专题3课题2月季的花药培养(导学案)

雅园导学案 课题 2 月季的花药培养 1 专题 3 植物的组织培养技术 课题 2 月季的花药培养 编辑者 王有泽 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 选取适宜的培养材料和培养基 一 教材导读一 教材导读 一 月季花药培养的基础知识 1 被子植物的花粉发育过程 1 被子植物的花粉是在花药中由花粉母细胞经过 形成的 是 的生殖细胞 2 发育历程 被子植物花粉的发育要经历 和 等阶段 提醒 1 花粉萌发进行受精作用时 每个花粉粒可释放出两个 从而完成被子植物的 2 被子植物的花粉发育要经过小孢子四分体时期 单核期 双核期三个阶段 其中单核期又分单核居中期和 单核靠边期两个时期 双核期包括花粉管细胞核和生殖细胞核两个核 3 被子植物花粉发育过程中的 四分体 是指由一个花粉母细胞经过减数分裂产生的连在一起的 4 个 4 个小孢子 而减数分裂中的 四分体 是指在联会状态下的一对同源染色体 因为含有四条染色单 体 所以叫做 四分体 2 产生花粉植株的两种途径 1 通过花药培养产生花粉植株的两种途径 一种是花粉通过 阶段发育成植株 另一种是花粉在诱导培养基上先形成 再将其诱导 分化成植株 Error Error 生根 移栽 诱导 通过花药培养产生花粉植株的两种途径并没有绝对的界限 主要取决于培养基中 2 单倍体育种的过程 在花药培养的基础上 用 继续处理单倍体幼苗 染色体加倍 重新恢复为二倍数 因为它们 预习案预习案 预习预习目目标标 预习预习重重难难点点 雅园导学案 课题 2 月季的花药培养 2 的二倍数染色体是由单倍数染色体本身加倍而来的 所以都是纯系 不会发生性状分离 详见下图 单倍体育种的优点 后代都是 自交产生的后代不会发生性状分离 明显地缩短了 另外为新品种的培育开辟 了新途径 3 影响花药培养的因素 1 诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低 受多种因素影响 其中 和 是 主要的影响因素 2 不同植物的诱导成功率 同一种植物 对诱导成功率也有直接 影响 选择适宜的 也是提高诱导成功率的重要因素 不同生物的适宜的 不同 但对绝大多数植物而言 适宜花药培养的时期是 期 二 花药培养的实验操作流程 1 材料的选取 确定花粉发育时期的最常用的方法是 法 对一些花粉细胞核不易着色的植物 需采用 法 2 材料的消毒 通常将选取的材料先用 浸泡约 s 在无菌水中清洗 然后用质量分数为 溶液消毒 2 4 min 最后用无菌水冲洗 次 3 接种和培养 先在 条件下除去萼片和花瓣 并立即将花药接种到培养基上 花药培养的第一步是接种的花药开裂 长出 或释放出 下一步将 及时转移到 培养基上培养 或将大量 的幼小植株分开 分别移植到新的培养基上培养 培养温度控制在 25 左右 不需要 形 成后才需要光照 4 鉴定和筛选 在花药培养中 特别是通过愈伤组织形成的花粉植株 常常会出现染色体组的数目的变化 因此还需要对培 养出来的植株作进一步的鉴定和筛选 提醒 1 花药培养的第一步成功的标志是接种的花药长出愈伤组织或释放胚状体 下一步将愈伤组织及时转 移到分化培养基上 以便愈伤组织或胚状体进一步分化成再生植株 2 选材是否成功是花药培养成功的关键 因此学生应学会通过显微镜观察处于适宜发育期的花粉 3 花蕾的选择要符合实验的要求 过早过晚都是不利的 4 培养基灭菌 花蕾消毒或接种等都应严格按无菌技术的要求进行操作 否则会导致培养对象被污染 二 疑问存档二 疑问存档 请你将预习中未解决的问题和有疑问的问题写下来 等待课堂上与老师和同学共同探究解决 疑惑点疑惑内容 三 预习自测 1 回答下列有关花药培养的问题 1 通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径 一种是花粉通过 阶段发育为植株 另一种是在诱导培 雅园导学案 课题 2 月季的花药培养 3 养基上先形成 再将其诱导分化成植株 这两种途径主要取决于培养基中 的种类及浓度 配比 2 通过上述两种途径得到的单倍体植株具有的特点是 应如何解决 选择月季花粉最佳时期为 A 盛开期的月季花 B 略微开放的月季花 C 完全未开放的花蕾 D 花近败时期的月季花 如图表示某植物的花药培养过程 请据图判断下列说法中错误的是 A A F 不能体现细胞的全能性 B C 中是高度液泡化的薄壁细胞 C 植株 A 和 F 中的染色体组数不同 D 植株 F 一般不能直接应用于生产 下列关于花药培养过程的说法 正确的是 A 花药中的花粉在培养基上发育成胚状体还是愈伤组织是随机的 不受环境的影响 B 接种后的花药需要每天用日光灯照射 12 h C 花药培养过程中 诱导形成愈伤组织时不需要光照 幼小植株形成后需要光照 D 如果花药开裂释放出胚状体 则一个花药将产生一个幼小植株 下列关于月季花药培养的叙述中 错误的是 A 材料的选择与培养基的组成影响花药培养的成功率 B 选择花药时常用的方法是醋酸洋红法 C 选取材料时一定要进行消毒 D 培养形成的胚状体可继续在原培养基中分化形成植株 专题 3 植物的组织培养技术 课题 2 月季的花药培养 合作探究一 合作探究一 被子植物的花粉发育被子植物的花粉发育 结合教材内容填下列示意图 探究案探究案 小孢子母细胞 2n 时期 n 单核 期 n 双核期 细胞核 n 细胞核 n 细胞 n 细胞 n 个精子 n 分裂 分裂 单核 期 n 分裂 雅园导学案 课题 2 月季的花药培养 4 思考 1 由此可见 被子植物的花粉的发育要经历 时期 期和 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 个精子 在一枚花药中可以产生个花粉 思考 3 营养细胞在花粉萌发过程中的作用是什么 思考 4 植物的花药培养在育种上有何特殊的意义 合作探究二 产生花粉植株的两条途径合作探究二 产生花粉植株的两条途径 例题 例题 粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有 7 条染色体 两 个不同类型的粗糙脉孢菌 A 和 a 融合后成为二倍体 随即发生典型的减数分裂 紧接着又进行一次有丝分裂 此过程最终形成的子细胞数及每个子细胞中的染色体数 分别为 A 8 个 7 条 B 8 个 14 条 C 4 个 7 条 D 4 个 14 条 解析 解析 单倍体细胞中具有 7 条染色体 融合后成为二倍体 随即发生典型的减数分裂 紧接着又进行一次有丝 分裂 此过程最终形成的子细胞数及每个子细胞中的染色体数分别为 8 个 7 条 答案 答案 A 例题 例题 用兰花茎尖细胞可快速培养兰花苗 这种生殖方式不能叫 A 无性生殖 B 组织培养 C 植物克隆 D 有性生殖 解析 解析 用兰花茎尖细胞可快速培养兰花苗 这种生殖方式叫无性生殖 答案 答案 D 例题 例题 有同源染色体存在 但在光镜下一定看不到同源染色体之间两两配对联会的是 A 初级精母细胞 B 次级精母细胞 C 精细胞 D 根尖分生区细胞 解析 解析 有同源染色体存在 但在光镜下一定看不到同源染色体之间两两配对联会的是根尖分生区细胞 答案 答案 D 合作探究三 合作探究三 影响花药培养的因素影响花药培养的因素 1 影响花粉植株的主要因素 材料的选择 和 等 2 材料的选择 从花药来看 应当选择 A 初花期 B 盛花期 C 晚花期 的花药 从花粉来看 应当选择 A 四分体期 B 单核期 C 双核期 D 萌发期 的花粉 从花蕾来看 应当选择 A 完全未开放 B 略微开放 C 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 思考 6 为什么不选择使用单核期之前或之后的花粉 思考 7 花瓣松动会给材料消毒带来困难的原因是什么 思考 8 影响花药培养的因素有哪些 雅园导学案 课题 2 月季的花药培养 5 合作探究四 合作探究四 实验设计实验设计 思考 9 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 思考 10 剥取花药时 一是注意不要损伤花药 原因是什么 二是要彻底除去花丝 原因是什么 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 随堂训练随堂训练 1 影响花药培养的主要因素是 A 材料的选择与培养基的组成 B 亲本植株的生理状况 C 选择合适的花粉发育时期 D 材料的低温处理与接种密度 2 粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有 7 条染色体 两 个不同类型的粗糙脉孢菌 A 和 a 融合后成为二倍体 随即发 生典型的减数分裂 紧接着又进行一次有丝分裂 此过程最终形成的子细胞数及每个子细胞中的染色体数分别为 A 8 个 7 条 B 8 个 14 条 C 4 个 7 条 D 4 个 14 条 3 某高等植物体细胞内假设有 6 条染色体 它们是 AaBbDd 那么 一个花粉管中的两个精子中的染色体是 A ABD 和 abd B AbD 和 abd C AaB 和 Bbd D Abd 和 Abd 4 有同源染色体存在 但在光镜下一定看不到同源染色体之间两两配对联会的是 A 初级精母细胞 B 次级精母细胞 C 精细胞 D 根尖分生区细胞 5 植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分 脱分化和再分化的关键性因素 在植物组织培养过程中 如何 使用这两种激素更有利于愈伤组织的形成 A 长素的用量比细胞分裂素用量的比值高时 B 生长素的用量比细胞分裂素用量的比值低时 C 生长素的用量比细胞分裂素用量的比值适中时 D 生长素的用量比细胞分裂素用量的比值相等时 6 下图是被子植物的受精过程 写出图中数字所代表的结构的名称 2 草履虫进行 生殖 蘑菇进行 生殖 酵母菌和水螅常常进行 生殖 3 下列图解表示水稻 2n 24 胚珠中胚囊的发育过程 试根据图回答 薄壁细胞 直接发育 减数分裂 珠心 孢原细胞 2n 三次有丝分裂 胚囊母细胞 2n 四分体 n 单核胚囊 n 成熟胚囊 7 细胞 8 核 雅园导学案 课题 2 月季的花药培养 6 水稻种子的种皮遗传物质应为 n 其中遗传物质应与 相同 水稻胚珠中的胚囊应共有染色体 条 其中卵细胞中含染色体 条 若水稻授粉受精后发育成胚和 胚乳 则胚细胞中含有染色体 条 胚乳细胞中含染色体 条 7 细胞或 8 核中的 7 细胞其中就包括了一个卵细胞和两个极核 若水稻的基因型为 AaBb 则胚囊母细胞基因型 为 如果水稻卵细胞基因型应为 Ab 则极核的基因型为 其原因是 专题专题 3 3 植物的组织培养技术植物的组织培养技术 课题课题 2 2 月季的花药培养月季的花药培养 参考答案参考答案 教材导读教材导读 一 1 1 减数分裂 单倍体 2 小孢子四分体时期 单核期 双核期 提醒 1 精子 双受精 3 单倍体细胞 2 1 胚状体 愈伤组织 激素的种类及其浓度配比 2 秋水仙素 纯合子 育种周期 雅园导学案 课题 2 月季的花药培养 7 3 1 材料的选择 培养基的组成 2 很不相同 亲本植株的生理状况 花粉发育时期 花粉发育时期 单核 二 1 醋酸洋红 焙花青 铬矾 2 体积分数为 70 的酒精 30 0 1 的氯化汞 3 5 3 无菌 愈伤组织 胚状体 愈伤组织 分化 光照 幼小植株 预习自测预习自测 1 1 胚状体 愈伤组织 激素 2 植株弱小 高度不育 用秋水仙素处理幼苗 5 CACD 合作探究一合作探究一 思考 1 四分体 单核 双核 思考 2 4 很多 思考 3 控制花粉的萌发并提供营养 思考 4 提示 育种工作者可以采用花药培养的方法 使花粉粒发育为单倍体植株 再经过人工诱导使染色体 数目加倍 重新恢复到正常植株的染色体数目 这样的植株不仅能够正常生殖 而且每对染色体上的成对的基因 都是纯合的 自交产生的后代不会产生性状分离 单倍体育种不仅缩短了育种周期 也为新品种的培育开辟了新 途径 合作探究三合作探究三 1 培养基的组成 2 A B A 思考 5 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 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 外界环境中的微生物容易侵入到花药中 思考 8 提示 不同植物的诱导成功率不相同 选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成功率的重要因素 亲本植株的生长条件 材料的低温预处理 接种密度 合作探究四合作探究四 思考 9 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 思考 10 不要损伤花药原因是容易从受伤部位产生愈伤组织 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 思考 11 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 随堂训练随堂训练 1 5 ADDDC 6 解析 图中给出一个被子植物子房结构示意图 首先要求学生能够