課題2　月季的花藥培養(yǎng)

1、第9課時月季的花藥培養(yǎng),專題3植物的組織培養(yǎng)技術,學習導航 1.閱讀教材P37“(一)被子植物的花粉發(fā)育”，理解被子植物花粉發(fā)育的過程。 2.閱讀教材P38“(二)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑和(三)影響花藥培養(yǎng)的因素”， 掌握產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑及影響因素。 3.通過閱讀教材P39“實驗操作”，掌握花藥培養(yǎng)的選材方法、材料的消 毒及接種和培養(yǎng)。 重難點擊 1.說出被子植物花粉發(fā)育的過程及花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑。 2.說出影響花藥培養(yǎng)的因素，學習花藥培養(yǎng)的基本技術。 3.嘗試用月季或其他植物的花藥進行培養(yǎng)。,一、影響花藥培養(yǎng)的因素,當堂檢測,二、嘗試用月季的花藥進行培養(yǎng),內(nèi)容索引,一、影響

2、花藥培養(yǎng)的因素,基礎梳理,1.被子植物的花粉發(fā)育 (1)花粉的概念：由 細胞經(jīng)過 分裂形成的單倍體的生殖細胞。 (2)花粉發(fā)育的基本過程 花粉母細胞(小孢子母細胞) 分裂 小孢子 時期：4個 細胞連在一起 ,單倍體,花粉母,減數(shù),減數(shù),四分體,單核期 分裂 期,花粉管細胞,居中,原生質(zhì),中央,靠邊,有絲,雙核,生殖細胞,有絲,精子,2.產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑及影響因素 (1)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑 (2)影響兩種途徑的因素 培養(yǎng)基中激素的 。 培養(yǎng)基中激素的 。,脫分化,胚狀體,愈傷組織,種類,濃度配比,3.影響花藥培養(yǎng)的因素 (1)內(nèi)因：材料的選擇。 從花期來看，應當選擇 的植株。 從花藥來

3、看，應當選擇 的花藥。 從花蕾來看，應當選擇 的花蕾。 (2)外因 的組成。 親本植株的 、材料的低溫預處理以及接種密度等。,初花期,單核期,完全未開放,培養(yǎng)基,生長條件,問題探究,1.被子植物的花粉發(fā)育 觀察被子植物的花粉發(fā)育過程圖，并閱讀教材P37(一)相關內(nèi)容，歸納并回答下列問題：,(1)運用文字和箭頭表示出被子植物花粉發(fā)育的過程。,答案,答案小孢子母細胞 小孢子四分體時期單核居中期單核靠邊期雙核期(花粉管細胞核、生殖細胞核)。,答案不是。減數(shù)分裂過程中的四分體是指配對的一對同源染色體含有四條染色單體；花粉發(fā)育過程中的四分體時期是指小孢子母細胞經(jīng)減數(shù)分裂后形成的連在一起的4個小孢子。,(

4、2)花粉發(fā)育過程中的四分體時期與減數(shù)分裂過程中的四分體是同一個概念嗎？有什么不同？,答案小孢子是由小孢子母細胞經(jīng)過減數(shù)分裂而形成的，所以小孢子細胞內(nèi)的染色體數(shù)是小孢子母細胞內(nèi)的染色體數(shù)目的一半。,(3)每個小孢子細胞內(nèi)的染色體數(shù)與小孢子母細胞內(nèi)的染色體數(shù)有何差異？,答案,答案細胞含有濃厚的原生質(zhì)，核位于細胞的中央；隨著細胞不斷長大，細胞核由中央移向細胞一側(cè)，并分裂成1個生殖細胞核和1個花粉管細胞核，進而形成兩個細胞營養(yǎng)細胞和生殖細胞。,(4)花粉發(fā)育時期的單核期細胞具有什么特征？,答案,(5)結(jié)合上圖，分析一個小孢子母細胞產(chǎn)生的花粉粒、花粉管細胞核、生殖細胞核和精子的數(shù)目分別是_。 (6)營養(yǎng)

5、細胞在花粉萌發(fā)過程中的作用是 。,4、4、4、8,控制花粉的萌發(fā)并提供營養(yǎng),答案兩種途徑之間并沒有嚴格的界限，主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比。,2.花粉植株形成的過程 閱讀教材P38(二)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑的相關內(nèi)容，回答下列問題： (1)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑都需要經(jīng)過的過程是 。 (2)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑是否完全不同？其原因是什么？,答案,脫分化,(3)進行花粉植株培養(yǎng)時要配制3種培養(yǎng)基，說出每種培養(yǎng)基中激素的比例和目的。 誘導愈傷組織培養(yǎng)基：_ 。 生芽培養(yǎng)基：_ 。 生根培養(yǎng)基：_ 。,生長素與細胞分裂素比例適中，促進愈傷組織,的形成,生長素與細胞分裂素比值較低，促進

6、芽的分化，抑制根,的形成,生長素與細胞分裂素比值較高，促進根的分化，抑制芽,的形成,答案愈傷組織的細胞是未分化的細胞，需經(jīng)再分化生根發(fā)芽，胚狀體的細胞已經(jīng)經(jīng)過了再分化，具有了生根發(fā)芽的能力，可以直接通過分化形成根、芽結(jié)構(gòu)。,(4)愈傷組織與胚狀體有何差異？,答案,答案植物種類； 親本植株的生理狀況； 合適的花粉發(fā)育時期； 親本植株的生長條件、材料的低溫預處理、接種密度等。,3.培養(yǎng)材料的選擇 (1)影響花粉植株誘導成功率的主要因素有哪些？,答案初花期的、發(fā)育到單核期的花藥中的花粉。,(2)為提高花粉植株的誘導成功率，應選擇哪個時期的花粉最適宜？,答案,拓展應用,1.如圖是花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的

7、兩種途徑。下列相關判斷錯誤的是,答案,解析,A.圖中的A和B分別是胚狀體和愈傷組織 B.C和D過程的實質(zhì)相同 C.選擇的花藥在花粉發(fā)育過程中越早越好 D.整個培養(yǎng)過程中的細胞增殖方式只有有絲分裂,問題導析,問題導析(1)兩種途徑中，脫分化的結(jié)果不同，一個是形成 ，一個是形成 。 (2)細胞分化的實質(zhì)是 。 (3)選擇的培養(yǎng)材料處于單核期最好，尤其是處于單核靠邊期的花藥最好。,答案,返回上頁,胚狀體,愈傷組織,基因的選擇性表達,返回上頁,解析圖中A和B分別是胚狀體和愈傷組織，C和D表示分化和再分化。無論是再分化還是分化，它們的實質(zhì)都是基因的選擇性表達。 選擇的花藥太早或太晚都不利于培養(yǎng)，處于單核

8、期的最好，尤其是單核靠邊期，故C錯誤。 整個培養(yǎng)過程中無減數(shù)分裂，所以細胞增殖方式只有有絲分裂。,答案選擇單核期以前的花藥質(zhì)地幼嫩，極易破碎；選擇單核期以后的花藥花瓣有些松動，給消毒帶來困難。,一題多變 (1)圖中用于培養(yǎng)的“花藥中的花粉”選擇單核期以前或單核期以后，均不利于培養(yǎng)，為什么？,答案培養(yǎng)基中植物激素的種類及其濃度配比。,(2)兩種形成花粉植株的途徑基本相同，主要區(qū)別在于脫分化的結(jié)果不同，決定兩種途徑的決定性因素是什么？,答案,2.選擇合適的花粉發(fā)育時期是提高誘導成功率的重要因素之一，下列說法正確的是 A.任何時期的花粉都可經(jīng)過培養(yǎng)產(chǎn)生愈傷組織或胚狀體 B.對所有植物來說，在單核期，

9、細胞核由中央移向細胞一側(cè)的時期，花 藥培養(yǎng)成功率最高 C.對一般植物而言，單核期花藥培養(yǎng)成功率最高 D.為挑選到單核期的花藥，通常選擇部分開放的花朵,解析花粉的發(fā)育時期對花藥培養(yǎng)的成功率有重要的影響，一般在單核期，細胞核由中央移向一側(cè)的時期，花藥的培養(yǎng)成功率最高，但并不是所有的植物都是這樣的，A、B項錯誤，C項正確； 為挑選到單核期的花藥，通常選用完全未開放的花蕾，D項錯誤。,答案,解析,二、嘗試用月季的花藥進行培養(yǎng),基礎梳理,1.材料的選取 (1)花粉發(fā)育時期的確定：一般通過 來確定花粉是否處于適宜的發(fā)育期。 (2)花粉染色法 法：最常用的方法，能將花粉細胞核染成 。 焙花青鉻礬法：當花粉細

10、胞不易著色時采用此法，能將花粉細胞核染成 。,藍黑色,鏡檢,醋酸洋紅,紅色,2.材料的消毒 選取花蕾 初步消毒：通常先將花蕾用體積分數(shù)為 的酒精浸泡約30 s 沖洗：在 水中清洗，并用無菌吸水紙吸干 的水分 徹底消毒：放入質(zhì)量分數(shù)為0.1%的 溶液中24 min(也可用質(zhì)量分 數(shù)為1%的 溶液或飽和漂白粉溶液) 再沖洗：再用無菌水沖洗35次,70%,無菌,花蕾表面,氯化汞,次氯酸鈣,3.接種 (1)剝離花藥 (2)接種花藥：立即將花藥接種到培養(yǎng)基上。,愈傷組織,愈傷組織,或胚狀體,4.培養(yǎng) (1)培養(yǎng)條件：溫度為25 ，前期不需要光照，幼小植株形成后需要光照。 (2)培養(yǎng)過程：先進行脫分化培養(yǎng)

11、，當花藥開裂長出 后及時轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上；若花藥開裂釋放出 則要盡快將幼小植株分開。 5.鑒定和篩選 通過愈傷組織形成的花粉植株， 常常會發(fā)生變化。,愈傷組織,胚狀體,染色體組的數(shù)目,問題探究,1.培養(yǎng)材料的選擇方法 (1)醋酸洋紅法和焙花青鉻礬法染色的目的是_ 。 (2)月季花蕾的消毒與菊花外植體的消毒相比較，二者有何不同？,答案在酒精消毒前，花藥不需要預先用流水沖洗、洗衣粉洗滌和軟刷刷洗。,答案,使細胞核著色，以便觀察,細胞核的位置，以確定花粉發(fā)育的適宜時期,(3)用于培養(yǎng)的花藥，只要將整個花蕾或幼穗消毒即可，原因是_ _。 (4)在菊花的組織培養(yǎng)和月季的花藥培養(yǎng)過程中，對光照的要求是否

12、相同？,答案不相同。在菊花的組織培養(yǎng)過程中每日用日光燈光照12 h，但是月季的花藥培養(yǎng)過程中，初期不需要光照，幼小植株形成后才需要光照。,答案,完全未開,放的花蕾中，花藥實際上多數(shù)未成熟，由于它的外面有花萼、花瓣或穎片保護，通常處于無菌狀態(tài),答案主要是由花粉管細胞核和生殖細胞核融合造成的，有些是由花粉壁細胞發(fā)育形成的二倍體花粉壁植株。,2.花藥離體培養(yǎng)在育種上的應用 (1)在花藥離體培養(yǎng)中，特別是通過愈傷組織形成的花粉植株，為什么常常會出現(xiàn)染色體加倍的變化？,答案花粉粒發(fā)育為單倍體植株，再經(jīng)過人工誘導使染色體數(shù)目加倍，重新恢復到正常植株的染色體數(shù)目。這樣得到的植株能夠正常生殖，而且每對染色體上

13、成對的基因都是純合的，自交的后代不會發(fā)生性狀分離。單倍體育種不僅縮短了育種周期，也為新品種的培育開辟了新途徑。,(2)植物花藥離體培養(yǎng)得到的單倍體植株是不可育的，如何能使其具有正常的繁殖能力呢？此育種方法有哪些優(yōu)點？,答案,拓展應用,3.育種工作者常采用花藥培養(yǎng)的方法，使花粉粒發(fā)育為單倍體植株。下面過程是采用水稻的花藥進行培養(yǎng)的步驟。 請據(jù)此回答下面的問題： 選取水稻花藥對花藥消毒接種和培養(yǎng)植物體 (1)誘導花粉植株能否成功及誘導成功率的高低，受多種因素的影響，其中_、_是主要的影響因素；選擇合適的_ _也是提高誘導成功率的重要因素。,答案,解析,材料的選擇,培養(yǎng)基的組成,花粉發(fā),育時期,解析

14、誘導花粉植株能否成功及誘導成功率的高低，受多種因素的影響，其中材料的選擇與培養(yǎng)基的組成是主要的影響因素；選擇合適的花粉發(fā)育時期也是提高誘導成功率的重要因素?；ǚ墼诎l(fā)育過程中要經(jīng)歷小孢子四分體時期、單核期、雙核期等階段，選取的水稻花藥應為單核靠邊期的花藥；在剝離花藥時要盡量不損傷花藥，否則接種后容易從受傷的部位產(chǎn)生愈傷組織；同時還要徹底去除花絲，因為與花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成；通過花藥培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體植株一般有兩種途徑：一種是通過胚狀體階段發(fā)育為植株；一種是先形成愈傷組織再將其誘導分化成植株。,(2)花粉在發(fā)育過程中要經(jīng)歷_、_、_等階段，選取的水稻花藥應為_期的花藥，此時細胞核

15、由中央移向細胞一側(cè)，花藥培養(yǎng)成功率最高。 (3)在剝離花藥時，要盡量不損傷花藥，原因是_ _；同時還要徹底去除花絲，原因是_。 (4)通過花藥培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體植株一般有兩種途徑：一種是花粉通過_階段發(fā)育為植株；另一種是在誘導培養(yǎng)基上先形成_，再將其誘導分化成植株。,小孢子四分體時期,單核期,雙核期,單核靠邊,如果花藥受損，接種后,容易從受損傷的部位產(chǎn)生愈傷組織,與花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成,胚狀體,愈傷組織,答案,(5)試管苗形成過程中，必須從培養(yǎng)基中獲得無機鹽或礦質(zhì)元素和小分子有機物等營養(yǎng)物質(zhì)。要促進花粉細胞分裂和生長，培養(yǎng)基中應有_ _和_兩類激素。,答案,細胞分,生長素,裂

16、素,答案醋酸洋紅法和焙花青鉻礬法。,一題多變 (1)選擇材料時，需要使用顯微鏡對花藥進行觀察，對花藥進行染色的方法有哪些？,答案不是，在幼小植株形成以后才需要光照。,(2)是否整個培養(yǎng)過程都需要光照？,答案,答案使用的順序和用量的比例。,(3)使用細胞分裂素和生長素時，哪些方面會影響培養(yǎng)的結(jié)果？,課堂小結(jié),四分體,單核,雙核,愈傷組織,材料,培養(yǎng)基,單核,消毒,當堂檢測,2,3,4,1,1.花藥培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的主要不同之處在于 A.培養(yǎng)基配制方法 B.無菌技術 C.接種操作 D.選材,答案,解析花藥培養(yǎng)技術選取的材料為植物體細胞減數(shù)分裂形成的花藥；而植物組織培養(yǎng)技術利用的材料為植物的體細胞

17、。,解析,2,3,4,1,2.月季的花藥培養(yǎng)過程中的難點之一是材料的選擇，下列有關材料選擇的敘述，正確的是 A.從花藥來看，應當選擇盛花期的花藥 B.從花粉來看，應當選擇小孢子四分體時期的花粉 C.從花蕾來看，應當選擇略微開放的花蕾 D.從檢測花粉的實驗方法看，應該用顯微鏡觀察已染色的花粉樣品臨時裝片,答案,解析從花藥來看，應當選擇初花期的花藥；從花粉來看，應當選擇單核期的花粉；從花蕾來看，應當選擇完全未開放的花蕾；用已染色的花粉樣品作臨時裝片，才能觀察到細胞核的位置，以確定花粉發(fā)育的時期。,解析,3.接種和培養(yǎng)花藥時應注意的事項全對的一組是 不損傷花藥徹底去除花絲幼小植株形成后需要光照花藥開

18、裂釋放出的幼小植株會分別發(fā)育成單倍體，無需分開 A. B. C. D.,2,3,4,1,答案,解析本題中若花藥受損，易從受損部位產(chǎn)生愈傷組織；與花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成，因此要徹底去除花絲；幼小植株形成后需要光照，由異養(yǎng)轉(zhuǎn)化為自養(yǎng)；花藥開裂釋放出的胚狀體要盡快分開，分別移植到新培養(yǎng)基上，否則這些植株將難以分開。,解析,4.植物的花藥培養(yǎng)在育種上有特殊的意義。植物組織培養(yǎng)可用于無病毒植株及細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)等方面。請回答相關問題： (1)利用月季的花藥離體培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體時，選材非常重要。一般來說，選擇_期的花藥進行培養(yǎng)的成功率最高。為了選擇該期的花藥，通常選擇_的花蕾。確定花粉發(fā)育時期最常用的方法有_，但是對于花粉細胞核不易著色的植物，需采用_法，該法能將花粉細胞核染成_色。,解析花期早期時的花藥比后期的更容易產(chǎn)生花粉植株。一般來說，在單核期，細胞核由中央移向細胞一側(cè)的時期，花藥培養(yǎng)成功率最高。該時期的花藥通常存在于完全未開放的花蕾中。,單核,完全未開放,醋酸洋紅法,焙花青鉻礬,藍黑,2