高中生物人教版选修1 专题3 课题2 月季的花药培养 上课课件

(共37张PPT)
大自然为我们创造了千姿百态的植物，许多植物都会开出鲜艳、芳香的花朵。
月季
牡丹
导入新课
百合
你知道这些绚丽、芬芳的鲜花是怎样产生的吗？
花药
花药是花丝顶端膨大呈囊状的部分，是雄蕊产生花粉的主要部分。
花药培养
采用植物组织培养技术，把发育到一定阶段的花药，通过无菌操作技术，接种在人工培养基上，以改变花药内花粉粒的发育程序，诱导其分化，形成细胞团，进而形成愈伤组织，随后使愈伤组织分化成完整的植株的技术。
什么是花药培养呢？
1964年，印度科学家在培养毛叶曼陀罗的花药时，首次获得了由花药中的花粉粒发育而来的单倍体植株。
说明生殖细胞喝体细胞一样，在离体条件下也具有发育成完整植株的潜能。
自20世纪60年代以来，世界上已有250多种高等植物的花药培养获得成功。
我国已经培育成功近50种植物的花粉再生植株，如小麦、玉米、大豆、甘蔗、橡胶等。
花药培养是以获得单倍体植物为目的而采用的一种方法。
经过人工诱导使花粉粒的染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。
再经历与胚形成的同样过程，发育成正常的单倍体植物。
单倍体育种不仅缩短了育种周期，也为新品种的培育开辟了新途径。
花药培养在育种工作上的意义
课题2
月季的花药培养
专题3 植物的组织培养技术
课题内容：
（一） 基础知识
（二） 实验操作
（三） 结果与分析
说出被子植物花粉发育的过程及花药培养产生花粉植株的两种途径，说出影响花药培养的因素，学习花药培养的基本技术。
过程与方法
教学目标
尝试用月季或其他植物的花药进行培养。
通过学习真正了解植物的花药培养在育种上的特殊意义。
情感态度与价值观
重点与难点
选取适宜的培养材料和培养基。
一、 基础知识
1、被子植物的花粉发育
花粉：

花丝
花药
雄蕊

囊状结构，内有很多花粉粒
雄蕊
大多数被子植物的花药是由4个花粉囊（少数植物为2个）组成，分为左、右两半，中间由药隔相连。
花粉囊
当花粉囊的壁组织逐步发育分化时，会形成大量的花粉母细胞（小孢子母细胞）。
花粉粒是由花粉母细胞经过减数分裂而形成，因此，花粉粒是单倍体的生殖细胞。
② 花粉
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。
被子植物花粉的发育过程
A未成熟的花药
B花粉粒发育过程的三个阶段
C与成熟的花药（示花粉囊开裂，散出花粉粒）
1.花丝； 2.未成熟花粉囊； 3.药隔；4.小包子母细胞； 5.四个单相的小包子包在同一壁内（四分体）； 6.成熟花粉粒； 7.已成熟的花粉囊； 8.花粉粒； 9.花药的裂口
2、产生花粉植株的两种途径
花粉
花粉
胚状体
愈伤组织
丛芽
生根
移栽
脱分化
分化
再分化
诱导
脱分化






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。
资料
胚状体：
又称体细胞胚，这种体细胞在形态上能够转变为与合子发育成的胚非常相似的结构，而且他的发育过程也与合子胚类似，胚芽、胚根、胚轴等结构完整，就像一颗种子。
3、影响花药培养的因素
花粉植株诱导成功的关键因素：
适宜的材料
培养基的组成
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。
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。
为了挑选到单核 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
月季
通常从生长旺盛的植株上取早期现蕾的花药或花粉进行培养，较易形成花粉植株；取蕾前，供体植株的栽培条件的好坏也影响花粉植株的诱导率。
A 亲本植株的生长条件
其他影响因素：
B 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。
C 培养条件
培养温度通常保持在25℃左右，光照因作物种类不同而异。在花粉培养的早期，黑暗或弱光条件可能更有利于花粉分裂的启动。
D 接种密度
答：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。
思考
为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？
二、 实验操作
（一）材料的选取
（二）材料的消毒
（三）接种和培养
（一） 材料的选取
1. 选择花药一般通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。
2. 最常用的方法：醋酸洋红法、焙花青—铬矾法。
某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用焙花青—铬矾法，这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色。
（二）材料的消毒
花蕾
无菌水清洗
吸干表面水分
0.1％的氯化汞溶液 2-4 min
无菌水清洗3-5次





70％的酒精浸泡30s
（三）接种和培养
灭菌后花蕾，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。
在剥离花药时，要尽量不损伤花药（否则接种后，容易从受伤部位产生二倍体的愈伤组织），同时还要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。
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。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。
每瓶接种花药7-10个，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。
如果花药开裂释放出胚状体，则一个花药内就会产生大量幼小植株，必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开，分别移植到新的培养基上，否则这些植株将很难分开。
对培养出来的植株做进一步的鉴定和筛选。因为在花药培养中，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。
三、 结果分析与评价
1、选材是否恰当
选材是否成功是花药培养成功的关键。应学会通过显微镜观察处于适宜发育期的花粉。
2、无菌技术是否过关
如果出现了污染现象，说明某些操作步骤，如培养基灭菌、花蕾消毒或接种等有问题。
3、接种是否成功
如果接种的花药长出愈伤组织或释放出胚状体，花药培养的第一步就成功了。要适时转换培养基，以便愈伤组织或胚状体进一步分化成再生植株。
基础知识

实验操作
被子植物的花粉发育
花粉


双核期
其他因素
接种密度
小包子四分体时期
影响因素
花粉发育经历的时期

花粉囊
单核期

亲本植株的生长条件
材料低温预处理
月季的花药培养


材料与培养基
材料的选取

产生途径
结果分析与评价
消毒

花粉
培养条件

接种和培养
课堂小结
下表是某培养液成分含量表，请回答：
编号 成分 含量
① （NH4）HCO3 0.5g
② KH2PO4 3.0 g
③ CaSO4 0.5g
④ FeCl2 0.5g
⑤ 维生素 少许
⑥ 水 1000mL
课堂练习
（1）若用于培养微生物，该培养液中有___类营养物质，可培养的微生物同化作用类型是________。

（2）此营养液若用来培养固氮微生物，则应除去的成分是____ ，应加入的物质是_______。

（3）若用该培养液培养大肠杆菌，应加入的物质是_______ ，为检测大肠杆菌的存在与否还应加入_______和_______，将呈现________反应。
五
自养型
①
有机物
有机物
伊红
美兰
蓝紫色
（4）此培养液若用于培养金黄色葡萄球菌并观察菌落形态，除有机物外还应加入_______，为使其正常生长繁殖，同时又抑制其他杂菌，还应加入______________。

（5）此培养液若用于植物组织培养， 还应加入_____________________和_______。

（6）各种成分在熔化后分装前必须进行_______，接种前要进行_______。
琼脂
高浓度食盐
蔗糖、Mg2+ 等
琼脂
调整pH
灭菌