被子植物的個體繁育北大附中王俊霞

1、被子植物個體發(fā)育復(fù)習(xí) 北京大學(xué)附屬附中 生物高級教師 王俊霞（一、教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)1.了解被子植物精子、卵細胞、極核的形成過程2.了解被子植物的雙受精過程3.掌握被子植物胚的發(fā)育和胚乳的發(fā)育過程。4.掌握被子植物種子的形成和萌發(fā)。5.了解植株的生長和發(fā)育能力目標(biāo)通過對植物的生殖和發(fā)育等相關(guān)知識的復(fù)習(xí)、思考和歸納，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力。 情感目標(biāo)通過聯(lián)系種子的形成和萌發(fā)、植株的生長和發(fā)育等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的意識和從進化的角度理解 “存在就有其合理性”的思想。 二、教學(xué)重點：胚的發(fā)育和胚乳的發(fā)育 種子的形成三、教學(xué)難點：被子植物生殖發(fā)育過程中染色體、基因

2、組成的變化四、教學(xué)手段：邊講邊繪圖、講練結(jié)合五、教學(xué)過程：教學(xué)內(nèi)容教學(xué)過程設(shè)計意圖1 課題導(dǎo)入被子植物的個體發(fā)育復(fù)習(xí)1 1被子植物在植物界的分類地位 無胚植物-(真核)藻類植物植物界 苔蘚植物 有胚植物- 裸子植物 種子植物 雙子葉植物 被子植物 單子葉植物12個體發(fā)育的定義對于大多數(shù)進行有性生殖的生物，個體發(fā)育是從受精卵開始，發(fā)育成為性成熟的個體的過程。13被子植物個體發(fā)育過程包括種子的形成和萌發(fā)、植株的生長和發(fā)育等階段。使學(xué)生準(zhǔn)確掌握基礎(chǔ)知識、基本概念、基本過程2、種子形成21花的結(jié)構(gòu)211雌蕊的結(jié)構(gòu)212雄蕊的結(jié)構(gòu)22受精作用23胚乳發(fā)育24胚的發(fā)育 柱頭l 雌蕊結(jié)構(gòu) 花柱 子房壁 子房

3、 胚珠l 重點掌握卵細胞和極核的形成：當(dāng)胚珠發(fā)育到一定階段，珠心內(nèi)便形成一個細胞胚囊母細胞，該細胞經(jīng)減數(shù)分裂形成4個細胞，靠近珠孔的3個細胞消失，位于珠心深處的這一個細胞發(fā)育成單核胚囊。該細胞核將進行3次有絲分裂，第一次分裂形成的2個新的核，分別向相反的方向移向胚囊的兩端，以后2個核又相繼進行2次分裂，各形成4個核，接著每一端4個核中各有一個核向中央移動，由于這2個核分別來自胚囊的兩極，所以稱之為極核。這時，靠近珠孔的3個核成為3個細胞，其中一個較大的離珠孔較遠的細胞就是卵細胞。練習(xí)：某植物的基因型為AaBb（兩對基因位于兩對染色體上），產(chǎn)生了一個基因型為aB的卵細胞，與此卵細胞同時生成的兩個

4、極核的基因型是什么？問題討論：極核與極體的區(qū)別l 產(chǎn)生部位不同極核產(chǎn)生于被子植物的胚囊內(nèi)，極體產(chǎn)生于高等動物卵巢內(nèi)。l 來源不同極核是植物的大孢子經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生的，極體是初級卵母細胞和次級卵母細胞在減數(shù)分裂過程中由于細胞質(zhì)分配的不均等而形成的。l 數(shù)量不同在胚囊內(nèi)伴隨一個卵細胞的生成，同時形成了2個極核。而動物的卵巢內(nèi)一個卵原細胞最終形成一個卵細胞和3個極體。l 基因組成不同2個極核的基因型均與卵細胞相同。而3個極體的基因型有一個與卵細胞相同，另外2個極體的基因型相同，但與卵細胞的不相同。l 去向不同胚囊中的2個極核同時與一個精子結(jié)合，形成受精極核，將來發(fā)育成胚乳（對于雙子葉植物胚乳被子葉吸收

5、），而極體由于細胞質(zhì)很少，缺乏營養(yǎng)物質(zhì)，均不能發(fā)育，最終退化被母體吸收 花絲l 雄蕊的結(jié)構(gòu) 花藥l 重點掌握精子的形成：問題討論：1、 單倍體育種的方法：花藥離體培養(yǎng)。這里使用的“花藥”是指單核花粉粒，而不是成熟花粉。2、 成熟花粉結(jié)構(gòu)：外壁、內(nèi)壁、營養(yǎng)細胞、生殖細胞。構(gòu)成外壁的蛋白質(zhì)與過敏反應(yīng)、花粉與柱頭的識別等有關(guān)。1個精子（n）+1個卵細胞（n） 受精卵（2n）1個精子（n）+2個極核（n） 受精極核（3n）雙受精作用：一個精子與卵細胞融合，一個精子與兩個極核融合，這樣兩個精子分別與卵細胞和極核相融合的現(xiàn)象，叫做雙受精作用。問題討論：受精作用完成后，受精卵與受精極核是否同時發(fā)育？為什么？

6、受精極核的發(fā)育進程較早于受精卵的發(fā)育，目的是為幼胚的生長發(fā)育及時提供必需的營養(yǎng)物質(zhì)。（以玉米為例，玉米胚乳的形成過程是被子植物較為普遍的胚乳形成方式。）受精極核不經(jīng)休眠，就進入分裂狀態(tài)，進行多次有絲分裂形成大量的胚乳核，之后產(chǎn)生出細胞壁，形成胚乳細胞，這些胚乳細胞構(gòu)成了胚乳。值得注意的是:多數(shù)雙子葉植物在胚的發(fā)育和胚乳的發(fā)育過程中，胚乳逐漸被胚吸收，營養(yǎng)物質(zhì)儲存在子葉里，這樣就形成了無胚乳的種子。如大豆、花生、黃瓜。多數(shù)單子葉植物在胚的發(fā)育和胚乳的發(fā)育過程中，胚乳不被胚吸收，這樣就形成了有胚乳的種子，如小麥、水稻、玉米等。胚乳的發(fā)育過程也可用下表解表示:（以薺菜為例）受精卵經(jīng)過短暫休眠以后，便

7、開始進行有絲分裂。受精卵休眠時間的長短,隨植物的種類不同而異:有的僅數(shù)小時,如水稻為23 h,小麥為1618 h；有的需23 d,如棉；有的則長達幾個月的,如秋水仙等。受精卵在休眠期間，細胞代謝活躍，主要表現(xiàn)為細胞質(zhì)中的多種細胞器和細胞核明顯趨向于背離珠孔的一端，且細胞器的數(shù)量也在明顯增多，說明受精卵的極性在增強，極性的增強是受精卵第一次分裂不對稱性的根本原因，預(yù)示著分裂產(chǎn)生的細胞的命運會各不相同。 受精卵第一次分裂形成兩個細胞，靠近珠孔的叫基細胞，遠離珠孔的叫頂細胞。這兩個細胞同時分裂，但分裂狀況不同?；毎?jīng)過幾次分裂，形成一縱列細胞，構(gòu)成胚柄。在胚柄的形成過程中，頂細胞經(jīng)過多次分裂，形成

8、球狀胚體，隨著細胞分裂不斷進行，在球狀胚體頂 端兩側(cè)細胞分裂速度比較快，從而形成兩個突起，這兩個突起逐漸發(fā)育成兩片子葉。兩片子葉之間的細胞發(fā)育成胚芽，球狀胚體基部一些細胞發(fā)育成胚根，胚芽與胚根之間的細胞則形成胚軸。這樣，子葉、胚芽、胚軸、胚根就形成薺菜的胚。問題討論：1、 為什么基細胞靠近珠孔、頂細胞遠離珠孔？基細胞經(jīng)多次橫向分裂，形成單行多細胞胚柄，通過胚柄延伸將胚體推向胚囊中部，以利于胚的發(fā)育中吸收周圍的營養(yǎng)物質(zhì)。2、 胚柄的作用是什么？過去,植物學(xué)家們認(rèn)為胚柄只是起著把胚推向胚囊內(nèi)部,以利于胚在發(fā)育過程中從周圍吸收營養(yǎng)物質(zhì)的作用。近年來的研究表明,除了上述功能以外,胚柄可以從周圍組織中吸

9、收并且運輸營養(yǎng)物質(zhì)，供球狀胚體發(fā)育；胚柄還能產(chǎn)生一些激素類物質(zhì)，促進球狀胚體發(fā)育。在球狀胚體發(fā)育完全后，胚柄就退化消失。胚的發(fā)育,表解如下:練習(xí)：在植物的生長發(fā)育過程中，下列哪種細胞中的DNA能較好地體現(xiàn)其連續(xù)性 （ ）A胚芽B胚柄C子葉 D受精極核小結(jié)種子的形成：練習(xí)：1、分析發(fā)育著的胚珠結(jié)構(gòu)示意圖，能夠得出的結(jié)論有（ ） A和的發(fā)育起點不同 B在正常情況下，若的基因型為aa，的基因型為Aa，則的基因型為AAaC處核中的染色體有2/3來自母方 D將發(fā)育成種子，將發(fā)育成果皮2、（2003年江蘇高考）豌豆灰種皮（G）對白種皮（g ）為顯性，黃子葉（Y）對綠子葉（y ）為顯性。每對性狀的雜合體（F

10、1）自交后代（F2）均表現(xiàn)3：1的性狀分離比。以上種皮顏色的分離比和子葉顏色的分離比分別來自對以下哪代植株群體所結(jié)種子的統(tǒng)計（ ）A、F1植株和F1植株 B、F2植株和F2植株 C、F1植株和F2植株 D、F2植株和F1植株3、（04 珠江）下圖中甲、乙兩圖都表示被子植物個體發(fā)育中胚和胚乳的發(fā)育過程。下列敘述正確的是 （） A、若b表示胚的發(fā)育，圖甲表示玉米種子的形成B、若b表示胚乳的發(fā)育，圖甲表示大豆種子的形成C、若c表示胚乳的發(fā)育，圖乙表示玉米種子的形成D、若c表示胚的發(fā)育，圖乙表示大豆種子的形成4、（05北京）在育種研究中，給普通小麥?zhǔn)谝杂衩椎幕ǚ?，出現(xiàn)甲、乙兩種受精類型的胚珠：甲胚珠雙

11、受精；乙胚珠卵受精、極核未受精。兩種胚珠中的受精卵在發(fā)育初期的分裂中，玉米染色體全部丟失。下列不可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果是（ ） A.甲胚珠發(fā)育成無生活力的種子 B.乙胚珠發(fā)育為無胚乳種子C.甲胚珠中的胚經(jīng)組織培養(yǎng)，可獲得小麥單倍體D.乙胚珠中的胚經(jīng)組織培養(yǎng)，可獲得小麥單倍體使學(xué)生了解子房及胚珠的結(jié)構(gòu)；掌握卵細胞與兩個極核的染色體數(shù)目以及基因組成完全相同了解被子植物花粉的形成過程；每個花粉產(chǎn)生的兩個精子，其染色體數(shù)目以及基因組成完全相同知道“雙受精作用”是被子植物所特有的現(xiàn)象以及受精卵與受精極核的染色體組成；了解胚乳的發(fā)育進程較早于胚的發(fā)育，目的是為幼胚的生長發(fā)育及時提供必需的營養(yǎng)物質(zhì)使學(xué)生準(zhǔn)確掌握

12、受精卵發(fā)育為胚的過程以及胚的結(jié)構(gòu)組成以圖表形式展示種子的形成這一重點內(nèi)容，思路更為清晰。應(yīng)向?qū)W生說明課本以薺菜為例講解胚的發(fā)育和以玉米為例講解胚乳發(fā)育的原因，同時使學(xué)生必須明確胚的發(fā)育和胚乳的發(fā)育過程是形成種子的必要條件3、種子的萌發(fā)l 種子萌發(fā)條件：適宜的溫度、充足的空氣、水l 種子萌發(fā)時營養(yǎng)物質(zhì)的變化：無機物的變化 水含量變化： 由少 多 礦物質(zhì)含量變化： 由多 少有機物的變化 子葉出土之前：有機物含量變化由多 少有機物種類變化由少 多子葉出土后或第一片葉子展開后：植物體光合作用提供營養(yǎng)l 種子萌發(fā)過程種子萌發(fā)種皮-保護種子內(nèi)部。子葉或胚乳-貯藏營養(yǎng)，供胚萌發(fā)。胚根-發(fā)育成根。胚芽-發(fā)育成

13、莖和葉。胚軸-發(fā)育成連接根和莖的部位。練習(xí)：1、(2001江浙)種子萌發(fā)的需氧量與種子所貯藏有機物的元素組成和元素比例有關(guān)，在相同條件下，消耗同質(zhì)量的有機物，油料作物種子（如花生）萌發(fā)時的需氧量比含淀粉多的種子（如水稻）萌發(fā)時的需氧量 ( )A多 B少 C相等 D無規(guī)律2、 (2001廣東)利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精時，投放的適宜原料和生產(chǎn)酒精階段要控制的必要條件是 （ ）A 玉米粉和有氧 B 大豆粉和有氧 C 玉米粉和無氧 D 大豆粉和無氧3、 (2002全國)番茄種子播種在苗床上，在適宜的條件下，第6天子葉展開，第9天幼葉出現(xiàn)。研究人員從種子到幼苗形成期間每天測定其干重，并繪制成曲線。下面四個

14、曲線圖中，正確的是（ ）注重種子萌發(fā)過程中基礎(chǔ)知識的理解和把握4、植株的生長和發(fā)育頂端分生組織活動莖長高、根伸長營養(yǎng)生長（0形成層的活動莖、根不斷長粗植株的生長和發(fā)育生殖生長：花芽的形成（標(biāo)志著生殖生長的開始）問題討論：1、 花芽的形成是否是該植株性成熟的標(biāo)志？花芽的形成只是生殖生長的開始，性成熟的標(biāo)志是有性生殖細胞的形成。2、 生殖生長的開始是否意味著營養(yǎng)生長的結(jié)束？營養(yǎng)器官和生殖器官生長情況，大體可分為以下兩種:（1）.一年生和二年生植物 在植株長出生殖器官以后，營養(yǎng)生長就逐漸減慢甚至停止生長。（2）.多年生植物 當(dāng)植株達到開花年齡以后，每年營養(yǎng)器官和生殖器官仍然生長發(fā)育。其中營養(yǎng)器官生長

15、包括:根和莖頂端分生組織活動，使莖不斷長高，根不斷伸長。同時，莖和根的形成層的分裂活動，使莖和根不斷長粗。這樣，多年生植物就逐年長大。練習(xí)：下列關(guān)于生物個體發(fā)育的敘述，不正確的是（ ）A、生物個體發(fā)育過程是細胞內(nèi)不同基因有序表達的過程B、薺菜的個體發(fā)育不同階段所需的營養(yǎng)，分別由胚柄吸收運輸、子葉提供、自身光合作用提供C、花芽的形成，標(biāo)志著生殖生長的開始和營養(yǎng)生長的停止D、動物卵細胞形成過程中，細胞質(zhì)的不均等分裂可保證受精卵發(fā)育初期有足夠的營養(yǎng)供應(yīng)掌握被子植物性成熟的含義，以及營養(yǎng)生長和生殖生長的關(guān)系5、總結(jié)被子植物卵細胞的形成被子植物精子的形成 種子的形成（胚的發(fā)育、胚乳發(fā)育）雙受精 發(fā)育 生

16、殖種子的萌發(fā) 植株的生長（營養(yǎng)生長、生殖生長）問題大討論：植物與動物發(fā)育機制不同的原因是什么？動物是早期成體雛形迅速構(gòu)建，后期再生長成熟；而植物則出現(xiàn)另一種編程方式，先長出根、莖、葉，再形成花、果實、種子，生長和發(fā)育相伴逐級展開。兩者發(fā)育機制的不同的根本原因在于獲能方式的不同，植物為自養(yǎng)，動物為異養(yǎng)。將植物生殖和發(fā)育的主干知識以圖表形式展現(xiàn)，幫助學(xué)生構(gòu)建清晰的知識網(wǎng)絡(luò)；將植物和動物的發(fā)育機制加以討論，是學(xué)生對個體發(fā)育這一生命現(xiàn)象認(rèn)識的提升六、教學(xué)反思與體會1高三復(fù)習(xí)課的教學(xué)更應(yīng)注重知識的系統(tǒng)性和基礎(chǔ)性。本節(jié)知識的系統(tǒng)性較強，植物個體發(fā)育的相關(guān)知識在初中略有介紹，而高中教材對于本部分的處理又過于

17、簡單，因此本節(jié)復(fù)習(xí)時，在教材的處理上進行了重新的編排，更有助于重點難點的突破，也更符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。11植物胚的發(fā)育是教學(xué)重點。植物個體發(fā)育的過程的主線是，受精卵胚幼苗成熟植株，教材著重從細胞水平介紹植物胚的發(fā)育和胚乳的發(fā)育過程，體現(xiàn)了高中生物教學(xué)的特點。植物胚的發(fā)育體現(xiàn)了發(fā)育的一般過程，即從受精卵開始，經(jīng)過細胞分裂、組織分化、器官形成，直至形成植物幼體胚。受精卵是個體發(fā)育起點，這是植物進化的胚胎學(xué)證據(jù)之一。12被子植物個體發(fā)育的生活史是教學(xué)難點。由于學(xué)生對植物生活史缺乏全面、系統(tǒng)的認(rèn)識，因此，不清楚被子植物個體發(fā)育的時空概念，造成對高中課本知識在理解上的困難。教師應(yīng)將初中的相關(guān)知識和高中知識有機地結(jié)合，使學(xué)生對被子植物生活史有較系統(tǒng)的認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。13被子植物的個體發(fā)育知識與有性生殖知識的關(guān)系是教學(xué)難點。教材僅介紹了高等動物生殖過程中的減數(shù)分裂和受精作用，卻缺乏被子植物在這方面相關(guān)的內(nèi)容。教材出現(xiàn)了有關(guān)胚和胚乳細胞染色體數(shù)目、基因組成方面的練習(xí)題，涉及到高等植物減數(shù)分裂、雙受精等內(nèi)容，因此，在本節(jié)教學(xué)中應(yīng)予以明確講述。2高三復(fù)習(xí)，教師在注重幫助學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)的同時，還應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生知識的遷移能力。在本節(jié)