高中生物 专题三 课题2《月季的花药培养》教学设计 新人教版选修11

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《月季的花药培养》 教学目标 一、知识目标: 1、识记被子植物花粉发育的过程 2、比较花药培养与组织培养 二、能力目标: 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、情感目标: 1、培养动手实践、勇于探索的科学探究素质 2、通过讨论花药离体培养技术在生产实践中的应用,帮助学生确立理论联系实际的观点 教学重难点 一、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。 二、教学难点 植物花药培养的原理及操作过程。 教学过程 【导入】月季的花药培养 引导学生复习菊花的组织培养技术及过程: 组织培养:指在人工培养基上,离体培养植物的器官、组织、细胞,并使其生长、增殖、分化以及再生长成植株的技术。 过程:植物组织或器官→愈伤组织→根和芽→植物体→移栽 利用植物的花药也可以培养出完整的植株,它的培养技术和组织培养有相似的地方。本节我们将学习花药离体培养技术。 【讲授】月季的花药培养 (一)被子植物的花粉发育 1、简单回顾花的主要结构: 雌蕊(柱头、花柱、子房)和雄蕊(花药和花丝) 2、花粉的发育过程 花粉是小孢子母细胞减数分裂形成,单倍体的生殖细胞。花粉的发育要经历:四分体时期、单核期、双核期。 3、教师让学生阅读课本P37图3-6,并讨论课件的填空。 学生阅读课本,获取信息:一个成熟的花粉粒为雄配子体,在成熟前,生殖细胞进行一次有丝分裂,形成两个精子,这样的花粉在成熟时,含有一个营养核和两个精子。两个精子和一个营养核的基因型相同。 4、及时跟踪训练(课件展现习题) 思考: (1)假如一种生物体细胞有20条染色体,则小孢子母细胞、小孢子、营养细胞、精子中各有多少条染色体? (2)一个小孢子母细胞经减数分裂产生4个小孢子,由一个小孢子到形成两个精子,其间经过的分裂次数及分裂方式为( ) A.一、有丝分裂 B.二、减数分裂 C.二、有丝分裂 D.三、有丝分裂 (3)基因型为AaBb的一个小孢子母细胞经分裂形成的一个花粉粒中的一个花粉管细胞核和两个精子,其基因型分别是( ) A.AB、Ab、Ab B.AB、AB、AB C.AB、aB、aB D.aB、ab、ab (二)产生花粉植株的两种途径 教师引导学生阅读课本材料,并让学生说出产生花粉植株的两种途径分别是什么。 学生阅读课本图3-7,获取信息: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。 (三)影响花药培养的因素 1、材料的选择: ①从花药来看,应当选择初花期的花药。 学生阅读课本P39,回答侧边栏问题。为什么花瓣松动会给材料消毒带来困难? 答:原因是外界环境中的微生物容易侵入到花药中。 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。 2、培养基的组成 3、其他因素 (四)实验操作 1、材料的选取 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,需采用焙花青-铬矾法。学生阅读课本,获取信息 醋酸洋红法 (1)、醋酸洋红法染色原理 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。 学生回忆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 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。 学生回忆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。 2、材料的消毒 (1)、花蕾用体积分数为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) (5)、无菌水冲洗3~5次 。 学生回答问题: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? 答: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。 3、接种和培养 (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)、接种: 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。 学生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。 (五)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。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。 (六)比较植物组织培养技术与花药培养技术的异同点 相同点: 离体的植物组织经脱分化形成愈伤组织,再分化成丛芽,诱导出根,然后进行移栽。 不同点: 植物组织培养:外植体为体细胞,染色体数无需加倍。 花药培养技术:取材为花药,培养的为单倍体幼苗,植株弱小,高度不育,必须用秋水仙素处理,使染色体加倍,恢复正常植株的染色体数,而且为纯种。 课后小结 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。 板书 板书设计 被子植物的花粉发育过程 产生花粉植株的两种途径 影响花药培养的因素 实验过程 (1)材料的选取 (2)材料的消毒 (3) 接种和培养