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1、 目标导航预习导引 1.能说出被子植物花粉发育的过程及花药培养产生花粉植株的 两种途径。 2.说出影响花药培养的因素。 3.学会花药培养的基本技术。 4.能用月季或其他植物的花药进行培养。 目标导航预习导引一二三四 一、被子植物的花粉发育 1.被子植物的花粉是在花药中由花粉母细胞经过减数分裂而形 成的,花粉是单倍体的生殖细胞。 2.被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双 核期等阶段。 目标导航预习导引一二三四 二、产生花粉植株的两种途径 两种途径之间没有绝对的界限,主要取决于培养基中激素的种类 及其浓度配比。 目标导航预习导引一二三四 三、影响花药培养的因素 1.诱导花粉植株能否
2、成功及诱导成功率高低的主要影响因素是 材料的选择与培养基的组成。 2.材料的选择与不同植物、同种植物亲本的生理状况,以及花粉 发育时期有关。从花药来看,应当选择花期早期的花药;从花粉来 看,应当选择单核期的花粉;从花蕾来看,应当选择完全未开放的花 蕾。此时期的营养状态及生理状态比较好,对离体刺激敏感。 为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难? 提示:花瓣松动后,微生物就可能侵入花药。 3.此外,亲本植株的生长条件、材料的低温预处理以及接种密度 等对诱导成功率都有一定影响。 目标导航预习导引一二三四 四、实验操作 1.材料的选取 选择花药时,一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的 发育时期,
3、 常用的方法有醋酸洋红法和焙花青铬矾法,它们分别 可以将细胞核染成红色和蓝黑色。 2.材料的消毒 花蕾用体积分数为70%的酒精浸泡大约30 s在无菌水中清洗 用氯化汞溶液冲洗35次放入质量分数为1%的无菌水中24 min用无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分 目标导航预习导引一二三四 3.接种和培养 (1)剥离花药:消毒后的花蕾,要在无菌条件下除去萼片和花瓣。 剥离花药时,一是要注意尽量不损伤花药(否则接种后容易从受伤 部位产生愈伤组织);二是要彻底去除花丝,否则不利于愈伤组织或 胚状体的形成。 (2)接种花药:剥离的花药要立刻接种到培养基上。通常每瓶接种 710个花药。 目标导航预习导引一二三四 (
4、3)培养:培养花药利用的培养基是MS培养基,pH为 5.8,温度为25 左右,不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。培养2030 d 后,花药开裂,长出愈伤组织或形成胚状体。前者还要转移到分化 培养基上,以便进一步分化出再生植株;后者要尽快将幼小植株分 开并转移到新的培养基上。 (4)通过愈伤组织形成的花粉植株,染色体组的数目常常会发生变 化,因而需要作进一步的鉴定和筛选。 知识梳理典例透析一二三 一、花粉发育过程中的“四分体”和减数分裂过程中的“四分体” 的辨析 被子植物花粉发育过程中的“四分体”是指由一个花粉母细胞经 过减数分裂产生的连在一起的4个单倍体细胞(4个小孢子);而减数 分裂过程
5、中的“四分体”是指在联会状态下的一对同源染色体,因为 含有四条染色单体,所以叫做“四分体”。 知识梳理典例透析一二三 二、培养植株的鉴定和筛选 在花药培养中,通过愈伤组织形成的花粉植株,染色体组的数目 常常会发生变化。有些植株是由花粉发育形成的单倍体花粉植株; 有些植株是由花药壁细胞发育形成的二倍体花药壁植株;还有的植 株是由营养核和生殖核融合后发育成的。因此需对培养出来的植 株作进一步的鉴定和筛选。 知识梳理典例透析一二三 三、花药培养与单倍体育种 1.花药培养 (1)过程 材料的选取:选单核期花粉。常用醋酸洋红法和焙花青铬矾 法确定花粉发育的时期。 材料的消毒:用体积分数为70%的酒精和质
6、量分数为0.1%的氯 化汞溶液消毒。 接种和培养:形成幼苗前不需要光照,形成幼苗后需要光照。 知识梳理典例透析一二三 (2)进行组织培养时要配备三种培养基,期间进行两次转接。 脱分化培养基:生长素与细胞分裂素比例适中,促进愈伤组织 的形成。 生芽培养基:生长素与细胞分裂素比值较低,促进芽的分化,抑 制根的形成。 生根培养基:生长素与细胞分裂素比值较高,促进根的分化,抑 制芽的形成。 知识梳理典例透析一二三 2.单倍体育种的过程 (1)在花药培养的基础上,用秋水仙素处理单倍体幼苗。 (2)染色体加倍后,幼苗恢复为二倍体。因为此二倍体是由单倍体 染色体加倍后发育而来的,所以是纯合子,不会发生性状分
7、离。 知识梳理典例透析一二三 3.比较 尽管花药离体培养是单倍体育种的首要环节,但二者的步骤和结 果是不同的。应注意看清楚是培养过程还是育种过程,花药离体培 养只涉及上图中的,而单倍体育种则包括。 知识梳理典例透析题型一题型二题型三 题型一 花粉的发育 【例题1】 关于被子植物花粉的形成,下列说法正确的是( ) A.花粉是花粉母细胞经有丝分裂形成的 B.花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶 段 C.花粉发育经历双核期时,两个细胞核中的遗传物质并不完全相 同 D.花粉母细胞形成花粉粒中精子的过程是一系列减数分裂的过 程 知识梳理典例透析题型一题型二题型三 解析:花粉是由花粉母细胞
8、经减数分裂形成的;其发育经历了小 孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段。双核期后形成的两个 细胞是由一个细胞经有丝分裂产生的,两个细胞的细胞核具有完全 相同的遗传物质。花粉粒内的生殖细胞再经有丝分裂得到两个精 子。 答案:B 知识梳理典例透析题型一题型二题型三 题型二 花粉的选择 【例题2】 选择合适的花粉发育时期是提高诱导成功率的重要 因素之一。下列说法正确的是( ) A.任何时期的花粉都可经过培养产生愈伤组织或胚状体 B.对所有植物来说,在单核期,即细胞核由中央移向细胞一侧的时 期,花药培养成功率最高 C.对一般植物而言,单核期时花药培养成功率最高 D.为挑选到单核期的花药,通常选择部分开
9、放的花朵 解析:花粉的发育时期对花药培养的成功率有重要影响,一般来 说,在单核期,即细胞核由中央移向细胞一侧的时期,花药培养成功 率最高,但并不是所有的植物都是如此。为挑选到单核期的花药, 通常选用完全未开放的花蕾。 答案:C 知识梳理典例透析题型一题型二题型三 反思领悟月季花药培养的难点之一是材料的选择。材料的选择 应遵从以下几点:从花药来看,应当选择初花期的;从花粉来看,应当 选择单核期的;从花蕾来看,应当选择完全未开放的。检测花粉发 育时期的实验方法:用显微镜观察已染色的花粉样品临时装片,观 察细胞核的位置,以确定花粉发育的时期。 知识梳理典例透析题型一题型二题型三 题型三 花药培养的过
10、程 【例题3】 下列有关花药离体培养的说法,错误的是( ) A.对材料的选择最常用的方法是焙花青铬矾法,这种方法能将 花粉细胞核染成蓝黑色 B.材料消毒时,用氯化汞溶液或次氯酸钙溶液浸泡后,需要用无菌 水冲洗 C.接种花药后一段时间内不需要光照,但幼小植株形成后需要光 照 D.接种的花药长出愈伤组织或胚状体后,要适时转换培养基,以便 进一步分化成再生植株 解析:对材料的选择最常用的方法是醋酸洋红法。 答案:A 知识梳理典例透析题型一题型二题型三 反思领悟确定花粉发育时期的两种方法 (1)最常用的方法醋酸洋红法:花药(载玻片上)质量分数为 1%的醋酸洋红用镊柄将花药捣碎,盖上盖玻片镜检(花粉细胞 核被染成红色)。 (2)某些植物的花粉细胞核不易着色,需采用焙花青铬矾法:花 药在卡诺氏固定液中固定20 min取出,置于载玻片上焙花青 铬矾溶液染色盖上盖玻片镜检(花粉细胞核被染成蓝黑色)。