课题2　月季的花药培养ppt课件课堂实录

月季的花药培养

[目标导读]

1.阅读教材P37“(一)被子植物的花粉发育”，理解被子植物花粉发育的过程。2.阅读教材P38“(二)产生花粉植株的两种途径和(三)影响花药培养的因素”，掌握产生花粉植株的两种途径及影响因素。3.通过阅读教材P39“实验操作”，掌握花药培养的选材、选材的方法、材料的消毒及接种和培养。

[重难点击]

1.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。2.说出影响花药培养的因素，学习花药培养的基本技术。3.尝试用月季或其他植物的花药进行培养。

一

花粉的发育与培养

花药离体培养技术是一种新兴的育种技术，不仅能缩短育种周期，也为新品种的培育开辟了新途径。

1.被子植物的花粉发育

(1)被子植物的花粉是在花药中由花粉母细胞经过减数分裂形成的。

(2)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。完成图示：

(3)在正常情况下，一个小孢子母细胞可以产生8个精子；在一枚花药中可以产生很多个花粉。

(4)营养细胞在花粉萌发过程中能够控制花粉的萌发并提供营养。

2.产生花粉植株的两种途径

(1)完成下图

(2)胚状体的结构及其发育过程与种子相似，所以把胚状体到丛芽的过程称为分化，而把从愈伤组织到丛芽的过程称为再分化。

(3)两种途径之间没有绝对的界限，主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。

3.影响花药培养的因素

(1)主要因素：材料的选择与培养基的组成。

①材料的选择

花药：选择初花期初花期、盛花期、晚花期的花药花粉：选择单核期四分体期、单核期、双核期、萌发期

的花粉花蕾：选择完全未开放完全未开放、略微开放、完全盛,

开的花蕾②培养基的组成：培养基的成分和比例对花药培养也有影响。

亲本植株的生长条件(2)其他因素材料的低温预处理接种密度等

(3)材料只能选择单核期花粉的原因：单核期之前，花药质地幼嫩，极易破碎；单核期之后，花瓣开始松动，消毒困难。

(4)花瓣松动会给材料消毒带来困难的原因是外界环境中的微生物容易侵入到花药中。

归纳提炼

产生花粉植株的两种途径的比较

(1)图解

(2)途径差异：一种是花粉通过胚状体阶段发育为植株；另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织，再将其诱导分化成植株。

(3)形成原因：主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。

(4)花粉植株的特点：单倍体植株，植株弱小，高度不育。

1.下列有关月季花药培养的叙述，正确的是(

)

①月季花粉是由花粉母细胞经过减数分裂而形成的单倍体生殖细胞

②被子植物花粉形成过程中的四分体与高等动物精子形成过程中的四分体概念相同

③被子植物一个小孢子母细胞经过减数分裂共形成了8个精子

④任何时期的花粉都可以经过培养产生愈伤组织或胚状体

⑤花药培养初期不需要光照，幼小植株形成后才需要光照

A.①③⑤

C.②③④

B.②④⑤

D.①②③④⑤

[问题导析]

(1)被子植物花粉发育过程中的“四分体”是指连在一起的4个单倍体细胞；减数分裂中的“四分体”是指一对同源染色体。

(2)植物的花粉都只有某一时期对离体刺激敏感。

答案

A 解析

被子植物花粉形成过程中的四分体是四个细胞连在一起，高等动物精子形成过程中的四分体是一对同源染色体含有四个染色单体；不同时期的花粉发育的能力是不同的。

2.下图是水稻的花药通过无菌操作，培养产生花粉植株的两种途径的示意图。下列相关叙述中错误的是(

)

A.无论哪条途径都要经过脱分化和再分化过程

B.A是胚状体，C是诱导，B是生根

C.两种培养途径的理论基础都是植物细胞的全能性

D.A和种子的结构相同，都具有种皮、胚芽、胚根、胚轴等结构

[问题导析]

(1)单倍体植株的产生途径虽然不同，但都是采用了植物组织培养技术，所以都要经过脱分化和再分化两个阶段，且其理论基础都是植物细胞的全能性。

(2)种子的结构包括种皮、胚芽、胚根、胚轴等结构。

答案

D 解析

图中的A是胚状体，C是诱导，B是生根；两种途径都要经过脱分化和再分化过程；植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性；胚状体中有胚轴、胚根和胚芽，但无种皮，故答案选D。

二

月季花药培养的实验过程

学习了花药离体培养的有关知识之后，我们以月季花药的培养为例来探究花药培养的详细过程和注意事项。请结合下图探究：

1.材料的选取

(1)确定花粉发育时期：一般先将花粉染色，再通过镜检确定花粉发育时期。

醋酸洋红法最常用→将细胞核染成红色2染色的方法焙花青－铬矾法花粉细胞核不易着色的→将



细胞核染成蓝黑色2.材料的消毒

(1)在下图中填上合适的试剂或者用具

花蕾→70%酒精大约30 s→无菌水清洗→无菌吸水纸吸干水分→

0.1%氯化汞溶液2～4 min→无菌水冲洗

(2)月季花蕾的消毒与菊花外植体的消毒相比较，二者有何不同？

答案

在酒精消毒前，花药不需要预先用流水冲洗、洗衣粉洗涤和软刷刷洗。

3.接种

(1)剥取花药：无菌条件下除去萼片、花瓣。

注意不要损伤花药，原因是接种后容易从受伤部位产生愈伤组织；要彻底去除花丝，原因是与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。

(2)接种花药：剥取的花药要立刻接种到培养基上。每个培养瓶接种7～10个花药。

4.培养

素；诱导丛芽或胚状体培养基中，用量最高的激

素是BA；在诱导生根的培养基中，用量最高的激

素是IAA。条件pH：5.8温度：25 ℃左右光照：幼苗形成之前不需要需要、不需要光照，形

成之后需进行光合作用，需要光照。5.鉴定和筛选

培养基：MS培养基，还需要加入细胞分裂素和生长

图中①过程是脱分化，②过程是再分化；B试管内是愈伤组织或胚状体，前者还要转移到分化培养基上进行分化培养成再生植株；后者要尽快分开并转移到新的培养基上。

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，因而需要鉴定和筛选。

小贴士

愈伤组织形成的植株常常会发生染色体倍性的变化是因为有些植株是由花粉

发育形成的单倍体花粉植株，有些是由花粉壁细胞发育形成的二倍体花药壁植株。

归纳提炼

花药培养过程解读

材料的选取：选单核期花粉，常用醋酸洋红法或焙花青-铬矾法镜检

↓

材料的消毒：用体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液消毒

↓

接种和培养：形成幼苗前不需要光照，形成幼苗后需要光照

(1)进行组织培养时要配制三种培养基，期间进行两次转接。

①脱分化培养基：生长素与细胞分裂素比例适中，促进愈伤组织的形成；

②生芽培养基：生长素与细胞分裂素比值较低，促进芽的分化，抑制根的形成；

③生根培养基：生长素与细胞分裂素比值较高，促进根的分化，抑制芽的形成。

(2)若培养的外植体含有叶绿体，则培养过程中要提供充足光照，让其自养；若培养的组织或细胞不含叶绿体，则培养过程中不进行光照，以免光线对其造成损伤。

3.下列关于花药培养过程的注意事项中，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，材料选在单核期时花药培养成功率较高

[问题导析]

(1)花药离体培养必须选择合适的材料，才能诱导成功。

(2)花药培养成幼苗的过程中不需要(不需要、需要)光照，培养成幼苗后一定要分瓶培养，才能使幼苗分开。

答案

D 解析

花粉植株能否培育成功受多种因素影响，其中材料的选择与培养基组成是主要影响因素，所以A选项错；对一般植物来讲，选择单核期往往成功率最高，所以D选项对；从花粉到幼苗阶段，由于无叶绿体，所以不需光照，C选项错；当培养获得愈伤组织或幼小植株时必须分瓶培养，才能诱导愈伤组织分化或幼苗分开，所以B选项错。

1.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。主要原因是(

) A.花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，给材料消毒带来困难

B.花瓣松动后，体积变大，给消毒带来困难

C.花瓣松动后，就会使花药消毒时接触酒精而被杀死

D.花瓣松动后，会使花药老化，不适宜作花药培养

答案

A 解析

花瓣松动后，会增加微生物侵入到花药部位的机会，给材料消毒带来困难。

2.某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按如图所示的程序进行实验。根据实验，下列分析正确的是(

)

A.花粉也能通过培养形成植株M，这是因为番茄的生殖细胞也含有控制生长发育的全套遗传物质

B.植株M一定为单倍体植株，其特点之一是往往高度不育，因此不能体现生殖细胞具有全能性

C.由花粉培育得到植株M的过程中，植物器官的发生主要通过营养物质的配比进行调节

D.由花粉培育得到植株N，整个过程都必须在无菌条件下进行

答案

A 解析

B选项能体现生殖细胞的全能性，细胞全能性的体现与最终能否形成完整植物个体有关，而与植物个体是否可育无关。C选项中，植物器官的发生主要通过调节植物激素的配比进行调节。D选项中，植株M到植株N的过程不需要在无菌条件下进行。

3.下列有关花药培养基配制的说法中，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后再更换培养基继续培养

B.花药培养的各个阶段，培养基配方不完全一样

C.诱导生根的培养基配方比诱导丛芽或胚状体的培养基配方中的IAA浓度高

D.诱导愈伤组织分化是先分化出芽再分化出根

答案

A 解析

花药培养长出愈伤组织或释放出胚状体后，应及时更换培养基。

4.下图是月季花药离体培养产生花粉植株的两种途径，请据图回答有关问题：

(1)选用的材料合适与否是成功诱导出花粉植株的重要因素，一般来说选用________期的花粉可提高成功率。选择花粉时，一般要通过________来确定花粉是否处于合适的发育期，这时需要对花粉的细胞核进行染色，对于花粉细胞核不容易着色的植物常用的染色剂是______。

(2)上图中花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于培养基中_____________。

(3)胚状体与愈伤组织在结构上的主要区别在于愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度________的薄壁细胞。胚状体与________发育形成的胚有类似的结构，即具有胚芽、胚轴和胚根。

(4)无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，请说明下列各项需要消毒，还是需要灭菌：①培养基，②培养皿，③接种环，④花蕾，⑤实验操作者的双手，⑥三角锥形瓶。

________(填编号)需要灭菌，________(填编号)需要消毒。

(5)从消毒后的玫瑰花中分离出几个花药，按严格的无菌操作要求接种到培养基上，并将每个花药捣碎，使其中的花粉释放出来。经过适宜培养，得到的试管苗是否可育？为什么？

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案

(1)单核

镜检

焙花青－铬矾溶液

(2)激素的种类及其浓度配比

(3)液泡化

正常受精卵(合子)

(4)①②③⑥

④⑤

(5)有可能是可育的。原因：由花粉发育成的植株是单倍体，不可育；但由于花药受损，由花药壁发育成的植物则是二倍体，可育