人教版选修3 月季的花药培养 课件(34张).ppt

月季的花药培养 课题2 课题背景 思考 1 生殖细胞可否发育为完整植株 2 花药培养获得的是几倍体植株 该植株有何特点 是否可育 如何利用这种植株 利用后有何优点 1 被子植物定义 凡是种子有果皮包被着 胚珠有子房壁包被着的植物 就叫做被子植物 2 裸子植物定义 凡是胚珠裸露 外面没有子房壁包被 种子外面没有果皮包被的植物称为裸子植物 实例 玉米 大豆 梨 杏 实例 松 杉 柏 基础知识 一 被子植物与裸子植物 基础知识 3 花的结构 基础知识 花的结构 花梗 花托 萼片 花瓣 雌蕊和雄蕊 4 花的作用 被子植物的有性生殖是在花里进行的 雌蕊和雄蕊是进行有性生殖的主要部分 雄蕊 基础知识 二 被子植物的花粉发育 1 雄蕊的结构 基础知识 1 花粉发育经历的时期 小孢子四分体时期 单核期 双核期 2 花粉粒的形成过程 花粉母细胞 四个小孢子 一个小孢子粒 一个小孢子 二细胞核花粉 生殖细胞 三细胞花粉 成熟花粉 减数分裂 单核居中期 有丝分裂 液泡扩大 细胞核靠边单核靠边期 营养细胞 生殖细胞 有丝分裂 营养细胞1个 精子2个 四分体时期 基础知识 1 花粉发育经历的时期 小孢子四分体时期 单核期 双核期 2 花粉粒的形成过程 一个成熟的花粉粒即为雄配子体 有两种情况 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 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 含有一个营养核和两个精子 两个精子和一个营养核的基因型相同 3 花粉粒的类型 基础知识 两个精子以后一个与卵细胞相结合 形成受精卵 胚 2n 另外一个与两个极核相结合 形成受精极核 胚乳 3n 被子植物中的四分体 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 减数分裂中的四分体 减数第 次分裂的 期产生的 具有 条染色体 条染色单体的结构 在此期可发生 行为 1 下列关于被子植物花粉的形成 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c 花粉发育经历的四分体时期与减数分裂的四分体时期含义相同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 b 2 下列关于被子植物花粉发育的说法 不正确的是a 被子植物精子的形成是直接减数分裂的结果b 花粉粒是在花药中的花粉囊中形成的c 花粉粒在发育过程中 核先位于细胞中央 再移到细胞的一侧d 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e 月季花粉是花粉母细胞经过减数分裂而形成的单倍体生殖细胞f 被子植物一个小孢子母细胞经过减数分裂共形成了8个精子 a 答案 ab或a 或 b或 无论哪一种 来源于同一个小孢子的花粉管细胞核和生殖细胞核的基因一定相同 假如一种生物体细胞有 条染色体 那么它的小孢子母细胞 小孢子 花粉管细胞核 生殖细胞核各有多少条染色体 如果小孢子母细胞的基因型为a b 两对基因位于两对同源染色体上 那么小孢子 花粉管细胞核和生殖细胞核的基因型是什么 基础知识 思考与讨论 如果通过植物组织培养的方法来繁殖某月季并保留其优良的遗传特性 不应该选用的材料是a 茎尖b 嫩枝c 幼芽d 花粉粒 d 移栽 1 两种途径之间无明显的界限 主要取决于培养基中的激素的种类及其浓度配比 2 用花药离体培养获得的是几倍体 三 产生花粉植株的两种途径 基础知识 胚状体 在组织培养过程中 某些体细胞在形态上转变为与合子发育成的胚非常相似的结构 发育过程亦与合子胚类似 胚芽 胚轴 胚根等结构完整 就像一颗种子 被称为体细胞胚 胚状体 基础知识 人工种子 又称人造种子 合成种子或无性种子 就是将组织培养所产生的胚状体 不定芽 顶芽 腋芽或小鳞茎等繁殖体 包裹在能提供营养的胶囊 人造胚乳 里 再在外面包上一层具有保护功能和防止机械损伤的外膜 人造种皮 造成一种类似种子的结构 能在一定的条件下萌发生长 形成完整植株 基础知识 下列对产生花粉植株途径的叙述 不正确的是a 花粉通过胚状体阶段直接发育成植株b 花粉先形成愈伤组织再诱导分化成植株c 花粉经脱分化形成胚状体 在分化出根 然后诱导生芽d 两种途径并无绝对的界限 主要取决于培养基中激素的种类和浓度比例 c 基础知识 四 影响花药培养的因素 1 材料的选择 不同种类的植物诱导成功率不同 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 基础知识 4 花药培养时期的选择 一般来说 在单核期 细胞核由中央移向细胞一侧的时期 花药培养的成功率最高 即 最适合花药培养的小孢子发育时期为单核靠边期 5 其他时期选择的缺点 不选择单核期之前花药原因 花药质地幼嫩 容易破碎 不选择单核期之后花药原因 花瓣开始松动 给材料消毒带来困难 旁栏思考题 为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难 答 花瓣松动后 微生物可能侵入到花药 给材料的消毒带来困难 基础知识 6 单核期花药的挑选 为了挑选到单核期的花药 通常选择完全未开放的花蕾 盛开的或略微开放的花 都不宜选作实验材料 2 培养基的组成 1 培养基的种类因植物的不同而有所变化 如小麦中为n6 马铃薯 月季中为ms 油菜中为b5培养基 基础知识 2 培养基的组成 2 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 生长和分化起决定作用 诱导愈伤组织或胚状体产生的培养基 广泛使用2 4 d iaa和kt 诱导分化的培养基常除去2 4 d而以iba或ba等代之 3 其他因素亲本植株的生长条件 材料的低温 温度 预处理以及接种的密度等对诱导成功都有一定的影响 实验操作 一 材料的选取 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 最常用的方法有醋酸洋红法 但是 某些植物的花粉细胞核不易着色 需采用焙花青 铬矾法 这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色 实验操作 注 花粉细胞核内有染色体 染色体主要由dna和蛋白质组成 醋酸洋红为碱性染色剂 染色体容易被染色 通过染色 可以确定细胞核为单核期还是双核期 是单核居中期还是单核靠边期 一般单核靠边期的花药培养成功率最高 用于培养的花药 实际上多数未熟 由于它的外面有花萼 花瓣或颖片保护 通常处于无菌状态 所以只要将整个花蕾或幼穗消毒即可 二 材料的消毒 实验操作 思考 月季花蕾的消毒与菊花外植体的消毒相比较 二者有何不同 在酒精消毒前 花药不需要预先用流水冲洗 洗衣粉洗涤和软刷刷洗 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时 要尽量不损伤花药 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 实验操作 三 接种和培养 通常每瓶接种花药7 10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 一般经过20 30天培养后 会发现花药开裂 长出愈伤组织或释放出胚状体 将愈伤组织及时转移到分化培养基上 以便进一步分化出再生植株 实验操作 思考 在花药培养基中 用量最高的激素是iaa 在诱导丛芽或胚状体培养基中 用量最高的激素是ba 在诱导生根的培养基中 用量最高的激素是iaa 如果花药开裂释放出胚状体 则一个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分开 分别移植到新的培养基上 否则这些植株将很难分开 实验操作 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化 主要原因是营养核和生殖核融合造成的 故需对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选 植物组织培养技术与花药培养技术的比较 实验操作 花药培养的选材非常重要 需要先探明时期适宜的花蕾 花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体要及时更换培养基 花药培养对培养基的配方要求更严格 这些都使花药的培养难度加大 植物组织培养技术与花药培养技术的比较 课题成果评价 一 选材是否恰当选材是否成功是花药培养成功的关键 应学会通过显微镜观察处于适宜发育期的花粉 二 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 三 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 c d 5 如果某种植物的基因型为aabb 这两对基因分别位于两对同源染色体上 去雄后授以aabb植株的花粉 其胚乳可能的基因型是 a aaabbb aaabbb