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1、第20章植物的生殖和发育第1节 植物的生殖教学目标:知识目标:1)概述绿色开花植物的受精过程。2)举例说明几种植物的营养繁殖3)说出植物组织培养的过程能力目标:1)通过对植物生殖的图示观察,尝试图与文字转换的表达2)能够模仿人工营养繁殖的图示,进行植物的嫁接、扦插或压条等活动。情感态度和价值观目标:1)观察植物的组织培养过程,阅读人工种子形成的资料,体验新科技与传统生产的差异2)参与嫁接、扦插或压条等活动,体验植物新生命的诞生过程。教学过程:教师:在初一的时候我们学习了绿色开花植物花的结构,下面我们以桃花为例,一起来回顾一下:一、花的基本结构(以桃花为例)1花柄:一端着生在茎上,另一端连接着花
2、朵。2花托:顺着花柄往上看,可看到略为膨大,呈杯状3花萼:由5片萼片组成。4花冠:由花瓣组成。花萼和花冠合称花被。5、花蕊:包括雄蕊和雌蕊。雄蕊由花丝和花药组成,花药里有花粉。雌蕊由柱头、花柱、子房三部分组成。子房里有胚珠(桃花只有一个胚珠)。二、受精与果实的形成1、当花的各部分发育成熟时,花被就会展开,露出花蕊。花粉从花药里散发出来,通过自花传粉或依靠昆虫、风等外力进行异花传粉,花粉落到柱头上,经过一系列复杂变化,完成受精作用。2、受精的过程:花粉萌发,长出花粉管,穿过雌蕊的柱头、花柱,到达子房,一个精子与卵细胞结合,一个与极核结合,完成双受精作用。3、子房发育成果实(包括果皮和种子),子房
3、壁发育成果皮,胚珠发育成种子。受精卵发育成种子的胚,受精极核发育成胚乳。4、绿色开花植物的这种生殖方式称有性生殖。问题:被子植物是由什么结构来繁殖后代的?(生)种子。(师)问题:种子中的哪部分结构发育成为新个体?(生)胚。(师)问题:种子的“胚”是由什么结构发育而来的?(生)两性生殖细胞结合成受精卵发育而来的。(师)这种生殖方式属于有性生殖。请大家概括出有性生殖的定义。(生)由受精卵发育成新个体的生殖方式称为有性生殖。三、植物的营养繁殖1、植物的营养繁殖:(师)除了有性生殖,想一想,生活中我们观察到的植物还有其他的生殖方式吗?(生)学校农业实践活动挖番薯时,听农民说,番薯是用番薯藤来种的。(生
4、)大蒜放久了会发芽。(生)增城的“挂绿”可以接枝!(生)春节买的富贵竹插在花瓶里,时间长了,它就长根了!(师)根据大家讲的生活实例,对照插图,观察与思考:这些植物的生殖方式有什么共性?(生)它们用植株的根、茎、叶繁殖后代。(师)这种生殖方式和有性生殖有什么区别?(生)它们的生殖过程没有两性生殖细胞的结合。(师)不经过两性生殖细胞的结合,由母体直接产生新个体,这种生殖方式称什么?(生)无性生殖。2、营养繁殖的应用师:刚才有同学说:“增城的挂绿可以接枝”,“番薯是用番薯藤来种的”等,这些繁殖方式就是无性生殖中的嫁接和扦插。1)参考图片,讨论思考:嫁接植物时,植株成活的关键在哪里? 请画出切割后的砧
5、木和接穗暴露出来的形成层的位置,并选择出接穗插入砧木的正确部位(/)。(师)经过同学们的探讨,大家知道嫁接成功的关键是什么吗?(生)分析:嫁接成功的关键是接穗和砧木的形成层有没有紧密结合。(师)同学们找到了嫁接操作成功的理论关键,那么如何识别模拟嫁接的植物是否成活呢?2)扦插3)压条四、植物的组织培养(师)随着科学技术的迅猛发展,人类繁殖植物的手段也越来越多,大家还知道其他的方式吗?下面我们进入“生物知识共享”环节。(生)组织培养1、组织培养的原理:植物细胞的全能性2、组织培养的过程:3、组织培养在生产实践上的应用(详见教参)附:一、漫谈植物的花植物在其系统发育过程中,产生许多变异,以适应不断
6、变化的周围环境;而植物的花,同样产生了许多奇特的变异,从而保证了物种生存并促进种属的繁衍和发展。l植物很少自花授粉自花授粉的植物,其后代适应环境的能力不强,生活力也比较弱,在自然界很容易被淘汰。所以,世界上大多数有花植物是异花授粉的,只有少数为自花授粉。植物能以各种方法避免自花授粉。有些雌雄异株植物,例如柳树、大麻等,就完全没有自花授粉的可能性;另外,如三叶草、木犀草和豕豆等植物,其自身的花粉不能授粉。花柱长短差异很大,对于避免自花授粉具有重要作用。油茶、荞麦、樱草等,均具有不同长度(两种大小)的雌雄花蕊,而千屈菜的雌雄花蕊甚至有3种大小。有些植物的雌蕊和雄蕊不同期成熟,以避免自花授粉,如核桃
7、、长山核桃、榆树、车前草,均属这种情况。某些巴西兰科植物,则以最奇怪的方式防止自花授粉,它的花粉对自己的花是有毒的,花粉一旦落在同株雌花柱头上,即引起衰萎现象。2花粉主要靠风传播异花授粉的植物,其花粉的传播需要靠许多“媒介”得以完成。最原始的有花植物,可以想象主要是借助于风力把它们的花粉传布到别的花朵的柱头上,例如柳树、大麻、杉木和松树等,都是靠风来传粉。在温凉和寒冷的气候中,大部分乔木、灌木和草本植物,都是由风传粉的。有人初步统计,世界上将近15的有花植物都是靠风传粉。这些植物的花粉数量多,并且轻而光滑,能够被风吹得很远。花粉飞得最高、最远的是松树花粉;松树的花粉生有气囊,可以帮助飞行,使它
8、可以升高几千米,越过高山,跨过海洋,传播到100km以外的地方去。一株玉米的雄穗具有20005000万粒花粉,花粉多,授粉的机会也就增多了,同时还可以弥补风的撒播是紊乱和不定的缺点。3昆虫及某些动物是花粉的最好传播者油茶、大豆、烟草、芝麻等植物是靠昆虫传粉。它们常具有许多特性来适应各种昆虫的传粉。虫媒花植物的花具有花蜜,花粉少而粗糙,带粘性,花还用美丽的颜色和浓郁的香味招引昆虫。蜜峰能识别青、紫、黄等色泽;深红的色泽对蝴蝶有很大的引诱力。有一种马来西亚的“无叶花”,还会发出摹仿腐败物质的臭气,来招引喜欢吃腐肉的苍蝇为它传粉;长在苏门答腊的“大花草”,也会散发出一股触鼻臭味,这种奇臭同样也是为了
9、吸引昆虫,特别是那些专吃腐败物的蝇和甲虫来传递花粉。蛾子专为特殊的花传粉,“夜来香”总是在夜里开放,全靠浓香吸引蛾子来为它传粉。虫媒花的结构和形状都起了巧妙的变化。例如鼠尾草具有口唇状的花冠,在上唇瓣的下面有1个雌蕊和2个雄蕊,就象两根杠杆并列在花筒的入口处。当丸花蜂踏上唇瓣,把头伸进花筒去吃蜜时,头向里面推顶,雄蕊的上端则因杠杆作用,正好把花粉扑散在蜂背上。当这只丸花蜂飞到另1朵花去采蜜时,它的背部附着的花粉便和下垂的雌蕊接触,传播了花粉。在非洲马达加斯岛上有一种兰花,它的花蜜藏在一根约30cm长的花管子里,却偏有一种嘴巴长竟达30cm的蛾子来吸蜜,同时帮助了传粉。南美洲有一种蜂鸟,体小如蜂
10、,嘴巴似针,能插入花管吸蜜,也为植物传了花粉。“万年青”的花为黄色多肉,蜗牛最喜欢吃,同进也为它传了粉。爪哇岛上有一种木本植物,黄昏后才开花,花为玫瑰色,它的传粉者竟是蝙蝠。枇把这种植物却靠鸟雀来进行传粉。在澳大利亚有许多植物的花蜜被袋鼠采食,这样袋鼠也为它们传了粉。也有一些植物的花,其形状演变成象昆虫的样子,引诱昆虫为它们传种接代。英国就有一种兰科植物,名叫蝴蝶兰,花的形状非常奇特。这种植物,在潮湿的沼泽地里,贴近地面生着两张椭圆形的大叶子,中间抽生一根约30cm长的枝梗,枝梗上开着许多白花,微风吹动,很象一群蛾子在飞舞,从而吸引蛾子纷纷飞来作伴,而旦靠近时却又被此花花蜜的香气所吸引。自然,
11、这些昆虫在吸蜜的同时便为这种植物传了花粉。还有一种美丽的兰科植物,大都生长在土壤松软的牧场里。它的萼片和花瓣都是粉红色或白色,花瓣一展开活象蜜蜂身上的大翅膀;裸露的褐色唇瓣既宽阔,又弯曲,很象一只大蜜蜂,故称蜜蜂兰。它就是依靠这一特殊构造,迎来了为它传种接代的蜜蜂。人们知道了植物的这一奥秘之后,就用人工传粉帮助植物多结实,增加产量。例如向日葵、玉米等植物。经过人工辅助授粉,就大大增加了产量。4水也参与植物的传粉许多水生植物、如金鱼藻属、茨藻属、安纳卡利属、苦草属等植物,常常是赖以水力来进行异花传粉。在这些植物的种类中,苦草属的植物授粉过程特别有趣。雄花从花序上脱落,上升而飘浮在水面;雌花的花茎
12、伸长,直到柱头达到水面,并停留在水面,直到它接触从雄花所散发出来的花粉。在授精以后,花茎卷曲起来,拉引幼果到水下,在那里完成其发育。但是,对陆生植物来说,授粉季节下雨却是非常有害的,不但传粉的昆虫在这种天气下不出来活动,而且空气中随风传播的花粉也会被雨水冲洗掉。5一些植物奇特的传粉方式萝藦的花是靠昆虫传粉的,但它的花朵构造奇特,花冠圆形,很长。当昆虫来到箩藦的花朵上时,很容易陷入花冠深处,等昆虫拼命挣扎出来的时候,它的脚上已经沾满了花粉。而马兜铃的花却象个小瓶子,雌蕊和雄蕊都生在瓶子底部,雌蕊比雄蕊早熟23d(天),这就避免了自花授粉。当雌蕊成熟时,瓶底的蜜腺就分泌出又香又甜的蜜汁,昆虫便从瓶
13、口爬进瓶子里吸蜜;但是这些昆虫进去后再出来就不容易了,因为瓶口的毛挺直有力,尖头向下,象一根根倒刺。这时,昆虫便在瓶内乱蹦乱撞,结果由别处带来的花粉便沾到雌蕊上了。雌蕊授精以后,昆虫还出不来,直到几天后,雄蕊成熟了,小虫沾了一身雄蕊的花粉,这时瓶口的茸毛才萎软下来,昆虫才挣脱出来;这时沾满花粉的昆虫又钻进另一朵花里去吃蜜。并传了花粉。二、扦插扦插也称插条,是一种培育植物的常用繁殖方法。可以剪取某些植物的茎、叶、根、芽等(在园艺上称插穗),或插入土中、沙中,或浸泡在水中,等到生根后就可栽种,使之成为独立的新植株。在农林业生产中,不同植物扦插时对条件有不同需求。了解和顺应它们的需求,才能获得更高的
14、繁殖成功率。嫩枝插是在植物的生长期间(以雨季最适宜)所进行的带叶扦插。选择当年生发育充实的半成熟枝条作插穗,长度一般为10 cm左右,保证每个插穗带两到三个叶片,以便它们能进行光合作用制造养料,促进生根。如叶片较大,可只留一片或将叶片剪去一部分,以减少蒸发量。草本植物的嫩枝插最好选取枝梢部分,可大大提高成活率,且能迅速获得理想株形。紫背天葵的扦插就属于嫩枝插。水插即把插穗基部先浸泡在水中,定期换水,等生根后再移植到土中。豆瓣绿的茎和叶都可以水插。为了保证扦插的成活,必须注意以下几个关键性的问题:1.插穗的选择和处理。要选择生长健壮没有病虫害的枝条作插穗。选好插穗后要精心处理。嫩枝插的插穗采后应
15、立即扦插,以防萎蔫影响成活。多浆植物(如仙人掌等),剪取后应放在通风处晾几天,等切口略有干缩再扦插;或用微火略烧烤下面切口,以防止腐烂。一般植物插穗的下面切口如沾一些刚烧完的草木灰,也有防止腐烂的作用。2.温度。一般植物的扦插以保持2025 生根最快。温度过低生根慢,过高则易引起插穗切口腐烂。所以,如果人为控制温度的条件,一年四季均可扦插。自然条件下,则以春秋两季温度为宜。3.湿度。扦插后要切实注意使扦插基质保持湿润状态,但也不可使之过湿,否则引起腐烂。同时,还应注意空气的湿度,可用覆盖塑料薄膜的方法保持湿度,但要注意在一定时间内通气。三、嫁接嫁接就是把一个植物体的芽或枝,接在另一个植物体上,使结合在一起的两部分长成为一个完整的植物体。接上去的芽或枝叫做接穗,被接的植物体叫做砧木。嫁接的方法有两类:芽接和枝接。芽接是用芽作接穗,枝接是用枝作接穗。不管是芽接或枝接,都要确保接穗的形成层与砧木的形成层紧密地结合在一起。只有这样,双方的形成层分裂出来的新细胞才能愈合,接穗才能成活。在农林业生产实践中,很多植物都是使用嫁接繁殖的,如月季、菊花、仙人掌类、苹果、梨、桃、柑橘等。以梨树作例子来说,接穗要从鸭梨等优良品种的植株上选取,砧木可以选用杜梨等野生种类植株。鸭梨的果实大,味道