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1、 月季的花药培养月季的花药培养花中皇后月季又称花中皇后月季又称“月月红月月红”，自然花期自然花期5至至11月月，开花连续不断开花连续不断，通常扦插就可以成活通常扦插就可以成活。利用植物组织培养技术可以实现利用植物组织培养技术可以实现优良品种的快优良品种的快速繁殖，保持遗传性状的一致速繁殖，保持遗传性状的一致。但这种方法同。但这种方法同时也存在着一定的缺陷时也存在着一定的缺陷繁殖出来的新植株繁殖出来的新植株往往无法获得一些新的性状。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年，印度科学家在培养毛叶曼陀罗的花药花药时，首次获得了由花药中的花粉粒发育而来的时，首次获得了由花药
2、中的花粉粒发育而来的单倍体植株，这个单倍体植株，这个实验说明实验说明生殖细胞生殖细胞和和体细胞体细胞一样，在离体条件下也具有发育成完整植株的一样，在离体条件下也具有发育成完整植株的潜能。潜能。单倍体育种不仅单倍体育种不仅缩短了育种周期缩短了育种周期，也为新品种，也为新品种的培育开辟了新途径。的培育开辟了新途径。知识回顾知识回顾:单倍体育种的过程？单倍体育种的过程？花药离体培养（花药离体培养（N）单倍体植株（单倍体植株（N）秋水仙素处理，秋水仙素处理，使染色体翻倍使染色体翻倍植株（植株（2N）特点：特点：1.明显缩短育种年限明显缩短育种年限2.后代植株都为纯合子。后代植株都为纯合子。正常植株（正
3、常植株（2N）观察观察P37图图36，和减数分裂比较，你能，和减数分裂比较，你能指出对应的时期吗？又有何特点？指出对应的时期吗？又有何特点？阅读阅读“被子植物的花粉发育被子植物的花粉发育”，思考下列问，思考下列问题：题：被子植物的花的结构是怎样的？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？被子植物花粉的发育要经历哪些阶段？ 一、基础知识一、基础知识（一）被子植物的花粉发育一）被子植物的花粉发育花丝花丝花药：花药：囊状结构，内有很多花粉囊状结构，内有很多花粉1.雄蕊雄蕊雄蕊雄蕊雌蕊雌蕊2.花粉的概念花粉的概念:由由花粉母细胞花粉母细胞经过经过减数分裂减数分裂形成的形成的单倍体
4、的生殖细胞单倍体的生殖细胞.3.花粉发育过程花粉发育过程减减数数分分裂裂有有丝丝分分裂裂花粉粒的形成花粉粒的形成花粉母细胞花粉母细胞（小孢子母（小孢子母细胞）细胞）减数减数分裂分裂（四分体时期）（四分体时期）进入进入单核期单核期有丝有丝分裂分裂（单核（单核居中期）居中期）4 4个小孢子个小孢子1 1个小个小孢子孢子（单核靠边期）（单核靠边期）1 1个小个小孢子孢子花粉管细胞核花粉管细胞核生殖细胞核生殖细胞核双双核核期期花花粉粉粒粒营养细胞营养细胞生殖细胞生殖细胞有丝有丝分裂分裂精子精子精子精子花粉是花粉是 经过经过 分裂而分裂而形成的，因此，花粉是形成的，因此，花粉是 倍体的倍体的_ 细胞细胞
5、经历时期：经历时期： 时期、时期、 期、期、 期期小孢子母细胞小孢子母细胞减数减数单单生殖生殖小孢子四分体小孢子四分体单核单核双核双核 被被子子植植物物花花粉粉发发育育过过程程中中的的四四分分体体时时期期是是指指4 4个单倍体细胞连在一起的时期；个单倍体细胞连在一起的时期； 减数分裂过程中的四分体时期是指同源染减数分裂过程中的四分体时期是指同源染色体配对后，一对同源染色体含有四条染色单色体配对后，一对同源染色体含有四条染色单体的阶段。体的阶段。 被被子子植植物物花花粉粉发育育过程程中中的的四四分分体体时期期与与减减数分裂数分裂过程中的四分体程中的四分体时期的含期的含义在正常情况下，一个小孢子母
6、细胞可在正常情况下，一个小孢子母细胞可以产生以产生个精子；在一枚花药中可以产个精子；在一枚花药中可以产生生个花粉。个花粉。 8 8许多许多营养细胞营养细胞在花粉萌发过程中的作用在花粉萌发过程中的作用：控制花粉的萌发并提供营养控制花粉的萌发并提供营养两个精子和一个营养核的基因型两个精子和一个营养核的基因型 。相同相同注意：注意：A.A.花粉是花粉母细胞经有丝分裂形成的花粉是花粉母细胞经有丝分裂形成的B.B.花粉的发育要经历小孢子四分体时期、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单核期和双核期等阶段C.C.花粉发育经历的四分体时期与减数分裂花粉发育经历的四分体时期与减数分裂的四分体
7、时期含义相同的四分体时期含义相同D.D.花粉母细胞形成花粉粒中精子的过程是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一系列减数分裂的过程1.1.下列关于被子植物花粉的形成，说法正下列关于被子植物花粉的形成，说法正确的是确的是B（二）产生花粉植株的两种途径（二）产生花粉植株的两种途径阅读阅读P38教材内容，说出产生花粉植株教材内容，说出产生花粉植株的两种途径及原因的两种途径及原因1.产生花粉植株的两条途径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产生花粉植株具有两条途径的原因原因：花粉花粉花粉花粉从芽从芽从芽从芽移栽移栽脱脱分分化化诱诱导导胚状体胚状体愈伤组织愈伤组织分化分
8、化再再分化分化生根生根主要取决于培养基中主要取决于培养基中的种类及其的种类及其的配的配比。比。激素激素浓度浓度体细胞胚（胚状体）：体细胞胚（胚状体）：在组织培养过程中，某些体细在组织培养过程中，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，发育过程的胚非常相似的结构，发育过程亦与合子胚类似，被称为亦与合子胚类似，被称为体细胞体细胞胚（胚状体）胚（胚状体）。（三）影响花药培养的因素（三）影响花药培养的因素阅读教材阅读教材P3839页，找出哪些因素能页，找出哪些因素能够影响花药的培养？够影响花药的培养？1、材料的选择、材料的选择不同种类植物的诱导成功率不同。不
9、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。成功率有直接影响。合适的花粉发育时期合适的花粉发育时期：花期早期时的花药：花期早期时的花药最佳。最佳。选择最合适的花粉发育时期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为什么不选择使用单核期之前或之后的花药接种？后的花药接种？ 单核期之前的花药，质地幼嫩，极单核期之前的花药，质地幼嫩，极易破碎。易破碎。单核期之后的花药，花瓣已有些松单核期之后的花药，花瓣已有些松动，又给材料的消毒带来困难。动，又给材料的消毒带来困难。为什么花瓣松动会给为什么花瓣松动会给材料的消毒带来
10、困难？材料的消毒带来困难？答：花瓣松动后，微答：花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，生物就可能侵入到花药，给材料的消毒带来困难。给材料的消毒带来困难。为什么花瓣松动会给材为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？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。水平和配比起决定作用。诱导愈伤组织或胚状体产生的培养基：广泛使用诱导愈伤组织或胚状体产生的培养基：广泛使用 2 2，4-D4-D、IAAIAA；诱导分化的培养基常除去诱导分化的培养基常除去2 2，4-D4-D而以而以IBAIBA代之。代之。2.培养基的组成：
11、培养基的组成：亲本植株的生长条件、材料的低温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预处理、接种密度等对诱导成功率都有一定的影响。都有一定的影响。3.其他因素：其他因素：2.2.在月季花药培养成单倍体植株的过程中，选择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（哪个时期最易成活（ ） A. A.单核期前的花药单核期前的花药 B. B.单核期后的花药单核期后的花药 C. C.单核期花药单核期花药 D. D.双核期双核期C3.3.月季花药培养时的花粉粒最好是（月季花药培养时的花粉粒最好是（ ） A A、四分体时期四分体时期 B B、单核居中期单核居中期 C C、单
12、核靠边期单核靠边期 D D、二核或三核花粉二核或三核花粉粒粒C C材料的选取材料的选取实验操作的流程包括：实验操作的流程包括：（一）（一）_； （二） _；（三）（三）_。材料的消毒材料的消毒接种和培养接种和培养1 1选择花药时一般通过选择花药时一般通过_确定花粉确定花粉发育时期，此时需要对花粉细胞核进行染色，发育时期，此时需要对花粉细胞核进行染色，最常用的染色剂是最常用的染色剂是_和和_，它们分别可以将细胞核染成，它们分别可以将细胞核染成_色和色和_色。色。（一）材料的选取（一）材料的选取焙花青焙花青- -铬矾铬矾阅读阅读“（一）材料的选取（一）材料的选取”，回答下列问题：，回答下列问题：
13、镜检醋酸洋醋酸洋红蓝黑蓝黑红（二）材料的消毒（二）材料的消毒阅读阅读“（二）材料的消毒（二）材料的消毒”，填写下列流程图：，填写下列流程图： 花花蕾蕾（_）清洗清洗吸干水分吸干水分消毒消毒24min冲洗冲洗35次次浸泡约浸泡约30s（_）（_）（_）（_）70%70%酒精酒精无菌吸水纸无菌吸水纸无菌水无菌水无菌水无菌水1%1%氯化汞溶液化汞溶液1%1%次次氯酸酸钙溶液溶液饱和漂白粉溶液和漂白粉溶液1%1%氯化汞溶液化汞溶液说明：说明：用于培养的花药，实际上多数未熟，由于它的用于培养的花药，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，外面有花萼、花瓣或颖片保护，通常处于
14、无菌状态，所以只要将整个花蕾或幼穗消毒即可。所以只要将整个花蕾或幼穗消毒即可。（三）接种和培养（三）接种和培养阅读阅读“（三）（三）接种和培养接种和培养”，回答下列问题：回答下列问题：1.培养：温度为培养：温度为_ ，幼苗形成之前，幼苗形成之前（需要、不需要）光照。（需要、不需要）光照。252.通过愈伤组织形成的植株，常常会出现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。的变化，因而需要鉴定和筛选。染色体组数目染色体组数目为什么通过愈伤组织形成的植株会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？发生染色体倍性的变化？主要原因是营养核和生殖核融合主要原因是营养核和生殖
15、核融合造成的造成的。4.关关于于花花药培培养养产生生花花粉粉植植株株的的途途径径，下下列列叙述叙述错误的是的是()A花粉可通花粉可通过愈愈伤组织发育成植株育成植株B花粉可通花粉可通过胚状体胚状体进一步分化成植株一步分化成植株C主要由培养基中激素的种主要由培养基中激素的种类及用量决定途径及用量决定途径D产生胚状体是花生胚状体是花药离体培养中特有的途径离体培养中特有的途径D D5.5.关关于于月月季季的的花花药药培培养养技技术术与与菊菊花花的的组组织织培培养养技术的不同，下列说法不正确的是技术的不同，下列说法不正确的是( () )A A花药培养需发育时期适宜的花蕾花药培养需发育时期适宜的花蕾B B
16、花药培养对培养基配方的要求更为严格花药培养对培养基配方的要求更为严格C C培养基配制方法完全不同培养基配制方法完全不同D D花花药药裂裂开开后后长长出出的的愈愈伤伤组组织织或或释释放放的的胚胚状状体要及时换培养基体要及时换培养基C C6.下面是被子植物花粉下面是被子植物花粉发育育过程的程的简略表示，略表示，请回答：回答：小小孢子母子母细胞胞双核期双核期(1)是指是指_时期，由小期，由小孢子母子母细胞胞经_分裂形成。分裂形成。(2)和和分分别是指是指_期和期和_期，期，该期期细胞的特点是胞的特点是_。(3)1个花粉母个花粉母细胞胞经过分裂最多能形成分裂最多能形成_个花粉粒，个花粉粒，_个个细胞核
17、。胞核。(4)双核期的两个核分别叫双核期的两个核分别叫_核和核和_核。核。(5)在进行花药组织培养时选择在进行花药组织培养时选择_段的培段的培养成功率最高。养成功率最高。四分体四分体减数减数单核居中单核居中单核靠边单核靠边含浓厚的原生质含浓厚的原生质412生殖细胞生殖细胞花粉管细胞花粉管细胞7.7. 将基因型为将基因型为AaBbAaBb的小麦的花粉细胞通过无菌操作接入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：形成试管幼苗，其过程如图：小麦的花粉细胞小麦的花粉细胞愈伤组织愈伤组织丛
18、芽丛芽生根生根植株植株（1 1）发育成的植株）发育成的植株称为称为_，基因型有，基因型有_。（2 2）小麦形成花粉的细胞分裂方式是）小麦形成花粉的细胞分裂方式是_，花粉发，花粉发育成植物体的过程中细胞分裂方式是育成植物体的过程中细胞分裂方式是_。（3 3）若得到可育的植株，需要用）若得到可育的植株，需要用_对对_（填（填符号）进行处理，所获得的植株基因型可能是符号）进行处理，所获得的植株基因型可能是_。单倍体单倍体AB、Ab、aB、ab答案：答案：（1 1）单倍体）单倍体ABAB、AbAb、aBaB、abab（2 2）减数分裂和有丝分裂有丝分裂）减数分裂和有丝分裂有丝分裂（3 3）秋水仙素）秋
19、水仙素AABBAABB、AAbbAAbb、aaBBaaBB、aabbaabb （4 4）A A、B B、D D8、基因型为、基因型为AaBb的水稻（条染色体）的花药通过无的水稻（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。菌操作，接入试管后，在一定条件下培养成试管苗。（）愈伤组织是花粉细胞分裂形成的不规则的细胞（）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（）（团，愈伤组织必须从培养基中获得（）（）和）和小分子有机物等营养物质。小分子有机物等营养物质。（）要促进花粉细胞的分裂分化，培养基中应有（）要促进花粉细胞的分裂分化，培养基中应有（）（）
20、（）两种激素。）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（）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。利用光能制造有机物促进试管苗生长发育。（）试管苗的细胞核中有（）条脱氧核苷酸（）试管苗的细胞核中有（）条脱氧核苷酸链。试管苗的基因型有：链。试管苗的基因型有：水水无机盐无机盐生长素生长素细胞分裂素细胞分裂素叶叶24ABAbaBab植物组织培养技术与花药培养技术的植物组织培养技术与花药培养技术的异同点异同点项目项目相同点相同点不同点不同点植物组织培养植物组织培养技
21、术技术离体的植物离体的植物组织经脱分组织经脱分化形成愈伤化形成愈伤组织，再分组织，再分化成丛芽，化成丛芽，诱导出根，诱导出根，然后进行移然后进行移栽。栽。外植体为体细胞，外植体为体细胞，染色体数染色体数无无需加倍。需加倍。花药培养技术花药培养技术取材为花药，培养的为取材为花药，培养的为单倍体幼苗单倍体幼苗，植株，植株弱小，弱小，高度不育高度不育，必须用，必须用秋水秋水仙素处理仙素处理，使染色体加，使染色体加倍，恢复正常植株的染倍，恢复正常植株的染色体数，而且为纯种。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
22、量降低。品质变差。运用微型繁殖技术可以培代，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。草育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：莓微型繁殖的基本过程如下：外植外植体体愈伤组织愈伤组织芽、根芽、根植株植株请回答：请回答：（1）微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取）微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取_作为外植体，其依据是作为外植体，其依据是_。（2）在过程）在过程中，常用的中，常用的MS培养基主要成分包括大量培养基主要成分包括大量元素、微量元素和元素、微量元素和_，在配制好的培养基中，常常需，在配制好的培养基中，常常需要添加要添加_，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组，有
23、利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后织。接种后25d，若发现外植体边缘局部污染，原因可，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是能是_。（3）在过程）在过程中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是成根，但分化出了芽，其原因可能是_。茎尖、根尖茎尖、根尖茎尖、根尖不含病毒茎尖、根尖不含病毒有机物有机物植物激素植物激素外植体消毒不彻底外植体消毒不彻底培养基中生长素类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物质和细胞分裂素类物质用量的比值偏低教材教材P40练习练习1.F2代紫色甜玉米的基因型组成可能为代紫色甜玉米的基因型组
24、成可能为Aasusu或或AAsusu。如果运用常规育种方法，。如果运用常规育种方法，将将F2代中的紫色甜玉米与白色甜玉米代中的紫色甜玉米与白色甜玉米（aasusu）进行测交，可以选择出基因型为）进行测交，可以选择出基因型为AAsusu纯种紫色甜玉米。但这种方法比较纯种紫色甜玉米。但这种方法比较繁琐，耗时也较长，需要至少三年的选种和繁琐，耗时也较长，需要至少三年的选种和育种时间。育种时间。如果利用花药培养的技术，在如果利用花药培养的技术，在F1代产生代产生的花粉中就可能有的花粉中就可能有Asu的组合，再将花粉植的组合，再将花粉植株进行染色体加倍，就可以直接得到紫色甜株进行染色体加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的纯合体（玉米的纯合体（AAsusu）。这种方法可以）。这种方法可以大大缩短育种周期。大大缩短育种周期。
