人教版選修1 專題3 課題2 月季的花藥培養(yǎng) 學(xué)案.doc

一、被子植物的花粉發(fā)育1發(fā)育場所：被子植物雄蕊的花藥中。2花粉的形成：由花粉母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成，因此，花粉是單倍體的生殖細(xì)胞。3花粉的發(fā)育經(jīng)歷小孢子四分體時期、單核期和雙核期等階段。(1)小孢子四分體時期：4個單倍體細(xì)胞連在一起。(2)單核期：四分體的4個單倍體細(xì)胞彼此分離，形成4個具有單細(xì)胞核的花粉粒。單核期分為單核居中期和單核靠邊期兩個時期。(3)雙核期：細(xì)胞中含有生殖細(xì)胞核和花粉管細(xì)胞核，它們進(jìn)而形成一個生殖細(xì)胞和一個營養(yǎng)細(xì)胞，其中的生殖細(xì)胞再分裂一次形成兩個精子。二、產(chǎn)生花粉植株(即單倍體植株)的兩種途徑1過程圖示2形成原因：主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比。三、影響花藥培養(yǎng)的因素1主要因素(1)材料的選擇不同植物的誘導(dǎo)成功率很不相同。同一種植物，花期早期時的花藥比后期的更容易產(chǎn)生花粉植株?；ǚ郯l(fā)育時期也是影響花藥培養(yǎng)的重要因素，一般來說，在單核期，細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)的時期，花藥培養(yǎng)成功率最高。(2)培養(yǎng)基的組成：培養(yǎng)基的成分及比例對花藥培養(yǎng)也有影響。2其他因素：親本植株的生長條件、材料的低溫預(yù)處理以及接種密度等對誘導(dǎo)成功率都有一定影響。四、實(shí)驗(yàn)操作1材料的選取(1)取材：對絕大多數(shù)植物而言，適宜花粉培養(yǎng)的時期是單核期。(2)花藥發(fā)育時期的確定：一般通過鏡檢來確定花粉是否處于適宜的發(fā)育期。(3)鏡檢方法：最常用的是醋酸洋紅法。但某些植物的花粉細(xì)胞核不易著色，需采用焙花青鉻礬法。2消毒3接種和培養(yǎng)(1)接種要求：將在無菌條件下除去萼片、花瓣和花絲的花藥立即接種到培養(yǎng)基上。(2)培養(yǎng)條件：培養(yǎng)溫度在25_左右，幼小植株形成后才需要光照。(3)鑒定和篩選：在花藥培養(yǎng)中，特別是通過愈傷組織形成的花粉植株，常常會出現(xiàn)染色體組數(shù)目的變化，因此需要對培養(yǎng)出來的植株作進(jìn)一步的鑒定和篩選。共研探究1964年，印度科學(xué)家在培養(yǎng)毛葉曼陀羅的花藥時，首次獲得了由花藥中的花粉粒發(fā)育而來的單倍體植株。這個實(shí)驗(yàn)說明生殖細(xì)胞和體細(xì)胞一樣，在離體條件下也具有發(fā)育成完整植株的潛能?；ㄋ庪x體培養(yǎng)技術(shù)是一種新興的育種技術(shù)，不僅能縮短育種周期，也為新品種的培育開辟了新途徑。1被子植物的花粉發(fā)育(1)被子植物的花粉由花粉母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成。(2)被子植物花粉的發(fā)育經(jīng)歷小孢子四分體時期、單核期和雙核期等階段。(3)在正常情況下，一個小孢子母細(xì)胞可以產(chǎn)生8個精子；在一枚花藥中可以產(chǎn)生很多個花粉。(4)營養(yǎng)細(xì)胞在花粉萌發(fā)過程中能夠控制花粉的萌發(fā)并提供營養(yǎng)。(5)花粉發(fā)育過程中的小孢子四分體時期與減數(shù)分裂過程中的四分體不同，因?yàn)闇p數(shù)分裂過程中的四分體指配對的一對同源染色體含有4條染色單體；花粉發(fā)育過程中的小孢子四分體時期指小孢子母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂后形成的連在一起的4個小孢子。2產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑根據(jù)圖示，回答下列問題：(1)選擇哪一時期的花粉培養(yǎng)成功率最高？為什么？提示：單核期，單核期對離體刺激敏感，可以經(jīng)過培養(yǎng)產(chǎn)生愈傷組織或胚狀體，花藥培養(yǎng)成功率最高。(2)下列時期的花粉是否適合做花藥培養(yǎng)，不適合的請說明理由：單核期之前：不適合，因?yàn)榛ㄋ庂|(zhì)地幼嫩，容易破碎。單核期之后：不適合，因?yàn)榛ò晁蓜樱饨缰械奈⑸镆浊秩牖ㄋ幹?，給消毒帶來困難。單核期：適合。(3)由花粉培養(yǎng)成的花粉植株一般是不育的。可利用一定濃度的秋水仙素處理單倍體幼苗，誘導(dǎo)染色體加倍，恢復(fù)可育性。3影響花藥培養(yǎng)的因素(1)主要因素：材料的選擇與培養(yǎng)基的組成。材料的選擇a從花藥來看，應(yīng)當(dāng)選擇單核期的花粉。b從花蕾來看，應(yīng)當(dāng)選擇完全未開放的花蕾。培養(yǎng)基的組成：培養(yǎng)基的成分和比例對花藥培養(yǎng)也有影響。4菊花莖段組織培養(yǎng)和月季花藥培養(yǎng)的比較菊花莖段組織培養(yǎng)月季花藥培養(yǎng)不同點(diǎn)外植體細(xì)胞類型體細(xì)胞生殖細(xì)胞培養(yǎng)結(jié)果正常植株單倍體植株子代特點(diǎn)各個植株的基因型及表現(xiàn)型相同且與母本相同各植株基因型與表現(xiàn)型不一定相同，基因型也不一定與母本相同相同點(diǎn)理論依據(jù)、培養(yǎng)基配制方法、無菌技術(shù)及接種操作總結(jié)升華產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑的比較(1)圖解 (2)途徑差異：一種是花粉通過胚狀體階段發(fā)育為植株；另一種是花粉在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上先形成愈傷組織，再將其誘導(dǎo)分化成植株。(3)形成原因：主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比。(4)花粉植株的特點(diǎn)：單倍體植株，植株弱小，高度不育。對點(diǎn)演練1如圖表示菊花嫩枝和月季花藥的離體培養(yǎng)過程，請回答：(1)對菊花來說，要選取生長旺盛的嫩枝來進(jìn)行組織培養(yǎng)，其原因是_；對月季來說，適宜花粉培養(yǎng)的時期是_期。為確定花粉是否處于該時期，最常用的鏡檢方法是_。(2)月季的花藥離體培養(yǎng)與菊花的嫩枝組織培養(yǎng)不同，從植物產(chǎn)生的途徑來說，花粉植株產(chǎn)生的途徑除了圖中所示外，還可以通過_發(fā)育而來。(3)兩種植物組織培養(yǎng)都需要接種，下列關(guān)于接種時應(yīng)注意的問題的描述正確的是()接種室要消毒操作時戴口罩，便可說話外植體可預(yù)先用體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精浸泡，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液消毒即可接種操作要在酒精燈火焰旁進(jìn)行接種完畢蓋好瓶蓋abc d解析：(1)如果培養(yǎng)的是一般組織，一般宜選取生長旺盛的嫩枝，因?yàn)檫@樣的組織細(xì)胞分裂能力強(qiáng)，容易誘導(dǎo)脫分化和再分化。如果培養(yǎng)的是花藥，一般選擇單核期的花藥，常用醋酸洋紅法進(jìn)行檢測。(2)花藥離體培養(yǎng)可以有兩種產(chǎn)生花粉植株的途徑，除了題中的途徑外，還可以經(jīng)過產(chǎn)生胚狀體進(jìn)一步分化產(chǎn)生植株。(3)接種前要對植物材料進(jìn)行消毒處理，接種時要在酒精燈火焰旁進(jìn)行。答案：(1)生長旺盛的嫩枝生理狀況好，容易誘導(dǎo)脫分化和再分化單核醋酸洋紅法(2)胚狀體(3)d共研探究以月季花藥的培養(yǎng)為例探究花藥培養(yǎng)的過程，結(jié)合圖示和教材回答下列問題：1實(shí)驗(yàn)操作過程2花藥培養(yǎng)的注意事項(xiàng)(1)在剝離花藥時，為什么盡量不要損傷花藥，還要徹底去除花絲？提示：損傷的花藥接種后容易從受傷部位產(chǎn)生愈傷組織；與花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成。(2)培養(yǎng)形成的幼苗需要用秋水仙素處理才能發(fā)育成正常植株。總結(jié)升華1鏡檢花粉發(fā)育時期的方法比較醋酸洋紅法焙花青鉻礬法不同點(diǎn)使用條件常用的方法花粉細(xì)胞核不易著色時步驟將花藥放在載玻片上滴1滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的醋酸洋紅用鑷柄搗碎花藥蓋上蓋玻片鏡檢花藥在卡諾氏固定液中固定20 min取出，放在載玻片上焙花青鉻礬溶液染色蓋上蓋玻片鏡檢現(xiàn)象花粉細(xì)胞核染成深紅色花粉細(xì)胞核染成藍(lán)黑色相同點(diǎn)都通過鏡檢來確定花粉是否處于適宜的發(fā)育期2.花粉植株出現(xiàn)染色體組數(shù)目變化的原因分析在花藥培養(yǎng)過程中，尤其是通過愈傷組織形成花粉植株的過程中，常常會出現(xiàn)染色體組數(shù)目的變化，其原因有以下幾個方面：(1)花粉細(xì)胞的融合。(2)接種花粉過程中混有小孢子母細(xì)胞。(3)在材料的低溫預(yù)處理時低溫抑制了紡錘體的形成。(4)在雙核期時，生殖細(xì)胞核和花粉管細(xì)胞核并沒有形成兩個細(xì)胞，而是兩個核發(fā)生了融合。3單倍體育種與花藥離體培養(yǎng)的區(qū)別(1)單倍體育種在花藥離體培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，用秋水仙素繼續(xù)處理單倍體幼苗。在單倍體育種過程中，二倍體是由單倍體的染色體加倍而來，所以得到的二倍體植株是純合子。(2)二者的區(qū)別：花藥離體培養(yǎng)與單倍體育種的步驟和結(jié)果不同?；ㄋ庪x體培養(yǎng)只涉及圖示中的，單倍體育種則包括。對點(diǎn)演練2下列關(guān)于被子植物花粉形成的敘述，正確的是()a花粉的發(fā)育要經(jīng)歷小孢子四分體時期、單核期和雙核期b花粉是花粉母細(xì)胞經(jīng)有絲分裂形成的c花粉發(fā)育經(jīng)歷的小孢子四分體時期和減數(shù)第一次分裂的四分體時期的含義相同d花粉母細(xì)胞形成花粉粒中精子的過程是一系列減數(shù)分裂的過程解析：選a花粉是花粉母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂及有絲分裂形成的，其發(fā)育要經(jīng)歷小孢子四分體時期、單核期和雙核期等階段。花粉粒中的生殖細(xì)胞經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生2個精子?；ǚ郯l(fā)育的小孢子四分體時期指4個小孢子連在一起，而減數(shù)分裂的四分體時期是指同源染色體配對后，1個四分體含4條染色單體的階段。 1選擇單核期以后的花藥接種，花瓣已有些松動，會給材料的消毒帶來困難。主要原因是()a花瓣松動后，微生物就可能侵入花藥，給材料消毒帶來困難b花瓣松動后，體積變大，給消毒帶來困難c花瓣松動后，就會使花藥消毒時接觸酒精而被殺死d花瓣松動后，會使花藥老化，不適用于花藥培養(yǎng)解析：選a花瓣松動后，會增加微生物侵入花藥部位的機(jī)會，給材料消毒帶來困難。2進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)時，選擇月季花粉的最佳時期為()a盛開期的月季花b略微開放的月季花c完全未開放的花蕾 d花近敗時期的花蕾解析：選c在花粉發(fā)育過程的單核期，花粉培養(yǎng)的成功率高，因此常選擇完全未開放的花蕾。3下列有關(guān)花藥培養(yǎng)基的說法，不正確的是()a花藥培養(yǎng)可在同一培養(yǎng)基上培養(yǎng)至長出幼小植株后再更換培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)b花藥培養(yǎng)的各個階段，培養(yǎng)基配方不完全一樣c誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基配方比誘導(dǎo)叢芽或胚狀體的培養(yǎng)基配方中的iaa濃度高d誘導(dǎo)愈傷組織分化是先分化出芽再分化出根解析：選a花藥培養(yǎng)長出愈傷組織或釋放出胚狀體后，應(yīng)及時更換培養(yǎng)基。4植物的花藥培養(yǎng)在育種上有特殊的意義。植物組織培養(yǎng)可用于無病毒植株及細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)等方面。請回答相關(guān)問題：(1)利用月季的花藥離體培養(yǎng)生產(chǎn)單倍體時，選材非常重要。一般來說，在_期花藥培養(yǎng)成功率最高。為了選擇該期的花藥，通常選擇_的花蕾。確定花粉發(fā)育時期最常用的方法是_法，但是對于花粉細(xì)胞核不易著色的植物，需采用_法，該法能將花粉細(xì)胞核染成_色。(2)若要進(jìn)行蘭花無病毒植株的培育，首先選擇蘭花的_作為外植體。從外植體到無病毒植株試管苗，要人為控制細(xì)胞的_和_過程。(3)進(jìn)行組織培養(yǎng)需配制ms培養(yǎng)基，在該培養(yǎng)基中常需要添加_、_等植物激素。欲有利于根的分化，植物激素的用量比例應(yīng)為_。(4)不同植物的組織培養(yǎng)除需營養(yǎng)和激素外，_等外界條件也很重要。(5)無菌技術(shù)也是成功誘導(dǎo)出花粉植株的重要因素，下列各項(xiàng)中使用化學(xué)藥劑進(jìn)行消毒的是_，采用灼燒方法進(jìn)行滅菌的是_。(填序號)培養(yǎng)皿培養(yǎng)基實(shí)驗(yàn)操作者的雙手錐形瓶接種環(huán)花蕾解析：(1)早期的花藥比后期的更容易培養(yǎng)成功。一般來說，在單核期，細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)的時期，花藥培養(yǎng)成功率最高。該時期的花藥通常存在于完全未開放的花蕾中。(2)根尖、莖尖約00.1 mm區(qū)域中幾乎不含病毒。病毒通過維管系統(tǒng)移動，而分生組織中不存在維管系統(tǒng)，且莖尖分生組織代謝活力高