课题2　月季的花药培养优质教案设计

《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

花药培养的原理及操作步骤

四、教学流程

（一）课程导入

教师引导学生阅读课本背景，讲解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。

（二）讲授新课

一、基础知识

(一)被子植物的花粉发育

1.雄蕊

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。

（二）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。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。

【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）：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

来源：直接由器官产生；由单个细胞产生；由愈伤组织产生。

3.图解展示愈伤组织发育途径和胚状体发育途径。

（三）影响花药培养的因素

1.材料的选择

①从花期来看，应当选择初花期的花药，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从花粉来看，应当选择单核期的花粉，这时花药培养成功率最高。

③从花蕾来看，应当选择完全未开放的花蕾。挑选到单核期的花药，通常选择完全未开放的花蕾。盛开的或略微开放的花都不易选做实验材料。 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

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。

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。

（2）焙花青-铬矾法 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

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。

（二）材料的消毒

讲解材料的消毒步骤。

1. 将花蕾用体积分数为70%的酒精浸泡30s 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 2~4min（也可质量分数为1%的次氯酸钙

溶液或饱和漂白粉溶液）

5. 无菌水冲洗3～5次 （三）接种和培养 让学生阅读教材，讲解接种和培养步骤。

（1）剥取花药

在无菌条件下除去萼片和花瓣用镊子取出花药。

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，愈伤组织则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。

注意：如果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，分别移植到新的培养基上，否则这些植株将很难分开。 （4）鉴定和筛选

讲解：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。 三、课堂总结、点评

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。建议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。

四、实例探究

例1．某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整植株。进行离体培养时不应采用该植株的（

）

A．茎尖 B．子房壁 C．叶片 D．花粉粒

解析：本题主要考查无性生殖特点。涉及知识点有：组织培养、体细胞、生殖细胞等。抓住无性生殖能够保持原物种特性这一特点。组织培养就是无性生殖的一种方式，它是由体细胞培养而来的，含有原物种的全部基因，而花粉粒是生殖细胞。该题易陷入思维定势，联想到花粉粒的离体培养。可见，植物组织培养若取自体细胞则为无性生殖；若取自生殖细胞则为有性

生殖。答案：D 例2．

一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时，有一对同源染色体不发生分离，所形成的次级精母细胞减数分裂的第二次分裂正常；另一个初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常，减数第二次分裂时，在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的1条染色体姐妹染色单体没有分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子（以下简称不正常的配子）。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应当是

两者产生的配子全部都不正常 前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子不正常

两者都产生一半不正常的配子

D．前者产生全部不正常的配子，后者只产生一半不正常的配子

解析：初级精母细胞的减数第一次分裂过程，是同源染色体分开，进入两个次级精母细胞。若此过程中同源染色体不发生分离，形成的两个次级精母细胞中，一个多了一条染色体，另一个少了一条染色体。次级精母细胞进行的减数分裂的第二次分裂，是姐妹染色单体分开，平均分配到两个精子细胞中。若此过程中姐妹染色单体不分开，形成的两个精子细胞中的染色体数目均不正常。 答案：D

五、课堂练习

1．.在月季花药培养成单倍体植株的过程中，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.关于月季的花药培养技术与菊花的组织培养技术的不同，下列说法不正确的是 (

) A．花药培养需发育时期适宜的花蕾

B．花药培养对培养基配方的要求更为严格

C．培养基配制方法完全不同

D．花药裂开后长出的愈伤组织或释放的胚状体要及时换培养基