專題三植物的組織培養(yǎng)課題2月季的花藥培養(yǎng)（一）知識(shí)與技能1、識(shí)記被子植物花粉發(fā)育的過程2、通過學(xué)習(xí)花藥培養(yǎng)的基本技術(shù)，培養(yǎng)設(shè)計(jì)試驗(yàn)、動(dòng)手操作、分析解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力學(xué)習(xí)目標(biāo)（二）過程與方法1、列表比較花藥培養(yǎng)與組織培養(yǎng)2、選擇適宜的培養(yǎng)材料和培養(yǎng)基（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀1、培養(yǎng)動(dòng)手實(shí)踐、勇于探索的科學(xué)探究素質(zhì)2、通過討論花藥離體培養(yǎng)技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用，幫助學(xué)生確立理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)。

利用植物的莖可以經(jīng)過組織培養(yǎng)得到新植株，但這種方法同時(shí)也存在著一定的缺陷，繁殖出來的新植株往往無法獲得一些新的性狀。本節(jié)我們將學(xué)習(xí)月季的花藥離體培養(yǎng)技術(shù)，這是一種新的育種技術(shù)。一、導(dǎo)入

(1)花粉是經(jīng)過

分裂形成的，是

倍體的生殖細(xì)胞，花粉粒中生殖細(xì)胞形成精子是通過

分裂過程。

(2)被子植物花粉的發(fā)育過程：花粉母細(xì)胞(小孢子母細(xì)胞)→

時(shí)期→單核期→

期→花粉粒。

(3)其中單核期又分

期、

期兩個(gè)時(shí)期，雙核期細(xì)胞核包括花粉管細(xì)胞核和

兩個(gè)核。二、基礎(chǔ)知識(shí)減數(shù)單有絲小孢子四分體雙核單核居中單核靠邊生殖細(xì)胞核（一）被子植物的花粉發(fā)育被子植物花粉發(fā)育經(jīng)歷：四分體時(shí)期、單核期、雙核期。

(1)途徑差異：一種是花粉通過

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

，再將其

成植株。

(2)形成原因：主要取決于培養(yǎng)基中

的種類及其

。胚狀體愈傷組織誘導(dǎo)分化激素濃度配比（二）產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑： 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。進(jìn)行何種途徑主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比。

(1)影響花藥培養(yǎng)的主要因素是

。

(2)接種的花藥時(shí)期：花期

的花藥比

的更容易產(chǎn)生花粉植株，一般在

，細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)，花藥培養(yǎng)成功率最高。材料的選擇培養(yǎng)基的組成早期后期單核期（三）影響花藥培養(yǎng)的因素(3)花藥培養(yǎng)所采用的培養(yǎng)基可能因植物

不同而有所差異，花藥供體植物的

和材料的

也是重要的影響因素。[思維激活1]

為選擇到適于花藥培養(yǎng)的時(shí)期，應(yīng)選擇何種花蕾？提示：為了挑選到單核期的花藥，通常選擇完全未開放的花蕾。種類生長(zhǎng)條件低溫預(yù)處理影響花藥培養(yǎng)的因素：

(1)材料的選擇 ①不同種類植物的誘導(dǎo)成功率不同。 ②同一種植物，親本植株的生理狀況對(duì)誘導(dǎo)成功率有直接影響。 ③合適的花粉發(fā)育時(shí)期：花期早期時(shí)的花藥最佳。 ④最合適的選擇時(shí)期：?jiǎn)魏司又衅诨騿魏丝窟吰凇?/p>

a．不選擇單核期以前花藥的原因：質(zhì)地幼嫩，極易破碎。

b．不選擇單核期以后花藥的原因：花瓣已有些松動(dòng)，給材料的消毒帶來困難。(2)培養(yǎng)基的組成花藥培養(yǎng)所采用的培養(yǎng)基可能因植物不同而有所變化。培養(yǎng)基各成分中，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的水平和配比，常對(duì)誘導(dǎo)細(xì)胞的分裂和分化起決定作用。如：小麥為N6培養(yǎng)基，馬鈴薯、月季為MS培養(yǎng)基，油菜為B5培養(yǎng)基。(3)其他因素：材料的低溫預(yù)處理及接種密度對(duì)誘導(dǎo)的成功率都有一定影響。特別提醒：花藥培養(yǎng)不僅對(duì)培養(yǎng)基配方的要求更為嚴(yán)格，而且花藥裂開后釋放出的愈傷組織或胚狀體也要及時(shí)更換培養(yǎng)基，以便愈傷組織或胚狀體進(jìn)一步分化成再生植株。

(1)材料的選取：對(duì)絕大多數(shù)植物而言，適宜花粉培養(yǎng)的時(shí)期是

。

(2)花藥發(fā)育時(shí)期的確定：一般通過

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

法。但某些植物的花粉細(xì)胞核不易著色，需采用

.三、花藥培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)操作與結(jié)果評(píng)價(jià)

單核期鏡檢醋酸洋紅焙花青－鉻礬法（一）材料的選取花粉鑒定的兩種方法

(1)最常用的方法——醋酸洋紅法 花藥(載玻片上)→質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的醋酸洋紅→用鑷柄將花藥搗碎，蓋上蓋玻片→鏡檢

(2)某些植物的花粉細(xì)胞核不易著色—采用焙花青-鉻礬法： 花藥(在卡諾氏固定液中固定20min)→取出，置于載玻片上→焙花青—鉻礬溶液染色→蓋上蓋玻片→鏡檢(花粉細(xì)胞核染成藍(lán)黑色)消毒： 常用消毒液為

，消毒時(shí)間分別為

和

。（三）接種和培養(yǎng)

(1)接種要求：在無菌條件下除去

、

和

的花藥立即接種到培養(yǎng)基上。體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%氯化汞溶液30s2～4min萼片花瓣花絲（二）材料的消毒

(2)培養(yǎng)條件：溫度在

左右，幼小植株形成后需要

。

(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(huì)出現(xiàn)

的變化，因此需要對(duì)培養(yǎng)出的植株作進(jìn)一步的鑒定和篩選。25℃光照染色體倍性培養(yǎng)流程栽培選育：鑒定和篩選染色體的倍性變化特別提醒在花藥培養(yǎng)中，尤其是通過胚狀體形成的植株，常常會(huì)出現(xiàn)染色體倍性的變化，因此需對(duì)培養(yǎng)出來的植株作進(jìn)一步的鑒定和篩選。[思維激活2]

剝離花藥時(shí)，為何不能損傷花藥？為何需徹底去除花絲？提示若花藥受損，則易從受傷部位產(chǎn)生愈傷組織；若未徹底去除花絲，則與花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成。(1)單倍體育種過程：①在花藥離體培養(yǎng)基礎(chǔ)上，用秋水仙素繼續(xù)處理單倍體幼苗。②染色體加倍，重新恢復(fù)為二倍體。由于此二倍體是由單倍體的染色體加倍而來的，所以是純系，不會(huì)發(fā)生性狀分離(見下圖)。界定花藥培養(yǎng)與單倍體育種課堂總結(jié)一、基礎(chǔ)知識(shí)1、被子植物的花粉發(fā)育2、產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑3、影響花藥培養(yǎng)的因素二、實(shí)驗(yàn)操作1、材料的選取2、材料的消毒3、接種和培養(yǎng)三、分析花藥離體培養(yǎng)和單倍體育種1、育種工作者常采用花藥培養(yǎng)的方法，使花粉粒發(fā)育為單倍體植株。下面過程是采用水稻的花藥進(jìn)行培養(yǎng)的步驟。 選取水稻花藥→對(duì)花藥消毒→接種和培養(yǎng)→植物體 請(qǐng)據(jù)此回答下面的問題。

(1)誘導(dǎo)花粉植株能否成功及誘導(dǎo)成功率的高低，受多種因素的影響，其中________、________是主要的影響因素；選擇合適的________也是提高誘導(dǎo)成功率的重要因素。課堂練習(xí)(2)花粉在發(fā)育過程中要經(jīng)歷________、________、________等階段，選取的水稻花藥應(yīng)為________期的花藥，此時(shí)細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)，花藥培養(yǎng)成功率最高。(3)在剝離花藥時(shí)，要盡量不損傷花藥，原因是__________；同時(shí)還要徹底去除花絲，原因是__________________________。(4)通過花藥培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體植株一般有兩種途徑：一種是花粉通過________階段發(fā)育為植株；另一種是在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上先形成________，再將其誘導(dǎo)分化成植株。(5)試管苗形成過程中，必須從培養(yǎng)基中獲得無機(jī)鹽或礦質(zhì)元素和小分子有機(jī)物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。要促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)有________和________兩類激素。解析誘導(dǎo)花粉植株能否成功及誘導(dǎo)成功率的高低，受多種因素的影響，其中材料的選擇與培養(yǎng)基的組成是主要的影響因素；選擇合適的花粉發(fā)育時(shí)期也是提高誘導(dǎo)成功率的重要因素。花粉在發(fā)育過程中要經(jīng)歷四分體時(shí)期、單核期、雙核期等階段，選取的水稻花藥應(yīng)為單核期的花藥；在剝離花藥時(shí)要盡量不損傷花藥，否則接種后容易從受傷的部位產(chǎn)生愈傷組織；同時(shí)還要徹底去除花絲，因?yàn)榕c花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成；通過花藥培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體植株一般有兩種途徑：一種是通過胚狀體階段發(fā)育為植株；一種是先形成愈傷組織再將其誘導(dǎo)分化成植株。答案(1)材料的選擇培養(yǎng)基的組成花粉發(fā)育時(shí)期(2)四分體時(shí)期單核期雙核期單核(3)如果花藥受損，接種后容易從受損傷的部位產(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(4)胚狀體愈傷組織(5)細(xì)胞分裂素生長(zhǎng)素2、下列有關(guān)花藥培養(yǎng)的說法，正確的是 (

)。

A．花期后期時(shí)的花藥比前期更容易產(chǎn)生花粉植株

B．月季的花藥培養(yǎng)一般選擇在月季盛開期

C．選擇合適的花粉發(fā)育時(shí)期是提高誘導(dǎo)成功率的重要因素

D．選擇單核期以前的花藥接種，培養(yǎng)成功率提高 解析花粉植株的獲取中選擇合適的花粉發(fā)育時(shí)期是提高誘導(dǎo)成功率的重要因素，花藥培養(yǎng)需選擇花蕾期的花粉發(fā)育至單核期進(jìn)行培養(yǎng)，過早或過晚都不易培養(yǎng)成功。 答案C3、下列說法錯(cuò)誤的是(

)。

A．被子植物的花粉發(fā)育過程依次經(jīng)歷了四分體時(shí)期、單核期、雙核期

B．被子植物的花粉是由花粉母細(xì)胞經(jīng)有絲分裂而形成的，因而含有與體細(xì)胞中數(shù)目相同的染色體

C．花粉是單倍體的生殖細(xì)胞

D．花粉粒內(nèi)有兩個(gè)精子深度剖析被子植物的花粉是由花粉母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂而形成的，因而花粉是單倍體的生殖細(xì)胞，含有比體細(xì)胞中數(shù)目減半的染色體。答案B[易錯(cuò)提醒]由于花粉粒中兩個(gè)精子來源于同一生殖細(xì)胞核的有絲分裂，故它們的基因型應(yīng)一致。4、(2011·北京東城模擬)下圖表示植物組織培養(yǎng)過程，請(qǐng)據(jù)此回答下列問題。

(1)①表示______，它能培養(yǎng)成為④的根本原因是_________。

(2)②表示的是______。(3)若①是花藥，則④是______幼苗，繼續(xù)對(duì)其使用______處理可獲得可育植株。(4)若①是胡蘿卜根尖細(xì)胞，則培養(yǎng)成的④的葉片的顏色是______色。(5)對(duì)花藥離體培養(yǎng)的說法錯(cuò)誤的是(

)。A．若接種的花藥長(zhǎng)出愈傷組織或釋放出胚狀體后，要適時(shí)轉(zhuǎn)換培養(yǎng)基，以便進(jìn)一步分化成植株B．材料消毒時(shí)需先用酒精浸泡，在無菌水中清洗，然后用氯化汞或次氯酸鈣溶液浸泡，最后再用無菌水沖洗C．接種花藥后一段時(shí)間內(nèi)不需要光照，但幼小植株形成后需要光照D．對(duì)材料的選擇最常用的是焙花青－鉻礬法，這種方法能將花粉細(xì)胞核染成藍(lán)黑色答案(1)外植體(離體的器官、離體的組織、離體的細(xì)胞)植物細(xì)胞的全能性(2)愈傷組織(3)單倍體秋水仙素(4)綠(5)D深度剖析圖示為植物組織培養(yǎng)過程，①為外植體，②為愈傷組織，③為胚狀結(jié)構(gòu)，④為幼苗。若①是花藥，則④是單倍體幼苗，繼續(xù)對(duì)其使用秋水仙素處理可獲得可育植株。無論用胡蘿卜的哪一部分體細(xì)胞培育得到的幼苗，其葉片都是綠色的。(5)該題是對(duì)花藥離體培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)操作的考查，正確解答該題首先要回顧整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作流程，然后根據(jù)選項(xiàng)作出正確判斷。對(duì)材料的鑒定與選擇方法是不同的。5、下列關(guān)于影響花藥培養(yǎng)的因素的說法，不正確的是(

)。

A．材料選取和消毒是花粉植株誘導(dǎo)成功的關(guān)鍵

B．選擇花期早期的花蕾和單核期以前的花蕾

C．親本植株的生長(zhǎng)條件、材料的低溫預(yù)處理、接種密度

D．選擇單核居中期或單核靠邊期的花蕾深度剖析對(duì)花期而言，選擇早期的花藥培養(yǎng)更容易產(chǎn)生花粉植株。對(duì)花粉的發(fā)育時(shí)期而言，應(yīng)選擇單核期的花藥，培養(yǎng)成功率最高，為選到單核期的花藥，要選擇完全未開放的花蕾。答案B[易錯(cuò)提醒]與菊花莖段培養(yǎng)不同，花藥培養(yǎng)時(shí)，在幼小植株形成前不需光照，幼小植株形成后方需光照(菊花莖段培養(yǎng)需每日用日光燈照射12h)。6、1958年，美國(guó)科學(xué)家斯圖爾德用胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)