课时训练8 月季的花药培养
1.花粉的形成过程和培养形成单倍体植株的过程进行的细胞分裂依次为( )。
A.减数分裂、有丝分裂
B.有丝分裂、减数分裂
C.有丝分裂、有丝分裂
D.减数分裂和有丝分裂、有丝分裂
解析:形成花粉的最初的母细胞为小孢子母细胞,小孢子母细胞经过一次减数分裂形成4个小孢子,每个小孢子再经过一次有丝分裂形成花粉粒。花粉粒通过有丝分裂被培养成单倍体植株。
答案:D
2.花药离体培养是指( )。
A.离体的花药培育成愈伤组织
B.愈伤组织培育成植株
C.离体的花药培育成植株
D.离体的花药培育成花粉胚
解析:花药离体培养是将离体的花药在适宜的条件下培育成完整植株的过程。
答案:C
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
C.对一般植物而言,单核期时花药培养成功率最高
D.为挑选到单核期的花药,通常选择部分开放的花朵
解析:花粉的发育时期对花药培养的成功率有重要的影响,一般在单核期细胞核由中央移向一侧时期花药的培养成功率最高,但并不是所有的植物;为挑选到单核期的花药,通常选用完全未开放的花蕾。
答案:C
4.下列关于花药培养过程的叙述,正确的是( )。
A.亲本的生理状况对诱导成功率没有影响
B.花药培养成幼苗后,一定不能分瓶培养
C.花药培养成幼苗的过程中需要光照
D.任何时期的花粉都可以经过培养产生愈伤组织或胚状体
解析:不同植物的诱导成功率不同,就同种植物来说亲本植株的生理状况对诱导成功率也有直接影响。在花粉到愈伤组织阶段不需光照,在无光条件下愈伤组织生长更快,但是在幼苗长出后则需光照,并且在获得愈伤组织或幼小植株时要及时分瓶,以便诱导愈伤组织分化或幼苗分开。在花药培养过程中要选择发育时期合适的花粉,并不是任何时期的花粉都可以形成愈伤组织。
答案:C
5.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.选择花期早期的花蕾和单核期以前的花蕾
C.亲本植株的生长条件、材料的低温预处理、接种密度
D.选择单核靠边期的花蕾
解析:花药离体培养过程中应该严格将材料消毒,这是花粉植株诱导成功的关键;对花期而言,选择早期的花药培养更容易产生花粉植株,对花粉的发育时期而言,应该选择细胞核由中央移向细胞一侧的单核期,培养成功率最高。
答案:B
6.下列有关月季花药培养的实验操作,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再更换培养基继续培养
B.镜检花粉时可用醋酸洋红法或焙花青—铬矾法染色,后者能将花粉细胞核染成蓝黑色
C.在剥离花药时,要尽量不损伤花药,否则易从受伤部位产生愈伤组织
D.如果接种的花药长出愈伤组织并分化成幼小植株,还需对植株作进一步的鉴定和筛选
解析:花药培养形成愈伤组织或胚状体后,要转移到分化培养基上进行再分化生芽、生根,发育成小植株;由于花粉植株常出现染色体倍性变化,需对再生植株作进一步的鉴定和筛选。
答案:A
7.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时期的花粉
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来看,应该用显微镜观察已染色的花粉样品临时装片
解析:A项:应当选择未开放花蕾的花药。B项:应选择单核期的花粉。C项:应该选择完全未开放的花蕾。
答案:D
8.下列关于接种和培养花药时应该注意的事项中,不正确的是( )。
A.不损伤花药
B.彻底去除花丝
C.幼小植株形成后需要光照
D.花药开裂后,释放出胚状体,分别发育成单倍体,无需将其分开
解析:花药开裂后,释放出胚状体,一个花药内就会产生大量幼小植株,必须尽快将它们分开,分别移植到新的培养基上,否则的话,这些植株将很难分开。
答案:D
9.下列有关花药离体培养的说法,错误的是( )。
A.对材料的选择最常用的方法是焙花青—铬矾法,这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色
B.材料消毒时需先用酒精浸泡,然后用无菌水冲洗,并用吸水纸吸干材料表面的水分,再用氯化汞溶液或次氯酸钙溶液浸泡,最后用无菌水冲洗
C.接种花药后一段时间内不需要光照,但幼小植株形成后需要光照
D.若接种的花药长出愈伤组织或胚状体后,要适时转换培养基,以便进一步分化成再生植株
解析:对材料的选择最常用的方法是醋酸洋红法。
答案:A
10.以下对花药接种的说法,正确的是( )。
A.接种时要彻底去除花丝
B.接种时要把花药刺破以释放里面的花粉
C.每瓶接种花药不要太多,10~20个即可
D.接种后要给予一定的光照
解析:A项:接种时要去除花丝,因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。B项:接种时不要把花药刺破,否则容易从受伤部位产生愈伤组织。C项:每瓶接种花药不要太多,7~10个即可。D项:接种后不需要光照,幼小植株形成后才需要光照。
答案:A
11.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。?
(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。?
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。单核靠边期的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。
答案:(1)小孢子四分体 减数 (2)单核 单核居中期 单核靠边期 (3)生殖细胞核 生殖 有丝
12.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。下面是采用水稻的花药进行培养过程的流程图:选取水稻花药→对花药消毒→接种和培养→植物体。请回答下列问题。
(1)选取的水稻花药应为 期,如果此时细胞核由中央移向细胞一侧,花药培养成功率最高。?
(2)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。?
(3)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。?
(4)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)
。?
解析: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:可能是培养基配制时灭菌不彻底,可能是花蕾消毒不彻底,可能是接种时无菌操作不规范等。
答案:(1)单核 (2)胚状体 愈伤组织 (3)无机盐或矿质元素 生长素 细胞分裂素 (4)①培养基灭菌不彻底,②花蕾消毒不彻底,③接种时无菌操作不规范等
13.常规选育出一个可以稳定遗传的农作物优良品种,一般要经过5~6年的连续筛选,而通过花药培养获得单倍体植株的育种方法则可以大大缩短育种周期。据记载,世界上已经有250多种高等植物的花药培养获得成功,其中小麦、玉米和甘蔗等近50种植物的花粉再生植株已由我国科学家首先培育成功。
(1)请根据某种植物花药组织培养和染色体加倍的实验流程,把关键词填写在相应的地方。
花药/ / / / /纯合子植株
(2)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 与培养基的组成是主要的影响因素。?
(3)不同植物的诱导成功率不同。就同一植物来说, 的花药比后期的更容易产生花粉植株。一般来说,在 期,花药培养成功率最高。?
解析:(1)花粉接种到培养基上经过脱分化形成愈伤组织后再分化形成单倍体的小植株,经秋水仙素加倍后即可获得纯合植株;(2)材料的选择和培养基的组成是影响植株诱导成功率的关键;(3)不同植物的诱导成功率不同,花期早期的花药比后期的更容易产生花粉植株;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。
答案:(1)/花粉细胞培养/愈伤组织/分化出小植株/单倍体植株/ (2)材料的选择 (3)花期早期时 单核(靠边)
专题3 植物的组织培养技术
课题3.2 月季的花药培养
一、【课题目标】
（一）知识与技能
1、识记被子植物花粉发育的过程
2、通过学习花药培养的基本技术，培养设计试验、动手操作、分析解释实验现象的能力
???（二）过程与方法
1、列表比较花药培养与组织培养
2、选择适宜的培养材料和培养基
（三）情感、态度与价值观
1、培养动手实践、勇于探索的科学探究素质
2、通过讨论花药离体培养技术在生产实践中的应用，帮助学生确立理论联系实际的观点
二、【课题重点】
选取适宜的培养材料和培养基
三、【课题难点】
选取适宜的培养材料和培养基
四、【教学方法】
启发式教学
五、【教学工具】
多媒体课件
六、【教学过程】
（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：
〖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 4 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：
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、盛花期、晚花期）的花药；
②从花粉来看，应当选择（四分体期、单核期、双核期、萌发期）的花粉；
③从花蕾来看，应当选择（完全未开放、略微开放、完全盛开）的花蕾。
〖思考5〗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6〗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7〗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．实验设计
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：
〖思考8〗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。
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9〗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（需要、不需要）光照。
〖思考10〗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11〗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
两者产生的配子全部都不正常
前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子不正常
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
☆综合应用
例3．下图是被子植物的受精过程
写出图中数字所代表的结构的名称：
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
（2）草履虫进行 生殖；蘑菇进行 生殖，酵母菌和水螅常常进行 生殖。
（3）下列图解表示水稻（2n=24）胚珠中胚囊的发育过程，试根据图回答：
薄壁细胞 直接发育 减数分裂
珠心 孢原细胞（2n）
三次有丝分裂
①水稻种子的种皮遗传物质应为 n，其中遗传物质应与 相同。
②水稻胚珠中的胚囊应共有染色体 条，其中卵细胞中含染色体 条；若水稻授粉受精后发育成胚和胚乳，则胚细胞中含有染色体 条，胚乳细胞中含染色体 条。
③7细胞或8核中的7细胞其中就包括了一个卵细胞和两个极核，若水稻的基因型为AaBb，则胚囊母细胞基因型为 。
④如果水稻卵细胞基因型应为Ab，则极核的基因型为 ，其原因是
。
解析：图中给出一个被子植物子房结构示意图，首先要求学生能够正确识图，弄清各数字代表的结构名称。胚囊中7个细胞，从图解中我们可以看出是由一个胚囊母细胞发育而来的，所以这几个细胞的基因型完全相同（卵细胞和极核的基因型完全相同）。花粉粒落到雌蕊柱头上萌发生出花粉管，花粉管通过珠孔进入胚囊，释放出两个精子，一个精子与卵细胞结合，形成受精卵，受精卵发育成植物的胚；另一个精子与极核结合，形成受精极核，将来发育成胚乳（双子叶植物胚乳发育过程中，胚乳被子叶吸收）。
答案：（1）花粉管 子房壁 珠被 受精极核 受精卵 珠孔 （2）分裂 孢子
出芽 （3）2 母方 12 24 36 AaBb Ab 卵细胞和极核是由单核胚囊经三次有丝分裂而来
（五）巩固练习
在月季花药培养成单倍体植株的过程中，应选择哪个时期最易成活（ ）
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
影响花药培养的主要因素是
A．材料的选择与培养基的组成 B．亲本植株的生理状况
C．选择合适的花粉发育时期 D．材料的低温处理与接种密度
3．粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有7条染色体。两 个不同类型的粗糙脉孢菌A和a融合后成为二倍体，随即发生典型的减数分裂，紧接着又进行一次有丝分裂。此过程最终形成的子细胞数及每个子细胞中的染色体数分别为（ ）
A．8个、7条 B．8个、14条 C．4个、7条 D．4个、14条
4．某高等植物体细胞内假设有6条染色体，它们是AaBbDd，那么，一个花粉管中的两个精子中的染色体是（ ）
A．ABD和abd B．AbD和abd C．AaB和Bbd D．Abd和Abd
5．用兰花茎尖细胞可快速培养兰花苗，这种生殖方式不能叫 （ ）
A．无性生殖 B．组织培养 C．植物克隆 D．有性生殖
6．有同源染色体存在，但在光镜下一定看不到同源染色体之间两两配对联会的是（ ）
A．初级精母细胞 B．次级精母细胞 C．精细胞 D．根尖分生区细胞
7．玉米的体细胞含有20条染色体。在正常情况下，它的卵细胞、一个极核、胚细胞、胚乳细胞、珠被细胞和子房壁细胞所含染色体数目依次应为（ ）
A．10、10、20、20、20、20 B．10、10、30、30、20、20
C．10、10、20、30、20、20 D．10、20、20、30、20、20
8．如果某种植物的基因型为AABb，这两对基因分别位于两对同源染色体上，去雄后授以aabb植株的花粉，其胚乳可能的基因型是（ ）
A．AAaBBb、AAabbb、AAaBbb B．AABB、AABb
C．AaaBBb、Aaabbb D．AaaBbb、Aaabbb
9．番茄的染色体数目是24，一个番茄细胞发生减数分裂，形成的细胞中有三个退化消失。剩下一个细胞迅速发生了三次有丝分裂，你会找到多少个细胞核？这些核含有多少个染色体（ ）
A．4个核，各有12个染色体 B．4个核，各有24个染色体
C．8个核，各有24个染色体 D．8个核，各有12个染色体
10．一个豆荚中种子的数目，从理论上讲取决于（ ）
A．花中雌蕊的数目 B．雌蕊中柱头的数目
C．子房中受精胚珠的数目 D．胚囊中胚的数目
答案：1.C 2.A 3.A 4.D 5.D 6.D 7.C 8.C 9.D 10.C
七、【课余作业】
1．为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？
2．植物组织培养技术与花药培养技术有何区别？
八、【教学体会】
课题背景介绍了花药培养的历史以及花药培养在育种工作上的意义，教师可借此激发学生的学习兴趣。在教学过程中，可以采用插图提高学生的形象认识，补充一些不同植物和不同花粉发育时期的花药培养的资料，帮助学生认识材料选择和培养基配方的重要性。
九、【资料袋】
花药
每一雄蕊，由花丝（faliment）和花药（anther）两部分组成。
花药(小孢子囊)是花丝顶端膨大呈囊状的部分，是雄蕊产上花粉的主要部分，多数被子植物的花药是由4个或2个花粉囊（pollen sac）组成，分为左、右两半，中间由药隔相连。
花药在花丝上的着生方式有集中不同的情况：
底着药：花丝顶端直接与花药基部相连。
贴着药：花药背部全部贴着在花丝上。
丁字着药：花丝顶端与花药背面的一点相连，整个雄蕊犹如丁字形。
花药的开列方式分为以下四种：
纵裂：沿二花粉囊交界处成纵行裂开，如油菜、牵牛、百合等。
横裂：沿花药中部成横向裂开，如木槿，蜀葵等。
孔裂：在花药顶端开一小孔，花粉由小孔散出，如茄、番茄等。
瓣裂：在花药的侧壁上裂成几个小瓣，花粉由瓣下的小孔散出，如香樟等。
课件28张PPT。专题3 植物的组织培养技术 课题2 月季的花药培养繁殖月季一般采用扦插、嫁接等营养繁殖的方式，现在我们可以利用植物组织培养技术实现对月季的快速繁殖。进行组织培养的材料可以是体细胞、组织或器官，也可以是花药。
请思考：
1．如何在短时间内培养出纯合子新品种？
2．如何利用花药培养不同优良性状的植株？
1．发育场所
被子植物雄蕊的________中。
2．花粉的形成
是由____________经过________而形成，因此，花粉是________的生殖细胞。
一、被子植物的花粉发育
花药 花粉母细胞 减数分裂 单倍体 3．花粉的发育
要经历____________________、________和________等阶段。
(1)________________：4个单倍体细胞连在一起。
(2)单核期：四分体的4个单倍体细胞彼此分离，形成4个具有__________的花粉粒。又分为____________和______________两个时期。
(3)________：细胞中含有________细胞核和________细胞核，它们进而形成一个______细胞和一个______细胞，其中的______细胞再分裂一次形成两个精子。
小孢子四分体时期 单核期 双核期 小孢子四分体时期 单细胞核 单核居中期 单核靠边期 双核期 生殖 花粉管 生殖 营养 生殖 二、产生花粉植株(即单倍体植株)的两种途径
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__________，再将其诱导分化成植株。二者之间并没有绝对的界限，主要取决于培养基中__________及其________。如下图：
胚状体 愈伤组织 激素的种类 浓度配比 三、影响花药培养的因素
(1)影响花药培养的主要因素是____________和____________。
(2)材料选择与不同植物、同种植物不同时期有关，其中成功率最高的时期是______期。
(3)亲本植株的生长条件、材料的______预处理以及________等对诱导成功率都有一定的影响。
材料的选择 培养基的组成 单核 低温 接种密度 四、实验操作
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。
(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。
单核期 镜检 醋酸洋红 焙花青—铬矾 2．消毒
常用消毒液为________和___________，消毒时间分别为________和________。
3．接种和培养
(1)接种要求：在无菌条件下除去______、______和______的花药立即接种到培养基上。
(2)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进一步鉴定和筛选。
70%酒精 0.1%氯化汞 30 s 2～4 min 萼片 花瓣 花丝 25 ℃ 光照 染色体倍性 一、被子植物的花粉发育
雄蕊由花丝和花药两部分组成。花药是雄蕊的主要部分，多数被子植物的花药是由4个花粉囊组成，分为左、右两半，中间有药隔。花粉囊外由囊壁包围，内生许多花粉粒。
花粉是由花粉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，如下图所示。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。
(2n) (n) 例1关于被子植物花粉发育的说法，不正确的是( )
①花粉粒是在花药中的花粉囊里形成的 ②被子植物精子的形成是直接减数分裂的结果 ③被子植物花粉的发育要经历四分体时期、单核期和双核期
④花粉在发育过程中，核先位于细胞一侧，再移到细胞中央
A．①② B．③④ C．①③ D．②④解析：被子植物花粉的发育过程是：花粉母细胞经减数分裂形成4个单核花粉粒，核位于细胞的中央，不断地长大。随着细胞的扩大，细胞核由中央位置移至一侧，然后每个花粉粒的细胞核进行一次有丝分裂形成一个花粉管细胞核和一个生殖细胞核，再进行一次有丝分裂生成两个精子。
答案：D变式
训练1．关于被子植物花粉的形成，说法正确的是( )
A．花粉是由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的过程是一系列减数分裂的过程
变式
训练解析：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条染色单体的阶段；花粉粒内的生殖细胞经有丝分裂得到2个精子。
答案：B
二、花药培养与单倍体育种
1．花药培养过程
(1)过程：(2)流程解读：
①进行组织培养时要配备三种培养基，期间进行两次转接。
a．脱分化培养基：生长素与细胞分裂素质比例适中，促进愈伤组织的形成。
b．生芽培养基：生长素与细胞分裂素比值较低，促进芽的分化，抑制根的形成。
c．生根培养基：生长素与细胞分裂素比值较高，促进根的分化，抑制芽的形成。
②若培养的外植体含有叶绿体，则培养过程中要提供充足光照，让其自养；若培养的组织或细胞不含叶绿体，则培养过程中不进行光照，以免光线对其造成损伤。
2．单倍体育种的过程
(1)在花药培养的基础上，用秋水仙素继续处理单倍体幼苗。
(2)染色体加倍，重新恢复为二倍体。因为此二倍体是由单倍体的染色体本身加倍而来的，所以是纯合子， 不会发生性状分离。详见下图：
3．比较
尽管花药离体培养是单倍体育种的首要环节，但二者的步骤和结果是不同的。一定注意看清楚是培养过程还是育种过程，花药离体培养只涉及到图解中的①②③④，而单倍体育种则包括①②③④⑤。
例2(双选)下列有关花粉植株产生途径的说法正确的是( )
A．花粉植株是花药离体培养得到的单倍体植株
B．花粉离体培养形成花粉植株必须经由胚状体
C．花粉植株的形成的关键步骤是脱分化和再分化
D．花粉植株产生的两种途径完全不同，但原理相同解析：产生花粉植株的两种途径之间没有绝对界限，大同小异，依据的原理相同，均须经脱分化、再分化两个关键步骤，但有的不经由胚状体。
答案：AC2．对产生花粉植株的途径的叙述，错误的是( )
A．花粉可通过胚状体阶段发育成植株
B．花粉先形成愈伤组织再诱导分化成植株
C．花粉培养产生花粉植株主要取决于培养基的激素种类及其浓度配比
D．花粉植株弱小，高度不育，无任何价值
变 式
训 练解析：花粉植株是单倍体植株，经秋水仙素处理后可获得纯合子，在单倍体育种中有重要应用价值。
答案：D
变 式
训 练专题三 课题2
一、选择题
1．在菊花花药培养成单倍体植株的过程中，应选择哪个时期最易成活
( )
A．单核期间的花药 B．单核期后的花药
C．单核期花药 D．双核期
[答案] C
[解析] 花药离体培养过程中，单核期花药最易成活。
2．某愈伤组织在如图甲所示的培养基中培养一段时间后得到如图乙所示的结构，经分析可知该培养基中 ( )
A．细胞分裂素多，生长素少
B．细胞分裂素少，生长素多
C．细胞分裂素和生长素用量相等
D．只有生长素
[答案] B
[解析] 从图乙中可以看出该培养基有利于生根且抑制芽的形成，所以可推断该培养基中生长素多，细胞分裂素少。
3．基因型为AaBb的一个小孢子母细胞经分裂形成的一个花粉粒中的一个营养核和两个精子，其基因型分别是 ( )
A．AB、Ab、Ab B．AB、AB、AB
C．AB、aB、aB D．aB、ab、ab
[答案] B
[解析] 一个小孢子母细胞经分裂形成的花粉粒中的营养核和精子的基因型应完全相同。
4．某高等植物体细胞内假设有6条染色体，它们是AaBbDd，那么，一个花粉管中的两个精子中的染色体是 ( )
A．ABD和abd B．AbD和abd
C．AaB和Bbd D．Abd和Abd
[答案] D
[解析] 一个花粉管中的两个精子的染色体组成应完全相同。
5．用兰花茎尖细胞可快速培养兰花苗，这种生殖方式不能叫 ( )
A．无性生殖 B．组织培养
C．植物克隆 D．有性生殖
[答案] D
[解析] 茎尖组织培养属于无性生殖，又称克隆。
二、非选择题
6．基因型为AaBb水稻(24条染色体)的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下培养形成试管苗。
(1)愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成中，必须从培养基中获得____________和小分子有机物等营养物质。
(2)要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有________和________两种激素。
(3)愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是①____________②____________。
(4)试管苗的细胞核中含有______________条脱氧核苷酸链。
(5)培育成的试管苗可能出现的基因型有________________________。
[答案] (1)水、无机盐
(2)细胞分裂素 生长素
(3)叶绿素的形成需要光，试管苗的生长发育所需营养来自叶绿体 利用光能制造有机物
(4)24 (5)AB、Ab、AB、ab
7．如图表示菊花的嫩枝和月季的花药的离体培养过程，请回答：
(1)对菊花来说，要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养，其原因是____________________________；对月季来说，适宜花粉培养的时期是________期。为确定花粉是否处于该时期，最常用的镜检方法是________。
(2)月季的花药离体培养与菊花的嫩枝组织培养不同，从植物产生的途径来说，花粉植株产生的途径除了图中所示外，还可以通过________阶段发育而来。
(3)两种植物组织培养都需要接种，下列关于接种时应注意问题描述正确的是( )
①接种室要消毒；②操作时戴口罩，便可说话；③外植体可预先用体积分数为70%的酒精浸泡，再用0.1%的氯化汞液消毒即可；④接种操作要在酒精灯火焰旁进行；⑤接种完毕盖好瓶盖
A．①②③④⑤ B．①②③④
C．③④⑤ D．①④⑤
(4)微生物的实验室培养与以上植物组织培养过程不同，但也需要非常严格的操作。使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物(包括芽孢和孢子)称为________，常用的消毒方法是______________________________________。(至少两种)
[答案] (1)生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化 单核 醋酸洋红法
(2)胚状体 (3)D
(4)灭菌 煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线消毒法、化学试剂消毒法
[解析] (1)如果培养的是一般组织，一般宜采用生长旺盛的嫩枝较好，因为这样的组织细胞分裂能力强，容易诱导脱分化和再分化。如果培养的是花药，一般采用单核期的花药，可以用醋酸洋红法进行检测。
(2)花药离体培养可以有两条产生花粉植株的途径，除了题中的途径外，还可以经过产生胚状体进一步分化产生植株。
(3)接种前要对植物材料进行消毒处理，接种时要在酒精灯火焰旁进行。
(4)将包括芽孢和孢子在内的生命体杀灭的无菌操作方法是灭菌，消毒是将物体表面或内部的部分有害微生物杀死的无菌操作方法，常用的消毒方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线消毒法、化学试剂消毒法等。
一、选择题
1．有同源染色体存在，但在光镜下一定看不到同源染色体之间两两配对联会的是
( )
A．初级精母细胞 B．次级精母细胞
C．精细胞 D．根尖分生区细胞
[答案] D
[解析] 根尖分生区细胞进行的是有丝分裂，无联会现象。
2．下列关于花药培养过程的注意事项中，正确的是 ( )
A．花药培养成功与否与材料选择无关
B．花药培养成幼苗后，一定不能分瓶培养
C．花药培养成幼苗的过程中，除了适宜的温度、pH等，还要注意光照
D．一般地讲，材料选在单核期时花药培养成功率较高
[答案] D
3．运用下列各种细胞工程技术培育生物新品种，操作过程能形成愈伤组织的是
( )
①植物组织培养 ②植物体细胞杂交
③动物细胞培养 ④转基因植物的培育
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．①②③④
[答案] B
[解析] 愈伤组织是关于“植物”的术语，不应出现在“动物”性领域。
4．番茄的染色体数目是24条，一个番茄细胞发生减数分裂，形成的细胞中有三个退化消失，剩下一个细胞迅速发生了三次有丝分裂，你会找到多少个细胞核？这些核中含有多少个染色体 ( )
A．4个核，各有12条染色体
B．4个核，各有24条染色体
C．8个核，各有24条染色体
D．8个核，各有12条染色体
[答案] D
5．组织培养技术，就是在无菌条件下，将下列哪些植物的组织、器官，在人工控制环境里使其形成完整的植株 ( )
①茎尖 ②花药
③子房壁 ④薄壁细胞
⑤形成层细胞 ⑥根尖成熟区细胞
A．①②⑤ B．②③④
C．③⑤⑥ D．①②④
[答案] A
[解析] 本题的实质是考查植物组织细胞的全能性。
二、非选择题
6．将基因型为AaBb的小麦的花粉细胞通过无菌操作接入含有全部营养成分的培养基的试管中，在一定条件下诱导形成试管幼苗，其过程如下图所示：
―→
(1)该小麦花粉的基因型理论上有四种，分别是________。若这些花粉都能长成植物体，基因型分别是________，这些植物体称________，小麦在形成花粉过程中细胞分裂方式是________，在花粉发育成植物体过程中细胞分裂方式是________。
(2)若获得可育的植株，需要用________对________(填序号)进行处理，所获得植株的基因型可能为______________。
(3)请依据图示简述花粉细胞发育成植株的过程。
[答案] (1)AB、Ab、aB、ab AB、Ab、aB、ab 单倍体 减数分裂 有丝分裂
(2)秋水仙素 [3] AABB、AAbb、aaBB、aabb
(3)图中所示的是花粉培养产生花粉植株的一种途径，过程是花粉在诱导培养基上脱分化[1]先形成愈伤组织，再将其诱导即再分化[2]形成丛芽[3]，最后发育成植株。
7．某研究性学习小组准备探究温度对花粉萌发及花粉管长度的影响，请你选取合适的材料用具进行研究：
实验材料和用具：蔗糖、蒸馏水、花粉、醋酸洋红、培养皿、显微镜、恒温箱等。
(1)探究假设：________________________________________________________。
(2)实验步骤：
①采集某种植物的成熟花粉；
②___________________________________________________________________；
③将3个培养皿分别置于10℃、25℃、50℃的恒温箱中培养2h左右；
④____________________________________________________________________；
(3)预测结果及分析：______________________。
[答案] (1)温度影响花粉萌发，适宜温度下花粉管长度较长
(2)②利用蔗糖、蒸馏水配制适宜浓度的蔗糖溶液，分别向3个培养皿中加入等量的蔗糖溶液，将花粉撒落在蔗糖溶液液面上培养 ④将花粉管制成装片，用醋酸洋红染色后用显微镜观察
(3)置于25℃恒温箱中的花粉管长度较长；花粉管萌发需要适宜的温度，不同温度条件下花粉管萌发的长度不同，置于适宜温度条件下的花粉管长度较长。
[解析] 探究实验需要设置对照，该实验中单一变量是温度，一般要设置合理的温度梯度，同时注意控制无关变量保持相同。
