《月季的花药培养》 市赛获奖 教学课件

花药离体培养获得的单倍体植株本身在生产上没有应用价值，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。它是先通过花药离体培养获得单倍体植株，再经过人工诱导(如秋水仙素处理)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，大大缩短了育种的年限。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。在本课题中我们将尝试月季的花药培养。知识清单被子植物的花粉发育1．发育场所：被子植物雄蕊的________中。2．花粉的形成：是由________经过________而形成，因此，花粉是________的生殖细胞。3．花粉的发育：要经历________________、________和________等阶段。(1)________________：4个单倍体细胞连在一起。1．花药2.花粉母细胞减数分裂单倍体3．小孢子四分体时期单核期双核期(1)小孢子四分体时期(2)单核期：四分体的4个单倍体细胞彼此分离，形成4个具有________的花粉粒。又分为________和__________两个时期。(3)________：细胞中含有________细胞核和________细胞核，它们进而形成一个______细胞和一个______细胞，其中的______细胞再分裂一次形成两个精子。(2)单细胞核单核居中期单核靠边期(3)双核期生殖花粉管生殖营养生殖尝试应用1．从小孢子母细胞到形成精子，经历的分裂方式是(

)A．有丝分裂B．减数分裂C．先有丝分裂后减数分裂D．先减数分裂后有丝分裂解析：小孢子母细胞先进行一次减数分裂形成4个小孢子，每一个小孢子形成一个具有单细胞核的花粉粒，每一个花粉粒再经有丝分裂形成两个精子。答案：D2．被子植物花粉的发育依次经过(

)A．双核期四分体时期单核居中期单核靠边期B．四分体时期单核居中期单核靠边期双核期C．四分体时期单核靠边期单核居中期双核期D．四分体时期双核期单核居中期单核靠边期B知识清单产生花粉植株(即单倍体植株)的两种途径一种是花粉通过________阶段发育为植株；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。二者之间并没有绝对的界限，主要取决于培养基中__________及其________。如下图：胚状体愈伤组织激素的种类浓度配比尝试应用1．四倍体水稻的花粉经离体培养得到的单倍体植株中，所含染色体组数是(

)A．1组B．2组C．3组D．4组B

解析：单倍体植株含有与该生物的配子相同的染色体组数。2．下列关于单倍体的叙述，正确的是(

)①单倍体植物中只含有一个染色体组②单倍体细胞中含有一条染色体③单倍体是体细胞中只含本物种配子染色体数目的个体④单倍体细胞中只含有两条染色体⑤未受精的配子直接发育成的个体都是单倍体A．③⑤B．②④⑤C．①②③D．①③⑤A

知识清单影响花药培养的因素

1．影响花药培养的主要因素是__________和____________。2．材料选择与不同植物、同种植物不同时期有关，其中成功率最高的时期是______期。3．亲本植株的生长条件、材料的______预处理以及________等对诱导成功率都有一定的影响。1．材料的选择培养基的组成2.单核3．低温接种密度尝试应用1．下列哪项不是影响诱导花粉植株能否成功及诱导成功率高低的因素(

)A．不同的植物B．同一种植物的不同生理状况C．花期的早晚D．花粉的数量解析：不同的植物、同一种植物的不同生理状况、花期的早晚、花粉发育的不同时期等因素都会影响诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低。而花粉的数量不是。答案：D2.下列关于花药培养过程中的注意事项的叙述，正确的是()A.花药培养成功与否与材料选择无关B.花药培养成幼苗后，一定不能分瓶培养C.花药培养成幼苗的过程中，除了适宜的温度、pH等，还要注意光照D.一般地讲，材料选用单核期的花药培养成功率较高解析：一般说来，单核靠边期的花药离体培养成功率最高。花药培养初期在黑暗中培养，幼小植株形成后再进行适当的光照培养。答案：D知识清单实验操作

1．取材(1)材料的选取：对绝大多数植物而言，适宜花粉培养的时期是________。(2)花药发育时期的确定：一般通过________来确定花粉是否处于适宜的发育期。(3)镜检方法：最常用的是________法。但某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用______________法。1．(1)单核期(2)镜检(3)醋酸洋红焙花青—铬矾

2．消毒常用消毒液为________和________，消毒时间分别为________和________。3．接种和培养(1)接种要求：在无菌条件下除去________、________和________的花药立即接种到培养基上。(2)培养条件：温度在________左右，幼小植株形成后需要________。(3)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__________的变化，因此需要对培养出的植株进一步鉴定和筛选。2．70%酒精0.1%氯化汞30s

2～4min3．(1)萼片花瓣花丝(2)25℃光照(3)染色体倍性尝试应用选择花药时，确定花药发育时期最常用的方法是(

)A．焙花青—铬矾法B．碘液染色法C．醋酸洋红法D．直接镜检法C

一、被子植物的花粉发育雄蕊由花丝和花药两部分组成。花药是雄蕊的主要部分，多数被子植物的花药是由4个花粉囊组成，分为左、右两半，中间有药隔。花粉囊外由囊壁包围，内生许多花粉粒。花粉是由花粉母细胞经过减数分裂而形成的，因此，花粉是单倍体的生殖细胞，如下图所示。被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段。花粉母细胞

4个小孢子

(2n)

(n)(n)二、花药培养和植物组织培养的比较及花药培养的意义相同之处：培养基配制方法、无菌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，需事先摸索时期适宜的花蕾；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；花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药培养的难度大为增加。花药离体培养获得的单倍体植株本身在生产上没有应用价值，但在育种工作中却有重要的意义，这种育种方法称为单倍体育种。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(如秋水仙素处理)使染色体数目加倍，从而获得能稳定遗传的具有优良性状的纯合子，大大缩短了育种的年限。被子植物的花粉发育

关于被子植物花粉发育的说法，不正确的是(

)①花粉粒是在花药中的花粉囊里形成的②被子植物精子的形成是直接减数分裂的结果③被子植物花粉的发育要经历四分体时期、单核期和双核期④花粉在发育过程中，核先位于细胞一侧，再移到细胞中央A．①②B．③④C．①③D．②④解析：被子植物花粉的发育过程是：花粉母细胞经减数分裂形成4个单核花粉粒，核位于细胞的中央，不断地长大。随着细胞的扩大，细胞核由中央位置移至一侧，然后每个花粉粒的细胞核进行一次有丝分裂形成一个花粉管细胞核和一个生殖细胞核，再进行一次有丝分裂生成两个精子。答案：D名师点睛：(1)被子植物花粉发育过程中的四分体时期与减数分裂过程中的四分体时期不是一回事。前者是指经减数分裂的4个单倍体细胞连在一起的时期；后者是指同源染色体联会后，一对同源染色体含有4条染色单体的阶段。(2)被子植物精子的形成过程既有减数分裂又有丝分裂。变式训练1．关于被子植物花粉的形成，说法正确的是(

)A．花粉是由花粉母细胞经有丝分裂形成的B．花粉的发育要经历四分体时期、单核期和双核期C．花粉发育经历四分体时期与减数第一次分裂的四分体时期含义相同D．花粉母细胞形成花粉粒中精子的过程是一系列减数分裂的过程解析：花粉是由花粉母细胞经减数分裂形成的；其发育经历了四分体时期、单核期和双核期等阶段。四分体时期指4个单倍体细胞连在一起，而减数分裂的四分体时期是指同源染色体配对后，1个四分体含4条染色单体的阶段；花粉粒内的生殖细胞经有丝分裂得到2个精子。答案：B产生花粉植株的两种途径(多选)下列有关花粉植株产生途径的说法正确的是(

)A．花粉植株是花药离体培养得到的单倍体植株B．花粉离体培养形成花粉植株必须经由胚状体C．花粉植株的形成的关键步骤是脱分化和再分化D．花粉植株产生的两种途径完全不同，但原理相同解析：产生花粉植株的两种途径之间没有绝对界限，大同小异，依据的原理相同，均须经脱分化、再分化两个关键步骤，但有的不经由胚状体。答案：AC名师点睛：胚状体的含义：在植物组织培养过程中，某些体细胞在形态上会转变为与合子发育成的胚非常相似的结构，它的发育过程也和合子胚类似，胚芽、胚根、胚轴等结构完整，就像一颗种子，这种结构就叫做体细胞胚或胚状体。变式训练2．对产生花粉植株的途径的叙述，错误的是(

)A．花粉可通过胚状体阶段发育成植株B．花粉先形成愈伤组织再诱导分化成植株C．花粉培养产生花粉植株主要取决于培养基的激素种类及其浓度配比D．花粉植株弱小，高度不育，无任何价值解析：花粉植株是单倍体植株，经秋水仙素处理后可获得纯合子，在单倍体育种中有重要应用价值。答案：D月季的花药培养实验操作

下列有关月季花药培养的实验操作中，不正确的是(

)A．花药培养可在同一培养基上培养至长出幼小植株再更换培养基继续培养B．镜检花粉时可用醋酸洋红法或焙花青－铬矾法染色，后者能将花粉细胞核染成蓝黑色C．在剥离花药时，要尽量不损伤花药，否则易从受伤部位产生愈伤组织D．如果接种的花药长出愈伤组织并分化成幼小植株，还需对植株作进一步的鉴定和筛选解析：花药培养形成愈伤组织或胚状体后，要转移到分化培养基上进行再分化生芽、生根，发育成小植株；由于花粉植株常出现染色体倍性变化，需对再生植株作进一步的鉴定和筛选。答案：A名师点睛：花药离体培养与植物组织培养实质上相同，只是花药培养对材料、对培养基要求更为严格。变式训练3．选择合适的花粉发育时期是提高诱导成功率的重要因素之一，下列说法正确的是(

)A．任何时期的花粉都可以经过培养产生愈伤组织或胚状体B．对所有植物来说，在单核期，即细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高C．对一般植物而言，单核期时花药培养成功率最高D．由于双核期的花粉粒含有两个细胞核，因此花药培养成功率最高解析：在花药离体培养过程中，并不是任何时期的花粉都可以产生愈伤组织或胚状体，在花粉发育过程中，只有某一个时期对离体刺激敏感，对一般植物来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧时，花药培养成功率最高，但不同生物之间有较大差异，也有一些植物不同。答案：C水平测试1.被子植物的花粉发育依次经过()①双核期②四分体时期③单核居中期④单核靠边期A.①②③④B.②③④①C.②④③①