医学专题一《月季的花药培养》zjc资料.ppt

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1、第一页，共二十八页。基础知识基础知识（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？被子植物的花的结构是怎样的？观察下图，和减数分裂比较，你能指出对应观察下图，和减数分裂比较，你能指出对应(duyng)的时期吗？又有何特点？的时期吗？又有何特点？第二页，共二十八页。被子植物被子植物(biz-zhw)的花粉发育的花粉发育雌蕊雌蕊(cru)：花丝花丝(hu s)花药：囊状结构，内有很多花粉粒花药：囊状结构，内有很多花粉粒花粉花粉是小孢子母细胞经过减数分裂而形成的，是小孢子母细胞经过减数分裂而形成的，因此，花粉是单倍体的生殖细胞。因此，花粉是单倍体的生殖细胞。花粉的发育要

2、经历：花粉的发育要经历：四分体时期四分体时期、单核期单核期、双双核期核期第三页，共二十八页。注意注意：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）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。核和两个精子。两个精子和一个营养核的基因型相同。两个精子和一个营养核的基因型相同。1花粉母细胞花粉母细胞

3、4个小孢子个小孢子减分减分有分有分4个花粉管细胞核个花粉管细胞核4个生殖细胞核个生殖细胞核有分有分8个精子个精子第四页，共二十八页。（二）产生花粉植株（二）产生花粉植株(zhzh)的两种途径的两种途径有哪两种途径？原因是什么？有哪两种途径？原因是什么？花药中花药中的花粉的花粉花药中花药中的花粉的花粉胚状体胚状体愈伤组织愈伤组织丛芽丛芽丛芽丛芽生根生根移栽移栽花药培养产生花粉植株的两种途径花药培养产生花粉植株的两种途径第五页，共二十八页。（三）影响花药培养的因素（三）影响花药培养的因素1、材料的选择、材料的选择不同植物不同植物同一植物的不同生理状况同一植物的不同生理状况（花期早期（花期早期(zo

4、q)初花期）初花期）合适的花粉发育期合适的花粉发育期（单核居中期与靠边期之间）（单核居中期与靠边期之间）此外，植株生长条件、材料低温预处理、接此外，植株生长条件、材料低温预处理、接种密度等种密度等2、培养基的组成、培养基的组成第六页，共二十八页。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。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选择合适的花粉发育时期也是提高(t go)诱诱导成功率的重要因素。一般来说，在单核期，导

5、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，花药培养细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。成功率最高。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。第七页，共二十八页。为什么花瓣松动会给材料为什么花瓣松动会给材料(cilio)的消毒带来困难？的消毒带来困难？答：花瓣松动后，微生物就答：花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，给材料的可能侵入到花药，给材料的消毒带来困难。消毒带来困难。第八页，共二十八页。实验实验(shyn)操作操作（一）材料的选取（一）材料的选取染色镜检染色镜检（二）材料的消毒（二）材料的

6、消毒酒精、氯化汞、次氯酸钙酒精、氯化汞、次氯酸钙（三）接种和培养（三）接种和培养结果结果(ji gu)分析与评价分析与评价第九页，共二十八页。（一）材料（一）材料(cilio)的选取的选取 选择花药时，一般通过镜检来确定其中选择花药时，一般通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。的花粉是否处于适宜的发育期。最常用的方法有最常用的方法有醋酸醋酸(c sun)洋红法洋红法。但。但是，某些植物的花粉细胞核不易着色，需是，某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用采用焙花青焙花青-铬矾法铬矾法，这种方法能将花粉细，这种方法能将花粉细胞核染成胞核染成蓝黑色蓝黑色。第十页，共二十八页。（二）材料（二）材料

7、(cilio)的消毒的消毒1、花蕾用、花蕾用V/V为为70%的酒精的酒精浸泡浸泡30秒秒2、无菌水清洗、无菌水清洗3、无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分、无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分4、放入、放入质量分数为质量分数为0.1%的氯化汞的氯化汞溶液中溶液中24分钟（也可分钟（也可质量分数为质量分数为1%的次氯酸的次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液钙溶液或饱和漂白粉溶液）5、无菌水冲洗、无菌水冲洗35次次 用于培养花药，实际上多数用于培养花药，实际上多数(dush)未熟，未熟，由于它的外面有花萼、花瓣或颖片保护，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通常处于无菌状态，所以只要将

8、整个花蕾或幼穗消毒即可。或幼穗消毒即可。第十一页，共二十八页。（三）接种（三）接种(jizhng)(jizhng)和培养和培养 灭菌后花蕾，要在无菌条件下除去萼片和花灭菌后花蕾，要在无菌条件下除去萼片和花瓣，并立即将花药接种到培养基上。在剥离花药瓣，并立即将花药接种到培养基上。在剥离花药时，要尽量时，要尽量(jnling)不损伤花药（否则接种后，容不损伤花药（否则接种后，容易从受伤部位产生二倍体的愈伤组织），同时还易从受伤部位产生二倍体的愈伤组织），同时还要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。愈伤组织或胚状体的形成。通常每瓶

9、接种花药通常每瓶接种花药7-10个，温度控制在个，温度控制在25左右，不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。左右，不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。一般经过一般经过20-30天培养后，会发现花药开裂，长天培养后，会发现花药开裂，长出愈伤组织或释放出胚状体。将愈伤组织及时转出愈伤组织或释放出胚状体。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。移到分化培养基上，以便进一步分化出再生植株。第十二页，共二十八页。如果花药开裂释放出胚状体，则一个如果花药开裂释放出胚状体，则一个(y)(y)花药内就会产生大量幼小植株，必须在花药花药内就会产生大量幼小植株，必须在花药开裂后尽快将幼小植株

10、分开，分别移植到新开裂后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。的培养基上，否则这些植株将很难分开。在花药培养中，特别是通过愈伤组织形在花药培养中，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成的花粉植株，常常会出现染色体倍性的变化。（主要原因是化。（主要原因是营养核和生殖核融合营养核和生殖核融合造成造成的。）的。）第十三页，共二十八页。植物植物(zhw)组织培养技术与花药培养技术的异同点组织培养技术与花药培养技术的异同点项目项目相同点相同点不同点不同点植物组织培养植物组织培养技术技术离体的植物组织经离体的植物组织经脱分化形成愈伤组脱分化形成愈伤组织，

11、再分化成丛芽，织，再分化成丛芽，诱导出根，然后进诱导出根，然后进行移栽。行移栽。外植体为体细胞，外植体为体细胞，染色体数无需加染色体数无需加倍。倍。花药培养技术花药培养技术取材为花药，培养取材为花药，培养的为单倍体幼苗，的为单倍体幼苗，植株弱小，高度不植株弱小，高度不育，必须用秋水仙育，必须用秋水仙素处理，使染色体素处理，使染色体加倍，恢复正常植加倍，恢复正常植株的染色体数，而株的染色体数，而且为纯种。且为纯种。第十四页，共二十八页。练习练习1.答：答：F2代紫色甜玉米的基因型组成可能为代紫色甜玉米的基因型组成可能为Aasusu或或AAsusu。如果运用常规育种方法，。如果运用常规育种方法，将

12、将F2代中的紫色甜玉米与白色甜玉米代中的紫色甜玉米与白色甜玉米（aasusu）进行测交，可以）进行测交，可以(ky)选择出基因选择出基因型为型为AAsusu纯种紫色甜玉米。但这种方法纯种紫色甜玉米。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，种和育种时间。如果利用花药培养的技术，在在F1代产生的花粉中就可能有代产生的花粉中就可能有Asu的组合，的组合，再将花粉植株进行染色体加倍，就可以再将花粉植株进行染色体加倍，就可以(ky)直直接得到紫色甜玉米的纯合体（接得到紫色甜玉米的纯合体（AAsusu）。）。这种方法可以这

13、种方法可以(ky)大大缩短育种周期。大大缩短育种周期。第十五页，共二十八页。练习练习2.答：植物组织培养技术答：植物组织培养技术(jsh)与花药培养技术与花药培养技术(jsh)的相同之处是：培养基配制方法、无菌的相同之处是：培养基配制方法、无菌技术技术(jsh)及接种操作等基本相同。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及时更换培养基；花药培养对培养基配方的要求

14、更为严格。这些都使花药培养的难的要求更为严格。这些都使花药培养的难度大为增加。度大为增加。第十六页，共二十八页。热点考向示例热点考向示例随堂达标检测随堂达标检测课堂互动探究课堂互动探究教科书问题解答教科书问题解答活页规范训练活页规范训练 1被子植物被子植物(biz-zhw)的花粉发育的花粉发育(1)花花粉粉是是经经过过 分分裂裂形形成成的的，是是 倍倍体体的的生生殖殖细细胞胞，花花粉粉粒中生殖粒中生殖细细胞形成精子是通胞形成精子是通过过 分裂分裂过过程。程。(2)被被子子植植物物花花粉粉的的发发育育过过程程：花花粉粉母母细细胞胞(小小孢孢子子母母细细胞胞)时时期期单单核期核期 期期花粉粒。花粉

15、粒。(3)其其中中单单核核期期又又分分 期期、期期两两个个时时期期，双双核核期期细细胞核包括花粉管胞核包括花粉管细细胞核和胞核和 两个核。两个核。花药花药(huyo)离体培养及其影响因素离体培养及其影响因素 减数减数(jin sh)单单有有丝丝小小孢孢子四分体子四分体双核双核单单核居中核居中单单核靠核靠边边生殖生殖细细胞核胞核第十七页，共二十八页。热点考向示例热点考向示例随堂达标检测随堂达标检测课堂互动探究课堂互动探究教科书问题解答教科书问题解答活页规范训练活页规范训练 2产生花粉植株的两种途径产生花粉植株的两种途径(1)途途径径差差异异：一一种种(y zhn)是是花花粉粉通通过过 阶阶段段发

16、发育育为为植植株株；另另一一种种是是花花粉粉在在诱诱导导培培养养基基上上先先形形成成 ，再再将将其其 成植株。成植株。(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 的种的种类类及其及其 。3影响花药培养的因素影响花药培养的因素(1)影影响花响花药药培养的主要因素是培养的主要因素是 和和 。(2)接接种种的的花花药药时时期期：花花期期 的的花花药药比比 的的更更容容易易产产生生花花粉粉植植株株，一一般般在在 ，细细胞胞核核由由中中央央移移向向细细胞胞一一侧侧，花花药药培养成功率最高。培养成功率最高。胚状体胚状体愈愈伤组织伤组织(zzh)诱导诱导(yudo)分化分化激素激素浓浓度

17、配比度配比材料的材料的选择选择培养基的培养基的组组成成早期早期后期后期单单核期核期第十八页，共二十八页。热点考向示例热点考向示例随堂达标检测随堂达标检测课堂互动探究课堂互动探究教科书问题解答教科书问题解答活页规范训练活页规范训练(3)花花药药培培养养所所采采用用的的培培养养基基可可能能因因植植物物 不不同同而而有有所所差差异异，花花药药供供体体植植物物的的 和和材材料料的的 也也是是重重要要的的影影响响因素。因素。思维激活思维激活1 为为选择选择到适于花到适于花药药培养的培养的时时期，期，应选择应选择何种花蕾？何种花蕾？提提示示为为了了挑挑选选(tioxun)到到单单核核期期的的花花药药，通通

18、常常选选择择完完全全未未开开放放的的花蕾。花蕾。种种类类(zhngli)生生长长(shngzhng)条件条件低温低温预处预处理理第十九页，共二十八页。【巩巩固固1下下列列有有关关花花药药培培养养的的说说法法，正正确确(zhngqu)的是的是A花花期期后后期期时时的的花花药药比比前前期期更更容容易易产产生花粉植株生花粉植株B月季的花月季的花药药培养一般培养一般选择选择在月季盛开期在月季盛开期C选选择择合合适适的的花花粉粉发发育育时时期期是是提提高高诱诱导导成成功率的重要因素功率的重要因素D选选择择单单核核期期以以前前的的花花药药接接种种，培培养养成成功功率提高率提高解解析析花花粉粉植植株株的的获

19、获取取中中选选择择合合适适的的花花粉粉发发育育时时期期是是提提高高诱诱导导成成功功率率的的重重要要因因素素，花花药药培培养养需需选选择择花花蕾蕾期期的的花花粉粉发发育育至至单单核核期期进进行行培培养养，过过早早或或过过晚晚都都不不易易培培养养成成功。功。答案答案C第二十页，共二十八页。热点考向示例热点考向示例随堂达标检测随堂达标检测课堂互动探究课堂互动探究教科书问题解答教科书问题解答活页规范训练活页规范训练 1取材取材(1)材材料料 的的 选选 取取：对对 绝绝 大大 多多 数数 植植 物物 而而 言言，适适 宜宜 花花 粉粉 培培 养养 的的 时时 期期 是是 。(2)花花药药发发育育(fy

20、)时时期期的的确确定定：一一般般通通过过 来来确确定定花花粉粉是是否否处处于于适适宜宜的的发发育期。育期。(3)镜镜检检方方法法：最最常常用用的的是是 法法。但但某某些些植植物物的的花花粉粉细细胞胞核核不易着色，需采用不易着色，需采用 .花药培养的实验操作花药培养的实验操作(cozu)与结果评价与结果评价 单单核期核期镜检镜检醋酸醋酸(c sun)洋洋红红焙花青焙花青铬矾铬矾法法第二十一页，共二十八页。热点考向示例热点考向示例随堂达标检测随堂达标检测课堂互动探究课堂互动探究教科书问题解答教科书问题解答活页规范训练活页规范训练 2消毒消毒常常用消毒液用消毒液为为，消消毒毒时时间间分分别别为为 和

21、和 。3接种和培养接种和培养(1)接接种种要要求求：在在无无菌菌条条件件下下除除去去 、和和 的的花花药药立即接种到培养基上。立即接种到培养基上。(2)培养条件：温度在培养条件：温度在 左右，幼小植株形成后需要左右，幼小植株形成后需要 。(3)鉴鉴定定和和筛筛选选：在在花花药药培培养养中中，特特别别是是通通过过愈愈伤伤组组织织形形成成的的花花粉粉植植株株，常常常常(chngchng)会会出出现现 的的变变化化，因因此此需需要要对对培养出的植株作培养出的植株作进进一步的一步的鉴鉴定和定和筛选筛选。体体积积分数分数为为70%的酒精的酒精(jijng)和和质质量分数量分数为为0.1%氯氯化汞溶液化汞

22、溶液(rngy)30 s24 min萼片萼片花瓣花瓣花花丝丝25光照光照染色体倍性染色体倍性第二十二页，共二十八页。热点考向示例热点考向示例随堂达标检测随堂达标检测课堂互动探究课堂互动探究教科书问题解答教科书问题解答活页规范训练活页规范训练【巩巩固固2】育育种种工工作作者者常常采采用用花花药药培培养养的的方方法法，使使花花粉粉粒粒发发育育为为单单倍体植株。下面倍体植株。下面过过程是采用水稻的花程是采用水稻的花药进药进行培养的步行培养的步骤骤。选选取水稻花取水稻花药药 对对花花药药消毒消毒 接种和培养接种和培养 植物体植物体请请据此回答下面的据此回答下面的问题问题。(1)诱诱导导花花粉粉植植株株

23、能能否否成成功功(chnggng)及及诱诱导导成成功功(chnggng)率率的的高高低低，受受多多种种因因素素的的影影响响，其其中中_、_是是主主要要的的影影响响因因素素；选选择择合合适适的的_也也是是提提高高诱诱导导成成功功(chnggng)率率的的重重要因素。要因素。第二十三页，共二十八页。热点考向示例热点考向示例随堂达标检测随堂达标检测课堂互动探究课堂互动探究教科书问题解答教科书问题解答活页规范训练活页规范训练(2)花花粉粉在在发发育育过过程程中中要要经经历历_、_、_等等阶阶段段(jidun)，选选取取的的水水稻稻花花药药应应为为_期期的的花花药药，此此时时细细胞胞核核由由中央移向中央

24、移向细细胞一胞一侧侧，花，花药药培养成功率最高。培养成功率最高。(3)在在剥剥离离花花药药时时，要要尽尽量量不不损损伤伤花花药药，原原因因是是_；同同时时还还要要彻彻底去除花底去除花丝丝，原因是，原因是_。(4)通通过过花花药药培培养养产产生生单单倍倍体体植植株株一一般般有有两两种种途途径径：一一种种是是花花粉粉通通过过_阶阶段段发发育育为为植植株株；另另一一种种是是在在诱诱导导培培养养基基上上先先形形成成_，再将其，再将其诱导诱导分化成植株。分化成植株。(5)试试管管苗苗形形成成过过程程中中，必必须须从从培培养养基基中中获获得得无无机机盐盐或或矿矿质质元元素素和和小小分分子子有有机机物物等等

25、营营养养物物质质。要要促促进进花花粉粉细细胞胞分分裂裂和和生生长长，培培养养基基中中应应有有_和和_两两类类激素。激素。第二十四页，共二十八页。思思维维(swi)激激活活2 剥剥离离花花药药时时，为为何何不不能能损损伤伤花花药药？为为何需何需彻彻底去除花底去除花丝丝？提提示示若若花花药药受受损损，则则易易从从受受伤伤部部位位产产生生愈愈伤伤组组织织；若若未未彻彻底底去去除除花花丝丝，则则与与花花丝丝相相连连的的花花药药不不利于愈伤组织或胚状体的形成。利于愈伤组织或胚状体的形成。第二十五页，共二十八页。【例【例1】下下列列说说法法错误错误的是的是()。A被被子子植植物物的的花花粉粉发发育育过过程

26、程依依次次经经历历了了四四分体分体时时期期(shq)、单单核期、双核期核期、双核期B被被子子植植物物的的花花粉粉是是由由花花粉粉母母细细胞胞经经有有丝丝分分裂裂而而形形成成的的，因因而而含含有有与与体体细细胞胞中中数数目目相相同同的染色体的染色体C花粉是花粉是单单倍体的生殖倍体的生殖细细胞胞D花粉粒内有两个精子花粉粒内有两个精子被子植物被子植物(biz-zhw)花粉发育的过程花粉发育的过程 第二十六页，共二十八页。深深度度剖剖析析被被子子植植物物的的花花粉粉是是由由花花粉粉母母细细胞胞经经减减数数分分裂裂而而形形成成的的，因因而而花花粉粉是是单单倍倍体体的的生生殖殖细细胞胞，含有比体细胞中数目

27、减半的染色体。含有比体细胞中数目减半的染色体。答案答案B易易错错提提醒醒由由于于花花粉粉粒粒中中两两个个精精子子来来源源于于同同一一生生殖殖细细胞胞核核的的有有丝丝分分裂裂，故故它它们们(t men)的的基基因因型型应应一一致。致。第二十七页，共二十八页。内容(nirng)总结基础知识。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。同一植物的不同生理状况（花期早期初花期）。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。5、无菌水冲洗35次。将愈伤组织(zzh)及时转移到分化培养基上，以便进一步分化出再生植株。(1)材料的选取：对绝大多数植物而言，适宜花粉培养的时期是。答案B。易错提醒由于花粉粒中两个精子来源于同一生殖细胞核的有丝分裂，故它们的基因型应一致第二十八页，共二十八页。