1、返回目录 植物的组织培养技术 专题3 返回目录 课题2 月季的花药培养返回目录 学习要求 1.阐明花粉的发育过程、花粉植株的产生途径和影响因素。2.掌握花粉培养的实验操作方法。返回目录 课前 教材预案课堂 深度拓展课末 随堂演练课后 限时作业目录Contents 返回目录 1被子植物的花粉发育(1)花粉是花粉母细胞经过_分裂而形成的，是_倍体的生殖细胞。课前教材预案要点一 花药离体培养及其影响因素减数 单 返回目录(2)被子植物花粉的发育过程：花粉母细胞(小孢子母细胞)_时期单核期_期(花粉粒)。(3)其中单核期又分_期、单核靠边期两个时期，双核期细胞核包括花粉管细胞核和_细胞核两个核。小孢子
2、四分体 双核 单核居中 生殖 返回目录 2产生花粉植株的两种途径(1)途径差异：一种是花粉通过_阶段发育为 植 株；另 一 种 是 花 粉 在 诱 导 培 养 基 上 先 形 成_，再将其_成植株。(2)形成原因：主要取决于培养基中_的种类及其_。胚状体 愈伤组织 诱导分化 激素 浓度配比 返回目录 3影响花药培养的因素(1)影响花药培养的主要因素是_和_。(2)接种的花药时期：花期_时的花药比_的更容易产生花粉植株，一般在_，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。材料的选择 培养基的组成 早期 后期 单核期 返回目录(3)花药培养所采用的培养基可能因植物_不同而有所差异，亲本植
3、株的_和材料的_预处理以及_也是重要的影响因素。种类 生长条件 低温 接种密度 返回目录 1取材(1)材料的选取：对绝大多数植物而言，适宜花粉培养的时期是_。(2)花药发育时期的确定：一般通过_来确定花粉是否处于适宜的发育期。要点二 花药培养的实验操作与结果评价单核期 镜检 返回目录(3)镜检方法：最常用的是_法。但某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用_法。2消毒常用消毒液为体积分数为_的酒精和质量分数为0.1%_溶液，消毒时间分别为_和_。醋酸洋红 焙花青铬矾 70%氯化汞 30 s 24 min 返回目录 3接种和培养(1)接种要求：在无菌条件下将除去_和_的花药立即接种到培养基上。(2)
4、培养条件：温度在_左右，幼小植株形成后需要_。(3)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_的变化，因此需要对培养出的植株作进一步的鉴定和筛选。萼片 花瓣 25 光照 染色体组数目 返回目录 课堂深度拓展考点一 被子植物的花粉发育花粉是由花粉母细胞经过减数分裂而形成的，是单倍体的生殖细胞，发育过程如图所示。返回目录 返回目录(1)由以上发育过程可知，1个小孢子母细胞最终可发育形成4个花粉粒、8个精子。(2)在被子植物的花粉发育过程中，2个精子和1个营养细胞是由同一个细胞经过有丝分裂而形成的，所以它们的核基因是相同的。返回目录(3)被子植物花粉发育过程中的“四分体
5、”是指1个花粉母细胞经过减数分裂产生的连在一起的4个单倍体细胞(4个小孢子)，此“四分体”不同于减数分裂中的“四分体”。(4)花粉管细胞核与花粉管的生成和生长有关，生殖细胞核直接参与生殖。返回目录【例题1】关于被子植物花粉的形成，下列说法正确的是()A花粉是花粉母细胞经有丝分裂形成的B花粉的发育要经历四分体时期、单核期和双核期等C花粉发育经历的四分体时期与减数第一次分裂的四分体时期含义相同返回目录 D花粉母细胞形成花粉粒中的精子的过程是减数分裂的过程思维导引：答案 B 返回目录 解析 花粉是由花粉母细胞经减数分裂形成的，共经历了四分体时期、单核期和双核期等发育阶段；四分体时期是指4个单倍体细胞
6、连在一起，而减数分裂的四分体时期是指同源染色体配对后，1个四分体中含4条染色单体的阶段；花粉粒内的每个生殖细胞再经有丝分裂分别得到2个精子。返回目录【变式1】下列关于被子植物花粉粒发育的说法，错误的是()A花粉是在花药中的花粉囊里形成的B花粉粒在发育过程中，核先位于细胞一侧，再移到细胞中央C花粉发育经历双核期时，两个细胞核中的遗传物质相同返回目录 D被子植物一个小孢子母细胞经过分裂共形成8个精子答案 B 解析 花粉在发育过程中，先进入单核居中期，然后细胞核由中央移向细胞一侧，进入单核靠边期。返回目录 考点二 月季花药培养的实验操作返回目录 返回目录 花药培养过程中的注意点(1)用于培养的花药实
7、际上多数未成熟，由于它的外面有花萼、花瓣或颖片保护，通常处于无菌状态，所以只要将整个花蕾或幼穗消毒即可。(2)脱分化过程不需要光照，幼小植株形成后才需要光照。返回目录(3)在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现染色体数目的变化(主要是由营养核和生殖核融合造成的)。返回目录【例题2】辣椒是某市的重要蔬菜品种之一，但近年有退化、减产的趋势，如果想通过花药离体培养的方法培育优质、高产、无病毒的辣椒苗，请你完成下面的辣椒苗培育方案：(1)材料的选取：用_法染色后镜检花药，一般当花粉粒位于_期时可用作培育的材料，此时期的花粉粒的特点是_，核由中央移向细胞的一侧。返回目录(2)培养原理
8、：下图是培养温度与花药胚的诱导率关系图，在_ 时，胚的诱导率最高。返回目录(3)材料的准备：取辣椒花蕾用体积分数为70%的酒精浸泡约30 s，立即取出，在_中清洗。取出后吸干水分，放入质量分数为0.1%的_溶液中24min，取出再冲洗35次。返回目录(4)接种和培养：接种用的花药要彻底除去花丝，因为与花丝相连的花药不利于_的形成。基本培养基用_培养基，在培养基中要加入蔗糖作为碳源，加入适量的生长素和细胞分裂素等物质，并进行严格的灭菌。返回目录(5)鉴定和筛选：经过一段时间的培育，花药开裂后，会释放出胚状体，一个花药内能产生多个幼小植株。幼小植株需要移到新的培养基上继续培养。培养出来 的 植 株
9、 要 作 鉴 定 和 筛 选 的 原 因 是_。返回目录 思维导引：返回目录 解析(1)用于培养的花粉应处于单核期，可利用醋酸洋红或焙花青铬矾法染色后镜检选取。(2)分析题图可知，培养温度在2528 时，曲线出现峰值，花药胚的诱导率最高。(3)辣椒花蕾消毒后应用无菌水清洗，而不是蒸馏水或清水。取出后吸干水分，放入一定量的质量分数为0.1%的氯化汞溶液中继续消毒。(4)由于与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成，故接种时所用的花药要彻底除去花丝。返回目录(5)花药培养中由于通过愈伤组织形成的花粉植株常常会出现染色体数目的变化，所以培养出来的植株一定要作进一步的鉴定和筛选。答案(1)醋酸洋红
10、(或焙花青铬矾)单核 细胞原生质浓厚(2)2528(或2528 之间的任意温度)(3)无菌水 氯化汞(4)愈伤组织(或胚状体)MS(5)在花药培养中，通过愈伤组织形成的花粉植株常常会出现染色体数目的变化返回目录【变式2】育种工作者常采用花药培养的方法，使花粉粒发育为单倍体植株。下面过程是采用水稻的花药进行培养的步骤：选取水稻花药对花药消毒接种和培养植物体。请据此回答下面的问题：(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的影响，其中_、_是主要的影响因素；选择合适的_也是提高诱导成功率的重要因素。返回目录(2)花粉在发育过程中要经历_、_、_ 等 阶 段，选 取 的 水 稻 花 药
11、应 为_期的花药，此时细胞核由中央移向细胞一侧，花药培养成功率最高。(3)在剥离花药时，要尽量不损伤花药，原因是_。返回目录(4)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。(5)试管苗形成过程中，必须从培养基中获得无机盐或矿质元素和小分子有机物等营养物质。要促进花粉细胞分裂和生长，培养基中应有_和_两类激素。返回目录 解析(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的影响，其中材料的选择与培养基的组成是主要的影响因素；选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成功率的重要因素。(2)花粉在发育过程中要经历小
12、孢子四分体时期、单核期、双核期等阶段，选取的水稻花药应为单核靠边期的花药。返回目录(3)在剥离花药时要尽量不损伤花药，否则接种后容易从受伤的部位产生愈伤组织。(4)通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径：一种是通过胚状体阶段发育为植株；一种是先形成愈伤组织，再将其诱导分化成植株。返回目录 答案(1)材料的选择 培养基的组成 花粉发育时期(2)小孢子四分体时期 单核期 双核期 单核靠边(3)如果花药受损，接种后容易从受损伤的部位产生愈伤组织(4)胚状体 愈伤组织(5)细胞分裂素 生长素返回目录 花粉植株能否诱导成功及诱导成功率的高低受多种因素影响，其中材料的选择和培养基的组成是主要的影响因素。
13、此外，亲本植株的生长条件、材料的低温预处理及接种密度等也是重要的影响因素。考点三 影响花药培养的因素返回目录 1材料的选择(1)不同种类植物的诱导成功率不同。(2)同一种植物，亲本植株的生理状况对诱导成功率有直接影响。返回目录(3)最合适的选取时期：在花期早期的单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期。接种月季花药的最佳时期是5月初到5月中旬的初花期，此时花药处于单核期，花瓣未松动，细菌少，易消毒，易诱导成功。选择单核期以前的花药接种，质地幼嫩，极易破碎；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。返回目录 注意：同种植物花药的基因型不同，对培养结果也有重要影响，有的甚至不
14、能诱导出植株，如有些植株会出现雄配子致死现象。返回目录 2培养基的组成花药培养所采用的培养基可能因植物种类不同而有所变化。培养基的各成分中，植物生长调节剂的种类和浓度配比对诱导细胞的分裂和分化起决定性作用。3低温预处理目前，低温预处理已成为一项广为采用的提高花药诱导率的措施。返回目录 4培养条件(1)光照：离体花药对光照的反应是不同的。一般认为，花药培养在诱导愈伤组织和胚状体期间进行暗培养或给予散射光处理比较好。强光会抑制愈伤组织的形成。返回目录(2)温度：培养条件中最重要的是温度。离体花药对温度比较敏感，温度是诱导小孢子发育的关键因素。5接种密度花药接种密度对诱导成功率有一定影响。返回目录【
15、例题3】下列关于影响花药培养的因素的说法，不正确的是()A材料的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为实验材料C亲本植株的生长条件、材料的低温预处理、接种密度对实验都会有影响D应选择完全未开放的花蕾作为实验材料返回目录 思维导引：答案 B 解析 若选择盛开的或略微开放的花作为实验材料，花瓣有所松动，微生物有可能侵入到花药中，给材料消毒带来困难。返回目录【变式3】选择合适的花粉发育时期是提高诱导成功率的重要因素之一，下列说法正确的是()A任何时期的花粉都可以经过培养产生愈伤组织或胚状体B对所有植物来说，在单核期，即细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高返回目
16、录 C对一般植物而言，单核期时花药培养成功率最高D为了挑选到单核期的花药，通常选择部分开放的花答案 C 返回目录 解析 在花药培养过程中，并不是任何时期的花粉都可以产生愈伤组织或胚状体，在花粉发育过程中，只有某一个时期对离体刺激最敏感。对一般植物来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧时，花药培养成功率最高，但不同植物之间有较大差异。为了挑选到单核期花药，通常选择完全未开放的花蕾，对于盛开或略微开放的花，其花瓣已经松动，会给材料消毒带来困难。返回目录 1花药培养与植物组织培养的主要不同之处在于()A培养基配制方法 B无菌技术C接种操作 D选材课末随堂演练返回目录 答案 D 解析 花药培养技术选
17、取的材料为植物体生殖细胞减数分裂形成的花药，而植物组织培养技术利用的材料为植物的体细胞。返回目录 2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返回目录 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。返回目录 3接种和培养花药时应注意的事项全正确的一组是()不损伤花药 彻底去除花丝 幼小植株形成后需要光照 花药开裂释放出的幼小植株会分别发育成单倍体，无需
18、分开A B C D返回目录 答案 A 解析 本题中若花药受损，易从受损部位产生愈伤组织；与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成，因此要彻底去除花丝；幼小植株形成后需要光照，由异养转化为自养；花药开裂释放出的胚状体要尽快分开，分别移植到新培养基上，否则这些植株将难以分开。返回目录 4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，给消毒带来困难返回目录 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，不适宜用作花药培养答案 A 解析 花瓣松动后，会增加微
19、生物侵入到花药部位的机会，给材料消毒带来困难。返回目录 5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返回目录 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 返回目录 解析 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；植物器官的发生主要通过植物激素的配比进行调节
20、；植株M到植株N的过程不需要在无菌条件下进行。返回目录 6植物的花药培养在育种上有特殊的意义。植物组织培养可用于无病毒植株及细胞产物的工厂化生产等方面。请回答相关问题：返回目录(1)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，选择_期的花药进行培养的成 功 率 最 高。为 了 选 择 该 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_，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。返回目录(2)进行组织培养需配制MS培养基，在该培养基中常需要添加_、_等激素。欲利于根的分化，植物激素的用量比例应为_。返回目录(3)无菌技术也
21、是成功诱导出花粉植株的重要因素，下列各项中属于使用化学药剂进行消毒的是_，属于采用灼烧方法进行灭菌的是_。(填序号)培养皿 培养基 实验操作者的双手三角锥形瓶 接种环 花蕾返回目录 解析(1)花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株。一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。该时期的花药通常存在于完全未开放的花蕾中。(2)生长素与细胞分裂素等植物激素可调节脱分化和再分化。当生长素含量多于细胞分裂素时，利于先形成根。(3)对实验器具进行灭菌处理，对实验过程中的具有生物活性的材料或用具进行消毒处理。返回目录 答案(1)单核 完全未开放 醋酸洋红法 焙花青铬矾 蓝黑(2)生长素 细胞分裂素 生长素多于细胞分裂素(3)返回目录 课后限时作业