高中生物3_2月季的花药培养导学案新人教版选修1

“讲忠诚、严纪律、立政德”三者相互贯通、相互联系。忠诚是共产党人的底色，纪律是不能触碰的底线，政德是必须修炼的素养。永葆底色、不碰底线选修1课时8 月季的花药培养班级:_姓名:_设计人_日期_课前预习 预习案 学习目标 1 1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学习花药培养的基本技术。4尝试用月季或其他植物的花药进行培养。 自主梳理 1 1被子植物的花粉发育：(1)花粉：由_细胞经过_分裂形成的单倍体的生殖细胞。(2)花粉的形成过程：2产生花粉植株的途径及影响因素：(1)写出标号代表的含义：_；_；_；_。(2)影响两种途径的因素：培养基中激素的_。培养基中激素的_。3影响花药培养的因素(1)材料的选择：从花期来看，应当选择_的花药。从花粉来看，应当选择_的花粉。从花蕾来看，应当选择_的花蕾。(2)_的组成。(3)亲本植株的_、材料的低温预处理以及接种密度等。4月季的花药培养材料的选取：(1)花粉发育时期的确定：一般通过_来确定花粉是否处于适宜的发育期。(2)两种花粉染色法的比较：醋酸洋红法焙花青一铬矾法适用范围_花粉细胞核_检测结果将花粉细胞核染成_将花粉细胞核染成蓝黑色5月季的花药培养材料的消毒：(1)选取花蕾(2)初步消毒：通常先将花蕾用体积分数为70%的_浸泡约30 s(3)冲洗：在_中清洗，并用无菌吸水纸吸干_的水分(4)彻底消毒：放入质量分数为0.1%的_溶液中24 min (也可用质量分数为1%的_溶液或饱和漂白粉溶液)(5)再冲洗：再用无菌水冲洗35次6月季的花药培养接种：(1)花药的剥离：在无菌条件下除去萼片和花瓣，并彻底去除_。(2)接种花药：立即将_接种到培养基上。通常每个培养瓶接种710个花药。(3)注意事项及原因：注意事项原因不要损伤花药接种后容易从受伤部位产生_彻底去除花丝与花丝相连的花药不利于_或胚状体的形成7月季的花药培养：(1)培养基：_培养基。(2)脱分化培养：温度在25 C左右且无需光照情况下培养2030 d，长出_或形成_。(3)分化培养：及时将其转移到_培养基上，幼苗形成后需要_。8月季的花药培养鉴定和筛选：在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，_常常会发生变化，故需对培养出的植株作进一步的鉴定和筛选。 预习小测 1 1判断正误：二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株。2判断正误：花粉中的染色体数和花粉母细胞的相同。3判断正误：花粉经脱分化后一定形成愈伤组织。4判断正误：选择适宜的花粉发育时期是提高诱导成功率的重要因素。5判断正误：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化。6判断正误：花粉植株弱小且高度不育，因此它没有可利用的价值。知识拓展 探究案 探究1被子植物的花粉发育、花药培养及影响因素 1 1被子植物的花粉是由花粉母细胞经过_形成的，是_的生殖细胞。2被子植物花粉的发育要经历_、单核期和双核期等阶段。其中，单核期又分为_和_两个时期，双核期花粉细胞核包括生殖细胞核和花粉管细胞核。精子的形成还要经过_分裂。3(1)通过花药培养产生花粉植株一般有两种途径，一种是花粉通过_阶段发育成植株，另一种是花粉在_培养基上先形成_，再将其诱导分化成植株，所得植株均为_植株。(2)通过花药培养产生花粉植株的两种途径之间并没有绝对的界限，主要取决于培养基中_。4影响花药培养的因素(1)诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低，受多种因素影响，其中_和_是主要的影响因素。(2)不同植物的诱导成功率_。同一种植物亲本植株的生理状况对诱导成功率也有直接影响。选择适宜的花粉发育时期也是提高诱导成功率的重要因素;不同生物的适宜的_不同，但对绝大多数植物而言，适宜花药培养的时期是_期。5被子植物的花粉发育：被子植物花粉发育经历：四分体时期、单核期、双核期。6产生花粉植株的两种途径：一种是花粉通过胚状体阶段发育为植株，另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织，再将其诱导分化成植株。进行何种途径主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。7影响花药培养的因素：(1)材料的选择不同种类植物的诱导成功率不同。同一种植物，亲本植株的生理状况对诱导成功率有直接影响。合适的花粉发育时期:花期早期时的花药最佳。最合适的选择时期:单核居中期或单核靠边期。a.不选择单核期以前花药的原因：质地幼嫩，极易破碎。b.不选择单核期以后花药的原因：花瓣已有些松动，给材料的消毒带来困难。c.挑选单核期花药的方法:通常选择完全未开放的花蕾， 菌少，易消毒。(2)培养基的组成：花药培养所采用的培养基可能因植物不同而有所变化。培养基各成分中，植物生长调节剂的水平和配比，常对诱导细胞的分裂和分化起决定作用。如：小麦为N6培养基，马铃薯、月季为MS培养基，油菜为B5 培养基。(3)其他因素:材料的低温预处理及接种密度对诱导的成功率都有一定影响。说明：材料的选择和培养基的组成是主要的影响因素。8实践应用单倍体育种单倍体育种包括产生花粉植株和秋水仙素的加倍。前者的花粉是经减数分裂产生的，故产生的植株是单倍体，基因一般成单存在，用秋水仙素处理后可获得有价值的纯合子(见下图)。 典例精析 1 下列有关花药培养的叙述中，正确的是A.花期后期时的花药比前期更容易产生花粉植株B.月季的花药培养一般选择在月季盛开期C.选择合适的花粉发育时期是提高诱导成功率的重要因素D.选择单核期以前的花药接种，培养成功率提高 变式训练 1 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，下列叙述中，正确的是A.任何时期的花粉都可以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.由于双核期的花粉粒含有两个细胞核，因此花药培养成功率最高 探究2花药培养的实验操作与评价 1 9花药培养的实验操作与评价：(1)取材材料的选取：对绝大多数植物而言，适宜花粉培养的时期是_。花药发育时期的确定：一般通过_来确定花粉是否处于适宜的发育期。镜检方法：最常用的是_法。但某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用_法。(2)消毒常用消毒液为_和_，消毒时间分别为30 s和24 min。(3)接种和培养接种要求:在无菌条件下除去萼片、花瓣和花丝的花药立即接种到培养基上。培养条件：温度在_左右，幼小植株形成后需要_鉴定和筛选: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_的变化，因此需要对培养出的植株作进一步的鉴定和筛选。10花药培养的实验操作的几个问题(1)花粉鉴定的两种方法最常用的方法有醋酸洋红法:花药(载玻片上)质量分数为1%的醋酸洋红染液用镊柄将花药捣碎，盖上盖玻片镜检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(花粉细胞核染成蓝黑色)(2)材料消毒的流程花蕾(体积分数为70%的酒精浸泡30s)无菌水清洗 用无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分质量分数为0.1%的氯化汞溶液(或质量分数为1%的次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液)中24min无菌水冲洗35次特别提醒：用于培养的花药，实际上多数未成熟，由于它的外面有花萼、花瓣或颖片保护，通常处于无菌状态，所以只要将整个花蓊或幼穗消毒即可。(3)接种的操作与条件灭菌后的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。通常每瓶接种花药710个， 培养温度控制在25C左右，不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。(4)培养的条件与转移转移条件:经过2030d培养后，会发现花药开裂，长出愈伤组织或释放出胚状体。转移培养: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。(5)鉴定和筛选染色体倍性的变化: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化(主要是营养细胞的细胞核和生殖细胞的细胞核融合造成的)。需要对培养出来的植株进行鉴定和筛选。11花药培养的结果分析与评价(1)选材是否恰当选材是实验成功的关键。要能通过镜检找到处于适宜发育期的花粉。(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。 典例精析 1 下列有关月季花药离体培养产生花粉植株的有关叙述中，不正确的是A.花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织，主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比B.般来说选用单核期的花粉可提高诱导出花粉植株的成功率C.确定花粉是否处于合适的发育期，常用醋酸洋红对花粉的细胞核进行染色D.胚状体和愈伤组织都具有胚芽、胚轴和胚根等结构 变式训练 1 下列关于花药培养过程的叙述中，正确的是A.花药中的花粉在培养基上发育成胚状体还是愈伤组织是随机的，不受环境的影响B.接种后的花药需要每天用日光灯照射12 hC.花药培养过程中，诱导形成愈伤组织时不需要光照，幼小植株形成后需要光照D.如果花药开裂释放出胚状体，则一个花药将产生一个幼小植株 随堂自测 1 1一个小孢子母细胞经减数分裂产生4个小孢子，由一个小孢子到形成两个精子，其间经过的分裂次数及分裂方式为A.一、有丝分裂B.二、减数分裂C.二、有丝分裂D.三、有丝分裂2下列关于植物组织培养与花药培养的区别说法中，错误的是A.前者接种后每日给光照12 h，后者幼小植株形成后才需光照B.两者的培养基中都含植物激素，但种类及用量不同C.后者需将愈伤组织及时转移到分化培养基上，前者不需转移便可再分化为植株D.花药培养对培养基配方的要求更为严格3产生花粉植株的两种途径中，得到胚状体和愈伤组织都是通过哪个过程进行的A.分化B.脱分化C.再分化D.诱导4普通小麦(6N = 42)经花药离体培养成的植株，可能是三倍体 单倍体 六倍体 一倍体A.B.C.D.5在花药培养过程中，需要对培育出来的植株做进一步的鉴定和筛选，目的是看其A.是否有染色体丢失B.是否有基因突变C.是否出现染色体倍性变化D.是由哪种形式形成的6下列关于花药培养过程的叙述，正确的是A.亲本的生理状况对诱导成功率没有影响B.花药培养成幼苗后，一定不能分瓶培养C.花药培养成幼苗的过程中需要光照D.任何时期的花粉都可以经过培养产生愈伤组织或胚状体7如图是被子植物花粉发育过程的简略表示，请据图回答问题。小孢子母细胞双核期(1)是指_时期，由小孢子母细胞经_分裂形成。(2)和分别是指_期和_期，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_个花粉粒,_个细胞核。(4)双核期的两个核分别叫_核和_核。(5)在进行花药组织培养时选择_段的培养成功率最高。 探究归纳 1 1特别提醒：剥离花药时，若损伤花药，则易从受伤部位产生愈伤组织，若不去花丝，则不利于愈伤组织或胚状体的形成。2特别提醒：花粉是小孢子母细胞先经过减数分裂再经有丝分裂形成的，因此，花粉是单倍体的生殖细胞。两个精子和一个营养细胞的细胞核的基因型相同。植物花药培养与减数分裂过程中四分体的比较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，所以叫作“四分体”。3特别提醒：用体细胞产生植株和用花药产生植株的比较前者常取生长旺盛的嫩枝，获得的植株的遗传物质与母体相同，完全保持了母体的性状，属无性繁殖，后者常取花期早期时的花药，获得的植林遗传物质发生了改变(指母体为杂合子时)，属有性繁殖，两者都必须通过脱分化和再分化，均属植物组织培养技术。选修1课时8 月季的花药培养详细答案课前预习 预习案【自主梳理】1(1)花粉母 减数 (2)减数 单核靠边 两 有丝 生殖 有丝2(1)脱分化 愈伤组织 再分化 生根 (2)种类 浓度配比3(1)初花期 单核期 完全未开放 (2)培养基 (3)生长条件4(1)镜检 (2)最常用的方法 不易着色时 红色5(2)酒精 (3)无菌水 花蕾表面 (4)氯化汞 次氯酸钙6(1)花丝 (2)花药 (3)愈伤组织 愈伤组织7(1)MS (2)愈伤组织 胚状体 (3)分化 光照8染色体组的数目【预习小测】123456知识拓展 探究案【探究1被子植物的花粉发育、花药培养及影响因素】1减数分裂 单倍体2小孢子四分体时期 单核居中期 单核靠边期 有丝3(1)胚状体 诱导 愈伤组织 单倍体(2)激素的种类及其浓度配比4(1)材料的选择 培养基的组成(2)很不相同 花粉发育时期单核【典例精析】C【解析】花药培养需选择完全.未开放的花蕾中发育至单核期的花粉进行培养，过早或过晚都不易培养成功。【备注】在花药培养过程中，材料和材料所处时期的选择，以及培养基的组分是影响培养的主要因素。另外，亲本植株的生理状况、材料的低温预处理及接种密度等对诱导成功率也有一定影响。【变式训练】C【解析】在花药离体培养过程中，并不是任何时期的花粉都可以产生愈伤组织或胚状体，在花粉发育过程中，只有某一个时期对离体刺激敏感。对一般植物来说，在单核期， 细胞核由中央移向细胞一侧时，花药培养成功率最高，但不同生物之间有较大差异，也有一些植物不同。【探究2花药培养的实验操作与评价】9(1)单核期 镜检 醋酸洋红 焙花青一铬矾(2)体积分数为70%的酒精 质量分数为0. 1%的氯化汞溶液(3)25 C 光照 染色体倍性【典例