高中生物选修一 生物实践技术课件：专题3 课题2　月季的花药培养（26张）

课件26张PPT。第2课时　月季的花药培养1.被子植物的雄蕊通常包含花丝和①　 　两部分。花药为囊状,内部含有许多花粉。?
2.花粉是由花粉母细胞经过②　 　形成的,因此,花粉是单倍体的生殖细胞。?
3.被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和③　
　等阶段。其中单核期又分为④　 　期和单核靠边期两个时期。?
4.双核期的双核包括花粉管细胞核和⑤　 　,进而形成两个细胞,一个是营养细胞,一个是⑥　 　。?
5.花粉粒形成精子还要经过⑦　 　过程。?花药减数分裂一、被子植物的花粉发育单核居中双核期生殖细胞核一次有丝分裂生殖细胞　1.主要因素:材料的选择与⑩　 。?
2.花期的影响: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 　
　。并不是任何时期的花粉都可以经过培养产生愈伤组织或者胚状体,一般来说,在 　 　,细胞核 　
　的时期,花药培养成功率最高。为了选择单核期的花药,通常选择 　 　的花蕾。?　一种是花粉通过⑧　 　阶段发育为植株,一种是花粉在诱导培养基上先形成⑨　 　,再将其诱导分化成植株。?二、产生花粉植株的两种途径初花期胚状体愈伤组织三、影响花药培养的因素培养基的组成单核期由中央移向细胞一侧完全未开放四、实验操作1.材料的选取
在选择花药时,一般要通过 　 　来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。?
2.材料的消毒
通常先将花蕾用体积分数为 　 　浸泡大约30 s,立即取出,在无菌水中清洗。取出后再用无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分,放入质量分数为0.1%的 　 　溶液中2~4 min(也可用质量分数为1%的次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液),取出后再用无菌水冲洗3~5次。 ?镜检70%的酒精氯化汞(1)在 　 条件下,从灭菌后的花蕾中取花药接种到培养基上,在25 ℃下培养,此时不需要光照。此时可进行 　
,即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。
(2)一般经过20~30 d培养后,会发现花药开裂,长出愈伤组织或者胚状体。
(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 　 的变化,主要是营养细胞的细胞核和生殖细胞的细胞核融合造成的,因此还需要对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选。 3.接种和培养无菌　转移培养　染色体倍性　被子植物的花粉粒是由花粉囊里的小孢子母细胞(也叫作花粉母细胞)发育而成的,如下图所示:
1.请将上图所缺部分补充完整。
知识点一:被子植物的花粉发育减数四分体居中　靠边　有丝　生殖　生殖　有丝　两　花粉管　 营养2.被子植物花粉的发育要经历哪几个阶段?其中的四分体时期与我们所说的精子、卵细胞形成过程中减数分裂的“四分体时期”是否完全相同? 被子植物花粉的发育要经历四分体时期、单核期和双核期等阶段。被子植物花粉发育过程中的“四分体时期”是指小孢子母细胞经过减数分裂形成4个单倍体细胞连在一起,而后者是指减数第一次分裂时,同源染色体联会后每对同源染色体都含有四条染色单体。答案： 3.花粉发育时期的单核期细胞具有哪些特征? 细胞含有浓厚的原生质,核位于细胞的中央;随着细胞不断长大,细胞核由中央移向细胞一侧并分裂成一个生殖细胞核和一个花粉管细胞核,进而形成两个细胞——营养细胞和生殖细胞。答案： 4.一个小孢子母细胞最终可以产生多少个精子?在一枚花药中可以产生多少个花粉?营养细胞在花粉萌发过程中的作用是什么? 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。营养细胞在花粉萌发过程中控制花粉的萌发并提供营养。答案： 5.如何确定花粉发育时期? 通过显微镜观察染色后的花粉可以确定花粉发育时期,从而选择处于适宜发育期的花粉。最常用的染色方法是醋酸洋红法;对某些植物花粉细胞核不易着色的花粉,采用焙花青-铬矾法染色,这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色。答案： 知识总结
1.花粉是小孢子母细胞经过减数分裂而形成的,因此,花粉是单倍体的生殖细胞,经历四分体时期、单核期、双核期等时期。
2.单核期(单核花粉粒)→单核居中期(小孢子) →单核靠边期(小孢子)。
3.1个花粉母细胞最终形成4个小孢子、8个精子。例1 关于被子植物花粉的形成,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
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
D.花粉母细胞形成花粉粒中精子是一系列减数分裂的过程B【解析】花粉是由花粉母细胞经减数分裂形成的;其发育经历了四分体时期、单核期和双核期等阶段。四分体时期指4个单倍体细胞连在一起,而减数分裂的四分体时期是指同源染色体配对后,1个四分体含4个染色单体的阶段。　知识点二:产生花粉植株及月季花药离体培养操作1.产生花粉植株(单倍体植株)有两条途径: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,如下图所示:(1)引起上述差异的原因主要是什么?
(2)影响花药培养的因素是什么?
(3)花期、花粉发育时期、植物种类及温度等对产生花粉植株有何影响? (1)这两条途径取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。(2)影响花药培养的主要因素:材料的选择和培养基的组成等。(3)①花期:初花期的花蕾营养状态及生理状态会比较好,比后期的更容易产生花粉植株,能提高花粉的诱导成功率。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。②合适的花粉发育时期: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。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。 为了挑选到单核期的花药,通常选择完全未开放的花蕾。③植物种类不同诱导成功率不相同,就同一种植物来说,亲本的生理状况对诱导成功率也有直接影响。④材料的低温预处理:有报道称低温(如4 ℃)预处理一定时间(如48 h)可以明显促进胚状体的形成;有的经短期高温(30~40 ℃)处理也能够促进胚状体的形成,但是不同作物对所需的最适处理温度和时间要求不同。答案： 2.月季花药离体培养应如何接种?需要注意哪些问题? 接种的方法是灭菌后的花蕾要在无菌条件下除去萼片和花瓣,并立即将花药接种到培养基上。通常每瓶接种花药7~10个,培养温度控制在25 ℃左右,不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。
注意事项:在剥离花药时,尽量不损伤花药,否则接种后容易从受伤部位产生愈伤组织。要彻底去除花丝,因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。答案： 知识总结
1.产生花粉植株有两种途径,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。进行何种途径主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。
2.材料的选择影响花药培养,不同种类植物的诱导成功率不同;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;花期早期时的花药最佳,最合适的选择时期:单核居中期或单核靠边期。
3.不选择单核期以前花药的原因是其质地幼嫩,极易破碎;不选择单核期以后花药的原因是花瓣已有些松动,给材料的消毒带来困难。
4.材料的低温预处理及接种密度对诱导的成功率都有一定影响。例2 下图中①②③④代表产生花粉植株的过程或中间结构,其中在两种途径中代表的内容不相同的是(　　)。CA.①②　　　B.①④　　　C.②③　　　D.③④【解析】通过花药培养产生花粉植株(即单倍体植株)一般有两种途径:一种是花粉脱分化形成胚状体,再由胚状体分化发育成为植株;另一种是花粉在诱导培养基上先经过脱分化形成愈伤组织,然后将其诱导再分化成植株。图示①在两种途径中都代表脱分化;②在两种途径中分别代表胚状体和愈伤组织;③在两种途径中分别代表分化和再分化;④在两种途径中都代表丛芽。技巧归纳
产生花粉植株的两种途径的不同点:(1)花粉脱分化形成的结构不一样,一个是胚状体,一个是愈伤组织。(2)形成从芽的方式不一样,胚状体经过分化形成丛芽,愈伤组织通过再分化形成丛芽。1.下列说法错误的是(　　)。
A.花粉含有的染色体数是体细胞中的一半
B.被子植物的花粉是由花粉母细胞经有丝分裂而形成的
C.花粉是单倍体的生殖细胞
D.花粉粒内两个精子的基因型应一致B【解析】被子植物的花粉是由花粉母细胞经减数分裂而形成的,因而花粉是单倍体的生殖细胞,含有的染色体数目为体细胞的一半。2.被子植物的花粉发育依次经过(　　)。
①双核期　②四分体时期　③单核居中期　④单核靠边期
A.①②③④　　　　　　　B.②③④①
C.②④③① D.②①③④B【解析】被子植物的花粉发育过程:四分体时期→单核居中期→单核靠边期→双核期。3.月季的花药培养过程的难点之一是材料的选择,下列有关材料选择的叙述中正确的是(　　)。
A.从花药来看,应当选择盛花期的花药
B.从花粉来看,应当选择小孢子四分体期的花粉
C.从花蕾来看,应当选择略微开放的花蕾
D.从检测花粉的实验方法看,应该用显微镜观察已染色的花粉样品临时装片D【解析】从花药来看,应当选择初花期的花药;从花粉来看,应当选择单核期的花粉;从花蕾来看,应当选择完全未开放的花蕾。用已染色的花粉样品做临时装片,才能观察到细胞核的位置,以确定花粉发育的时期。4.据报道,花粉是一种很好的保健品,可以美容抗衰老,能够增强体质,增强精神,还可以快速地消除身体疲劳。它既可以外用也可以内服,是强身健体、美容养颜的佳品。花粉产自各种植物的花朵。下图表示花粉的形成过程,据图回答下列问题。(1)图中的A代表花粉发育过程中的　　　　　　　　　时期,是小孢子母细胞通过　　　　　　　分裂产生的。 ?
(2)图中的B代表花粉发育过程中的　　　　期,包括　 　　　和
　　　　　　两个阶段。 ?小孢子四分体　减数　单核　单核居中期　单核靠边期　(3)图中的D代表　　　 　,形成　　 　　细胞。花粉萌发时会通过　　　　分裂产生两个精子。
(4)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。选取的花药应为　　　　期。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　　　　 　　和小分子有机物质等营养物质。要促进花粉细胞分裂和生长,培养基中应有　　　 　和　　　 两类植物激素。若接种过花药的培养基被污染,则可能的原因有哪些?(至少写出两条)
　　　　　　 　　　　。?
?生殖细胞核　生殖　有丝　单核　胚状体愈伤组织　无机盐或矿质元素　生长素　细胞分裂素　培养基灭菌不彻底、花蕾消毒不彻底、接种时操作不规范等【解析】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。在小孢子四分体时期,4个单倍体细胞连在一起。单核期前期的细胞含浓厚的原生质,核位于细胞的中央,该阶段称为单核居中期。随着细胞不断长大,细胞核由中央移向细胞一侧称为单核靠边期。单核靠边期细胞的细胞核通过分裂形成一个生殖细胞核和一个花粉管细胞核,称为双核期,然后再形成两个细胞,一个是营养细胞,一个是生殖细胞。当花粉管萌发时生殖细胞将进行一次有丝分裂,形成两个精子。促进花粉分裂和生长的最重要的两种植物激素是生长素和细胞分裂素。培养基被污染有很多途径:培养基配制时灭菌不彻底,花蕾消毒不彻底,接种时无菌操作不规范等。