历经减数分裂、有丝分裂而形成，是单倍体的生殖细胞。 （3）被子植物花粉的发育过程

让学生观察教材“被子植物花粉发育过程”图解，教师讲解被子植物花粉的发育过程。

讲解：被子植物花粉发育经历小孢子四分体时期、单核期、双核期等阶段。在小孢子四分体时期，4个单倍体细胞连在一起，进入单核期时，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。

这时的细胞含有浓厚的原生质，核位于细胞的中央（单核居中期）。随着细胞不断长大，细胞核由中央移向细胞一侧（单核靠边期），并分裂成1个生殖细胞核和1个花粉管细胞核，进而形成两个细胞，一个是生殖细胞，一个是营养细胞。生殖细胞将再分裂一次，形成两个精子。

练习：关于被子植物花粉发育的说法，不正确的是（BD ）

A、花粉粒是在花药中的花粉囊里形成的

B、被子植物精子的形成是直接减数分裂的结果

C、被子植物的花粉的发育要经历四分体时期、单核

期、双核期等阶段

D、花粉粒在发育过程中，核先位于细胞一侧，再移

到细胞中央

2、产生花粉植株的两种途径

让学生阅读教材“产生花粉植株的两条途径”内容，认识产生花粉植株的两种途径，教师加以讲解。

（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。

【特别提醒】

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。

（2）体细胞胚（胚状体）：展示图片在组织培养过程中，某些体细胞在形态上转变为与合子发育成的胚非常相似的结构，发育过程亦与合子胚类似，被称为体细胞胚（胚状体）。 3、影响花药培养的因素

（1）材料的选择

①花期：初花期，因为花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株。一般月季的花药培养时间选在五月初到五月中旬，即月季的初花期。

②花粉：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。

③花蕾：完全未开放的花蕾。

思考：为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？

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。

（2）其他影响因素

讲解其他影响因素，强调材料的选择和培养基的组成是主要影响因素。

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

③适宜的培养条件等

练习：如图是花药培养产生花粉植株的两种途径，下列相判断错误的是( C )

A.图中的a是愈伤组织

B.①和②过程的实质相同

C.选择的花药在花粉发育过程中越早越好

D.整个培养过程中的细胞增殖方式只有有丝分裂

(三) 实验操作

一、材料的选取

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。

确定花粉发育时期的两种方法：

1）醋酸洋红法（最常用）：——针对花粉细胞核容易着色的材料（细胞核被染成红色）

2）焙花青-铬钒法：——针对花粉细胞核容易着色的材料（细胞核被染成蓝黑色）

二、材料的消毒

用于培养花药，实际上多数未熟，由于它的外面有花萼、花瓣或颖片保护，通常处于无菌状态，所以只要将整个花蕾或幼穗消毒即可

1）酒精处理

①花蕾用70%的酒精浸泡30秒，立即取出。

②无菌水清洗

③无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分

2）消毒液处理

①

放入0.1%的氯化汞溶液中2~4分钟（1%的次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液）

②

无菌水冲洗3~5次

三、接种和培养

（1）剥取花药

注意：①勿损伤花药，以免诱导出非花粉愈伤组织。

②要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。

2)接种

立即将花药接种于培养基上，通常每瓶接种花药7-10个。

3）培养

①培养条件：温度控制在25℃左右，不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。

②培养：

一般经过20-30天培养后，会发现花药开裂，长出愈伤组织或释放出胚状体长出。

①将愈伤组织及时转移到分化培养基上，以便进一步分化出再生植株。

②花药开裂释放出胚状体，则一个花药内就会产生大量幼小植株，必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开。

（4）鉴定和筛选

特别是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（主要原因是营养核和生殖核融合造成的），需要进一步鉴定和筛选。

练习：下列有关花药离体培养的说法中,错误的是（

A ）。

A．对材料的选择最常用的方法是焙花青—铬矾法,这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色

B．材料消毒时需先用酒精浸泡,然后用氯化汞溶液次氯酸钙溶液浸泡,最后用无菌水冲洗

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．若接种的花药长出愈伤组织或胚状体后,要适时转换培养基,以便进一步分化成再生植株

（四）总结