关于碗莲杂交的探究学案设计

1、 关于碗莲杂交的探究学案设计 广州市蓝天中学 彭积艳一活动方案的设计广州素有花城之称，人们平时喜欢买花、养花、赏花，每年春节也有摆花街、逛花街的习俗。初中学习专门开设了生物课，七年级上册还有专题“生物圈中的绿色植物”介绍植物。新课程的其中一个理念是与学生的生活相结合，我在教学过程中喜欢联系学生的生活实际，注重培养学生的学习兴趣和能力。在2007学年我还担任初中生物课外活动小组的辅导老师，入学不久，我发现初一7班的李子俊同学对生物特别感兴趣，不仅上课、课外活动认真，课外还喜欢观察青蛙、昆虫、花卉等，经过了解发现李子俊同学真的是一个小小的生物迷，利用家在九楼上有天台的优势，在家人的帮助下，在天台种

2、了多个品种的莲花、兰花等植物，有时还把一些漂亮的、少见的花朵带回来给同学和老师看。有一次李子俊同学带回来一朵带有点淡黄色的莲花，他说知道母本，但不知道父本，因为莲花的花粉也会随风飘洒，传到其他的品种上。为了解决这个问题，李子俊尝试进行人工授粉。加上七年级生物课有介绍人工授粉，以及后来在老师的指导了购买了中国荷花品种图志作为权威指导书，并选择“昭君顾影”作为母本 和“厦门碗莲”作为父本进行人工传粉，即植物杂交。“昭君顾影”是2003年在南京育成的新品种，“厦门碗莲”是我国的古老品种，1980年引自厦门，两者具有比较明显的相对性状（如下表），“昭君顾影”花色艳丽，雍容华贵，“厦门碗莲”洁白端庄、宁

3、静素雅，亲缘关系、生态类型上存在一定差异，符合杂交育种的要求。“昭君顾影”“厦门碗莲”体型中、小株型中、小株型花期早晚晚，7月25日始花早，6月3日始花花期长短花期短为13天花期长为35天着花密度繁密，单盆开花5朵繁密，单盆开花多达10朵花型重台型少瓣型花态碗状杯状花色极淡堇紫色，尖部淡堇紫色花色白色；初开时尖端微红花蕊雄蕊极少，附属物小，乳白色；雌蕊泡状或瓣化雄蕊多数，附属物呈淡黄色；雌蕊发育正常，结实 “昭君顾影” 和“厦门碗莲”花期相近，符合杂交要求。经查阅得知，选用“昭君顾影”杂交的情况几乎不见，选用“厦门碗莲”作父本的少见。选用两者进行杂交，有可能培育出既小巧又艳丽，观赏价值更高，又

4、便于种植，适合盆栽在阳台或作为室内盆景摆放的新品种莲花。二实施过程（一）提出问题本人课余喜爱种花，利用家里天台的优势，种植荷花有多年。其中有“昭君顾影” 和“厦门碗莲”。从网上资料查阅得知，选用“昭君顾影”杂交的情况几乎不见，选用“厦门碗莲”做母本杂交的品种较多，作父本的少见。“昭君顾影” 和“厦门碗莲”，花期相近，相差3-5天，符合杂交要求。“昭君顾影”花色艳丽、雍容华贵，“厦门碗莲”玲珑精致、娇小可爱，选择“昭君顾影”作母本，“厦门碗莲”做父本杂交，后代会否组合两者优点？花色、花瓣数、花态、花型将是怎样的？体型会否变小？ 家中天台（二）作出假设株形是中小型，花色为堇紫色，花瓣数较母本增加，

5、花型为重台型，花态为碗状。（三） 制定计划选定亲代母本“昭君顾影”，父本为“厦门碗莲”。以下是亲本资料（选自中国荷花品种图志）：“昭君顾影”体型：中，小株型。植于3号盆中。立叶：高11（1011）cm。叶径11（1112）cm×10（811）cm。花柄：高19（1523）cm。花期：晚，7月25日始花，群体花期短，为13天。着花密度：繁密，单盆开花5朵。花蕾：桃形，玫瑰红色。花型：重台型，瓣数：83（8085）枚。花瓣：瓣长5.8cm，宽3.4cm。花径：9(710)cm。花态：碗状。花色：极淡堇紫色k(vp)，尖部淡堇紫色k(1)。雄蕊：极少。附属物小，乳白色。雌蕊：泡状或瓣化。花

6、托黄色。花初开时，有部分花瓣下垂，雌蕊基部黄色，上面黄绿色，尖紫红色。 由于“昭君顾影”母本雌蕊泡状或瓣化，要等待时机、出现雌蕊正常发育的植株才可以杂交。 （母本“昭君顾影”） （父本“厦门碗莲”）“厦门碗莲”1980年引自厦门。体型：中，小株型。植于3号盆中。立叶：高20（429）cm。叶径16（824）cm×12（617）cm。花柄：20（430）cm。花期：早，6月3日始花，群体花期长。为35天。着花密度：繁密，单盆开花多达10朵。花蕾：长桃形，绿色，尖端红色。花型：少瓣型。瓣数15（1316）枚。花瓣：瓣长5.2cm，宽2.4cm。花径：8（612）cm.花态：杯状。花色：白

7、色。初开时尖端微红。雌蕊：多数。附属物呈淡黄色。雌蕊：发育正常，结实，心皮数4枚。花小而繁密，极易开花。花蕊正常，注意收集花粉。（四）实施计划1.杂交过程由于“厦门碗莲”花期较早，“昭君顾影”花期较晚，且发育正常的心皮出现较晚，所以父本“厦门碗莲”的花粉采集后需要放进冰箱保存。 （1）采集花粉并保存于冰箱：2007年6月16号，早晨8点，第一次采集盛开的“厦门碗莲”的花粉。用镊子把雄蕊全部取下，放在白纸上，抖动；把落在纸上的花粉装入塑料密封袋中，放进冰箱冷藏室,注意贴近冰箱壁，保持0-3°C的温度。由于没有出现心皮正常的母本，第一次采集的花粉过期作废了；9月18号，早晨8点，第二次采

8、集盛开的“厦门碗莲”的花粉，同样保存在0-3°C的冰箱。（2）等待母本开花：7月8号，“昭君顾影”始花；9月2号，“昭君顾影”群体花期接近尾声，植株开始出现具正常心皮的花朵；9月22号，“昭君顾影”出现一朵心皮发育正常的花朵，心皮数为4，适合授粉。（3）授粉过程：9月22号早晨，母本花瓣松动，掰开花瓣，雌蕊已经分泌出粘液，表明雌蕊已成熟；把第二次采集的花粉从冰箱取出，解冻5分钟，倒在白纸上，用软毛的中型毛笔蘸上花粉，将带花粉的毛笔在雌蕊上涂抹，重复2-3次，授粉后立即用塑料袋包住花朵，以防其他花粉干扰。2天后塑料袋可以拿走。（4）保存种子：10月12号，“昭君顾影”有两枚心皮完全变黑

9、，表明已经成熟。把莲蓬取下来，取下种子，2粒，晒干保存；莲子是世界上最长寿的种子，只需常温保存，等到来年春天气温适宜播种。2.子一代第一年种植2008年：4月3号：进行播种。4月6号：种子发芽。4月10号：将种苗移栽至3号盆中。5月3号：长出立叶。7月9号：始花。10月3号：末花。12月：立叶枯萎。（子一代第一年种植花朵共15朵） 子一代第一年植株 着花繁密 部分花 部分花 部分花 部分花子一代第一年结果（1）后代性状描述立叶高15（1030），叶径9（9.518）×15（814）cm，花柄17cm（1330），花蕾圆桃形，堇紫色，花碗状，花径9cm（812），花瓣数110枚（851

10、35），长4.5cm，宽1.5cm花重台型，堇紫色，花朵数15。心皮全部瓣化，心皮数4枚（36）。心皮全部瓣化，呈绿色夹杂着红色，色彩斑斓。（2）后代与亲代的差异 立叶：增高 花柄：增高 花朵：颜色变深，花径变大，堇紫色，重台型，碗状。花朵数为母本的3倍，父本的1.5倍。3.子一代第二年种植子一代第二年种植是子一代的第二年无性繁殖，仍然是属于子一代，只不过杂交荷花的子代经过第二年第三年种植性状会趋向稳定。2009年清明过后，挖出种藕，分成两段，每段带一个顶芽，把种藕植入3号盆中，顶芽以45°角斜植入盆中，尾部则露出泥土，以免藕身进水腐烂。4月过后，每周施少量有机肥。5月，着花。6-8

11、月为盛花期。日常管理除施肥加水外，及时剪除残花、黄叶。子一代第二年种植分枝一花朵(共18朵) 第一粒种子第一年藕条第一个分枝全株 第10、11朵花 第9朵花 第14朵花 花叶性状 序号 日期（盛开）花柄（cm)花径(cm)花瓣(枚)外瓣（cm)内瓣（cm)立叶高(cm)叶径（cm)15月19日38.575.53.8*1.53.8*1011*9.525月19日108754.4*24.2*1.209.5*835月23日117.5553.5*24*107*5.345月26日5.57.5904*2.23.8*107.5*6.556月19日128.5834.3*2.65*1.21415.5*1266月2

12、7日108684.5*2.84.3*1.41311*977月1日157874*2.13.7*1610.5*8.587月1日149724.6*3.54.5*1.7616*1397月2日21.5141126*3.46*1.52116.5*12.5107月7日2510.51045.8*2.55.4*11612.5*9.5117月7日2391085.1*3.24.8*1.21712*11127月26日89786*35*1.4139*7137月26日138733.3*2.33.7*11010*7147月26日128945.1*34.7*1.3910*8157月30日178384.3*24*187.5*5

13、.5167月30日86313.3*23.5*11010*8177月30日178564.3*2.93.9*177.5*5.5188月1日11.58714*2.24.1*0.9109*6.5平均13(3-25)8.5(6-14)75.5(31-112)4.5*2.54.4*1.28.9(0-21)10.7*8.5子一代第二年种植分枝二花朵（共22朵） 第一粒种子第一年藕条第二个分枝全株 第7、8朵花 第15、16朵花 第21、22朵花花叶性状序号日期花柄（cm)花径(cm)花瓣(枚）外瓣（cm)内瓣（cm)立叶高(cm)叶径（cm)15月24日8.57.5504*24*1.808*725月26日7

14、8.5904*2.23.8*107.5*6.535月27日107.8604*2.43.5*107.5*10.545月27日98584.2*2.53.6*1.107*856月3日108543.6*34*109*766月3日117.5584*24*177.5*6.576月3日158604*2.24*0.805.5*4.586月5日14.58633.6*23.3*1.306.5*596月10日147493.5*1.93.9*108*6106月23日168.5573.8*1.74*1.359.5*7116月29日10.57543.8*2.53.5*108.8*7127月5日148723.7*2.43.

15、7*0.9139*7137月6日99614.2*2.44.3*1913*10147月7日108594.3*2.64.4*106*5157月7日167.5644.2*2.44*1512.5*9.5167月8日168.5683.8*2.54*0.91213*10177月26日168725*2.54.5*1.11015*8.5187月26日14.58585.1*2.54*165*4.5197月26日159575*2.54.3*159*7208月2日127544.6*2.14.5*1.167*5218月2日117313.5*24.5*167.2*5.8228月2日136364*2.44.1*1.304

16、*3平均12.4（7-16）7.8（6-9）58.4（31-90）4.1*2.34*1.13.7（0-13）8.2*6.8从以上数据可以看出，子一代第二年种植结果。（1）分支一后代性状描述立叶高8.9cm (0-21)，叶径10.7*8.5cm，花柄13 cm (3-25)，花蕾圆桃形，堇紫色，花碗状，花径8.5 cm (6-14)，花瓣数75.5枚(31-112)，长4cm，宽1.8cm花重台型，堇紫色，花朵数18。心皮全部瓣化，心皮数4枚（36）。心皮全部瓣化，呈绿色夹杂着红色，色彩斑斓。（2）分支二后代性状描述立叶高3.7 cm（0-13），叶径8.2*6.8cm，花柄12.4 cm（7

17、-16），花蕾圆桃形，堇紫色，花碗状，花径7.8 cm（6-9），花瓣数58.4枚（31-90），长4.1cm，宽2.3cm花重台型，堇紫色，花朵数22。心皮全部瓣化，心皮数4枚（36）。心皮全部瓣化，呈绿色夹杂着红色，色彩斑斓。三分析结果 经过两年多时间的努力，完成了“昭君顾影” 和“厦门碗莲”杂交，子一代种植和和第二年无性繁殖种植，以及观察记录。一路探究，惊喜不断。在种植观察中发现，杂交后代出现了比预期更好的性状，更完美表现出杂种优势。通过整理数据，发现数据符合观察现象。为了便于分析，列下表比较。“昭君顾影”（母本）“厦门碗莲”（父本）子一代第一年种植子一代第二年种植第一分枝子一代第二年种

18、植第二分枝立叶11 cm（1011）20 cm（429）15 cm（1030）8.9 cm (0-21) 3.7 cm（0-13）叶径11（1112）cm×10（811）cm16（824）cm×12（617）cm9（9.518）cm×15（814）cm10.7*8.58.2*6.8花柄19（1523）cm20（430）cm17cm（1330）13(3-25) cm12.4（7-16）cm花瓣长5.8cm，宽3.4cm长5.2cm，宽2.4cm长4.5cm，宽1.5cm4.5*2.54.1*2.3花瓣数83（8085）枚15（1316）枚110枚（85135）75.

19、5(31-112) 枚58.4（31-90）枚花径9(710) cm8（612）cm9cm（812）8.5(6-14)7.8（6-9）花期早晚晚，7月25日始花早，6月3日始花晚7月-10月早，5-8月早，5-8月花期长短花期短为13天花期长为35天长为84天长，约90天长，约90天着花密度繁密，单盆开花5朵繁密，单盆开花多达10朵繁密，单盆开15朵繁密，单盆开18朵繁密，单盆开22朵花型重台型少瓣型重台型重台型重台型花态碗状杯状碗状，碗状，碗状，花色极淡堇紫色，尖部淡堇紫色花色白色；初开时尖端微红堇紫色堇紫色堇紫色心皮心皮泡状或瓣化发育正常，结实，心皮数4枚心皮全部瓣化，呈绿色夹杂着红色，色

20、彩斑斓心皮全部瓣化，呈绿色夹杂着红色，色彩斑斓心皮全部瓣化，绿色夹杂红色，色彩斑斓可见，子一代各方面性状比较稳定而且优良。第一年种植的植株立叶增高，花柄增高，花朵花径变大，花期晚，可能原因有两个：1、第一年种植的植株是实生苗，当年能够开花生长比较良好，花期迟；2、盆泥营养条件较好，所以营养生长较好。通过子一代与亲代的图片比较，可以更好分析子一代与亲代的遗传变异关系，归纳如表。 母本 父本 子一代第一年植株 子一代第二年植株1 子一代第二年植株2子一代第一年种植子一代第二年种植与亲代的关系备注叶型椭圆形椭圆形像父本椭圆形母本近圆形叶脉叶脉细叶脉细像父本细母本叶脉粗体型中、小株型中、小株型像母本矮

21、像父本小，优于父本母本整体更小巧花期早晚花期更早，5月初花花期更早，5月初花像父本花期长短花期更长，6-8月为盛花期花期更长，6-8月为盛花期像父本子一代单花花期短，3天着花密度繁密，单盆开花多达8朵繁密，单盆开花多达22朵优于父本母本花型重台型重台型像母本花态碗状碗状像母本花色花色堇色花色堇色像母本优于母本，颜色深、艳花蕊雄蕊极少，雌蕊泡状或瓣化雄蕊极少，雌蕊泡状或瓣化像母本 四得出结论通过以上结果分析，可见，“昭君顾影”和“厦门碗莲”杂交子一代，第一年种植和第二年种植，都出现比较稳定的优良性状，符合探究的预期假设，是一个理想的新品种。归纳起来，有以下几方面：1、 花色堇色、花型重台型、花态

22、碗状，花色艳丽、雍容华贵，像母本；2、 花期更早，5月初花，花期更长，6-8月为盛花期；3、 叶型椭圆形、叶脉细，体型变小，小巧玲珑，较多像父本，重复出现了立叶高为0的花朵；第二年种植分枝二平均立叶高只有3.7 cm（0-13），叶径8.2*6.8cm，趋向变小；花柄12.4 cm（7-16），花径7.8 cm（6-9），花瓣数58.4枚（31-90），长4.1cm，宽2.3cm，花柄、花径、花瓣都趋向变小；4、 花瓣变少，但仍保留重台型。 查阅中国荷花品种图志，从分类上看子一代既有像母本的性状，也有像父本的性状，更有优于母本父本的新性状，可以说是理想新品种。母本“昭君顾影”中国莲种系中小株型群重台类粉莲型父本“厦门碗莲”中国莲种系中小株型群少瓣类白莲型子一代中国莲种系中小株型群重台类红莲型 植株矮小、着花密度大、 心皮瓣化 花色堇色、碗状 、重台型 花朵比巴掌还小 花径约5厘米 左一母本左二父本 右一右二子代 子代与大株型荷花比矮小得多“昭君顾影”和“厦门碗莲”的杂交子一代能集二者优点于一身，既雍容华贵又小巧玲珑，这是荷花杂交品种甚至是其他植物杂交品种极少见的，观赏价值更高，又便于种植，可以盆栽在阳台或者作为室内盆景摆放。 五存在问题和反思对于一个