高中生物 第1部分 专题3 课题2 月季的花药培养课件 新人教版选修1

第第1部部分分专专题题3课课题题2理解教材理解教材新知新知把握热点把握热点考向考向应用创新应用创新演练演练知识点一知识点一知识点二知识点二考向一考向一考向二考向二 1.花药培养产生花粉植株有两条途径：一是花药培养产生花粉植株有两条途径：一是 胚状体途径，二是愈伤组织途径，这两胚状体途径，二是愈伤组织途径，这两 种途径主要取决于激素的种类及浓度配比。种途径主要取决于激素的种类及浓度配比。 2影响花药培养的主要因素是材料的选择影响花药培养的主要因素是材料的选择 与培养基的组成。与培养基的组成。3选择单核靠边期的花药培养成功率最高。选择单核靠边期的花药培养成功率最高。4确定花粉发育时期的方法有醋酸洋红法确定花粉发育时期的方法有醋酸洋红法(最常用最常用)和焙花和焙花青青铬矾法铬矾法(花粉细胞核不易着色时花粉细胞核不易着色时)。5对培养出来的植株作进一步鉴定和筛选的原因是在花药培对培养出来的植株作进一步鉴定和筛选的原因是在花药培养中，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。染色体倍性的变化。 自读教材自读教材夯基础夯基础 1被子植物的花粉发育被子植物的花粉发育 (1)花粉：由花粉：由 经过经过 分裂形成的分裂形成的 的生殖细胞。的生殖细胞。 (2)花粉发育过程及特点：花粉发育过程及特点： 小孢子母细胞小孢子母细胞 ：4个单倍体细胞连在一起个单倍体细胞连在一起 花粉母细胞花粉母细胞减数减数单倍体单倍体小孢子四分体时期小孢子四分体时期单核靠边期单核靠边期原生质原生质双核期：细胞中含有双核期：细胞中含有 和和 ，它们，它们 分别形成一个分别形成一个 和一个和一个 ，其中，其中 的生殖细胞形成的生殖细胞形成 花粉管细胞核花粉管细胞核生殖细胞核生殖细胞核营养细胞营养细胞生殖细胞生殖细胞两个精子两个精子(3)被子植物花粉的发育过程图示：被子植物花粉的发育过程图示：2产生花粉植株的两种途径产生花粉植株的两种途径(1)过程图示：过程图示： (2)形成原因：主要取决于培养基中形成原因：主要取决于培养基中 的种类及其的种类及其 。激素激素浓度配比浓度配比 3影响花药培养的因素影响花药培养的因素 (1)主要因素：主要因素： 材料的选择：材料的选择： a不同植物的诱导成功率不同植物的诱导成功率 。 b就同一种植物来说，花期早期时的花药比就同一种植物来说，花期早期时的花药比 的的更容易产生花粉植株。更容易产生花粉植株。 c一般来说，在单核期，细胞核一般来说，在单核期，细胞核 的时期，花药培养成功率最高。的时期，花药培养成功率最高。很不相同很不相同后期后期由中央移向细胞一侧由中央移向细胞一侧 培养基的组成：培养基的培养基的组成：培养基的 对花药培养对花药培养也有影响。也有影响。生长条件生长条件低温预处理低温预处理成分及比例成分及比例 1花粉发育时期的单核期细胞具有哪些特征？花粉发育时期的单核期细胞具有哪些特征？ 提示：提示：细胞含有浓厚的原生质，核位于细胞的中央；细胞含有浓厚的原生质，核位于细胞的中央；随着细胞不断长大，细胞核由中央移向细胞一侧并分裂成随着细胞不断长大，细胞核由中央移向细胞一侧并分裂成一个生殖细胞核和一个花粉管细胞核，进而形成两个细一个生殖细胞核和一个花粉管细胞核，进而形成两个细胞胞营养细胞和生殖细胞。营养细胞和生殖细胞。 2选取材料时，为什么要选取处于适宜时期的花药？选取材料时，为什么要选取处于适宜时期的花药？ 提示：提示：因为：因为：花粉发育的过程中，只有某一时期对离花粉发育的过程中，只有某一时期对离体刺激敏感；体刺激敏感；选择单核期以前的花蕾接种，质地幼嫩，极选择单核期以前的花蕾接种，质地幼嫩，极易破损；选择单核期以后的花药接种，花瓣已有松动，又给易破损；选择单核期以后的花药接种，花瓣已有松动，又给材料的消毒带来困难。材料的消毒带来困难。 跟随名师跟随名师解疑难解疑难 1花粉发育的花粉发育的“四分体四分体”与动物细胞减数分裂过程中与动物细胞减数分裂过程中“四分体四分体”的比较的比较 (1)被子植物花粉发育过程中的被子植物花粉发育过程中的“四分体四分体”是指由是指由1个花个花粉母细胞经过减数分裂产生的连在一起的粉母细胞经过减数分裂产生的连在一起的4个单倍体细胞，个单倍体细胞，即即“四分体四分体”中的中的“四四”指的是指的是4个小孢子细胞。个小孢子细胞。 (2)减数分裂中的减数分裂中的“四分体四分体”是指在联会状态下的一对同是指在联会状态下的一对同源染色体，因为含有源染色体，因为含有4条染色单体，所以叫做条染色单体，所以叫做“四分体四分体”，即即“四分体四分体”中的中的“四四”指的是指的是4条染色单体。条染色单体。2菊花茎段组织培养与月季花药培养比较菊花茎段组织培养与月季花药培养比较项目项目内容内容菊花组织培养菊花组织培养月季的花药培养月季的花药培养理论依据理论依据细胞的全能性细胞的全能性基本过程基本过程脱分化脱分化再分化再分化外植体外植体细胞类型细胞类型体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞项目项目内容内容菊花组织培养菊花组织培养月季的花药培养月季的花药培养操作流程操作流程制备培养基制备培养基外植外植体消毒体消毒接种接种培培养养移栽移栽栽培栽培选材选材消毒消毒接种接种培养培养筛选和诱导筛选和诱导移栽移栽栽栽培选育培选育影响因素影响因素选材、营养、激素、选材、营养、激素、pH、温度、阳光等、温度、阳光等培养结果培养结果正常植株正常植株单倍体植株单倍体植株生殖方式生殖方式无性生殖无性生殖有性生殖有性生殖可育性可育性可育可育高度不育，秋水仙素处理，高度不育，秋水仙素处理，使染色体加倍后可育使染色体加倍后可育 特别提醒特别提醒花粉是小孢子母细胞先经过减数分裂再花粉是小孢子母细胞先经过减数分裂再经有丝分裂形成的，因此，花粉是单倍体的生殖细胞。两经有丝分裂形成的，因此，花粉是单倍体的生殖细胞。两个精子和一个营养细胞的细胞核的基因型相同。个精子和一个营养细胞的细胞核的基因型相同。 自读教材自读教材夯基础夯基础 镜检镜检醋酸洋红醋酸洋红焙花青焙花青铬矾铬矾 花丝花丝酒精酒精25 左右左右分化培养基分化培养基倍性变化倍性变化 1在剥离花药时，为什么要尽量不损伤花药，还要彻在剥离花药时，为什么要尽量不损伤花药，还要彻底去除花丝？底去除花丝？ 提示：提示：损伤花药接种后容易从受伤部位产生愈伤组织；损伤花药接种后容易从受伤部位产生愈伤组织；与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。 2培养形成的植株还需要怎样处理才能发育成正常植培养形成的植株还需要怎样处理才能发育成正常植株？为什么要作进一步的鉴定和筛选？株？为什么要作进一步的鉴定和筛选？ 提示：提示：(1)用秋水仙素处理幼苗。用秋水仙素处理幼苗。 (2)因为花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉因为花药培养中，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。植株，常常会出现染色体倍性的变化。 跟随名师跟随名师解疑难解疑难 1镜检花粉发育时期的方法比较镜检花粉发育时期的方法比较醋酸洋红法醋酸洋红法焙花青焙花青铬矾法铬矾法不不同同点点方法的方法的使用使用常用的方法常用的方法花粉细胞核不易着色时，花粉细胞核不易着色时，使用该方法使用该方法步骤步骤将花药放在载玻片上将花药放在载玻片上滴滴1滴滴1%醋酸洋红醋酸洋红用镊柄捣用镊柄捣碎花药碎花药盖上盖玻片盖上盖玻片镜检镜检花药在卡诺氏固定液中固花药在卡诺氏固定液中固定定20 min取出，放在载取出，放在载玻片上玻片上焙花青焙花青铬矾溶液铬矾溶液染色染色盖上盖玻片盖上盖玻片镜检镜检现象现象花粉细胞核染成深红色花粉细胞核染成深红色花粉细胞核染成蓝黑色花粉细胞核染成蓝黑色相相同同点点都可通过镜检来确定花粉是否处于适宜的发育期都可通过镜检来确定花粉是否处于适宜的发育期 2花粉植株出现染色体组数目变化的原因分析花粉植株出现染色体组数目变化的原因分析 在花药培养过程中，尤其是通过愈伤组织形成的花粉在花药培养过程中，尤其是通过愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现染色体组数目的变化，其原因有以下几植株，常常会出现染色体组数目的变化，其原因有以下几个方面：个方面： (1)花粉细胞的融合。花粉细胞的融合。 (2)接种花粉过程中混有小孢子母细胞。接种花粉过程中混有小孢子母细胞。 (3)在材料的低温预处理时低温抑制了纺锤体的形成。在材料的低温预处理时低温抑制了纺锤体的形成。 (4)在双核期时，生殖细胞核和花粉管细胞核并没有形在双核期时，生殖细胞核和花粉管细胞核并没有形成两个细胞，而是两个核发生了融合。成两个细胞，而是两个核发生了融合。 特别提醒特别提醒与菊花外植体消毒相比较，月季花蕾在与菊花外植体消毒相比较，月季花蕾在酒精消毒前，不需要预先用流水冲洗、洗衣粉洗涤和软刷酒精消毒前，不需要预先用流水冲洗、洗衣粉洗涤和软刷刷洗。刷洗。 例例1 关于被子植物花粉的形成，说法正确的是关于被子植物花粉的形成，说法正确的是() A花粉的发育要经历四分体期、单核期和双核期花粉的发育要经历四分体期、单核期和双核期 B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 C花粉发育经历的四分体期和减数第一次分裂的四分花粉发育经历的四分体期和减数第一次分裂的四分体时期的含义相同体时期的含义相同 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分裂的过程 解析解析花粉是花粉母细胞经减数分裂及有丝分裂形花粉是花粉母细胞经减数分裂及有丝分裂形成的，经历四分体期、单核期和双核期等阶段。花粉粒中成的，经历四分体期、单核期和双核期等阶段。花粉粒中的生殖细胞经有丝分裂产生的生殖细胞经有丝分裂产生2个精子。四分体期指个精子。四分体期指4个小孢个小孢子连在一起，而减数分裂的四分体时期是指同源染色体配子连在一起，而减数分裂的四分体时期是指同源染色体配对后，对后，1个四分体含个四分体含4条染色单体的阶段。条染色单体的阶段。 答案答案A (1)二核花粉粒：成熟的花粉粒中，只含花粉管细胞二核花粉粒：成熟的花粉粒中，只含花粉管细胞核和生殖细胞核核和生殖细胞核(精子在花粉管中形成精子在花粉管中形成)。 (2)三核花粉粒：有些植物的花粉，在成熟前，生殖三核花粉粒：有些植物的花粉，在成熟前，生殖细胞进行一次有丝分裂，形成两个精子，这样的花粉在细胞进行一次有丝分裂，形成两个精子，这样的花粉在成熟时，含有一个营养核和两个精子核。成熟时，含有一个营养核和两个精子核。 例例2 下列有关花药离体培养的几种说法，错误的是下列有关花药离体培养的几种说法，错误的是 () A材料的选择最常用的方法是焙花青材料的选择最常用的方法是焙花青铬矾法，这种铬矾法，这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色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，然后用氯化汞或次材料消毒时需先用酒精浸泡，然后用氯化汞或次氯酸钙溶液浸泡，最后用无菌水冲洗氯酸钙溶液浸泡，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成后需要光照 D若接种的花药长出愈伤组织或形成胚状体后，要若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适时转换培养基，以便进一步分化成再生植株 解析解析确定花粉发育的时期最常用的方法是醋酸洋确定花粉发育的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时，需采用焙花青红法，有些植物细胞核不易着色时，需采用焙花青铬矾铬矾法。在形成愈伤组织或胚状体前，没有叶绿素的形成，不法。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；幼小植株形成后开始进行光进行光合作用，不需要光照；幼小植株形成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。养的需求不一样，所以要适时转换培养基。 答案答案A月季组织培养中的三种培养基及使用顺序月季组织培养中的三种培养基及使用顺序 (1)脱分化培养基：脱分化培养基：1 000 mL MS培养基加入培养基加入0.4 mg 2，4D、0.2 mg KIN、4 mg IAA。 (2)生芽培养基：生芽培养基：MS培养基中添加培养基中添加GA、IBA和和BA，质量浓度分别为质量浓度分别为0.1 mg/L、0.5 mg/L和和1 mg/L。 (3)生根培养基：生根培养基：MS培养基各成分用量减半，添加培养基各成分用量减半，添加IAA，质量浓度为，质量浓度为1.5 mg/L。 三者使用的顺序为：先用脱分化培养基，再用生芽培三者使用的顺序为：先用脱分化培养基，再用生芽培养基，然后用生根培养基。如果先用生根培养基，再用生养基，然后用生根培养基。如果先用生根培养基，再用生芽培养基，则不能生芽。芽培养基，则不能生芽。