高二生物季的花药培养

1、课题课题2月季的花药培养月季的花药培养课标领航课标领航1说出被子植物花粉发育的过程及花药培养产说出被子植物花粉发育的过程及花药培养产生花粉植株的两种途径。生花粉植株的两种途径。2说出影响花药培养的因素。说出影响花药培养的因素。3学习花药培养的基本技术。学习花药培养的基本技术。4尝试用月季或其他植物的花药进行培养。尝试用月季或其他植物的花药进行培养。【重点】【重点】影响花药培养的因素及基本培养过影响花药培养的因素及基本培养过程。程。【难点】【难点】月季花药培养的实验操作。月季花药培养的实验操作。情境导引情境导引花药离体培养获得的单倍体植株本身在生产上没花药离体培养获得的单倍体植株本身在生产上没有

2、应用价值，但在育种工作中却有重要的意义，有应用价值，但在育种工作中却有重要的意义，这种育种方法就叫单倍体育种。它是先通过花药这种育种方法就叫单倍体育种。它是先通过花药离体培养获得单倍体植株，再经过人工诱导离体培养获得单倍体植株，再经过人工诱导(如秋如秋水仙素处理水仙素处理)使染色体数加倍，从而获得能稳定遗使染色体数加倍，从而获得能稳定遗传的具有优良性状的纯合子，大大缩短了育种的传的具有优良性状的纯合子，大大缩短了育种的年限。年限。基础自主梳理基础自主梳理一、被子植物的花粉发育一、被子植物的花粉发育1花粉的概念：由花粉母细胞经过花粉的概念：由花粉母细胞经过_分裂形分裂形成的单倍体的生殖细胞。成的

3、单倍体的生殖细胞。2发育过程发育过程(1)_：4个单倍体细胞连在一起。个单倍体细胞连在一起。(2)单核期：细胞含有浓厚的单核期：细胞含有浓厚的_，该期又可，该期又可分为分为_和单核靠边期两个时期。和单核靠边期两个时期。3双核期：细胞中含有双核期：细胞中含有_细胞核和细胞核和_细胞核，它们分别形成一个营养细胞和一个生殖细胞核，它们分别形成一个营养细胞和一个生殖细胞，其中的生殖细胞形成两个精子。细胞，其中的生殖细胞形成两个精子。减数减数四分体时期四分体时期原生质原生质单核居中期单核居中期生殖生殖花粉管花粉管思考感悟思考感悟1被子植物花粉发育过程中的四分体时期与减被子植物花粉发育过程中的四分体时期与

4、减数分裂过程中的四分体时期是同一阶段吗？数分裂过程中的四分体时期是同一阶段吗？【提示】【提示】不是同一阶段。前者的四分体时期是不是同一阶段。前者的四分体时期是指指4个单倍体细胞连在一起的时期；后者的四分个单倍体细胞连在一起的时期；后者的四分体时期是指同源染色体配对后，一对同源染色体体时期是指同源染色体配对后，一对同源染色体含有四条染色单体的阶段。含有四条染色单体的阶段。二、产生花粉植株的两种途径二、产生花粉植株的两种途径1途径差异：一种是花粉通过途径差异：一种是花粉通过_阶段发育阶段发育为植株；另一种是花粉在诱导培养基上先形成为植株；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。，

5、再将其诱导分化成植株。2形成原因：主要取决于培养基中形成原因：主要取决于培养基中_的种类的种类及其浓度配比。及其浓度配比。3花粉植株的特点：花粉植株的特点：_植株，植株弱小，植株，植株弱小，_。胚状体胚状体愈伤组织愈伤组织激素激素单倍体单倍体高度不育高度不育思考感悟思考感悟2花粉植株弱小，高度不育，是否就没有利花粉植株弱小，高度不育，是否就没有利用价值？用价值？【提示】【提示】尽管花粉植株弱小，高度不育，但尽管花粉植株弱小，高度不育，但可以利用其进行单倍体育种，能够明显缩短育可以利用其进行单倍体育种，能够明显缩短育种周期。种周期。三、影响花药培养的因素三、影响花药培养的因素主要受材料的选择与主

6、要受材料的选择与_的影响。一般的影响。一般说来，选择说来，选择_期的花药培养成功率最高。期的花药培养成功率最高。四、实验操作四、实验操作1取材取材(1)材料的选取：对绝大多数植物而言，适宜花粉培材料的选取：对绝大多数植物而言，适宜花粉培养的时期是养的时期是_。(2)花药发育时期的确定：一般通过花药发育时期的确定：一般通过_来确定花粉来确定花粉是否处于适宜的发育期。是否处于适宜的发育期。(3)镜检方法：最常用的是镜检方法：最常用的是_法。但某些植法。但某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用焙花青物的花粉细胞核不易着色，需采用焙花青铬矾法。铬矾法。培养基的组成培养基的组成单核单核花期早期花期早期镜检

7、镜检醋酸洋红醋酸洋红2消毒消毒常用消毒液为常用消毒液为_和和0.1%的氯化汞溶的氯化汞溶液，消毒时间分别为液，消毒时间分别为30 s和和24 min。3接种和培养接种和培养(1)接种要求：在无菌条件下除去萼片、花瓣和接种要求：在无菌条件下除去萼片、花瓣和_，并将花药立即接种到培养基上。，并将花药立即接种到培养基上。(2)培养条件：温度在培养条件：温度在25 左右，幼小植株形成后需左右，幼小植株形成后需要要_。(3)鉴定和筛选：在花药培养中，特别是通过愈伤组鉴定和筛选：在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现织形成的花粉植株，常常会出现_的变的变化，因此需要对培养出的植株作进一

8、步的鉴定和筛化，因此需要对培养出的植株作进一步的鉴定和筛选。选。70%的酒精的酒精花丝花丝光照光照染色体倍性染色体倍性思考感悟思考感悟3花药长出愈伤组织或释放胚状体后，如何进花药长出愈伤组织或释放胚状体后，如何进一步处理？一步处理？【提示】【提示】(1)花药长出愈伤组织后，要将愈伤花药长出愈伤组织后，要将愈伤组织及时转移到分化培养基上，以便进一步分组织及时转移到分化培养基上，以便进一步分化出再生植株。化出再生植株。(2)花药开裂释放出胚状体后，要尽快将幼小植花药开裂释放出胚状体后，要尽快将幼小植株分开，分别移植到新的培养基上，否则这些株分开，分别移植到新的培养基上，否则这些植株将很难分开。植株

9、将很难分开。核心要点突破核心要点突破被子植物的花粉发育被子植物的花粉发育1发育场所发育场所发育场所为被子植物雄蕊的花药中。被子植物的发育场所为被子植物雄蕊的花药中。被子植物的雄蕊通常包含花丝、花药两部分。花药为囊状结雄蕊通常包含花丝、花药两部分。花药为囊状结构，内部含有许多花粉。构，内部含有许多花粉。2分裂方式分裂方式花粉是由花粉母细胞经减数分裂而形成的，因而花粉是由花粉母细胞经减数分裂而形成的，因而花粉是单倍体的生殖细胞。花粉是单倍体的生殖细胞。 (2011年威海市高二检测年威海市高二检测)下面是被子植物花下面是被子植物花粉发育过程的简略表示，请回答：粉发育过程的简略表示，请回答：小孢子母细

10、胞小孢子母细胞双核期双核期(1)是指是指_时期，由小孢子母细胞经时期，由小孢子母细胞经_分裂形成。分裂形成。(2)和和分别是指分别是指_期和期和_期，该期期，该期细胞的特点是细胞的特点是_。(3)1个花粉母细胞经过分裂最多能形成个花粉母细胞经过分裂最多能形成_个个花粉粒，花粉粒，_个细胞核。个细胞核。(4)双核期的两个核分别叫双核期的两个核分别叫_核和核和_核。核。(5)在进行花药组织培养时选择在进行花药组织培养时选择_段的培养段的培养成功率最高。成功率最高。【尝试解答】【尝试解答】(1)四分体减数四分体减数(2)单核居中单核靠边含浓厚的原生质单核居中单核靠边含浓厚的原生质(3)412(4)生

11、殖细胞花粉管细胞生殖细胞花粉管细胞(5)【解析】【解析】花粉是由小孢子母细胞先经减数分裂花粉是由小孢子母细胞先经减数分裂后经有丝分裂并依次经历了四分体时期、单核期后经有丝分裂并依次经历了四分体时期、单核期和双核期等阶段后产生的。单核期的细胞含浓厚和双核期等阶段后产生的。单核期的细胞含浓厚的原生质，核开始时位于细胞的中央。随着细胞的原生质，核开始时位于细胞的中央。随着细胞不断长大，核由中央移向细胞一侧，此时是花药不断长大，核由中央移向细胞一侧，此时是花药组织培养的最佳时期，并分裂成组织培养的最佳时期，并分裂成1个生殖细胞核和个生殖细胞核和1个花粉管细胞核，进而形成两个细胞，生殖细胞个花粉管细胞核

12、，进而形成两个细胞，生殖细胞将再分裂一次，形成两个精子。由此可知将再分裂一次，形成两个精子。由此可知1个花粉个花粉母细胞经过分裂最多形成母细胞经过分裂最多形成4个花粉粒，而一个花粉个花粉粒，而一个花粉粒最后会形成粒最后会形成3个细胞核，故个细胞核，故1个花粉母细胞最多个花粉母细胞最多能形成能形成12个细胞核。个细胞核。跟踪训练跟踪训练月季花药培养时，选择的花粉粒最好月季花药培养时，选择的花粉粒最好是是()A四分体时期四分体时期B小孢子母细胞期小孢子母细胞期C单核靠边期单核靠边期 D双核或三核花粉粒双核或三核花粉粒解析：解析：选选C。花粉在发育过程中，只有某一个时期。花粉在发育过程中，只有某一个

13、时期对离体刺激较敏感。一般说来，月季完全未开放对离体刺激较敏感。一般说来，月季完全未开放的花蕾，其内部的花粉细胞处在单核期，细胞核的花蕾，其内部的花粉细胞处在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧时的花药培养成功率最高。由中央移向细胞一侧时的花药培养成功率最高。菊花茎的组织培养与月季花药培养技菊花茎的组织培养与月季花药培养技术的异同术的异同二者都是快速、大量繁殖花卉的技术手段。二者都是快速、大量繁殖花卉的技术手段。菊花茎的组织培菊花茎的组织培养养月委花药培养月委花药培养不不同同点点外植体细胞外植体细胞类型类型体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞培养结果培养结果正常植株正常植株单倍体植株单倍体植株光的要求光的

14、要求每日照射每日照射12 h幼苗形成后才需要幼苗形成后才需要照光照光相同点相同点理论依据、培养基的配制方法、无菌理论依据、培养基的配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同技术及接种操作等基本相同另外，花药培养的选材非常重要，需事先摸索时另外，花药培养的选材非常重要，需事先摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出的愈伤组织或期适宜的花蕾；花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基；花药培养对培养基胚状体也要及时更换培养基；花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药的培养难度配方的要求更为严格。这些都使花药的培养难度加大。加大。特别提醒特别提醒花药的全能性高于植物组织。另外，花粉植株属花

15、药的全能性高于植物组织。另外，花粉植株属单倍体植株，高度不育。如果需要育种，需对花单倍体植株，高度不育。如果需要育种，需对花粉植株幼苗进行秋水仙素处理，才能获得正常可粉植株幼苗进行秋水仙素处理，才能获得正常可育的个体。育的个体。 关于花药培养产生花粉植株的途径，下关于花药培养产生花粉植株的途径，下列叙述错误的是列叙述错误的是()A花粉可通过愈伤组织发育成植株花粉可通过愈伤组织发育成植株B花粉可通过胚状体进一步分化成植株花粉可通过胚状体进一步分化成植株C主要由培养基中激素的种类及用量决定途径主要由培养基中激素的种类及用量决定途径D产生胚状体是花药离体培养中特有的途径产生胚状体是花药离体培养中特有

16、的途径【尝试解答】【尝试解答】_D_【解析】【解析】花药培养成植株有两条途径，一条是花药培养成植株有两条途径，一条是通过胚状体阶段发育为植株，另一种是通过愈伤通过胚状体阶段发育为植株，另一种是通过愈伤组织产生植株。两种途径的不同主要取决于培养组织产生植株。两种途径的不同主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。基中激素的种类及其浓度配比。【互动探究】【互动探究】从上述的题目中可以看出植物的花从上述的题目中可以看出植物的花粉经过特定培养基和培养条件的培养，也可以长出粉经过特定培养基和培养条件的培养，也可以长出植物幼苗，而植物的体细胞也可以培养出新的幼苗，植物幼苗，而植物的体细胞也可以培养出新的幼

17、苗，比较一下，这两种培养方法有什么相同点？有什么比较一下，这两种培养方法有什么相同点？有什么不同点？不同点？【提示】【提示】相同之处：培养基的配制方法、无菌相同之处：培养基的配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。技术及接种操作等基本相同。不同之处：花药培养的选材非常重要，需事先寻不同之处：花药培养的选材非常重要，需事先寻找时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出的愈伤组找时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基；花药培养对培织或胚状体也要及时更换培养基；花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药的培养养基配方的要求更为严格。这些都使花药的培养难度加大。体细胞培养出的幼苗是正常染色体数难度加大。体细胞培养出的幼苗是正常染色体数的个体，而花粉培养出的是染色体数减半的单倍的个体，而花粉培养出的是染色体数减半的单倍体。体。跟踪训练跟踪训练关于月季的花药培养技术与菊花的组织培关于月季的花药培养技术与菊花的组织培养技术的不同，下列说法不正确的是养技术的不同，下列说法不正确的是()A花药培养需发育时期适宜的花蕾花