课题 2 月季的花药培养

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课前预习导学目标导航学习目标 1.说出并能作图表示被子植物花粉发育 的过程。 2.说出并能用流程图表示花药培养产生花粉 植株的两种途径。 3.说出影响花药培养的因素。 4.尝试用月季或其他植物的花药进行培养。 重点 : 选取适宜的培养材 料和培养基。 难点 : 选取适宜的培养材料和 培养基。 重点难点

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预习导引一、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 (1)四分体时期:4 个单倍体细胞连在一起。 (2)单核期:细胞含有浓厚的原生质,该期又可分为单核居中期和单 核靠边期两个时期。 (3)双核期:细胞中含有生殖细胞核和花粉管细胞核,它们分别形成 一个生殖细胞和一个营养细胞,其中的生殖细胞形成两个精子。

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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。

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)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。目录 退出

预习交流 1——花药培养的主要应用是什么? 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。

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(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,而花药培养得到的仅为单倍体植株,大多没有繁殖能力。 (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。

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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 2~4 min。

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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 7~10 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。

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预习交流 2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。

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课堂合作探究问题导学一、被子植物花粉发育的过程和产生花粉植株的两种途径活动与探究 1 1.用流程图表示被子植物花粉发育的过程。 提示:小孢子母细胞→4 个小孢子(小孢子四分体时期)→1 个小孢子 (单核居中期)→1 个小孢子(单核靠边期)→花粉粒(双核期)。

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2.讨论植物花粉发育过程中的小孢子“四分体”与减数分裂过程中 “四分体”一样吗?请说明原因。 提示:不一样。前者是指由一个小孢子母细胞经过减数分裂产生的 连在一起的 4 个单倍体细胞,其中“四”是 4 个小孢子;后者是指在联会状 态下的一对同源染色体,其中“四”是 4 条染色单体。

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3.用流程图表示产生花粉植株的两种途径并说出两种途径的主要 区别和决定因素。 提示: 途径 1:花粉 途径 2:花粉 胚状体 愈伤组织 丛芽 生根 丛芽 移栽 生根 移栽

两种途径的主要区别是花粉脱分化形成胚状体还是愈伤组织 ;两 种途径主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。

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4.花粉胚与体细胞胚有哪些区别?请阅读教材第 38 页,谈一下你的 看法。 提示:花粉胚是由单倍体性细胞发育而成的胚状结构,可以发育成 单倍体植株;体细胞胚(胚状体)是植物体细胞离体培养形成的,与合子发 育成的胚具有相似的结构。

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迁移与应用 1 关于被子植物花粉发育的说法,不正确的是( 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减数分裂的结果 C.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 D.花粉粒在发育过程中,核先位于细胞一侧,再移到细胞中央 解析:单核期的细胞核开始位于中央,然后由中央移向细胞一侧。 答案:D )。

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1.花粉发育过程中的细胞分裂方式 花粉母细胞(小孢子母细胞) 时期)

4 个小孢子(小孢子四分体 花

单核期小孢子(单核居中期→单核靠边期)

粉粒中包含生殖细胞核和

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2.培养条件下雄核发育的 4 条途径 (1)单核小孢子进行一次均等分裂,形成两个等同的子细胞,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。

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