课题2　月季的花药培养教学创新设计

课题2 月季的花药培养

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1.知道花粉是单倍体的生殖细胞，说出被子植物花粉发育的过程。

2.理解产生花粉植株的两种途径；知道选取适宜的材料和培养基组成是花粉植株诱导成功的关键。

一、月季花药培养的基础知识

1．被子植物的花粉发育过程

(1)被子植物的花粉是在花药中由花粉母细胞经过____________形成的，是________的生殖细胞。

(2)发育历程：被子植物花粉的发育要经历______________、________和________等阶段。

提醒

(1)花粉萌发进行受精作用时，每个花粉粒可释放出两个________，从而完成被子植物的________。

(2)被子植物的花粉发育要经过小孢子四分体时期、单核期、双核期三个阶段，其中单核期又分单核居中期和单核靠边期两个时期，双核期包括花粉管细胞核和生殖细胞核两个核。

(3)被子植物花粉发育过程中的“四分体”是指由一个花粉母细胞经过减数分裂产生的连在一起的4个__________(4个小孢子)；而减数分裂中的“四分体”是指在联会状态下的一对同源染色体，因为含有四条染色单体，所以叫做“四分体”。

2．产生花粉植株的两种途径

(1)通过花药培养产生花粉植株的两种途径

一种是花粉通过________阶段发育成植株；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。

花药中脱分化分化――→胚状体――→丛芽的花粉花药中脱分化愈伤再分化――→――→丛芽的花粉组织诱导――→生根―→移栽

通过花药培养产生花粉植株的两种途径并没有绝对的界限，主要取决于培养基中________________________。

(2)单倍体育种的过程

①在花药培养的基础上，用____________继续处理单倍体幼苗，染色体加倍，重新恢复为二倍数。因为它们的二倍数染色体是由单倍数染色体本身加倍而来的，所以都是纯系，不会发生性状分离。

详见下图：

②单倍体育种的优点

后代都是________，自交产生的后代不会发生性状分离；明显地缩短了________；另外为新品种的培育开辟了新途径。

3．影响花药培养的因素

(1)诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低，受多种因素影响，其中______________和______________是主要的影响因素。

(2)不同植物的诱导成功率________________。同一种植物________________________对诱导成功率也有直接影响。选择适宜的________________也是提高诱导成功率的重要因素；不同生物的适宜的________________不同，但对绝大多数植物而言，适宜花药培养的时期是________期。

二、花药培养的实验操作流程

1．材料的选取

确定花粉发育时期的最常用的方法是________________法，对一些花粉细胞核不易着色的植物，需采用____________法。

2．材料的消毒

通常将选取的材料先用________________________浸泡约________ s，在无菌水中清洗，然后用质量分数为________________溶液消毒2～4

min，最后用无菌水冲洗________次。

3．接种和培养

先在________条件下除去萼片和花瓣，并立即将花药接种到培养基上。花药培养的第一步是接种的花药开裂，长出________________或释放出________。下一步将____________及时转移到________培养基上培养，或将大量的幼小植株分开，分别移植到新的培养基上培养。培养温度控制在25℃左右，不需要________。____________形成后才需要光照。

4．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，常常会出现染色体组的数目的变化。因此还需要对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选。

提醒

(1)花药培养的第一步成功的标志是接种的花药长出愈伤组织或释放胚状体。下一步将愈伤组织及时转移到分化培养基上，以便愈伤组织或胚状体进一步分化成再生植株。

(2)选材是否成功是花药培养成功的关键，因此学生应学会通过显微镜观察处于适宜发育期的花粉。

(3)花蕾的选择要符合实验的要求，过早过晚都是不利的。

(4)培养基灭菌、花蕾消毒或接种等都应严格按无菌技术的要求进行操作，否则会导致培养对象被污染。

课堂训练

1．回答下列有关花药培养的问题：

(1)通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径：一种是花粉通过________阶段发育为植株；另一种是在诱导培养基上先形成______________，再将其诱导分化成植株。这两种途径主要取决于培养基中________的种类及浓度配比。

(2)通过上述两种途径得到的单倍体植株具有的特点是______________________。应如何解决？________________________________________________________________________。

2．如图表示某植物的花药培养过程，请据图判断下列说法中错误的是(

)

A．A→F不能体现细胞的全能性

B．C中是高度液泡化的薄壁细胞

C．植株A和F中的染色体组数不同

D．植株F一般不能直接应用于生产

3．下列关于花药培养过程的说法，正确的是(

) A．花药中的花粉在培养基上发育成胚状体还是愈伤组织是随机的，不受环境的影响

B．接种后的花药需要每天用日光灯照射12 h C．花药培养过程中，诱导形成愈伤组织时不需要光照，幼小植株形成后需要光照

D．如果花药开裂释放出胚状体，则一个花药将产生一个幼小植株

4．下列关于月季花药培养的叙述中，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

参考答案

一、1.(1)减数分裂

单倍体

(2)小孢子四分体时期

单核期

双核期

提醒

(1)精子

双受精

(3)单倍体细胞

2．(1)胚状体

愈伤组织

激素的种类及其浓度配比

(2)①秋水仙素

②纯合子

育种周期

3．(1)材料的选择

培养基的组成

(2)很不相同

亲本植株的生理状况

花粉发育时期

花粉发育时期

单核

二、1.醋酸洋红

焙花青—铬矾

2．体积分数为70%的酒精

30

0.1%的氯化汞

3～5 3．无菌

愈伤组织

胚状体

愈伤组织

分化

光照

幼小植株

课堂训练

1．【答案】(1)胚状体

愈伤组织

激素

(2)植株弱小，高度不育

用秋水仙素处理幼苗

【解析】

产生单倍体植株的途径有形成胚状体或愈伤组织两种，得到的单倍体植株表现为植株弱小、高度不育，通过秋水仙素处理其幼苗，可使其正常发育。

2．【答案】A

3．【答案】C

4．【答案】D