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1、目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,一,二,三,四,一、被子植物的花粉发育 1.花粉:由花粉母细胞经过减数分裂形成的单倍体的生殖细胞。 2.发育过程,目标导航,预习导引,一,二,三,四,二、产生花粉植株的两种途径 1.途径差异: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。 2.形成原因:主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比,目标导航,预习导引,一,二,三,四,三、影响花药培养的因素 1.影响因素:主要受材料的选择与培养基的组成的影响。 2.材料的选择 (1)花期早期时的花药比后期时的容易产生花粉植株。月季的培养选择初花期的花药。
2、(2)花粉发育时期:一般说来,选择单核期的花药培养成功率最高。 (3)亲本的生长条件、材料的低温预处理以及接种的密度也对诱导成功率有一定的影响,目标导航,预习导引,一,二,三,四,植物的花药培养在育种上有特殊的意义,是单倍体育种的一个关键环节。 (1)花药和花粉是什么关系?花药培养的实质是什么? 提示：花药是产生花粉的结构,花药由花药壁和花粉囊组成,花药壁由体细胞组成,花粉囊中有小孢子母细胞(该细胞是产生花粉的最原始的母细胞)。花药培养的实质是花粉培养。 (2)由花药培养得到的植株是否是单倍体育种的目标植株?为什么? 提示：不是。单倍体育种的目标植株为能进行正常繁殖的纯合子植株,而花药培养得到
3、的仅为单倍体植株,大多没有繁殖能力,目标导航,预习导引,一,二,三,四,3)用流程图表示单倍体育种的操作流程。 提示：获得杂合子对杂合子的花药进行培养获得单倍体植株用秋水仙素处理获得染色体数目正常的纯合子植株按照育种目标选择得到目标植株,目标导航,预习导引,一,二,三,四,四、实验操作 1.取材 花药发育时期的确定:一般先将花粉染色,再通过镜检来确定花粉是否处于适宜的发育期。染色方法有: (1)最常用的是醋酸洋红法。 (2)若某些植物的花粉细胞核不易着色,需采用焙花青铬矾法。 2.消毒 常用消毒液为体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液。消毒时间分别为30 s和24 min,目
4、标导航,预习导引,一,二,三,四,3.接种和培养 (1)接种要求:在无菌条件下除去花蕾的萼片和花瓣,并立即将花药接种到培养基上。通常每瓶接种710个。 (2)培养条件:温度在25 左右,幼小植株形成后需要光照。 (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,常常会出现染色体倍性的变化,因此需要对培养出的植株作进一步的鉴定和筛选。 花药长出愈伤组织或释放胚状体后,如何进一步处理? 提示：(1)花药长出愈伤组织后,要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)花药开裂释放出胚状体后,要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,知
5、识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,一、被子植物花粉发育的过程和产生花粉植株的两种途径 1.被子植物花粉发育的过程,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,2.产生花粉植株的两种途径 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,如图所示: 这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和浓度配比,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,例1】 下列关于被子植物花粉发育的说法,不正确的是() (导学
6、号52260011) A.花粉粒是在花药中的花粉囊里形成的 B.被子植物精子的形成是直接减数分裂的结果 C.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 D.花粉粒在发育过程中,核先位于细胞中央,然后移到一侧 解析：被子植物花粉的发育过程是由花粉母细胞经减数分裂形成4个单核花粉粒,然后每个花粉粒的细胞核进行一次有丝分裂形成一个生殖细胞核和一个花粉管细胞核,进而形成一个生殖细胞和一个营养细胞,生殖细胞再进行一次有丝分裂生成两个精子。单核期细胞核先位于细胞中央,然后移到一侧。 答案：B,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构
7、,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,被子植物花粉发育依次经历的阶段是() A.小孢子四分体时期双核期单核居中期单核靠边期花粉粒 B.小孢子母细胞单核靠边期单核居中期双核期花粉期 C.小孢子母细胞小孢子四分体时期单核居中期单核靠边期花粉粒 D.小孢子四分体时期小孢子母细胞双核期单核期花粉期 解析：考查花粉的发育过程。小孢子母细胞经减数分裂形成四个小孢子,经历小孢子四分体时期、单核居中期、单核靠边期、双核期发育成花粉粒。 答案：C,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,1.培养条件下雄核发育的4条途径 (1)单核小孢子进行一次
8、均等分裂,形成两个相同的子细胞,而不是形成相互有别的营养细胞和生殖细胞,这两个细胞进一步发育成愈伤组织或胚状体。 (2)单核小孢子先进行一次非均等的正常分裂,然后通过营养细胞进一步分裂形成愈伤组织或胚状体。 (3)单核小孢子进行一次有丝分裂,营养细胞退化,而生殖细胞进一步发育形成单倍体植株。 (4)小孢子进行一次非均等的正常分裂,形成一个营养核和一个生殖核,两个核都参与愈伤组织或胚状体的形成。有时两个核融合而导致非单倍体形成,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,2.胚状体的含义 在植物组织培养过程中,某些体细胞在形态上会转变为与合子发育成的胚非常相似的结构,它的发育过程也和合子胚类
9、似,胚芽、胚根、胚轴等结构完整,就像一颗种子,这种结构就叫做体细胞胚或胚状体,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,二、影响花药培养的因素和实验操作 1.影响花药培养的因素 能否成功诱导产生花粉植株及诱导成功率的高低,受多种因素影响,其中材料选择和培养基的组成是主要影响因素,其次温度、光照等也是重要的影响因素。 (1)材料的选择 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也有直接影响。 选择最合适的花粉发育时期:单核期。 a.不选择单核期以前花药的原因:花药质地幼嫩,极易破碎。 b.不选择单核期以后花药的原因:花瓣已有些松动,给材料的消毒带来困难,一,
10、二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,c.挑选单核期花药的方法:通常选择完全未开放的花蕾。 (2)花药供体植株的生长条件和预处理 花药供体植株的生长条件影响花药的发育程度。发育良好、健康的花药诱导成功率高,供体植株年龄对花药培养有影响,年龄过大,其诱导成功率低。 培养前的低温预处理很有必要,处理一般在410 下保持1020 d,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,2.月季的花药培养的实验操作 (1)材料的选取 在月季的初花期(五月初到五月中旬),选取生理状况良好的植株的花药,并通过镜检确定花药中的花粉是否处于适宜的发育期。 (2)材料的消毒 将花蕾放入体积分数为70%的酒精中
11、浸泡约30 s无菌水清洗用无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液(或质量分数为1%的次氯酸钙溶液或漂白粉溶液)中24 min无菌水冲洗35次。 (3)接种 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710个,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,4)培养,5)鉴定和筛选 染色体倍性的变化:花药培养中,特别是通过愈伤组织形成的花粉植株,常会出现染色体倍性的变化(主要是营养细胞核和生殖细胞核融合造成的)。需要对培养出来的植株进行鉴定和筛选,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,知识精要,典题例解,迁移应
12、用,知识架构,例2】 下列有关花药离体培养的说法,错误的是 () A.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.接种的花药长出愈伤组织或形成胚状体后,要适时转换培养基,以便进一步分化成再生植株,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,解析：确定花粉发育时期最常用的方法是醋酸洋红法,有些植物细胞核不易着色,才需采用焙花青铬矾法。在形成愈伤组织或胚状体前,没有叶绿素的形成,不进行光合作用,不需要光照;幼小植株形成
13、后,开始进行光合作用,需要光照。花药离体培养的不同阶段,对主要营养的需求不一样,所以要适时转换培养基。 答案：A,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,花蕾消毒主要有以下几步,顺序正确的是() 将花蕾在酒精中浸泡约30 s放入氯化汞溶液中24 min无菌水清洗,然后用吸水纸吸干花蕾表面的水分用无菌水冲洗35次 A.B. C.D. 解析：消毒的基本程序如下:花蕾体积分数为70%的酒精无菌水质量分数为0.1%的氯化汞溶液无菌水。 答案：B,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,操作注
14、意事项 (1)剥离花药时,尽量使之不受损伤,因为花药壁往往能产生二倍体的愈伤组织。 (2)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。 (3)培养温度控制在25 ,开始不需要光照。幼小植株形成后需要光照。 (4)一般经过2030 d培养后,会发现花药开裂,长出愈伤组织或形成胚状体。将愈伤组织尽快转移到分化培养基上,以便进一步分化出再生植株,知识架构,一,二,误以为月季花药培养得到的都是单倍体。其实在月季花药培养中得到的植株可能有少数是花药壁细胞发育成的二倍体,或由于营养核和生殖核融合造成染色体倍性的变化。花药开裂长出愈伤组织,应及时转移到分化培养基上。如果花药开裂释放出胚
15、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,否则这些植株很难分开,例题】 月季有花中皇后之称,是当今世界上最重要的观赏植物种类之一。野生月季多是二倍体(2n=14),而几乎所有栽培品种都是四倍体(4n=28)。下图是月季花药离体培养产生花粉植株的两种途径,请据图回答有关问题。 (导学号52260012,1)选择合适的花粉发育时期是提高诱导成功率的重要因素,这是因为并不是任何时期的花粉都可以经过培养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敏感,一般来说选用期的花粉成功率最高。选择花粉时,一般要通过来确定花粉是否处于
16、合适的发育期,这时需要对花粉的细胞核进行染色,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色。 (2)如图中花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于培养基中。 (3)由栽培品种脱分化形成的胚状体或愈伤组织细胞内含有个染色体组,最终长成的植株称为,4)无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素,请说明下列各项需要消毒,还是需要灭菌。需要灭菌的是(填编号),需要消毒的是(填编号)。 培养基培养皿接种环花蕾实验操作者的双手三角锥形瓶 (5)常用的灭菌方法有灭菌、高压蒸汽灭菌和灭菌,解析：(1)一般来说,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。选择完全未开放的花蕾,可挑选到单核期的花药,菌少、易消毒;花瓣松动,菌多,消毒困难。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。这时需要对花粉的细胞核进行染色,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。(2)月季花药离体培养产生花粉植株有两种途径,这两种发育途径的差别主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。(3)由于几乎所有栽培品种都是四倍体,因
