生物选修1月季的花药培养

说明：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， 所以只要将整个花蕾或幼穗消毒即可。
• 月季花蕾的消毒与菊花外植体的 消毒相比较，二者有何不同？ 在酒精消毒前，花药不需 要预先用流水冲洗、洗衣粉洗涤 和软刷刷洗。
Hale Waihona Puke 三）接种和培养阅读“（三）接种和培养”，回答下列问题： 无菌 1．剥取花药：消毒后的花蕾，要在______ 条件下除去花萼、花瓣。 2．接种花药：剥取的花药要立刻接种到 培养基 7～10 ______上。每个培养瓶接种______个花药。 MS 3．培养：花药培养利用的培养基是______ 25 5.8 培养基，pH为______ ，温度为______ ℃， 幼苗形成之前（需要、不需要）光照。
4、下面是被子植物花粉发育过程的简略表示， 请回答： 小孢子母细胞→①→②→③→双核期 四分体 (1)①是指________时期，由小孢子母细胞经 减数 ________分裂形成。 单核居中 单核靠边 (2)②和③分别是指________期和________期， 含浓厚的原生质 该期细胞的特点是________________________。 (3)1个花粉母细胞经过分裂最多能形成_______ 4 12 个花粉粒，________个细胞核。 花粉管细胞 生殖细胞 (4)双核期的两个核分别叫_______核和______ 核。 ②→③ (5)在进行花药组织培养时选择________段的培 养成功率最高。
• 教材P40练习1.
F2代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 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代产生 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。
花粉
愈伤组织
再分化
2.产生花粉植株具有两条途径的原因： 主要取决于培养基中 激素 的种类及其 浓度 的配比。
①体细胞胚 ：植物组织培养过程中，某些体细胞在形 态上转变为与合子发育成的胚（具有胚根、胚芽、胚轴 等结构）非常相似的结构，称做体细胞胚或胚状体。 ②花粉胚 ：植物组织培养过程中，某些单倍体性细胞 在形态上转变为与合子发育成的胚非常相似的结构，称 做花粉胚或胚状体。
IAA （生长素） • 在花药培养基中，用量最高的激素是_____ ；
在诱导丛芽或胚状体培养基中，用量最高的激 BA （细胞分裂素） 素是________________；在诱导生根的培养 基中，用量最高的激素是______________ 。 IAA（生长素）
• 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？ 主要原因是营养核和生 殖核融合造成的。
• 被子植物的花粉发育
1、雄蕊的结构 雄蕊：
花药 花丝
花丝
花药：囊状结构，内有很多花粉粒
2、花药的结构 花 药
花药的横切面结构 1.药隔的维管束； 2.表皮； 3.纤维层； 4.花粉粒； 5.花粉囊； 6.花药的裂口； 7.花隔
药隔：花药中部，由薄壁细胞构成， 内有维管束 花粉粒 花粉囊（4或2） 表皮 囊壁 纤维层
• 利用植物组织培养技术可以实现优良品种的快 速繁殖，保持遗传性状的一致。但这种方法同 时也存在着一定的缺陷——繁殖出来的新植株 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。 • 单倍体育种不仅缩短了育种周期，也为新品种 的培育开辟了新途径。
②两个精子和一个营养核的基因型 相同 。
③在正常情况下，一个小孢子母细胞可以产 生 8 个精子；在一枚花药中可以产生 许多 个 花粉。
④营养细胞在花粉萌发过程中的作用 ：
控制花粉的萌发并提供营养
（二）产生花粉植株的两种途径
1.产生花粉植株的两条途径 阅读P38教材内容，说出产生花粉植株
花粉
分化 的两种途径及原因 胚状体 脱 分 化 从芽 诱 导 从芽 生根 移栽
1、选材是否恰当 选材是否成功是花药培养成功的关键。 2、无菌技术是否过关 如果出现了污染现象，说明某些操作步骤， 如培养基灭菌、花蕾消毒或接种等有问题。 3、接种是否成功 如果接种的花药长出愈伤组织或释放出 胚状体，花药培养的第一步就成功了。要 适时转换培养基，以便愈伤组织或胚状体 进一步分化成再生植株。
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 五月初到五月中旬，即月季的初花期。 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，在单核期， 细胞核由中央移向细胞一侧的时期（单核居 中期至单核靠边期），花药培养成功率最高。 为了挑选到单核期的花药，通常选择完 全未开放的花蕾。
③胚状体的结构及其发育过程与种子相似，所以把从 胚状体到从芽的过程称为 分化 ，而把从愈伤组织到 从芽的过程称为 再分化。 ④花粉植株的特点：单倍体植株，植株弱小，高度不育。
（三）影响花药培养的因素
1、材料的选择 • 植物的种类 阅读教材P38—39页，找出哪些因素能 • 亲本植株的生理状况（花期早期） 够影响花药的培养？ • 花粉的发育期（单核居中期与靠边期之间） 2、培养基的组成 小麦的为N6，马铃薯、月季的为MS，油 菜的为B5培养基 3、其他因素 • 亲本植株生长条件、材料的低温预处理、接 种密度等
（二）材料的消毒
阅读“（二）材料的消毒”，填写下列流程图：
花 蕾
70%酒精 （_______）
浸泡约 30s
无菌水 （______） 清洗
无菌吸水纸 （__________） 吸干水分
无菌水 （_______） 冲洗3～5次
1%次氯酸钙溶液 1%氯化汞溶液 1%氯化汞溶液 饱和漂白粉溶液 （____________） 消毒2～4min
• 实验操作的流程包括： 材料的选取 （一） ____________； 材料的消毒 （二） ____________； 接种和培养 （三） ____________。
（一）材料的选取
阅读“（一）材料的选取”，回答下列问题：
镜检 1．选择花药时一般通过____确定花粉发育 时期，此时需要对花粉细胞核进行染色，最 焙花青-铬矾 醋酸洋红 常用的染色剂是_________和___________， 蓝黑 红 它们分别可以将细胞核染成____色和_____色。 2．在使用焙花青－铬钒溶液时，需要首先 卡诺氏固定液 将花药用______________处理20min。该试 无水酒精与冰醋酸 剂的配制方法是将__________________按体 积比为_______的比例混合均匀。 3 ：1
③经历时期：
2
4
四分体 时期、
单核 期、
期 双核
①花粉粒类型
一个成熟的花粉粒即为雄配子体，有两种情况：
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。（精子在花粉管中形成） 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 的花粉在成熟时，含有一个营养核和两个精子。
3、被子植物花粉的发育
①花粉粒的形成
花粉母细胞 减数 4个小孢子 进入 1个小孢子 （小孢子母细胞） 分裂 （四分体时期） 单核期（单核居中期） 营养细胞 花 花粉管细胞核 双 有丝 核 粉 1个小孢子 分裂 （单核靠边期） 粒 生殖细胞核 期 生殖细胞
有丝 分裂
精子
精子
3、被子植物花粉的发育
减数 ②花粉是小孢子母细胞 分裂而形成的， 经过 生殖 单 因此，花粉是 倍体的 细胞
（一）被子植物的花粉发育
阅读“被子植物的花粉发育”，思考下列问 题： • 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？ • 观察P37图3—6，和减数分裂比较，你能 指出对应的时期吗？又有何特点？
• 被子植物的花的结构：
被子植物花的结构： 花柄、花托、萼片、花瓣、雌蕊和雄蕊
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 培养基配制方法、 外植体为体细胞，染色体 培养技术 无菌技术、接种操 数无需加倍。 作、培养的基本过 取材及培养基组成等要求 程（离体的植物组 更严。培养的结果为单倍 织经脱分化形成愈 花药培养 伤组织，再分化成 体幼苗，植株弱小，高度 不育，必须用秋水仙素处 技术 丛芽，诱导出根， 理，使染色体加倍，才能 然后进行移栽）等 获得正常可育的个体。 基本相同。
2、关于花药培养产生花粉植株的途径，下列叙
述错误的是( D )
A．花粉可通过愈伤组织发育成植株
B．花粉可通过胚状体进一步分化成植株 C．主要由培养基中激素的种类及用量决定途 径 D．产生胚状体是花药离体培养中特有的途径
3、关于月季的花药培养技术与菊花的组织培 养技术的不同，下列说法不正确的是( C ) A．花药培养需发育时期适宜的花蕾 B．花药培养对培养基配方的要求更为严格 C．培养基配制方法完全不同 D．花药裂开后长出的愈伤组织或释放的胚状 体要及时换培养基
被子植物花粉发育过程中的四分体时 期与减数分裂过程中的四分体时期的含义
被子植物花粉发育过程中的四分体时期
是指4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
染色体配对后，一对同源染色体含有四条染
色单体的阶段。
1、月季花药培养时的花粉粒最好是（ C） A、四分体时期 B、单核居中期 C、单核靠边期 D、二核或三核花粉粒
√
（三）接种和培养
阅读“（三）接种和培养”，回答下列问题：