高中生物选修一3.2《月季的花药培养》人教版(35张PPT)

(共35张PPT)
月季的花药培养
花中皇后月季又称“月月红”，自然花期5至11月，开花连续不断
，通常扦插就可以成活。
利用植物组织培养技术可以实现优良品种的快速繁殖，保持遗传性状的一致。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。
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，这个实验说明生殖细胞和体细胞一样，在离体条件下也具有发育成完整植株的潜能。
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。
知识回顾:
单倍体育种的过程？
花药离体培养（N）
单倍体植株（N）
秋水仙素处理，使染色体翻倍
植株（2N）
特点：1.
明显缩短育种年限
2.
后代植株都为纯合子。
正常植株（2N）
观察P37图3—6，和减数分裂比较，你能指出对应的时期吗？又有何特点？
阅读“被子植物的花粉发育”，思考下列问题：
被子植物的花的结构是怎样的？
被子植物花粉的发育要经历哪些阶段？
一、基础知识
（一）被子植物的花粉发育
花丝
花药：囊状结构，内有很多花粉
1.雄蕊
雄蕊
雌蕊
2.花粉的概念:
由花粉母细胞经过减数分裂形成的单倍体的生殖细胞.
3.花粉发育过程
减数分裂
有丝分裂
①花粉粒的形成
花粉母细胞
（小孢子母细胞）
减数分裂
（四分体时期）
进入
单核期
有丝
分裂
（单核居中期）
4个小孢子
1个小孢子
（单核靠边期）
1个小孢子
花粉管细胞核
生殖细胞核
双核期
花粉粒
营养细胞
生殖细胞
有丝
分裂
精子
精子
②花粉是
经过
分裂而形成的，因此，花粉是
倍体的_______
细胞
③经历时期：
时期、
期、
期
小孢子母细胞
减数
单
生殖
小孢子四分体
单核
双核
注意：
①“此”四分体非“彼”四分体：
“此”：是指被子植物花粉发育过程中，四个小孢子连在一起；
“彼”：是指减数分裂过程中同源染色体两两联会后，每个四分体含有四条姐妹染色单体。
②正确认识营养细胞和精子的关系：
精子就处在营养细胞的原生质中，营养细胞为花粉管的形成提供营养物质。
②在正常情况下，一个小孢子母细胞可以产生
个精子；在一枚花药中可以产
生
个花粉。
8
许多
③营养细胞在花粉萌发过程中的作用
：
控制花粉的萌发并提供营养
①两个精子和一个营养核的基因型
。
相同
注意：
A.花粉是花粉母细胞经有丝分裂形成的
B.花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段
C.花粉发育经历的四分体时期与减数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
1.下列关于被子植物花粉的形成，说法正确的是
B
（二）产生花粉植株的两种途径
阅读P38教材内容，说出产生花粉植株的两种途径及原因
1.产生花粉植株的两条途径
2.产生花粉植株具有两条途径的原因：
花粉
花粉
从芽
从芽
移栽
脱分化
诱导
胚状体
愈伤组织
分化
再分化
生根
主要取决于培养基中
的种类及其
的配比。
激素
浓度
体细胞胚（胚状体）：
在组织培养过程中，某些体细胞在形态上转变为与合子发育成的胚非常相似的结构，发育过程亦与合子胚类似，被称为体细胞胚（胚状体）。
（三）影响花药培养的因素
阅读教材P38—39页，找出哪些因素能够影响花药的培养？
1、材料的选择
⑴不同种类植物的诱导成功率不同。
⑵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。
⑶合适的花粉发育时期：花期早期时的花药最佳。
⑷选择最合适的花粉发育时期
为什么不选择使用单核期之前或之后的花药接种？
单核期之前的花药，质地幼嫩，极易破碎。
单核期之后的花药，花瓣已有些松动，又给材料的消毒带来困难。
　　为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？
　　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。
　为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？
花药培养所采用的培养基各成分中植物生长调节剂的水平和配比起决定作用。
⑴诱导愈伤组织或胚状体产生的培养基：广泛使用
2，4-D、IAA；
⑵诱导分化的培养基常除去2，4-D而以IBA代之。
2.培养基的组成：
亲本植株的生长条件、材料的低温预处理、接种密度等对诱导成功率都有一定的影响。
3.其他因素：
2.在月季花药培养成单倍体植株的过程中，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
C
3.月季花药培养时的花粉粒最好是（
）
A、四分体时期
B、单核居中期
C、单核靠边期
D、二核或三核花粉粒
C
材料的选取
实验操作的流程包括：
（一）
____________；
（二）
____________；
（三）
____________。
材料的消毒
接种和培养
1．选择花药时一般通过_______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______________和___________，它们分别可以将细胞核染成
____色和_____色。
（一）材料的选取
焙花青-铬矾
阅读“（一）材料的选取”，回答下列问题：
镜检
醋酸洋红
蓝黑
红
（二）材料的消毒
阅读“（二）材料的消毒”，填写下列流程图：
花蕾
（_______）
清洗
吸干水分
消毒2～4min
冲洗3～5次
浸泡约30s
（______）
（__________）
（____________）
（_______）
70%酒精
无菌吸水纸
无菌水
无菌水
1%氯化汞溶液
1%次氯酸钙溶液
饱和漂白粉溶液
1%氯化汞溶液
说明：用于培养的花药，实际上多数未熟，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。
（三）接种和培养
阅读“（三）接种和培养”，回答下列问题：
1.培养：温度为______
℃，幼苗形成之前
（需要、不需要）光照。
25
√
2.通过愈伤组织形成的植株，常常会出现
____________的变化，因而需要鉴定和筛选。
染色体组数目
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？
主要原因是营养核和生殖核融合造成的。
4.关于花药培养产生花粉植株的途径，下列叙述错误的是(　　)
A．花粉可通过愈伤组织发育成植株
B．花粉可通过胚状体进一步分化成植株
C．主要由培养基中激素的种类及用量决定途径
D．产生胚状体是花药离体培养中特有的途径
D
5.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
C．培养基配制方法完全不同
D．花药裂开后长出的愈伤组织或释放的胚状体要及时换培养基
C
6.下面是被子植物花粉发育过程的简略表示，请回答：
小孢子母细胞→①→②→③→双核期
(1)①是指________时期，由小孢子母细胞经________分裂形成。
(2)②和③分别是指________期和________期，该期细胞的特点是________________________。
(3)1个花粉母细胞经过分裂最多能形成_______个花粉粒，________个细胞核。
(4)双核期的两个核分别叫_______核和______核。
(5)在进行花药组织培养时选择________段的培养成功率最高。
四分体
减数
单核居中
单核靠边
含浓厚的原生质
4
12
生殖细胞
花粉管细胞
②→③
7.
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，其过程如图：
小麦的花粉细胞①→愈伤组织②→丛芽③→生根→植株④
（1）发育成的植株④称为_______，基因型有_______。
（2）小麦形成花粉的细胞分裂方式是________，花粉发育成植物体的过程中细胞分裂方式是______。
（3）若得到可育的植株，需要用_______对_
④
______（填符号）进行处理，所获得的植株基因型可能是___________。
单倍体　
AB、Ab、aB、ab
减数分裂和有丝分裂
有丝分裂　
AABB、aaBB、Aabb、aabb　
　
秋水仙素　
8、基因型为AaBb的水稻（２４条染色体）的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下培养成试管苗。
（１）愈伤组织是花粉细胞分裂形成的不规则的细胞团，愈伤组织必须从培养基中获得（　）（
）和小分子有机物等营养物质。
（２）要促进花粉细胞的分裂分化，培养基中应有（　　　）（　　　
）两种激素。
愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，由芽发育成叶茎。这一过程必须给予光照，其原因是（　　　）利用光能制造有机物促进试管苗生长发育。
（３）试管苗的细胞核中有（　　　）条脱氧核苷酸链。试管苗的基因型有：
水
无机盐
生长素
细胞分裂素
叶
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AB
Ab
aB
ab
植物组织培养技术与花药培养技术的异同点
项目
相同点
不同点
植物组织培养　　　　技术
离体的植物组织经脱分化形成愈伤组织，再分化成丛芽，诱导出根，然后进行移栽。
外植体为体细胞，染色体数无需加倍。
花药培养技术
取材为花药，培养的为单倍体幼苗，植株弱小，高度不育，必须用秋水仙素处理，使染色体加倍，恢复正常植株的染色体数，而且为纯种。
9.草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低。品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草
莓微型繁殖的基本过程如下：外植体
愈伤组织
芽、根
植株
请回答：
（1）微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取_________
作为外植体，其依据是_??
___
。
（2）在过程①中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和______，在配制好的培养基中，常常需要添加________，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后2~5d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是__________
。
（3）在过程②中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是_____________
。
茎尖、根尖
茎尖、根尖不含病毒
有机物
植物激素
外植体消毒不彻底
培养基中生长素类物质和细胞分裂素类物质用量的比值偏低
①
②