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1、课题2 月季的花药培养新课导入新课导入 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。学习目标学习目标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。基础知识1 实验操作2新知探究新知探究被子植物的被子植物的有性生殖有性生殖是在是在花里花里进行的，进行的，雌蕊雌蕊和和雄蕊雄蕊是进行有性生殖的主要部分是进行有性生殖的主要部分。雌雌蕊蕊雄雄蕊蕊u1.雄蕊由花粉母细胞经过减数分裂形成的单倍体的生殖细胞.花药：囊状结
2、构，内有很多花粉花丝u2.花粉:u3.花粉发育阶段： 小孢子四分体时期；单核期；双核期花粉管花粉管精子精子(2(2个个) )卵细胞卵细胞极核极核基础知识1 （一）被子植物的花粉发育（一）被子植物的花粉发育 被子植物的花的结构是怎样的？ 观察下图，和减数分裂比较，你能指出对应的时期吗？又有何特点？小孢子小孢子母细胞母细胞4个个小孢子小孢子1个小孢子个小孢子（单核居中期）（单核居中期）1 1个小孢子个小孢子（单核靠边期）（单核靠边期）花粉管花粉管细胞核细胞核生殖生殖细胞核细胞核营养营养细胞细胞生殖生殖细胞细胞精子精子精子精子减数分裂减数分裂有丝分裂有丝分裂有丝分裂有丝分裂特点：细胞质浓厚花粉花粉是
3、是小孢子母细胞小孢子母细胞经过经过减数分裂减数分裂而形成而形成的，因此，花粉是的，因此，花粉是单倍体单倍体的的生殖细胞生殖细胞花粉粒的形成花粉粒的形成经历时期：经历时期：四分体时期、单核期、双核期四分体时期、单核期、双核期四分体时期四分体时期( (小孢子小孢子) )有丝有丝分裂分裂单核靠边期单核靠边期( (小孢子小孢子) )单核居中期单核居中期( (小孢子小孢子) )花粉母细胞花粉母细胞（小孢子母细胞）（小孢子母细胞）减数分裂减数分裂精子精子精子精子有丝有丝分裂分裂花粉管细胞核花粉管细胞核生殖细胞核生殖细胞核生殖细胞生殖细胞营养细胞营养细胞双核期双核期两个精子和一个营养细胞的基因型相同两个精子
4、和一个营养细胞的基因型相同1 1个个花粉花粉母细母细胞胞4 4个个小孢小孢子子减分减分有分有分4 4个花粉管细胞核个花粉管细胞核4 4个生殖细胞核个生殖细胞核有分有分8 8个精子个精子移栽花药中的花粉胚状体脱分化 愈伤组织 花药中的花粉脱分化 分化 丛芽 再分化 丛芽 诱导生根（二）产生花粉植株的两种途径（二）产生花粉植株的两种途径体细胞胚：在组织培养过程中，某些细胞在形态上转变为与合子发育成胚非常相似的结构，发育过程亦与合子胚类似。原因：培养基中的激素种类及浓度配比 愈伤组织转接种到再生培养基愈伤组织转接种到再生培养基 愈伤组织分化形成再生植株愈伤组织分化形成再生植株 愈伤组织发育途径部分花
5、药产生愈伤组织部分花药产生愈伤组织 接种在平板上的水稻花药接种在平板上的水稻花药 烟草花药培养 胚状体发育途径（三）影响花药培养的因素（三）影响花药培养的因素花期早期；单核居花期早期；单核居中期与靠边期之间中期与靠边期之间培养基的组成培养基的组成材料的选择材料的选择亲本生长条件、亲本生长条件、材料低温处理、材料低温处理、接种密度等接种密度等适宜的培适宜的培养条件等养条件等（三）影响花（三）影响花药培养的因素培养的因素材料的选择材料的选择 花期早期时的花药比后期的更容易产生花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粉植株。一般月季的花药培养时间选在五月初到五月
6、中旬，即月季的到五月中旬，即月季的初花期初花期。 选择合适的花粉发育时期也是提高诱导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，在功率的重要因素。一般来说，在单核期单核期，细胞，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。率最高。 为了挑选到单核期的花药，通常选择完全为了挑选到单核期的花药，通常选择完全未开放的花蕾。未开放的花蕾。 只有某一个时期对离体刺激敏感。只有某一个时期对离体刺激敏感。 最适合花药培养的小孢最适合花药培养的小孢子发育时期为子发育时期为单核靠边期单核靠边期措施？措施？实验操作2（一）材料的选取（一）材料的选
7、取 选择花药时，一般通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。 最常用的方法有醋酸洋红法。但是，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。醋酸洋红法染色机理醋酸洋红法染色机理 醋酸洋红为醋酸洋红为碱性染色剂碱性染色剂，而花粉细，而花粉细胞内有染色体，染色体主要成分是胞内有染色体，染色体主要成分是DNADNA和蛋白质和蛋白质, ,易被碱性染料着色易被碱性染料着色染成红色染成红色 。醋酸洋红的配置醋酸洋红的配置2 2、醋酸洋红法、醋酸洋红法将体积分数将体积分数4545的醋酸的醋酸100ml100ml煮沸，缓缓加入煮沸，缓缓加入1g1g洋洋红，在加热回
8、流红，在加热回流8h8h，冷却至，冷却至5050，过滤即可。，过滤即可。 将花药放在载玻片上，加一滴将花药放在载玻片上，加一滴质量分数质量分数1 1的醋酸洋红，用镊柄的醋酸洋红，用镊柄将花药捣碎，盖上盖玻片在显微镜将花药捣碎，盖上盖玻片在显微镜下检查。下检查。染色操作染色操作3 3、焙花青、焙花青铬钒法铬钒法 将无水酒精与冰醋酸按体积将无水酒精与冰醋酸按体积比为比为3 3 ：1 1的比例混匀的比例混匀卡诺氏固定液的配制方法卡诺氏固定液的配制方法 将将5g5g铬明矾铬明矾KK2 2SOSO4 4CrCr2 2(SO(SO4 4) )24H24H2 2OO加入加入90ml90ml蒸馏蒸馏水中，溶解
9、后加入水中，溶解后加入0.1g0.1g焙花青，混匀并加焙花青，混匀并加热至沸腾，煮沸热至沸腾，煮沸5 5分钟后冷却至室温，过分钟后冷却至室温，过滤，加蒸馏水定容至滤，加蒸馏水定容至100ml100ml。焙花青焙花青铬钒溶液的配制方法铬钒溶液的配制方法 花药应该在花药应该在卡诺氏固定液中卡诺氏固定液中固定固定20min20min，然后取出放在载玻片上，然后取出放在载玻片上，加加焙花青焙花青铬钒溶液染色，铬钒溶液染色，盖上盖玻片盖上盖玻片后在显微镜下检查。后在显微镜下检查。染色操作染色操作（二）材料的消毒（二）材料的消毒1、花蕾用V/V为70%的酒精浸泡30秒2、无菌水清洗3、无菌吸水纸吸干花蕾表
10、面的水分4、放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中24分钟（也可质量分数为1%的次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液）5、无菌水冲洗35次要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成立即将花药接种于培养基上，通常每瓶接种花药7-10个。u1、剥取花药勿损伤花药，以免诱导出非花粉愈伤组织u2、接种（三）接种和培养（三）接种和培养培养条件：温度25左右，不需要光照。u3、培养培养：花药开裂，长出愈伤组织或释放出胚状体。 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u4、鉴定和筛选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
11、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。（一）材料选取（一）材料选取 2、通过镜检来确定是否处于适宜的发育期。 方法：醋酸洋红法(将染色体染成红色)常用方法 焙花青-铬矾法(花粉细胞核染成蓝黑色)。1、从花药看：从花药看： 从花粉看：从花粉看： 从花蕾看：从花蕾看： 花药（载玻片上）花药（载玻片上）1%的醋酸洋红的醋酸洋红1滴滴用镊柄将花药捣碎，用镊柄将花药捣碎，盖上盖玻片盖上盖玻片镜检（花粉粒的细胞核被
12、染成红色）镜检（花粉粒的细胞核被染成红色） 花药（在卡诺氏固定液中处理花药（在卡诺氏固定液中处理20min）取出，置于载玻片上取出，置于载玻片上焙花青铬矾溶液染色焙花青铬矾溶液染色盖上盖玻片盖上盖玻片镜检（花粉粒的细胞核镜检（花粉粒的细胞核被染成蓝黑色）被染成蓝黑色）月季的初花期月季的初花期单核靠边期单核靠边期完全未开放的完全未开放的（二）材料的消毒（二）材料的消毒5 5、 冲洗冲洗3 35 5次次 花药的外面有花萼、花瓣保护，通常处于无菌状态花药的外面有花萼、花瓣保护，通常处于无菌状态1、花蕾用、花蕾用 浸泡浸泡30秒秒2、 清洗清洗3、 吸干花蕾表面的水分吸干花蕾表面的水分4、放入、放入
13、溶液中溶液中24分钟分钟 （质量分数为质量分数为1%的的次氯酸钙溶液次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液或饱和漂白粉溶液）体积分数为体积分数为70%的酒精的酒精无菌水无菌水质量分数为质量分数为0.1%的氯化汞的氯化汞无菌水无菌水无菌吸水纸无菌吸水纸课堂小结课堂小结基础知识实验操作被子植物的花粉发育花粉其他因素影响因素花粉发育经历的时期月季的花药培养材料与培养基材料的选取产生途径消毒接种和培养自主测评自主测评一、选择题一、选择题 （每题只有一个正确答案）（每题只有一个正确答案）1 1. .在月季花药培养的过程中，选择哪个时期的材料最易成功在月季花药培养的过程中，选择哪个时期的材料最易成功 （ ）A A单
14、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2 2. .影响花药培养的主要因素是影响花药培养的主要因素是 （ ）A A材料的选择与培养基的组成材料的选择与培养基的组成 B B亲本植株的生理状况亲本植株的生理状况 C C选择合适的花粉发育时期选择合适的花粉发育时期 D D材料的低温处理与接种密度材料的低温处理与接种密度3 3. .某高等植物体细胞内假设有某高等植物体细胞内假设有6 6条染色体，它们是条染色体，它们是AaBbDdAaBbDd，那么，一个花粉管，那么，一个花粉管中的两个精子中的染色体是中的两个精子中的染色体是 （ ）A
15、 AABDABD和和abd Babd BAbDAbD和和abd Cabd CAaBAaB和和Bbd DBbd DAbdAbd和和AbdAbd4 4. .用兰花茎尖细胞可快速培养兰花苗，这种生殖方式不能叫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 A无性生殖无性生殖 B B组织培养组织培养 C C植物克隆植物克隆 D D有性生殖有性生殖5 5. . 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，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。进可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体
16、培养，发育出完整植株。进行离体培养时不应采用该植株的行离体培养时不应采用该植株的 （ ）A A茎尖茎尖 B B子房壁子房壁 C C叶片叶片 D D花粉粒花粉粒C CA AD DD DD D自主测评自主测评6 6粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有7条染色体。两个此种粗糙脉孢菌条染色体。两个此种粗糙脉孢菌A和和a融融合后成为二倍体，随即发生典型的减数分裂，紧接着又进行一次有丝分裂。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 （ ） A8个、个、7
17、条条 B8个、个、14条条 C4个、个、7条条 D4个、个、14条条二、非选择题二、非选择题7 7基因型为基因型为AaBbAaBb的水稻（的水稻（2424条染色体）的花药通过无菌操作，接入试管后，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。在一定条件下培养形成试管苗。（1 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）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中，必须从培养基中获得 、 和小分子有机物等营养物质。和小分子有机物等营养物质。（2 2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有）要促进花粉细胞分裂生
18、长，培养基中应有 和和 两种激素。两种激素。（3 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）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，其原因是程必须给予光照，其原因是 _ _ 。（4 4）试管苗的细胞核中含有）试管苗的细胞核中含有 条脱氧核苷酸链。条脱氧核苷酸链。（5 5）培育成的试管苗可能出现的基因型有）培育成的试管苗可能出现的基因型有 水水 无机盐无机盐细胞分裂素细胞分裂素 叶绿素的形成需要光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的有机物试管苗的生长发育所需营养来自叶绿体利用光能制造的有机物24AB、
19、Ab、aB、abA A生长素生长素 练习1. 答：F2紫色甜玉米的基因型组成可能为Aasusu或AAsusu。如果运用常规育种方法，将F2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AAsusu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育种时间。如果利用花药培养的技术，在F1产生的花粉中就可能有Asu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玉米的纯合体（AAsusu）。这种方法可以大大缩短育种周期。 练习2. 答：植物组织培养技术与花药培养技术的相同之处是：培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。 两者的不同之处在于：花药培养的选材非常重要，需事先摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基；花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药培养的难度大为增加。退退出出温馨提示：本PPT课件下载后，即可编辑修改，也可直接使用。（希望本课件对您有所帮助）
