高中生物选修一月季的花药培养 课件(人教版选修1)

1、人教版选修人教版选修1 专题专题3 植物的组织培养技术植物的组织培养技术 课题课题2 月季的花药培养月季的花药培养 1 1、被子植物定义：、被子植物定义：凡是种子有果皮包被着，凡是种子有果皮包被着， 胚珠有子房壁包被着的植物，就叫做胚珠有子房壁包被着的植物，就叫做被子植物被子植物 一、被子植物和裸子植物一、被子植物和裸子植物 2 2、裸子植物定义：、裸子植物定义：凡是凡是胚珠裸露胚珠裸露，外面没有，外面没有 子房壁包被，子房壁包被，种子外面没有果皮包被的植物称种子外面没有果皮包被的植物称 为为裸子植物裸子植物 实例：玉米、大豆、梨、杏实例：玉米、大豆、梨、杏 实例：松、杉、柏实例：松、杉、柏

2、3 3、花的结构、花的结构 花的结构：花的结构：花梗、花梗、花托、萼片、花瓣、雌蕊花托、萼片、花瓣、雌蕊 和雄蕊和雄蕊 4 4、花的作用、花的作用 被子植物的被子植物的有性生殖有性生殖是在是在花花里进行的，里进行的，雌蕊雌蕊 和雄蕊和雄蕊是进行是进行有性生殖的主要部分有性生殖的主要部分 二、二、被子植物花粉粒的形成被子植物花粉粒的形成 花丝花丝 花药：花药：囊状结构，内有很多花粉粒囊状结构，内有很多花粉粒 1 1、雄蕊的结构、雄蕊的结构 雄蕊雄蕊： 药隔：药隔：花药中部，由薄壁细胞构成，花药中部，由薄壁细胞构成， 内有维管束内有维管束 花药花药 花粉囊花粉囊（4 4或或2 2） 囊壁囊壁 花粉

3、粒花粉粒 表皮表皮 纤维层纤维层 2 2、花药的结构、花药的结构 3 3、花药的发育、花药的发育 周缘细胞周缘细胞 （初生壁细胞）（初生壁细胞） 外外：体积较大药体积较大药室内壁室内壁 中中：一层或几层细胞一层或几层细胞 内内：绒毡层绒毡层 分裂分裂 孢孢 原原 细细 胞胞 造孢细胞造孢细胞 花粉母细胞花粉母细胞 （小孢子母细胞）（小孢子母细胞） 有丝有丝 分裂分裂 绒毡层：为花粉粒的发育提供营养，最后消失绒毡层：为花粉粒的发育提供营养，最后消失 药室内壁：多量淀粉，发育成药室内壁：多量淀粉，发育成纤维层纤维层 中层：早期分解，吸收，消失中层：早期分解，吸收，消失 花粉花粉是是小孢子母细胞小孢

4、子母细胞经过经过减数分裂减数分裂而形成的，而形成的， 因此，花粉是因此，花粉是单倍体单倍体的的生殖细胞生殖细胞 4 4、被子植物的花粉发育、被子植物的花粉发育 花粉粒的形成花粉粒的形成 花粉母细胞花粉母细胞 （小孢子母细胞）（小孢子母细胞） 减数分裂减数分裂 经历时期：经历时期： 四分体时期、单核期、双核期四分体时期、单核期、双核期 四分体时期四分体时期 （进入单核期）（进入单核期） 有丝有丝 分裂分裂 单核靠边期单核靠边期( (小孢子小孢子) ) 单核居中期单核居中期( (小孢子小孢子) ) 小孢子小孢子 （单核花粉粒）（单核花粉粒） 精子精子 精子精子 有丝有丝 分裂分裂 花粉管细胞核花粉

5、管细胞核 生殖细胞核生殖细胞核 生殖细胞生殖细胞 营养细胞营养细胞 双核期双核期 两个精子和一个营养核的基因型相同两个精子和一个营养核的基因型相同 1 1花花 粉母粉母 细胞细胞 4 4个小个小 孢子孢子 减分减分有分有分 4 4个花粉管细胞核个花粉管细胞核 4 4个生殖细胞核个生殖细胞核 有分有分 8 8个精子个精子 花粉粒类型花粉粒类型 一个成熟的一个成熟的花粉粒即为雄配子花粉粒即为雄配子体，有两种情况：体，有两种情况： 二核花粉粒二核花粉粒: :成熟的花粉粒中，只含花粉管细胞成熟的花粉粒中，只含花粉管细胞 核和生殖细胞核。（精子在花粉管中形成）核和生殖细胞核。（精子在花粉管中形成） 三核

6、花粉粒三核花粉粒: :有些植物的花粉，在成熟前，生殖细有些植物的花粉，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。粉在成熟时，含有一个营养核和两个精子。 三、被子植物胚囊的形成三、被子植物胚囊的形成 1 1、雌蕊的组成、雌蕊的组成 柱头、花柱头、花柱柱、子房、子房 2 2、子房的结构、子房的结构 被子植物子房的结构被子植物子房的结构胚珠的结构胚珠的结构 花粉管花粉管 精精 子子 卵细胞卵细胞 极核极核 子房壁子房壁 珠被珠被 珠孔珠孔 胚珠的外层是珠被，里面是胚囊。胚囊是由胚珠胚珠的外层是珠被，里

7、面是胚囊。胚囊是由胚珠 内的胚囊母细胞（大孢子母细胞）发育而成。胚内的胚囊母细胞（大孢子母细胞）发育而成。胚 囊母细胞经过减数分裂，产生四个细胞，称为大囊母细胞经过减数分裂，产生四个细胞，称为大 孢子，每个大孢子内的染色体数目都比胚囊母细孢子，每个大孢子内的染色体数目都比胚囊母细 胞减少一半。这胞减少一半。这4 4个细胞排成一行，其中靠近珠个细胞排成一行，其中靠近珠 孔的孔的3 3个细胞退化，最里面的发育为胚囊细胞，个细胞退化，最里面的发育为胚囊细胞， 胚囊细胞的核连续进行三次有丝分裂，但是每次胚囊细胞的核连续进行三次有丝分裂，但是每次 核分裂后，并不接着进行细胞质分裂，就形成了核分裂后，并不

8、接着进行细胞质分裂，就形成了 8 8个细胞核的胚囊。开始，这个细胞核的胚囊。开始，这 8 8个细胞核分别位个细胞核分别位 于胚囊的两端，每端于胚囊的两端，每端4 4个，接着，每端各有个，接着，每端各有1 1个细个细 胞核移到胚囊的中央，这就是极核，所以再胚囊胞核移到胚囊的中央，这就是极核，所以再胚囊 中的中的8 8个核中遗传物质是一样的。个核中遗传物质是一样的。 3 3、卵细胞的形成、卵细胞的形成 以后靠近珠孔端的以后靠近珠孔端的3 3个细胞核发育成个细胞核发育成3 3个细胞，个细胞， 其中最大的一个是卵细胞，其余的是其中最大的一个是卵细胞，其余的是2 2个助细胞，个助细胞， 另一端另一端3

9、3个细胞核也发育成个细胞核也发育成3 3个细胞，成为反足个细胞，成为反足 细胞细胞 花粉落到雌蕊柱头上以后，在柱头上黏液的刺激花粉落到雌蕊柱头上以后，在柱头上黏液的刺激 下，花粉开始萌发并形成花粉管，花粉管沿着花下，花粉开始萌发并形成花粉管，花粉管沿着花 柱向胚珠方向生长，到达胚珠后从珠孔绕过卵细柱向胚珠方向生长，到达胚珠后从珠孔绕过卵细 胞进入胚囊，到达胚囊中卵细胞和极核之间，这胞进入胚囊，到达胚囊中卵细胞和极核之间，这 时花粉管的前端破裂，两个精子释放出来，其中时花粉管的前端破裂，两个精子释放出来，其中 一个精子与两个极核结合形成受精极核，另一个一个精子与两个极核结合形成受精极核，另一个

10、精子与卵细胞结合形成受精卵，这是被子植物特精子与卵细胞结合形成受精卵，这是被子植物特 有的双受精现象有的双受精现象 4 4、受精过程、受精过程 花花 雄蕊雄蕊雌蕊雌蕊 花药花药 花粉粒花粉粒 精子精子 精子精子 子子 房房 胚珠胚珠 胚囊胚囊 子房壁子房壁 珠被珠被 卵细胞卵细胞 两个极核两个极核 受受 精精 卵卵 受受 精精 极极 核核 胚胚 胚胚 乳乳 种皮种皮 种种 子子 果皮果皮 果实果实 有丝分裂有丝分裂 有丝分裂有丝分裂 1n1n 1n1n 2n2n 1n1n 3n3n 2n2n2n2n 2n2n2n2n 胚是一个新个体的幼体胚是一个新个体的幼体 5 5、发育结果、发育结果 四、产

11、生花粉植株的两条途径四、产生花粉植株的两条途径 五、影响花药培养的因素五、影响花药培养的因素 1 1、材料的选择、材料的选择接种的花药时期接种的花药时期 不同植物的诱导成功率很不相同，就同一种不同植物的诱导成功率很不相同，就同一种 植物来说亲本的生理状况对诱导成功率也有植物来说亲本的生理状况对诱导成功率也有 直接影响直接影响 选材是否成功是花药培养成功的关键选材是否成功是花药培养成功的关键 选材选材 选择合适的花粉发育时期是提高诱导成功率的选择合适的花粉发育时期是提高诱导成功率的 重要因素重要因素 因为并不是任何时期的花粉都可以经过培养产因为并不是任何时期的花粉都可以经过培养产 生愈伤组织或胚

12、状体，花粉发育的过程中，只生愈伤组织或胚状体，花粉发育的过程中，只 有某一个时期对离体刺激敏感。有某一个时期对离体刺激敏感。 一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一般来说，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适合花药培养的小孢子发育时期为单核靠边期 选择单核期以前的花药接种，选择单核期以前的花药接种，质地幼嫩，极易质地幼嫩，极易 破碎破碎； 选择单核期之后的花药接种，花瓣已有些松动，选择单核期之后的花药接种，花瓣已有些松动， 又给又给材料的消毒带来困难，且难以挑选到单核材料

13、的消毒带来困难，且难以挑选到单核 期的花药期的花药。 花药培养时期的选择花药培养时期的选择 其它其它时期选择的缺点时期选择的缺点 花药培养时间花药培养时间 为了挑选到单核期的花药，为了挑选到单核期的花药，通常选择完全未开通常选择完全未开 放的花蕾。放的花蕾。盛开的或略微开放的花，都不宜选盛开的或略微开放的花，都不宜选 作实验材料。作实验材料。 选择完全未开放花蕾的原因选择完全未开放花蕾的原因 完全未开放的花蕾，可挑选到单核期的花完全未开放的花蕾，可挑选到单核期的花 药，菌少、易消毒药，菌少、易消毒 单核期花药的挑选单核期花药的挑选 一般月季的花药培养时间选在五月初到五月的中一般月季的花药培养时

14、间选在五月初到五月的中 旬，即月季的初花期。初花期的花蕾营养状态及旬，即月季的初花期。初花期的花蕾营养状态及 生理状态会比较好，可能提高花粉的诱导成功率生理状态会比较好，可能提高花粉的诱导成功率 例题：例题：月季花药培养时的花粉粒最好是（月季花药培养时的花粉粒最好是（ ） a a、四分体时期、四分体时期 b b、单核居中期、单核居中期 c c、单核靠边期、单核靠边期 dd、二核或三核花粉粒、二核或三核花粉粒 c c 2 2、培养基：、培养基： 花药培养基所采用的培养基可能因植物的不同花药培养基所采用的培养基可能因植物的不同 而有所变化而有所变化小麦中为小麦中为n6n6，马铃薯、月季中为，马铃薯

15、、月季中为 msms，油菜中为，油菜中为b5b5培养基培养基 3 3、其他因素、其他因素 亲本植株的生长条件、材料的低温预处理以及亲本植株的生长条件、材料的低温预处理以及 接种的密度等对诱导成功都有一定的影响接种的密度等对诱导成功都有一定的影响 六、实验操作六、实验操作 （一）材料的选取（一）材料的选取 某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用焙焙 花青花青- -铬矾法，铬矾法，这种方法能将这种方法能将花粉细胞核染成花粉细胞核染成 蓝黑色。蓝黑色。 最常用的方法有最常用的方法有醋酸洋红法醋酸洋红法 1 1、方法、方法 醋酸洋红法染色机理醋酸洋红法染色机理 醋酸洋

16、红为醋酸洋红为碱性染色剂碱性染色剂，而花粉细胞内有染色，而花粉细胞内有染色 体，染色体主要成分是体，染色体主要成分是dnadna和蛋白质和蛋白质, ,易被碱性易被碱性 染料着色染料着色染成红色染成红色 。 将体积分数将体积分数4545的醋酸的醋酸100ml100ml煮沸，缓缓加煮沸，缓缓加 入入1g1g洋红，在加热回流洋红，在加热回流8h8h，冷却至，冷却至5050，过，过 滤即可。滤即可。 醋酸洋红的配置醋酸洋红的配置 2 2、醋酸洋红法、醋酸洋红法 将花药放在载玻片上，加一滴质量分数将花药放在载玻片上，加一滴质量分数1 1的醋的醋 酸洋红，用镊柄将花药捣碎，盖上盖玻片在显酸洋红，用镊柄将花

17、药捣碎，盖上盖玻片在显 微镜下检查。微镜下检查。 染色操作染色操作 3 3、焙花青、焙花青铬钒法铬钒法 将无水酒精与冰醋酸按体积比为将无水酒精与冰醋酸按体积比为3 3：1 1的比的比 例混匀例混匀 卡诺氏固定液的配制方法卡诺氏固定液的配制方法 花药应该在花药应该在卡诺氏固定液中卡诺氏固定液中固定固定20min20min，然后，然后 取出放在载玻片上，取出放在载玻片上，加焙花青加焙花青铬钒溶液染色，铬钒溶液染色， 盖上盖玻片后在显微镜下检查。盖上盖玻片后在显微镜下检查。 将将5g5g铬明矾铬明矾kk2 2soso4 4crcr2 2(so(so4 4) )24h24h2 2oo加入加入 90ml

18、90ml蒸馏水中，溶解后加入蒸馏水中，溶解后加入0.1g0.1g焙花青，混匀焙花青，混匀 并加热至沸腾，煮沸并加热至沸腾，煮沸5 5分钟后冷却至室温，过滤，分钟后冷却至室温，过滤， 加蒸馏水定容至加蒸馏水定容至100ml100ml。 焙花青焙花青铬钒溶液的配制方法铬钒溶液的配制方法 染色操作染色操作 （二）材料的消毒（二）材料的消毒 1 1、酒精处理、酒精处理 花蕾用体积分数花蕾用体积分数为为70%70%的酒精的酒精浸泡浸泡3030秒，秒， 立即取出。立即取出。 无菌水清洗无菌水清洗 无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分 2 2、消毒液处理、消毒液处理 放入放入质量分数为质

19、量分数为0.1%0.1%的氯化汞的氯化汞溶液中溶液中2424分分 钟（也可质量分数钟（也可质量分数为为1%1%的次氯酸钙溶液或饱和的次氯酸钙溶液或饱和 漂白粉溶液漂白粉溶液） 无菌水冲洗无菌水冲洗3535次次 用于培养花药，实际上多数未熟，由于它的外面用于培养花药，实际上多数未熟，由于它的外面 有花萼、花瓣或颖片保护，有花萼、花瓣或颖片保护，通常处于无菌状态，通常处于无菌状态， 所以只要将整个花蕾或幼穗消毒即可。所以只要将整个花蕾或幼穗消毒即可。 在无菌条件下除去萼片和花瓣用镊子取出花药在无菌条件下除去萼片和花瓣用镊子取出花药 要彻底去除花丝，要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药因为与花丝相连

20、的花药 不利于愈伤组织或胚状体的形成不利于愈伤组织或胚状体的形成 立即将花药接种于培养基上，通常每瓶立即将花药接种于培养基上，通常每瓶接种花接种花 药药7-107-10个个。 1 1、剥取花药、剥取花药 勿损伤花药，以免诱导出非花粉愈伤组织勿损伤花药，以免诱导出非花粉愈伤组织 2 2、接种、接种 注意：注意： （三）接种和培养（三）接种和培养 培养条件：温度控制在培养条件：温度控制在2525左右，不需左右，不需 要光照。要光照。幼小植株形成后才需要光照。幼小植株形成后才需要光照。 3 3、培养、培养 培养：一般经过培养：一般经过20-3020-30天培养后，会发现花天培养后，会发现花 药开裂，长出愈伤组织或释放出胚状体药开裂，长出愈伤组织或释放出胚状体 长出愈伤组织则将愈伤组织及时转移到分化培养长出