课题2　月季的花药培养名师教学实录

课题2 月季的花药培养

（一）引入新课

利用植物的茎可以经过组织培养得到新植株，但这种方法同时也存在着一定的缺陷，繁殖出来的新植株往往无法获得一些新的性状。本节我们将学习花药离体培养技术，这是一种信的育种技术。

（二）进行新课

1．基础知识

活动2：阅读“被子植物的花粉发育”，回答下列问题：

1．被子植物的花粉是在

中由

经过

分裂形成的。

2．结合教材内容填下列示意图：

小孢子母细胞（2n）

（

）个精子(n)

（

）分裂

（

）分裂

（

）细胞（n）

（

）时期（n）

（

）细胞（n）

（

）细胞核（n）

（

）细胞核（n）

单核（

）期（n）

（

）分裂

双核期

单核（

）期（n）

〖思考2〗由此可见，被子植物的花粉的发育要经历

四分体

时期，

单核

期和

双核

期等阶段。

〖思考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。

〖思考4〗营养细胞在花粉萌发过程中的作用是什么？控制花粉的萌发并提供营养。

活动3：阅读“产生花粉植株的两条途径”，讨论并回答下列问题：

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。

2．填写培育花粉植株的途径图解：

花药中

（

）

（

胚状体

）

（

）

丛

（

）

生

移

的花粉

（

愈伤组织

）

（

）

芽

根

栽

〖思考5〗为什么胚状体和愈伤组织到丛芽分别称为分化和再分化？

〖思考6〗花粉植株弱小，高度不育，是否就没有利用价值？

3．胚状体的结构及其发育过程与种子相似，所以把胚状体到从芽的过程称为

分化

，而把从愈伤组织到从芽的过程称为

再分化

。

活动4：阅读“影响花药培养的因素”，回答下列问题：

1．影响花粉植株的主要因素：

材料的选择

和

培养基的组成

等。

2．材料的选择：

①从花药来看，应当选择（初花期）的花药；

②从花粉来看，应当选择（单核期）的花粉；

③从花蕾来看，应当选择（完全未开放）的花蕾。

〖思考7〗除此之外，你认为影响花粉诱导成功率的因素还有哪些？

植物的种类、亲本生长条件、材料的低温处理、接种密度、培养基组成、培养的环境条件等。

〖思考8〗为什么不选择使用单核期之前或之后的花粉？

单核期之前，花药质地幼嫩，容易破碎；单核期之后，花瓣开始松动，消毒困难。

〖思考9〗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

。

2．实验操作

活动5：阅读“材料的选择”，回答下列问题：

1．选择花药时一般通过

镜检

确定花粉发育时期，此时需要对花粉细胞核进行染色，最常用的染色剂是

醋酸洋红溶液

和

焙花青－铬钒溶液

，它们分别可以将细胞核染成

红

色和

蓝黑

色。

2．在使用焙花青－铬钒溶液时，需要首先将花药用

卡诺氏固定液

处理20min。该试剂的配制方法是将

无水酒精和冰醋酸

按体积比为

3：1

的比例混合均匀。

活动6：阅读“材料的消毒”，填写下列流程图：

（无菌水）

花

（70％酒精）

（无菌吸水纸）

（1％氯化汞溶液）

（无菌水）

大约30s 清洗

蕾

吸干水分

2～4min 冲洗

〖思考10〗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？

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。

〖思考11〗为什么花瓣松动会给消毒带来困难？

花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，给材料的消毒带来困难。

活动7：阅读“接种和培养”，回答下列问题：

1．剥取花药：消毒后的花蕾，要在

无菌

条件下除去花萼、花瓣。

〖思考12〗剥取花药时，一是注意不要损伤花药，原因是

容易从受伤部位产生愈伤组织

；二是要彻底除去花丝，原因是

花丝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。

3．培养：花药培养利用的培养基是

MS

培养基，pH为

5.8

，温度为

25

℃，幼苗形成之前（不需要）光照。幼小植株形成后才需要光照。

〖思考13〗在花药培养基中，用量最高的激素是

IAA

；在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

。

4．培养20－30d后，花药开裂，长出

愈伤组织

或释放出

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。

5．通过愈伤组织形成的植株，常常会出现

染色体倍性

的变化，因而需要鉴定和筛选。

〖思考14〗为什么通过愈伤组织形成的植株会发生染色体倍性的变化？（05全国理综III）

有些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。

（三）课堂总结、点评

本课题有一定难度，成功率较低。全部完成课题不仅耗时较长，又有季节限制。最好课前做好时间规划，以提高工作效率。建议教师提前做好相关环节的准备，如花蕾的选择、培养基配方等。同时对于兴趣较高的同学可以安排在课外动手尝试，教师提供相关的技术指导。

（四）实例探究

例1．某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整植株。进行离体培养时不应采用该植株的（

）

A．茎尖

B．子房壁

C．叶片

D．花粉粒

解析：本题主要考查无性生殖特点。涉及知识点有：组织培养、体细胞、生殖细胞等。抓住无性生殖能够保持原物种特性这一特点。组织培养就是无性生殖的一种方式，它是由体细胞培养而来的，含有原物种的全部基因，而花粉粒是生殖细胞。该题易陷入思维定势，联想到花粉粒的离体培养。可见，植物组织培养若取自体细胞则为无性生殖；若取自生殖细胞则为有性生殖。答案：D 例2．

一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时，有一对同源染色体不发生分离，所形成的次级精母细胞减数分裂的第二次分裂正常；另一个初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常，减数第二次分裂时，在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的1条染色体姐妹染色单体没有分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子（以下简称不正常的配子）。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应当是

A．

两者产生的配子全部都不正常

B．

前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子不正常

C．

两者都产生一半不正常的配子

D．前者产生全部不正常的配子，后者只产生一半不正常的配子

解析：初级精母细胞的减数第一次分裂过程，是同源染色体分开，进入两个次级精母细胞。若此过程中同源染色体不发生分离，形成的两个次级精母细胞中，一个多了一条染色体，另一个少了一条染色体。次级精母细胞进行的减数分裂的第二次分裂，是姐妹染色单体分开，平均分配到两个精子细胞中。若此过程中姐妹染色单体不分开，形成的两个精子细胞中的染色体数目均不正常。

答案：D

（五）课堂练习

1．.在月季花药培养成单倍体植株的过程中，哪个时期最易成活? （

）

A、单核期前的花药

B、单核期后的花药

C、单核期花药

D、双核期

2.关于月季的花药培养技术与菊花的组织培养技术的不同，下列说法不正确的是

(

) A．花药培养需发育时期适宜的花蕾

B．花药培养对培养基配方的要求更为严格