高中生物 专题3课题2月季的花药培养课件6 新人教版选修1.ppt

课题2月季的花药培养 课题2月季的花药培养 一 课题目标 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 说出影响花药培养的因素 学习花药培养的基本技术 尝试用月季或其他植物的花药进行培养 二 课题重点和难点 选取适宜的培养材料和培养基 三 技能目标 知道被子植物花粉发育的过程 说出产生花粉植株的两种途径 记住影响花药培养的因素 尝试花药培养的实验操作过程 并进行无菌操作 知道花药培养在育种上的意义 花的结构 基础知识一 被子植物的花粉发育 阅读课本p37 p40 一 被子植物的花粉发育 雄蕊 花丝 花药 囊状结构 内有很多花粉粒 花粉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 花粉的发育要经历 四分体时期 单核期 双核期 花粉发育过程 减数分裂 有丝分裂 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 1花粉母细胞 4个小孢子 减分 有分 4个花粉管细胞核 4个生殖细胞核 有分 8个精子 练习 写出花粉的发育过程的发育过程 学生板书 假如一种生物体细胞有 条染色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 答案 小孢子母细胞 个小孢子 单核居中期 单核靠边期 花粉粒 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和生殖核的基因一定相同 二 产生花粉植株的两条途径 花粉 花粉 胚状体 愈伤组织 丛芽 丛芽 生根 移栽 脱分化 分化 再分化 诱导 胚状体 1 材料的选择2 培养基的组成 ms培养基 不同比例的激素 3 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 三 影响花药培养的因素 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 选择最合适的花粉发育时期 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困难 挑选单核期花药方法 应当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各成分中植物生长调节剂的水平和配比起决定作用 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 材料的低温处理 接种密度 培养的环境条件等对诱导的成功率都有一定的影响 实验操作 一 材料的选取二 材料的消毒三 接种和培养 一 材料的选取1 选择花药一般通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期 2 确定花粉发育时期最常用方法 醋酸洋红法 焙花青 铬矾法 实验操作 鉴定花粉 最常用的方法是醋酸洋红法 花药 载玻片上 1 的醋酸洋红1滴 用镊柄将花药捣碎 盖上盖玻片 镜检 花粉粒的细胞核被染成红色 某些植物的花粉细胞核不易着色 需要采用焙花青 铬钒法 花药 在卡诺氏固定液中处理20min 取出 置于载玻片上 焙花青 铬钒溶液染色 盖上盖玻片 镜检 花粉粒的细胞核被染成蓝黑色 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 二 材料的消毒 1 花蕾用体积分数为70 的酒精浸泡30秒2 无菌水清洗3 无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分4 放入质量分数为0 1 的氯化汞溶液中2 4分钟 也可质量分数为1 的次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液 5 无菌水冲洗3 5次用于培养花药 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 花蕾 70 酒精 大约30s 无菌水 清洗 无菌吸水纸 吸干水分 0 1 氯化汞溶液 2 4min 无菌水 冲洗 三 接种和培养 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 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 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 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 四 结果分析与评价 选材是否恰当 选材时实验成功的关键 要能通过镜检找到适宜发育期的花粉 无菌技术是否过关 如果出现了污染现象 说明某些技术操作步骤 如培养基灭菌 花蕾消毒或接种等有问题 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 植物组织培养技术与花药培养技术的异同点 实例一 关于被子植物花粉发育的说法 不正确的是 a 花粉粒是在花药中的花粉囊里形成的b 被子植物精子的形成是直接减数分裂的结果c 被子植物的花粉的发育要经历四分体时期 单核期 双核期等阶段d 花粉粒在发育过程中 核先位于细胞一侧 再移到细胞中央 注 花粉母细胞经减数分裂形成4个单核花粉粒 每个花粉粒的细胞核进行一次有丝分裂形成1个花粉管细胞核和1个生殖细胞核 每个生殖细胞核再进行一次有丝分裂生成2个精子 bd 课后习题 1 f2代紫色甜玉米的基因型组成可能为aasusu或aasusu 如果运用常规育种方法 将f2代中的紫色甜玉米与白色甜玉米 aasusu 进行测交 可以选择出基因型为aasusu纯种紫色甜玉米 但这种方法比较繁琐 耗时较长 需要至少三年的选种和育种时间 如果利用花药离体培养的技术 在f1代产生的花粉中就可能有asu的配子组合 再将花粉植株进行秋水仙素处理 使染色体加倍 就可以直接得到紫色甜玉米的纯合体 aasusu 这种方法可以大大缩短育种周期 2 植物组织培养技术与花药培养技术的相同之处是 培养基配制方法 无菌技术及接种操作等基本相同 两者不同之处在于 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 对培养基配方的要求更为严格 这些都使花药培养的难度大为增加 比较杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种 人工种子人工种子是指通过植物组织培养技术获得具有胚芽 胚根 胚轴等结构的植物胚状体 并且用适当方法将胚状体包裹起来 用以代替天然种子进行繁殖的一种结构 目前研制的人工种子 是由胚状体 作为保护性外壳的人工种皮和提供发育所需营养的人工胚乳三部分组成的 能在一定的条件下萌发生长 形成完整植株 人工种子的优点 首先 它解决了有些作物品种繁殖能力差 结子困难或发芽率低等问题 第二 人工种子可以工业化生产 提高农业的自动化程度 第三 人工胚乳中除含有胚状体发育所需的营养物质外 还可以添加各种附加成分 如固氮细菌 防病虫农药 除草剂和植物激素类似物等 有利于幼苗茁壮成长 提高作物产量 第四 用人工种子播种可以节约粮食 例如 一个12l的发酵罐在20d内生产的胡萝卜胚状体 可以制成1000万粒人工种子 满足几千公顷农田的种植需要 与天然种子相比 大大节约了粮食 练习 小麦高杆 d 对矮杆 d 为显性 抗锈病 t 对不抗锈病 t 为显性 现有高杆抗锈病和矮杆不抗病的两种纯合体 要获得矮杆抗锈病的良种 可用杂交育种和单倍体育种法 步骤如下 高杆抗锈病矮秆不抗锈病pddtt ddtt 一 f1的基