專題3植物的組織培養(yǎng)技術課題3.2月季的花藥培養(yǎng)一、【課題目標】（一）知識與技能1、識記被子植物花粉發(fā)育的過程2、通過學習花藥培養(yǎng)的基本技術，培養(yǎng)設計試驗、動手操作、分析解釋實驗現象的能力

（二）過程與方法1、列表比較花藥培養(yǎng)與組織培養(yǎng)2、選擇適宜的培養(yǎng)材料和培養(yǎng)基（三）情感、態(tài)度與價值觀1、培養(yǎng)動手實踐、勇于探索的科學探究素質2、通過討論花藥離體培養(yǎng)技術在生產實踐中的應用，幫助學生確立理論聯系實際的觀點二、【課題重點】選取適宜的培養(yǎng)材料和培養(yǎng)基三、【課題難點】選取適宜的培養(yǎng)材料和培養(yǎng)基四、【教學方法】啟發(fā)式教學五、【教學工具】多媒體課件六、【教學過程】（一）引入新課利用植物的莖可以經過組織培養(yǎng)得到新植株，但這種方法同時也存在著一定的缺陷，繁殖出來的新植株往往無法獲得一些新的性狀。本節(jié)我們將學習花藥離體培養(yǎng)技術，這是一種信的育種技術。（二）進行新課1．基礎知識活動2：閱讀“被子植物的花粉發(fā)育”，回答下列問題：1．被子植物的花粉是在中由經過分裂形成的。2．結合教材內容填下列示意圖：小孢子母細胞（2n）小孢子母細胞（2n）（）時期（n）單核（）期（n）雙核期（）細胞核（n）（）細胞核（n）（）細胞（n）（）細胞（n）（）個精子(n)（）分裂（）分裂單核（）期（n）（）分裂〖思考2〗由此可見，被子植物的花粉的發(fā)育要經歷四分體時期，單核期和雙核期等階段?！妓伎?〗在正常情況下，一個小孢子母細胞可以產生4個精子；在一枚花藥中可以產生很多個花粉?！妓伎?〗營養(yǎng)細胞在花粉萌發(fā)過程中的作用是什么？控制花粉的萌發(fā)并提供營養(yǎng)。活動3：閱讀“產生花粉植株的兩條途徑”，討論并回答下列問題：1．產生花粉植株（即單倍體植株）的兩種途徑：一是花粉通過胚狀體階段發(fā)育為植株，二是通過愈傷組織階段發(fā)育為植株。這兩種途徑的區(qū)別主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度的配比。2．填寫培育花粉植株的途徑圖解：（（）花藥中的花粉（）（）（胚狀體）（愈傷組織）（）叢芽生根移栽3．胚狀體的結構及其發(fā)育過程與種子相似，所以把胚狀體到從芽的過程稱為分化，而把從愈傷組織到從芽的過程稱為再分化。活動4：閱讀“影響花藥培養(yǎng)的因素”，回答下列問題：1．影響花粉植株的主要因素：材料的選擇和培養(yǎng)基的組成等。2．材料的選擇：①從花藥來看，應當選擇（初花期、盛花期、晚花期）的花藥；②從花粉來看，應當選擇（四分體期、單核期、雙核期、萌發(fā)期）的花粉；③從花蕾來看，應當選擇（完全未開放、略微開放、完全盛開）的花蕾?！妓伎?〗除此之外，你認為影響花粉誘導成功率的因素還有哪些？植物的種類、親本生長條件、材料的低溫處理、接種密度、培養(yǎng)基組成、培養(yǎng)的環(huán)境條件等?！妓伎?〗為什么不選擇使用單核期之前或之后的花粉？單核期之前，花藥質地幼嫩，容易破碎；單核期之后，花瓣開始松動，消毒困難?！妓伎?〗花瓣松動會給材料消毒帶來困難的原因是外界環(huán)境中的微生物容易侵入到花藥中。2．實驗設計活動5：閱讀“材料的選擇”，回答下列問題：1．選擇花藥時一般通過鏡檢確定花粉發(fā)育時期，此時需要對花粉細胞核進行染色，最常用的染色劑是醋酸洋紅溶液和焙花青－鉻釩溶液，它們分別可以將細胞核染成紅色和藍黑色。2．在使用焙花青－鉻釩溶液時，需要首先將花藥用卡諾氏固定液處理20min。該試劑的配制方法是將無水酒精和冰醋酸按體積比為3：1的比例混合均勻。活動6：閱讀“材料的消毒”，填寫下列流程圖：花蕾花蕾（70％酒精）大約30s（無菌水）清洗（無菌吸水紙）吸干水分（1％氯化汞溶液）2～4min（無菌水）沖洗〖思考8〗月季花蕾的消毒與菊花外植體的消毒相比較，二者有何不同？在酒精消毒前，花藥不需要預先用流水沖洗、洗衣粉洗滌和軟刷刷洗?；顒?：閱讀“接種和培養(yǎng)”，回答下列問題：1．剝取花藥：消毒后的花蕾，要在無菌條件下除去花萼、花瓣。〖思考9〗剝取花藥時，一是注意不要損傷花藥，原因是容易從受傷部位產生愈傷組織；二是要徹底除去花絲，原因是花絲不利于愈傷組織或胚狀體的形成。2．接種花藥：剝取的花藥要立刻接種到培養(yǎng)基上。每個培養(yǎng)瓶接種7～10個花藥。3．培養(yǎng)：花藥培養(yǎng)利用的培養(yǎng)基是MS培養(yǎng)基，pH為5.8，溫度為25℃〖思考10〗在花藥培養(yǎng)基中，用量最高的激素是IAA；在誘導叢芽或胚狀體培養(yǎng)基中，用量最高的激素是BA；在誘導生根的培養(yǎng)基中，用量最高的激素是IAA。4．培養(yǎng)20－30d后，花藥開裂，長出愈傷組織或釋放出胚狀體。前者還要轉移到分化培養(yǎng)基上進行分化培養(yǎng)成再生植株；后者要盡快分開并轉移到新的培養(yǎng)基上。5．通過愈傷組織形成的植株，常常會出現染色體倍性的變化，因而需要鑒定和篩選。〖思考11〗為什么通過愈傷組織形成的植株會發(fā)生染色體倍性的變化？（05全國理綜III）有些是由花粉發(fā)育形成的單倍體花粉植株，有些是由花粉壁細胞發(fā)育形成的二倍體花藥壁植株。（三）課堂總結、點評本課題有一定難度，成功率較低。全部完成課題不僅耗時較長，又有季節(jié)限制。最好課前做好時間規(guī)劃，以提高工作效率。建議教師提前做好相關環(huán)節(jié)的準備，如花蕾的選擇、培養(yǎng)基配方等。同時對于興趣較高的同學可以安排在課外動手嘗試，教師提供相關的技術指導。（四）實例探究例1．某名貴花卉用種子繁殖會發(fā)生性狀分離。為了防止性狀分離并快速繁殖，可以利用該植物的一部分器官或組織進行離體培養(yǎng)，發(fā)育出完整植株。進行離體培養(yǎng)時不應采用該植株的（）A．莖尖B．子房壁C．葉片D．花粉粒解析：本題主要考查無性生殖特點。涉及知識點有：組織培養(yǎng)、體細胞、生殖細胞等。抓住無性生殖能夠保持原物種特性這一特點。組織培養(yǎng)就是無性生殖的一種方式，它是由體細胞培養(yǎng)而來的，含有原物種的全部基因，而花粉粒是生殖細胞。該題易陷入思維定勢，聯想到花粉粒的離體培養(yǎng)?？梢?，植物組織培養(yǎng)若取自體細胞則為無性生殖；若取自生殖細胞則為有性生殖。答案：D例2．一個初級精母細胞在減數分裂的第一次分裂時，有一對同源染色體不發(fā)生分離，所形成的次級精母細胞減數分裂的第二次分裂正常；另一個初級精母細胞減數分裂的第一次分裂正常，減數第二次分裂時，在兩個次級精母細胞中，有一個次級精母細胞的1條染色體姐妹染色單體沒有分開。以上兩個初級精母細胞可產生染色體數目不正常的配子（以下簡稱不正常的配子）。上述兩個初級精母細胞減數分裂的最終結果應當是兩者產生的配子全部都不正常前者產生一半不正常的配子，后者產生的配子不正常兩者都產生一半不正常的配子D．前者產生全部不正常的配子，后者只產生一半不正常的配子解析：初級精母細胞的減數第一次分裂過程，是同源染色體分開，進入兩個次級精母細胞。若此過程中同源染色體不發(fā)生分離，形成的兩個次級精母細胞中，一個多了一條染色體，另一個少了一條染色體。次級精母細胞進行的減數分裂的第二次分裂，是姐妹染色單體分開，平均分配到兩個精子細胞中。若此過程中姐妹染色單體不分開，形成的兩個精子細胞中的染色體數目均不正常。答案：D☆綜合應用例3．下圖是被子植物的受精過程①①②③⑤④⑥寫出圖中數字所代表的結構的名稱：①②③④⑤⑥（2）草履蟲進行生殖；蘑菇進行生殖，酵母菌和水螅常常進行生殖。（3）下列圖解表示水稻（2n=24）胚珠中胚囊的發(fā)育過程，試根據圖回答：四分體（n）胚囊母細胞（2n四分體（n）胚囊母細胞（2n）珠心孢原細胞（2n）成熟胚囊（7細胞成熟胚囊（7細胞8核）單核胚囊（n）①水稻種子的種皮遺傳物質應為n，其中遺傳物質應與相同。②水稻胚珠中的胚囊應共有染色體條，其中卵細胞中含染色體條；若水稻授粉受精后發(fā)育成胚和胚乳，則胚細胞中含有染色體條，胚乳細胞中含染色體條。③7細胞或8核中的7細胞其中就包括了一個卵細胞和兩個極核，若水稻的基因型為AaBb，則胚囊母細胞基因型為。④如果水稻卵細胞基因型應為Ab，則極核的基因型為，其原因是。解析：圖中給出一個被子植物子房結構示意圖，首先要求學生能夠正確識圖，弄清各數字代表的結構名稱。胚囊中7個細胞，從圖解中我們可以看出是由一個胚囊母細胞發(fā)育而來的，所以這幾個細胞的基因型完全相同（卵細胞和極核的基因型完全相同）?；ǚ哿Ｂ涞酱迫镏^上萌發(fā)生出花粉管，花粉管通過珠孔進入胚囊，釋放出兩個精子，一個精子與卵細胞結合，形成受精卵，受精卵發(fā)育成植物的胚；另一個精子與極核結合，形成受精極核，將來發(fā)育成胚乳（雙子葉植物胚乳發(fā)育過程中，胚乳被子葉吸收）。答案：（1）花粉管子房壁珠被受精極核受精卵珠孔（2）分裂孢子出芽（3）2母方122436AaBbAb卵細胞和極核是由單核胚囊經三次有絲分裂而來（五）鞏固練習在月季花藥培養(yǎng)成單倍體植株的過程中，應選擇哪個時期最易成活（）A．單核期前的花藥B．單核期后的花藥C．單核期花藥D．雙核期影響花藥培養(yǎng)的主要因素是A．材料的選擇與培養(yǎng)基的組成B．親本植株的生理狀況C．選擇合適的花粉發(fā)育時期D．材料的低溫處理與接種密度3．粗糙脈孢菌的單倍體細胞中具有7條染色體。兩個不同類型的粗糙脈孢菌A和a融合后成為二倍體，隨即發(fā)生典型的減數分裂，緊接著又進行一次有絲分裂。此過程最終形成的子細胞數及每個子細胞中的染色體數分別為（）A．8個、7條B．8個、14條C．4個、7條D．4個、14條4．某高等植物體細胞內假設有6條染色體，它們是AaBbDd，那么，一個花粉管中的兩個精子中的染色體是（）A．ABD和abdB．AbD和abdC．AaB和BbdD．Abd和Abd5．用蘭花莖尖細胞可快速培養(yǎng)蘭花苗，這種生殖方式不能叫（）A．無性生殖B．組織培養(yǎng)C．植物克隆D．有性生殖6．有同源染色體存在，但在光鏡下一定看不到同源染色體之間兩兩配對聯會的是（）A．初級精母細胞B．次級精母細胞C．精細胞D．根尖分生區(qū)細胞7．玉米的體細胞含有20條染色體。在正常情況下，它的卵細胞、一個極核、胚細胞、胚乳細胞、珠被細胞和子房壁細胞所含染色體數目依次應為（）A．10、10、20、20、20、20B．10、10、30、30、20、20C．10、10、20、30、20、20D．10、20、20、30、20、208．如果某種植物的基因型為AABb，這兩對基因分別位于兩對同源染色體上，去雄后授以aabb植株的花粉，其胚乳可能的基因型是（）A．AAaBBb、AAabbb、AAaBbbB．AABB、AABbC．AaaBBb、AaabbbD．AaaBbb、Aaabbb9．番茄的染色體數目是24，一個番茄細胞發(fā)生減數分裂，形成的細胞中有三個退化消失。剩下一個細胞迅速發(fā)生了三次有絲分裂，你會找到多少個細胞核？這些核含有多少個染色體（）A．4個核，各有12個染色體B．4個核，各有24個染色體C．8個核，各有24個染色體D．8個核，各有12個染色體10．一個豆莢中種子的數目，從理論上講取決于（）A．花中雌蕊的數目B．雌蕊中柱頭的數目C．子房中受精胚珠的數目D．胚囊中胚的數目答案：1.C2.A3.A4.D5.D6.D7.C8.C9.D10.C七、【課余作業(yè)】1．為什么花瓣松動會給材料的消毒帶來困難？2．植物組織培養(yǎng)技術與花藥培養(yǎng)技術有何區(qū)別？八、【教學體會】課題背景介紹了花藥培養(yǎng)的歷史以及花藥培養(yǎng)在育種工作上的意義，教師可借此激發(fā)學生的學習興趣。在教學過程中，可以采用插圖提高學生的形象認識，補充一些不同植物和不同花粉發(fā)育時期的花藥培養(yǎng)的資料，幫助學生認識材料選擇和培養(yǎng)基配方的重要性。九、【資料袋】花藥每一雄蕊，由花絲（faliment）和花藥（anther）兩部分組成。花藥(小孢子囊)是花絲頂端膨大呈囊狀的部分，是雄蕊產上花粉