高中生物选修一
月季的花药培养
【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。
【教学重难点】
选取适宜的培养材料和培养基。 【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1：阅读“被子植物的花粉发育”，回答下列问题：
思考1：由此可见，被子植物的花粉的发育要经：四分体时期，单核期和双核期等阶段。 思考2：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3：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2：阅读“产生花粉植株的两条途径”，讨论并回答下列问题：
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
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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。
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分化，而把从愈伤组织到从芽的过程称为再分化。
活动3：阅读“影响花药培养的因素”，回答下列问题： 影响花粉植株的主要因素材料的选择和培养基的组成等。 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4：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5：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6：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4：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5：阅读“材料的消毒”，填写下列流程图：
思考7：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6：阅读“接种和培养”，回答下列问题：
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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8：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。
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。 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9：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．
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。
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10：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。
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。 【作业布置】
1．为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？ 2．植物组织培养技术与花药培养技术有何区别？ 【教学反思】
课题背景介绍了花药培养的历史以及花药培养在育种工作上的意义，教师可借此激发学生的学习兴趣。在教学过程中，可以采用插图提高学生的形象认识，补充一些不同植物和不同花粉发育时期的花药培养的资料，帮助学生认识材料选择和培养基配方的重要性。
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高中生物选修1教学设计10：3.2 月季的花药培养教案
