高中生物植物的組織培養(yǎng)技術(shù)3.2月季的花藥培養(yǎng)課件新人教版選修1.ppt

課題2月季的花藥培養(yǎng),二,一,三,四,一、被子植物的花粉發(fā)育,二,一,三,四,二,一,三,四,二、產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑,二,一,三,四,三、影響花藥培養(yǎng)的因素,二,一,三,四,二,一,三,四,四、實驗操作,二,一,三,四,二,一,三,四,二,一,三,四,探究點一,探究點二,問題導(dǎo)引植物花藥培養(yǎng)的過程一般包括哪些操作?它與單倍體育種有什么區(qū)別和聯(lián)系?下圖是月季的花藥離體培養(yǎng)及單倍體育種的過程,請據(jù)圖回答問題。,探究點一,探究點二,(1)選材時,從花粉發(fā)育時期來看,一般選擇處于單核期的花粉,確定花粉發(fā)育時期最常用的方法是醋酸洋紅法。(2)材料消毒過程中用到的試劑有體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液。(3)過程是把幼小的花藥從消毒后的花蕾中分離出來,在無菌條件下接種到MS培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng),配制該培養(yǎng)基時,需要的物質(zhì)應(yīng)該有蒸餾水、大量元素、微量元素、有機(jī)物(如甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、蔗糖等)(任答三種即可)。(至少答三種)(4)過程是花藥在MS培養(yǎng)基所提供的特定條件下脫分化,發(fā)生多次細(xì)胞分裂,形成愈傷組織或胚狀體。,探究點一,探究點二,(5)過程與過程所用培養(yǎng)基有差異,主要是植物激素含量的差異。(6)過程是誘導(dǎo)再分化出芽和根,最后長成植株,長成的植株(不考慮核與核之間融合)是單倍體植株,其特點是植株弱小,一般高度不育,生產(chǎn)上無推廣應(yīng)用的價值。若要使其結(jié)子、結(jié)果,可在移栽后在幼苗莖尖滴加適宜濃度的B物質(zhì),通常用到的B物質(zhì)是秋水仙素。,探究點一,探究點二,歸納提升1.植物花藥培養(yǎng)的過程(1)過程材料的選取:選單核期花粉,常用醋酸洋紅法或焙花青鉻礬法鏡檢材料的消毒:用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液消毒接種和培養(yǎng):形成幼苗前不需要光照,形成幼苗后需要光照鑒定、篩選、移栽,探究點一,探究點二,(2)進(jìn)行組織培養(yǎng)時要配制三種培養(yǎng)基,期間進(jìn)行兩次轉(zhuǎn)接培養(yǎng)。脫分化培養(yǎng)基:生長素與細(xì)胞分裂素比例適中,促進(jìn)愈傷組織的形成;生芽培養(yǎng)基:生長素與細(xì)胞分裂素比值低,促進(jìn)芽的分化,抑制根的形成;生根培養(yǎng)基:生長素與細(xì)胞分裂素比值高,促進(jìn)根的分化,抑制芽的形成。2.植物花藥培養(yǎng)的應(yīng)用單倍體育種(以二倍體植株為例)(1)原理:在花藥培養(yǎng)的基礎(chǔ)上,用秋水仙素處理單倍體幼苗,染色體加倍,重新恢復(fù)為二倍體。因為此二倍體是由單倍體的染色體本身加倍而來的,所以是純合子,不會發(fā)生性狀分離。,探究點一,探究點二,(2)育種過程:包括花藥離體培養(yǎng)和人工誘導(dǎo)染色體加倍兩個環(huán)節(jié)。圖中屬于花藥離體培養(yǎng)的過程為,而單倍體育種過程為。(3)育種意義:單倍體植株經(jīng)過染色體加倍后,在一個世代中即可出現(xiàn)純合子,這樣可以明顯縮短育種年限。,探究點一,探究點二,問題導(dǎo)引菊花的組織培養(yǎng)與月季的花藥培養(yǎng)有哪些區(qū)別和聯(lián)系?下圖表示菊花的組織培養(yǎng)和月季的花藥培養(yǎng)的過程,請回答問題。,探究點一,探究點二,(1)對菊花來說,要選擇生長旺盛的嫩枝來進(jìn)行組織培養(yǎng),其原因是生長旺盛的嫩枝生理狀況好,容易誘導(dǎo)脫分化和再分化;對月季來說,適宜花藥培養(yǎng)的時期是單核期。(2)用于植物組織培養(yǎng)和花藥培養(yǎng)的培養(yǎng)基中一般要加入一定的植物激素,常用的植物激素有生長素和細(xì)胞分裂素。(3)兩種植物材料的培養(yǎng)在進(jìn)行接種時應(yīng)注意:接種室和外植體要消毒;接種操作要在酒精燈火焰旁進(jìn)行。(4)月季的花藥培養(yǎng)過程中,花粉植株的形成除圖中所示途徑外,還可以通過胚狀體階段發(fā)育而來,這兩種途徑的差別主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比。,探究點一,探究點二,歸納提升植物組織培養(yǎng)與花藥離體培養(yǎng)的比較,探究點一,探究點二,探究點一,探究點二,思維拓展(1)花藥中花粉的全能性高于植物組織細(xì)胞。(2)植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗逆性差,對培養(yǎng)條件要求較高,一旦被微生物污染就會導(dǎo)致實驗失敗。(3)剝離花藥時,盡量不要損傷花藥,同時還要徹底去除花絲,防止對實驗產(chǎn)生干擾。(4)菊花組織培養(yǎng)需每日光照12h,而月季花藥培養(yǎng)則要在幼小植株形成后才需要光照。,類型一,類型二,類型一植物花粉發(fā)育【例1】下圖是被子植物花粉的發(fā)育過程,請據(jù)圖回答問題。(1)是指時期,由小孢子母細(xì)胞經(jīng)分裂形成。(2)和分別是指期和期,和期細(xì)胞的特點是。(3)1個花粉母細(xì)胞經(jīng)過分裂最多能形成個花粉粒。(4)雙核期的兩個核分別叫核和核。(5)在進(jìn)行花藥組織培養(yǎng)時選擇時期的花粉培養(yǎng)成功率最高。(用圖中標(biāo)號表示),類型一,類型二,解析:花粉是由花粉母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂形成的,花粉的發(fā)育要經(jīng)歷小孢子四分體時期、單核期和雙核期等階段。單核期的細(xì)胞含濃厚的原生質(zhì),核開始時位于細(xì)胞的中央。隨著細(xì)胞不斷長大,核由中央移向細(xì)胞一側(cè)(此時是花藥組織培養(yǎng)的最佳時期),并分裂成1個生殖細(xì)胞核和1個花粉管細(xì)胞核,進(jìn)而形成兩個細(xì)胞,生殖細(xì)胞將再分裂一次,形成兩個精子。答案:(1)四分體減數(shù)(2)單核居中單核靠邊含濃厚的原生質(zhì)(3)4(4)生殖細(xì)胞花粉管細(xì)胞(5),類型一,類型二,變式訓(xùn)練1被子植物的花粉發(fā)育依次經(jīng)過()雙核期小孢子四分體時期單核居中期單核靠邊期A.B.C.D.答案:B,類型一,類型二,類型二花藥的離體培養(yǎng)及影響因素【例2】辣椒是某市的重要蔬菜品種之一,但近年有退化、減產(chǎn)的趨勢,如果想通過花藥離體培養(yǎng)的方法培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、無病毒的辣椒苗,請你完成下面的辣椒苗培育方案。,類型一,類型二,(1)材料的選取:用法染色后鏡檢花藥,一般當(dāng)花粉粒位于期時可用作培育的材料,此期的花粉粒的特點是,核由中央移向細(xì)胞的一側(cè)。(2)培養(yǎng)原理:如圖是培養(yǎng)溫度與花藥胚的誘導(dǎo)率關(guān)系圖,在時,胚的誘導(dǎo)率最高。(3)材料的準(zhǔn)備:取辣椒花蕾用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精浸泡約30s,立即取出,在中清洗。取出后吸干水分,放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%溶液中24min,取出再用無菌水沖洗35次。(4)接種和培養(yǎng):接種用的花藥要徹底除去花絲,因為與花絲相連的花藥不利于的形成?；九囵B(yǎng)基用培養(yǎng)基,在培養(yǎng)基中要加入蔗糖做碳源,加入適量的生長素和細(xì)胞分裂素等物質(zhì),并進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌。,類型一,類型二,(5)鑒定和篩選:經(jīng)過一段時間的培育,花藥開裂后釋放出胚狀體,一個花藥內(nèi)能產(chǎn)生多個幼小植株。幼小植株需要移到新的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)。培養(yǎng)出來的植株要作鑒定和篩選的原因是。,類型一,類型二,解析:(1)用于培養(yǎng)的花粉應(yīng)處于單核期,可利用醋酸洋紅法或焙花青鉻礬法染色后鏡檢選取。(2)分析題圖可知,培養(yǎng)溫度2528時,曲線出現(xiàn)峰值,胚的誘導(dǎo)率最高。(3)辣椒花蕾消毒后應(yīng)用無菌水清洗,而不是蒸餾水或清水。取出后吸干水分,放入一定量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液中繼續(xù)消毒,再用無菌水漂凈消毒液。(4)由于與花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成,故接種時所用的花藥要徹底除去花絲。(5)花藥培養(yǎng)中由于通過愈傷組織形成的花粉植株常常會出現(xiàn)染色體倍性的變化,所以培養(yǎng)出來的植株一定要作進(jìn)一步的鑒定和篩選。答案:(1)醋酸洋紅(或焙花青鉻礬)單核細(xì)胞原生質(zhì)濃厚(2)2528(或2528之間的任意溫度)(3)無菌水氯化汞(4)愈傷組織(或胚狀體)MS(5)在花藥培養(yǎng)中,通過愈傷組織形成的花粉植株常常會出現(xiàn)染色體倍性的變化,類型一,類型二,變式訓(xùn)練2關(guān)于影響花藥培養(yǎng)的因素,下列說法不正確的是()A.材料的選擇與培養(yǎng)基的組成是花藥培養(yǎng)能否成功的主要影響因素B.花藥培養(yǎng)時應(yīng)選擇花期早期的花蕾和單核期以前的花蕾C.親本植株的生長條件、材料的低溫預(yù)處理、接種密度等對誘導(dǎo)成功率都有影響D.選擇花粉發(fā)育至單核居中期或單核靠邊期的花蕾解析:對花期而言,選擇早期的花藥培養(yǎng)更容易產(chǎn)生花粉植株。對花粉的發(fā)育時期而言,選擇單核期的花藥,培養(yǎng)成功率最高,為了挑選到單核期的花藥,要選擇完全未開放的花蕾。答案:B,類型一,類型二,應(yīng)用指南一般月季的花藥培養(yǎng)時間選在五月份,即月季的初花期,花蕾完全未開放時,此時花藥處于單核期,花瓣未松動,感染的菌少、易消毒,易誘導(dǎo)成功。單核期以前的花藥質(zhì)地幼嫩,極易破碎。單核期以后的花藥,花瓣已有些松動,消毒困難。,1,2,3,4,5,1.下列有關(guān)花藥培養(yǎng)的說法,錯誤的是()A.確定花粉發(fā)育時期最常用的方法是焙花青鉻礬法,這種方法能將花粉細(xì)胞核染成藍(lán)黑色B.材料消毒時需先用酒精,然后用氯化汞溶液或次氯酸鈣溶液,消毒后,需用無菌水漂凈消毒液C.接種花藥后一段時間內(nèi)不需要光照,但幼小植株形成后需要光照D.接種的花藥長出愈傷組織或胚狀體后,要適時轉(zhuǎn)換培養(yǎng)基,以便進(jìn)一步分化成再生植株解析:確定花粉發(fā)育時期最常用的方法是醋酸洋紅法。答案:A,1,2,3,4,5,2.下列關(guān)于接種和培養(yǎng)花藥時應(yīng)該注意的事項,不正確的是()A.不損傷花藥B.徹底去除花絲C.幼小植株形成后需要光照D.花藥開裂后,釋放出胚狀體,分別發(fā)育成單倍體,無需將其分開解析:花藥開裂后,釋放出胚狀體,一個花藥內(nèi)會產(chǎn)生大量幼小植株,必須盡快將它們分開,分別移植到新的培養(yǎng)基上,否則,這些植株將很難分開。答案:D,1,2,3,4,5,3.關(guān)于花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的途徑,下列敘述錯誤的是()A.花粉可通過愈傷組織分化成植株B.花粉可通過胚狀體進(jìn)一步發(fā)育成植株C.兩種途徑主要由培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比決定D.產(chǎn)生胚狀體是花藥培養(yǎng)中特有的途徑解析:植物組織培養(yǎng)和花藥離體培養(yǎng)都可以產(chǎn)生胚狀體。答案:D,1,2,3,4,5,4.下列有關(guān)影響花藥培養(yǎng)的因素的說法,不正確的是()A.一般月季的花藥培養(yǎng)時間選在初花期B.培養(yǎng)基的成分及比例對花藥培養(yǎng)有影響C.月季花藥培養(yǎng)基應(yīng)調(diào)節(jié)pH至5.8D.影響花藥培養(yǎng)的因素是材料的選擇和培養(yǎng)基的組成,與其他因素?zé)o關(guān)解析:材料的選擇與培養(yǎng)基的組成是影響花藥培養(yǎng)的主要因素,此外,親本植株的生長條件、材料的低溫預(yù)處理以及接種密度等對誘導(dǎo)成功率都有影響。答案:D,1,2,3,4,5,5.育種工作者常采用花藥培養(yǎng)的方法,使花粉粒發(fā)育為單倍體植株。采用水稻的花藥進(jìn)行培養(yǎng)過程的流程:選取水稻花藥對花藥消毒接種和培養(yǎng)植物體。請回答下列問題。(1)選取的水稻花藥應(yīng)為期,如果此時細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè),花藥培養(yǎng)成功率最高。(2)通過花藥培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體植株一般有兩種途徑:一種是花粉通過階段發(fā)育為植株;另一種是在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上先形成,再將其誘導(dǎo)分化成植株。(3)試管苗形成過程中,必須從培養(yǎng)基中獲得和小分子有機(jī)物等營養(yǎng)物質(zhì)。要促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂和生長,培養(yǎng)基中應(yīng)有和兩種植物激素。(4)若接種過花藥的培養(yǎng)基被污染,則可能的原因有哪些?(至少寫出兩條)。,1,2,3,4,5,解析:花藥培養(yǎng)過程中最重要的兩種植物激素是生長素和細(xì)胞分裂素。培養(yǎng)基被污染有多種原因:可能是培養(yǎng)基配制時滅菌不徹底或是花蕾消毒不徹底,也可能是接種時無菌操作不規(guī)范等。答案:(1)單核(2)胚狀體愈傷組織(3)無機(jī)鹽生長素細(xì)胞分裂素(4)培養(yǎng)基滅菌不徹底;花蕾消毒不徹底;接種時無菌操作不規(guī)范等,必背語句1.被子植物的花粉發(fā)育過程:小孢子母細(xì)胞小孢子四分體時期單核居中期單核靠邊期雙核期。2.產(chǎn)生花粉植株有兩種途徑:一種是花粉通過胚狀體階段發(fā)育為植株,另一種是花粉在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上先形成愈傷組織,再將其誘導(dǎo)分化成植株。這兩種途徑的發(fā)生主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比。,3.影響花藥培養(yǎng)的因素(1)主要影響因素材料的選擇。植物類型、生理狀況及花粉發(fā)育時期等因素都會影響