生物学案：专题课题月季的花药培养

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精课题2月季的花药培养问题导学一、被子植物花粉发育的过程和产生花粉植株的两种途径活动与探究11．用流程图表示被子植物花粉发育的过程。2．讨论植物花粉发育过程中的小孢子“四分体"与减数分裂过程中“四分体"一样吗？请说明原因。3．用流程图表示产生花粉植株的两种途径并说出两种途径的主要区别和决定因素。4．花粉胚与体细胞胚有哪些区别？请阅读教材第38页，谈一下你的看法。迁移与应用1关于被子植物花粉发育的说法，不正确的是（）。A．花粉粒是在花药中的花粉囊里形成的B．被子植物精子的形成是减数分裂的结果C．被子植物花粉的发育要经历四分体时期、单核期和双核期等阶段D．花粉粒在发育过程中,核先位于细胞一侧，再移到细胞中央1．花粉发育过程中的细胞分裂方式花粉母细胞(小孢子母细胞）eq\o（→，\s\up7（减数分裂））4个小孢子（小孢子四分体时期)→单核期小孢子（单核居中期→单核靠边期)eq\o(→，\s\up7(有丝分裂),\s\do5(每个小孢子)）花粉粒中包含生殖细胞核和2．培养条件下雄核发育的4条途径（1)单核小孢子进行一次均等分裂，形成两个等同的子细胞,而不是形成相互有别的营养细胞和生殖细胞,这两个细胞进一步发育成愈伤组织或胚状体。（2)单核小孢子先进行一次非均等的正常分裂，然后通过营养细胞进一步分裂形成愈伤组织或胚状体。（3)单核小孢子进行一次有丝分裂,营养细胞退化,而生殖细胞进一步发育形成单倍体植株.(4）小孢子进行一次非均等的正常分裂，形成一个营养核和一个生殖核，两个核都参与愈伤组织或胚状体的形成。有时两个核融合而导致非单倍体形成。3．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。二、影响花药培养的因素和实验操作活动与探究21．总结影响花药培养的主要因素。2．选择哪一时期的花粉培养成功率最高？为什么?3．为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？4．除了问题1所答的因素外，你认为影响花粉诱导成功率的因素还有哪些？5．醋酸洋红为什么能使花粉细胞核着色？对细胞核染色有何作用？6．为什么不直接对花药进行消毒？7．在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现染色体倍性的变化.为什么?8．花药出现污染的原因有哪些？迁移与应用2下列关于花药培养的认识错误的是(）.A．材料的选择与培养基的组成影响花药培养的成功率B．选择花药时常用的方法是醋酸洋红法C．选取材料时一定要进行消毒D．培养形成的胚状体可继续在原培养基中分化形成植株1．操作注意事项(1）剥离花药时，尽量使之不受损伤，因为花药壁往往能产生二倍体的愈伤组织。（2）要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。（3）培养温度控制在25℃,开始不需要光照.幼小植株形成后需要光照。(4）一般经过20～30d培养后，会发现花药开裂，长出愈伤组织或形成胚状体。将愈伤组织尽快转移到分化培养基上，以便进一步分化出再生植株。2．花粉植株的产生与植物茎的组织培养的比较项目菊花茎的组织培养月季的花药培养理论依据细胞的全能性基本过程脱分化、再分化影响因素选材、营养、激素、pH、温度、光照等操作流程制备培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培选材→材料消毒→接种和培养→筛选和诱导→移栽→栽培选育答案：课前·预习导学【预习导引】一、1．花粉母细胞减数分裂单倍体2．（1）四分体时期（2）原生质单核居中期单核靠边期（3）生殖花粉管生殖生殖二、1．胚状体愈伤组织2．激素浓度配比三、1．材料的选择培养基的组成2．（1）早期后期初花(2）单核（3）生长条件低温预处理接种的密度预习交流1:(1)提示:花药是产生花粉的结构,花药由花药壁和花粉囊组成，花药壁由体细胞组成，花粉囊中有小孢子母细胞（该细胞是产生花粉的最原始的母细胞）。花药培养的实质是花粉培养。（2）提示:不是。单倍体育种的目标植株为能进行正常繁殖的纯合子植株，而花药培养得到的仅为单倍体植株，大多没有繁殖能力。（3）提示：获得杂合子→对杂合子的花药进行培养→获得单倍体植株→用秋水仙素处理→获得染色体数目正常的纯合子植株→按照育种目标选择→得到目标植株。四、1．镜检（1）醋酸洋红(2）焙花青—铬矾2．体积分数为70%的酒精质量分数为0.1％的氯化汞30s2～4min3．（1）无菌条件萼片花瓣花药7~10（2)25℃光照（3）染色体倍性预习交流2：提示：（1)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。课堂·合作探究【问题导学】活动与探究1：1．提示：小孢子母细胞→4个小孢子（小孢子四分体时期）→1个小孢子(单核居中期)→1个小孢子（单核靠边期）→花粉粒（双核期）。2．提示：不一样。前者是指由一个小孢子母细胞经过减数分裂产生的连在一起的4个单倍体细胞，其中“四”是4个小孢子;后者是指在联会状态下的一对同源染色体，其中“四”是4条染色单体。3．提示:途径1:花粉eq\o(→，\s\up7(脱分化))胚状体eq\o(→,\s\up7（分化)）丛芽eq\o(→，\s\up7（诱导）)生根→移栽途径2：花粉eq\o(→,\s\up7（脱分化））愈伤组织eq\o（→，\s\up7(再分化）)丛芽eq\o(→，\s\up7（诱导)）生根→移栽两种途径的主要区别是花粉脱分化形成胚状体还是愈伤组织；两种途径主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。4．提示：花粉胚是由单倍体性细胞发育而成的胚状结构，可以发育成单倍体植株;体细胞胚（胚状体）是植物体细胞离体培养形成的,与合子发育成的胚具有相似的结构。迁移与应用1:D解析:单核期的细胞核开始位于中央，然后由中央移向细胞一侧。活动与探究2：1．提示:材料的选择与培养基的组成是花药培养的主要影响因素。2．提示：细胞核由中央移向一侧的单核期，即单核居中期和单核靠边期之间的过渡时期。选择单核期以前的花药接种，质地幼嫩，极易破碎；选择单核期以后的花药接种，花瓣已有些松动,会给材料的消毒带来困难。为了挑选到单核期的花药，通常要选择完全未开放的花蕾。3．提示：花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药中,给材料的消毒带来困难。4．提示：植物的种类、亲本的生长条件、接种密度、培养的环境条件等。5．提示：花粉细胞核内有染色体,染色体主要由DNA和蛋白质组成，醋酸洋红为碱性染色剂，染色体容易被其染色。通过染色，可以确定细胞核为单核期还是双核期，是单核居中期还是单核靠边期。6．提示：用于培养的花药，实际上多数未成熟，由于它的外面有花萼、花瓣或颖片保护，通常处于无菌状态,所以只要将整个花蕾或幼穗消毒即可。7．提示：主要是营养核和生殖核融合造成的.有些是由花粉壁细胞发育形成的二倍体花粉壁植株。8．提示：消毒不彻底、培养基灭菌不彻底、人为因素的交叉污染等。迁移与应用2：D解析：培养形成的胚状体应移到新的培养基上，否则这些植株很难分开.当堂检测1．被子植物花粉发育依次经历的阶段是（）。A．小孢子四分体时期→双核期→单核居中期→单核靠边期→花粉粒B．小孢子母细胞→单核靠边期→单核居中期→双核期→花粉期C．小孢子母细胞→小孢子四分体时期→单核居中期→单核靠边期→花粉粒D．小孢子四分体时期→小孢子母细胞→双核期→单核期→花粉期答案:C解析：考查花粉的发育过程。小孢子母细胞经减数分裂形成四个小孢子，经历小孢子四分体时期、单核居中期、单核靠边期、双核期发育成花粉粒.2．月季花药培养时选用的花粉粒最好是（)。A．四分体时期B．单核居中期C．单核靠边期D．二核或三核花粉粒答案：C解析：花粉发育过程中，只有某一个时期对离体刺激敏感。一般来说，在单核靠边期（细胞核由中央移向细胞一侧的时期)花药培养成功率最高。3．花蕾消毒主要有以下几步，顺序正确的是（）.①将花蕾在酒精中浸泡约6～7秒②放入氯化汞液中1~2分钟③无菌水清洗,然后用吸水纸吸干花蕾表面的水分④用无菌水冲洗3~5次A．①②③④B．①③②④C．③①④②D．②③①④答案：B解析：消毒的基本程序如下：花蕾→体积分数为70％的酒精→无菌水→质量分数为0.1％的氯化汞→无菌水.4．以下不属于影响花药培养因素的是（)。A．材料的选择B．培养基的成分C．对花蕾的消毒D．小孢子母细胞的分裂方式答案：D解析：任何花粉的形成都是由小孢子母细胞通过一次减数分裂，然后再经过一次有丝分裂完成的，因此小孢子母细胞的分裂方式不属于影响花药培养的因素。5．选择月季花粉的最佳时期为（）.A．盛开期的月季花B．略微开放的月季花C．完全未开放的花蕾D．花近败时期的月季花答案：C解析:单核期的花药培养成功率最高,单核期的花药多存在于完全未开放的花蕾中。6．下图表示应用植物组织培养技术培育优质玉米的过程。对此过程的相关描述错误的是()A．B→E过程中细胞全能性的高低发生了改变B．C试管中形成的是高度液泡化的薄壁细胞C．A植株和F植株体细胞中的染色体组数相同D．培养出的F植株一般不能直接应用于扩大种植答案：C解析：分化程度越低的细胞,其全能性越高，因此经脱分化获得的细胞全能性高于经再分化获得的细胞的全能性;A是正常植株,而F是经过花粉离体培养获得的单倍体植株，染色体组数减少一半;培养出的F植株是单倍体植株，具有植株弱小、高度不育等特点，因而一般不能直接应用于扩大种植。7．花粉母细胞经________分裂形成四个单倍体细胞，连在一起，叫________时期。四个单倍