课题2　月季的花药培养教学设计模板

选修1专题3课题2月季的花药培养（讲）

一、被子植物的花粉发育

【知识点讲解】

1.雄蕊

花药（囊状结构，内有很多花粉）和花丝。

2.花粉

花粉的产生：由花粉母细胞（小孢子母细胞）历经减数分裂、有丝分裂而形成，是单倍体的生殖细胞。

3.被子植物花粉的发育过程

小孢子母细胞→小孢子四分体时期→单核期→双核期→花粉粒

【典型例题】

下列有关月季花药培养的叙述错误的是（ ）

A. 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B. 小孢子四分体时期与动物精子形成过程中的四分体时期相同

C. 月季花粉的一个小孢子母细胞经过分裂共形成8个精子

D. 花药培养初期不需要光照，幼小植株形成后才需要光照

二、产生花粉植株的两种途径

【知识点讲解】

1.产生花粉植株（即单倍体植株）的两种途径：一是花粉通过 胚状体 阶段发育为植株，二是通过愈伤组织阶段发育为植株。这两种途径的区别主要取决于培养基中激素的种类及其浓度的配比。

[来源:学科网ZXXK]

【特别提醒】

两种途径之间并没有绝对的界限，主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。

2.体细胞胚（胚状体）：在组织培养过程中，某些体细胞在形态上转变为与合子发育成的胚非常相似的结构，发育过程亦与合子胚类似，被称为体细胞胚（胚状体）。 【典型例题】

如图是花药培养产生花粉植株的两种途径，下列相关判断错误的是(

)

A.图中的a是愈伤组织

B.①和②过程的实质相同

C.选择的花药在花粉发育过程中越早越好

D.整个培养过程中的细胞增殖方式只有有丝分裂

三、影响花药培养的因素

【知识点讲解】

1.材料的选择

①从花期来看，应当选择初花期的花药，因为花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株。一般月季的花药培养时间选在五月初到五月中旬，即月季的初花期。[来源:学科网ZXXK]

②从花粉来看，应当选择单核期的花粉，这时花药培养成功率最高。

③从花蕾来看，应当选择完全未开放的花蕾。挑选到单核期的花药，通常选择完全未开放的花蕾。盛开的或略微开放的花都不易选做实验材料。 2.其他影响因素

讲解其他影响因素，强调材料的选择和培养基的组成是主要影响因素。

（1）培养基的组成

（2）亲本生长条件、材料低温处理、接种密度等

生长旺盛植株花药较易形成花粉植株；栽培条件的好坏也影响花粉植株的诱导率。

（3）适宜的培养条件等

25℃左右，花粉培养的早期，黑暗或弱光有利于花粉分裂的启动。

【典型例题】

关于影响花药培养的因素的说法，不正确的是(

) A. 材料选取和消毒是花粉植株诱导成功的关键

B. 选择盛开的或略微开放的花作实验材料

C. 亲本植株的生长条件、材料的低温预处理、接种密度都对实验有影响D. 应选择完全未开放的花蕾作实验材料

四、实验操作

【知识点讲解】

（一）材料的选取

（1）醋酸洋红法（最常用方法） [来源:Zxxk.Com]

①醋酸洋红的配置 将体积分数45％的醋酸100ml煮沸，缓缓加入1g洋红，在加热回流8h，冷却至50℃，过滤即可。

②染色操作 将花药放在载玻片上，加一滴质量分数1％的醋酸洋红，用镊柄将花药捣碎，盖上盖玻片在显微镜下检查。

（2）焙花青-铬矾法 ①卡诺氏固定液的配制方法

将无水酒精与冰醋酸按体积比为3：1的比例混匀。

②焙花青—铬钒溶液的配制方法

将5g铬明矾[K2SO4Cr2(SO4)·24H2O]加入90ml蒸馏水中，溶解后加入0.1g焙花青，混匀并加热至沸腾，煮沸5分钟后冷却至室温，过滤，加蒸馏水定容至100ml。

③染色操作

花药应该在卡诺氏固定液中固定20min，然后取出放在载玻片上，加焙花青—铬钒溶液染色，盖上盖玻片后在显微镜下检查。

（二）材料的消毒

1. 将花蕾用体积分数为70%的酒精浸泡30s 2. 无菌水清洗

3. 无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分

4. 放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中 2~4min（也可质量分数为1%的次氯酸钙

溶液或饱和漂白粉溶液）

5. 无菌水冲洗3～5次 （三）接种和培养 （1）剥取花药

在无菌条件下除去萼片和花瓣用镊子取出花药。

（2）接种

立即将花药接种于培养基上，通常每瓶接种花药7-10个。

（3）培养

①培养条件： 温度控制在25℃左右，不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。 ②培养： 一般经过20-30天培养后，会发现花药开裂，长出愈伤组织或释放出胚状体长出，愈伤组织则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。

（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，常常会出现染色体倍性的变化（主要原因是营

养核和生殖核融合造成的），需要进一步鉴定和筛选。 【典型例题】

如图表示被子植物花粉的发育过程，据图完成下列问题。

利用月季的花药离体培养产生单倍体时，选材非常重要。一般来说，在__________________期花药培养的成功率最高。为了选择该时期的花药，通常选择__________________的花蕾。确定花粉发育时期最常用的方法有__________________法；但是对于花粉细胞核不易着色的植物，需采用__________________法，该法能将花粉细胞核染成________色。

五、植物组织培养和花药离体培养的比较

【知识点讲解】

比较项目

相

同

点

[来植物组织培养

花药离体培养

理论依据植物细胞的全能性

基本过程

脱分化→再分化

源:学科网]影响因素

选材、营养、激素、温度、pH、光照等

外植体

体细胞

生殖细胞(花粉粒) 有性生殖

高度不育的单倍体

选材→材料的消毒→接种和培养→筛选和诱导→移栽→栽培选育

不

同

点

生殖方式

无性生殖

培养结果

正常的可育植株

制备MS固体培养基→外操作流程

植体消毒→接种→培养→移栽→栽培

【典型例题】

花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。下面是培育四季柑桔(2N=18)花粉植株的过程示意图，有关叙述错误的是( )

A. 花粉植株培育的原理是花粉粒细胞具有全能性，其技术是植物组织培养

B. 过程③是细胞再分化，其根本原因是基因选择性表达

C. 四种培养基均属于固体培养基，其中所含植物激素的种类和比例有差异

D. 观察处于分裂中期的四季柑桔花粉植株根尖细胞，可观察到18条染色体