教学准备
1. 教学目标
(一)知识与技能:
1、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
(二)过程与方法:
1、列表比较花药培养与组织培养
2、选择适宜的培养材料和培养基
(三)情感、态度与价值观:
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
2. 教学重点/难点
1、课题重点
选取适宜的培养材料和培养基
2、课题难点
选取适宜的培养材料和培养基
3. 教学用具
多媒体、板书
4. 标签
教学过程
(一)引入新课
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,这是一种信的育种技术。
(二)进行新课
1.基础知识
活动2:阅读“被子植物的花粉发育”,回答下列问题:
1.被子植物的花粉是在花粉管中由生殖细胞经过减数分裂形成的。
2.结合教材内容填下列示意图:
〖思考2〗由此可见,被子植物的花粉的发育要经历 四分体 时期, 单核 期和 双核 期等阶段。
〖思考3〗在正常情况下,一个小孢子母细胞可以产生 4 个精子;在一枚花药中可以产生 很多 个花粉。
〖思考4〗营养细胞在花粉萌发过程中的作用是什么?
控制花粉的萌发并提供营养。
活动3:阅读“产生花粉植株的两条途径”,讨论并回答下列问题:
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。
2.填写培育花粉植株的途径图解:
3.胚状体的结构及其发育过程与种子相似,所以把胚状体到从芽的过程称为 分化 ,而把从愈伤组织到从芽的过程称为 再分化 。
活动4:阅读“影响花药培养的因素”,回答下列问题:
1.影响花粉植株的主要因素: 材料的选择 和 培养基的组成 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5〗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、亲本生长条件、材料的低温处理、接种密度、培养基组成、培养的环境条件等。
〖思考6〗为什么不选择使用单核期之前或之后的花粉?
单核期之前,花药质地幼嫩,容易破碎;单核期之后,花瓣开始松动,消毒困难。 〖思考7〗花瓣松动会给材料消毒带来困难的原因是 外界环境中的微生物容易侵入到花药中 。
2.实验设计
活动5:阅读“材料的选择”,回答下列问题:
1.选择花药时一般通过 镜检 确定花粉发育时期,此时需要对花粉细胞核进行染色,最常用的染色剂是醋酸洋红溶液 和 焙花青-铬钒溶液 ,它们分别可以将细胞核染成 红 色和 蓝黑 色。
2.在使用焙花青-铬钒溶液时,需要首先将花药用 卡诺氏固定液 处理20min。该试剂的配制方法是将 无水酒精和冰醋酸 按体积比为 3:1 的比例混合均匀。
活动6:阅读“材料的消毒”,填写下列流程图:
〖思考8〗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。
活动7:阅读“接种和培养”,回答下列问题:
1.剥取花药:消毒后的花蕾,要在 无菌 条件下除去花萼、花瓣。
〖思考9〗剥取花药时,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 。
2.接种花药: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(需要、不需要)光照。
〖思考10〗在花药培养基中,用量最高的激素是 IAA ;在诱导丛芽或胚状体培养基中,用量最高的激素是 BA ;在诱导生根的培养基中,用量最高的激素是 IAA 。
4.培养20-30d后,花药开裂,长出 愈伤组织 或释放出 胚状体 。前者还要转移到 分化培养基 上进行分化培养成再生植株;后者要尽快 分开 并转移到新的培养基上。
5.通过愈伤组织形成的植株,常常会出现 染色体倍性 的变化,因而需要鉴定和筛选。 〖思考11〗为什么通过愈伤组织形成的植株会发生染色体倍性的变化?
有些是由花粉发育形成的单倍体花粉植株,有些是由花粉壁细胞发育形成的二倍体花药壁植株。
活动8:培养过程梳理
栽培选育:鉴定和筛选染色体的倍性变化
活动9:界定花药离体培养和单倍体育种
(1)单倍体育种过程:
①在花药离体培养基础上,用秋水仙素继续处理单倍体幼苗。
②染色体加倍,重新恢复为二倍体。由于此二倍体是由单倍体的染色体加倍而来的,所以是纯系,不会发生性状分离(见下图)。
课堂小结
通过本节课题二月季的花药培养内容的学习,熟悉植物花药培养的基本过程,识记被子植物花粉发育的过程,了解影响植物花药培养的各种因素,选择适宜的培养材料和培养基,列表比较花药培养与组织培养。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
月季花药培养的基础知识对于学生来来说具有一定的难度,以往在必修教材的内容中也涉及到过,但不是那么具体。本节课通过教师引导,学生回顾和思考,再经过师生共同总结,起到了很好的教学效果;为了学生能规范地进行实验操作,教师特意安排了录像观看并插入字幕讲述要点,起到了很好的示范作用。
利用生活中的实例来调动学生的学习兴趣,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,激发学生对生物科学的兴趣,会让问题的讨论更加激烈,会让每个学生都认真地去思考。充分利用了教材资源、本地资源和学生收集的图片资料等资源,增强学生理论联系实际能力,分析资料的能力以及探究解决问题的能力,培养学以致用的意识。
板书
专题三 植物的组织培养技术
课题2 月季的花药培养
一、基础知识
1、被子植物的花粉发育
2、产生花粉植株的两种途径 3、影响花药培养的因素
二、实验操作
1、材料的选取
2、材料的消毒
3、接种和培养
三、分析花药离体培养和单倍体育种
教学准备
1. 教学目标
(一)知识与技能:
1、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
(二)过程与方法:
1、列表比较花药培养与组织培养
2、选择适宜的培养材料和培养基
(三)情感、态度与价值观:
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
2. 教学重点/难点
1、课题重点
选取适宜的培养材料和培养基
2、课题难点
选取适宜的培养材料和培养基
3. 教学用具
多媒体、板书
4. 标签
教学过程
(一)引入新课
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,这是一种信的育种技术。
(二)进行新课
1.基础知识
活动2:阅读“被子植物的花粉发育”,回答下列问题:
1.被子植物的花粉是在花粉管中由生殖细胞经过减数分裂形成的。
2.结合教材内容填下列示意图:
〖思考2〗由此可见,被子植物的花粉的发育要经历 四分体 时期, 单核 期和 双核 期等阶段。
〖思考3〗在正常情况下,一个小孢子母细胞可以产生 4 个精子;在一枚花药中可以产生 很多 个花粉。
〖思考4〗营养细胞在花粉萌发过程中的作用是什么?
控制花粉的萌发并提供营养。
活动3:阅读“产生花粉植株的两条途径”,讨论并回答下列问题:
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。
2.填写培育花粉植株的途径图解:
3.胚状体的结构及其发育过程与种子相似,所以把胚状体到从芽的过程称为 分化 ,而把从愈伤组织到从芽的过程称为 再分化 。
活动4:阅读“影响花药培养的因素”,回答下列问题:
1.影响花粉植株的主要因素: 材料的选择 和 培养基的组成 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5〗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、亲本生长条件、材料的低温处理、接种密度、培养基组成、培养的环境条件等。
〖思考6〗为什么不选择使用单核期之前或之后的花粉?
单核期之前,花药质地幼嫩,容易破碎;单核期之后,花瓣开始松动,消毒困难。 〖思考7〗花瓣松动会给材料消毒带来困难的原因是 外界环境中的微生物容易侵入到花药中 。
2.实验设计
活动5:阅读“材料的选择”,回答下列问题:
1.选择花药时一般通过 镜检 确定花粉发育时期,此时需要对花粉细胞核进行染色,最常用的染色剂是醋酸洋红溶液 和 焙花青-铬钒溶液 ,它们分别可以将细胞核染成 红 色和 蓝黑 色。
2.在使用焙花青-铬钒溶液时,需要首先将花药用 卡诺氏固定液 处理20min。该试剂的配制方法是将 无水酒精和冰醋酸 按体积比为 3:1 的比例混合均匀。
活动6:阅读“材料的消毒”,填写下列流程图:
〖思考8〗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。
活动7:阅读“接种和培养”,回答下列问题:
1.剥取花药:消毒后的花蕾,要在 无菌 条件下除去花萼、花瓣。
〖思考9〗剥取花药时,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 。
2.接种花药: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(需要、不需要)光照。
〖思考10〗在花药培养基中,用量最高的激素是 IAA ;在诱导丛芽或胚状体培养基中,用量最高的激素是 BA ;在诱导生根的培养基中,用量最高的激素是 IAA 。
4.培养20-30d后,花药开裂,长出 愈伤组织 或释放出 胚状体 。前者还要转移到 分化培养基 上进行分化培养成再生植株;后者要尽快 分开 并转移到新的培养基上。
5.通过愈伤组织形成的植株,常常会出现 染色体倍性 的变化,因而需要鉴定和筛选。 〖思考11〗为什么通过愈伤组织形成的植株会发生染色体倍性的变化?
有些是由花粉发育形成的单倍体花粉植株,有些是由花粉壁细胞发育形成的二倍体花药壁植株。
活动8:培养过程梳理
栽培选育:鉴定和筛选染色体的倍性变化
活动9:界定花药离体培养和单倍体育种
(1)单倍体育种过程:
①在花药离体培养基础上,用秋水仙素继续处理单倍体幼苗。
②染色体加倍,重新恢复为二倍体。由于此二倍体是由单倍体的染色体加倍而来的,所以是纯系,不会发生性状分离(见下图)。
课堂小结
通过本节课题二月季的花药培养内容的学习,熟悉植物花药培养的基本过程,识记被子植物花粉发育的过程,了解影响植物花药培养的各种因素,选择适宜的培养材料和培养基,列表比较花药培养与组织培养。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
月季花药培养的基础知识对于学生来来说具有一定的难度,以往在必修教材的内容中也涉及到过,但不是那么具体。本节课通过教师引导,学生回顾和思考,再经过师生共同总结,起到了很好的教学效果;为了学生能规范地进行实验操作,教师特意安排了录像观看并插入字幕讲述要点,起到了很好的示范作用。
利用生活中的实例来调动学生的学习兴趣,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,激发学生对生物科学的兴趣,会让问题的讨论更加激烈,会让每个学生都认真地去思考。充分利用了教材资源、本地资源和学生收集的图片资料等资源,增强学生理论联系实际能力,分析资料的能力以及探究解决问题的能力,培养学以致用的意识。
板书
专题三 植物的组织培养技术
课题2 月季的花药培养
一、基础知识
1、被子植物的花粉发育
2、产生花粉植株的两种途径 3、影响花药培养的因素
二、实验操作
1、材料的选取
2、材料的消毒
3、接种和培养
三、分析花药离体培养和单倍体育种