生物學(xué)案：專題課題月季的花藥培養(yǎng)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課題2月季的花藥培養(yǎng)問題導(dǎo)學(xué)一、被子植物花粉發(fā)育的過程和產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑活動與探究11．用流程圖表示被子植物花粉發(fā)育的過程。2．討論植物花粉發(fā)育過程中的小孢子“四分體"與減數(shù)分裂過程中“四分體"一樣嗎？請說明原因。3．用流程圖表示產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑并說出兩種途徑的主要區(qū)別和決定因素。4．花粉胚與體細胞胚有哪些區(qū)別？請閱讀教材第38頁，談一下你的看法。遷移與應(yīng)用1關(guān)于被子植物花粉發(fā)育的說法，不正確的是（）。A．花粉粒是在花藥中的花粉囊里形成的B．被子植物精子的形成是減數(shù)分裂的結(jié)果C．被子植物花粉的發(fā)育要經(jīng)歷四分體時期、單核期和雙核期等階段D．花粉粒在發(fā)育過程中,核先位于細胞一側(cè)，再移到細胞中央1．花粉發(fā)育過程中的細胞分裂方式花粉母細胞(小孢子母細胞）eq\o（→，\s\up7（減數(shù)分裂））4個小孢子（小孢子四分體時期)→單核期小孢子（單核居中期→單核靠邊期)eq\o(→，\s\up7(有絲分裂),\s\do5(每個小孢子)）花粉粒中包含生殖細胞核和2．培養(yǎng)條件下雄核發(fā)育的4條途徑（1)單核小孢子進行一次均等分裂，形成兩個等同的子細胞,而不是形成相互有別的營養(yǎng)細胞和生殖細胞,這兩個細胞進一步發(fā)育成愈傷組織或胚狀體。（2)單核小孢子先進行一次非均等的正常分裂，然后通過營養(yǎng)細胞進一步分裂形成愈傷組織或胚狀體。（3)單核小孢子進行一次有絲分裂,營養(yǎng)細胞退化,而生殖細胞進一步發(fā)育形成單倍體植株.(4）小孢子進行一次非均等的正常分裂，形成一個營養(yǎng)核和一個生殖核，兩個核都參與愈傷組織或胚狀體的形成。有時兩個核融合而導(dǎo)致非單倍體形成。3．胚狀體的含義在植物組織培養(yǎng)過程中,某些體細胞在形態(tài)上會轉(zhuǎn)變?yōu)榕c合子發(fā)育成的胚非常相似的結(jié)構(gòu)，它的發(fā)育過程也和合子胚類似，胚芽、胚根、胚軸等結(jié)構(gòu)完整，就像一顆種子，這種結(jié)構(gòu)就叫做體細胞胚或胚狀體。二、影響花藥培養(yǎng)的因素和實驗操作活動與探究21．總結(jié)影響花藥培養(yǎng)的主要因素。2．選擇哪一時期的花粉培養(yǎng)成功率最高？為什么?3．為什么花瓣松動會給材料的消毒帶來困難？4．除了問題1所答的因素外，你認為影響花粉誘導(dǎo)成功率的因素還有哪些？5．醋酸洋紅為什么能使花粉細胞核著色？對細胞核染色有何作用？6．為什么不直接對花藥進行消毒？7．在花藥培養(yǎng)中，特別是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.為什么?8．花藥出現(xiàn)污染的原因有哪些？遷移與應(yīng)用2下列關(guān)于花藥培養(yǎng)的認識錯誤的是(）.A．材料的選擇與培養(yǎng)基的組成影響花藥培養(yǎng)的成功率B．選擇花藥時常用的方法是醋酸洋紅法C．選取材料時一定要進行消毒D．培養(yǎng)形成的胚狀體可繼續(xù)在原培養(yǎng)基中分化形成植株1．操作注意事項(1）剝離花藥時，盡量使之不受損傷，因為花藥壁往往能產(chǎn)生二倍體的愈傷組織。（2）要徹底去除花絲，因為與花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成。（3）培養(yǎng)溫度控制在25℃,開始不需要光照.幼小植株形成后需要光照。(4）一般經(jīng)過20～30d培養(yǎng)后，會發(fā)現(xiàn)花藥開裂，長出愈傷組織或形成胚狀體。將愈傷組織盡快轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上，以便進一步分化出再生植株。2．花粉植株的產(chǎn)生與植物莖的組織培養(yǎng)的比較項目菊花莖的組織培養(yǎng)月季的花藥培養(yǎng)理論依據(jù)細胞的全能性基本過程脫分化、再分化影響因素選材、營養(yǎng)、激素、pH、溫度、光照等操作流程制備培養(yǎng)基→外植體消毒→接種→培養(yǎng)→移栽→栽培選材→材料消毒→接種和培養(yǎng)→篩選和誘導(dǎo)→移栽→栽培選育答案：課前·預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)【預(yù)習(xí)導(dǎo)引】一、1．花粉母細胞減數(shù)分裂單倍體2．（1）四分體時期（2）原生質(zhì)單核居中期單核靠邊期（3）生殖花粉管生殖生殖二、1．胚狀體愈傷組織2．激素濃度配比三、1．材料的選擇培養(yǎng)基的組成2．（1）早期后期初花(2）單核（3）生長條件低溫預(yù)處理接種的密度預(yù)習(xí)交流1:(1)提示:花藥是產(chǎn)生花粉的結(jié)構(gòu),花藥由花藥壁和花粉囊組成，花藥壁由體細胞組成，花粉囊中有小孢子母細胞（該細胞是產(chǎn)生花粉的最原始的母細胞）?；ㄋ幣囵B(yǎng)的實質(zhì)是花粉培養(yǎng)。（2）提示:不是。單倍體育種的目標植株為能進行正常繁殖的純合子植株，而花藥培養(yǎng)得到的僅為單倍體植株，大多沒有繁殖能力。（3）提示：獲得雜合子→對雜合子的花藥進行培養(yǎng)→獲得單倍體植株→用秋水仙素處理→獲得染色體數(shù)目正常的純合子植株→按照育種目標選擇→得到目標植株。四、1．鏡檢（1）醋酸洋紅(2）焙花青—鉻礬2．體積分數(shù)為70%的酒精質(zhì)量分數(shù)為0.1％的氯化汞30s2～4min3．（1）無菌條件萼片花瓣花藥7~10（2)25℃光照（3）染色體倍性預(yù)習(xí)交流2：提示：（1)花藥長出愈傷組織后,要將愈傷組織及時轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上，以便進一步分化出再生植株。（2）花藥開裂釋放出胚狀體后，要盡快將幼小植株分開，分別移植到新的培養(yǎng)基上，否則這些植株將很難分開。課堂·合作探究【問題導(dǎo)學(xué)】活動與探究1：1．提示：小孢子母細胞→4個小孢子（小孢子四分體時期）→1個小孢子(單核居中期)→1個小孢子（單核靠邊期）→花粉粒（雙核期）。2．提示：不一樣。前者是指由一個小孢子母細胞經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的連在一起的4個單倍體細胞，其中“四”是4個小孢子;后者是指在聯(lián)會狀態(tài)下的一對同源染色體，其中“四”是4條染色單體。3．提示:途徑1:花粉eq\o(→，\s\up7(脫分化))胚狀體eq\o(→,\s\up7（分化)）叢芽eq\o(→，\s\up7（誘導(dǎo)）)生根→移栽途徑2：花粉eq\o(→,\s\up7（脫分化））愈傷組織eq\o（→，\s\up7(再分化）)叢芽eq\o(→，\s\up7（誘導(dǎo))）生根→移栽兩種途徑的主要區(qū)別是花粉脫分化形成胚狀體還是愈傷組織；兩種途徑主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比。4．提示：花粉胚是由單倍體性細胞發(fā)育而成的胚狀結(jié)構(gòu)，可以發(fā)育成單倍體植株;體細胞胚（胚狀體）是植物體細胞離體培養(yǎng)形成的,與合子發(fā)育成的胚具有相似的結(jié)構(gòu)。遷移與應(yīng)用1:D解析:單核期的細胞核開始位于中央，然后由中央移向細胞一側(cè)。活動與探究2：1．提示:材料的選擇與培養(yǎng)基的組成是花藥培養(yǎng)的主要影響因素。2．提示：細胞核由中央移向一側(cè)的單核期，即單核居中期和單核靠邊期之間的過渡時期。選擇單核期以前的花藥接種，質(zhì)地幼嫩，極易破碎；選擇單核期以后的花藥接種，花瓣已有些松動,會給材料的消毒帶來困難。為了挑選到單核期的花藥，通常要選擇完全未開放的花蕾。3．提示：花瓣松動后，微生物就可能侵入到花藥中,給材料的消毒帶來困難。4．提示：植物的種類、親本的生長條件、接種密度、培養(yǎng)的環(huán)境條件等。5．提示：花粉細胞核內(nèi)有染色體,染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，醋酸洋紅為堿性染色劑，染色體容易被其染色。通過染色，可以確定細胞核為單核期還是雙核期，是單核居中期還是單核靠邊期。6．提示：用于培養(yǎng)的花藥，實際上多數(shù)未成熟，由于它的外面有花萼、花瓣或穎片保護，通常處于無菌狀態(tài),所以只要將整個花蕾或幼穗消毒即可。7．提示：主要是營養(yǎng)核和生殖核融合造成的.有些是由花粉壁細胞發(fā)育形成的二倍體花粉壁植株。8．提示：消毒不徹底、培養(yǎng)基滅菌不徹底、人為因素的交叉污染等。遷移與應(yīng)用2：D解析：培養(yǎng)形成的胚狀體應(yīng)移到新的培養(yǎng)基上，否則這些植株很難分開.當(dāng)堂檢測1．被子植物花粉發(fā)育依次經(jīng)歷的階段是（）。A．小孢子四分體時期→雙核期→單核居中期→單核靠邊期→花粉粒B．小孢子母細胞→單核靠邊期→單核居中期→雙核期→花粉期C．小孢子母細胞→小孢子四分體時期→單核居中期→單核靠邊期→花粉粒D．小孢子四分體時期→小孢子母細胞→雙核期→單核期→花粉期答案:C解析：考查花粉的發(fā)育過程。小孢子母細胞經(jīng)減數(shù)分裂形成四個小孢子，經(jīng)歷小孢子四分體時期、單核居中期、單核靠邊期、雙核期發(fā)育成花粉粒.2．月季花藥培養(yǎng)時選用的花粉粒最好是（)。A．四分體時期B．單核居中期C．單核靠邊期D．二核或三核花粉粒答案：C解析：花粉發(fā)育過程中，只有某一個時期對離體刺激敏感。一般來說，在單核靠邊期（細胞核由中央移向細胞一側(cè)的時期)花藥培養(yǎng)成功率最高。3．花蕾消毒主要有以下幾步，順序正確的是（）.①將花蕾在酒精中浸泡約6～7秒②放入氯化汞液中1~2分鐘③無菌水清洗,然后用吸水紙吸干花蕾表面的水分④用無菌水沖洗3~5次A．①②③④B．①③②④C．③①④②D．②③①④答案：B解析：消毒的基本程序如下：花蕾→體積分數(shù)為70％的酒精→無菌水→質(zhì)量分數(shù)為0.1％的氯化汞→無菌水.4．以下不屬于影響花藥培養(yǎng)因素的是（)。A．材料的選擇B．培養(yǎng)基的成分C．對花蕾的消毒D．小孢子母細胞的分裂方式答案：D解析：任何花粉的形成都是由小孢子母細胞通過一次減數(shù)分裂，然后再經(jīng)過一次有絲分裂完成的，因此小孢子母細胞的分裂方式不屬于影響花藥培養(yǎng)的因素。5．選擇月季花粉的最佳時期為（）.A．盛開期的月季花B．略微開放的月季花C．完全未開放的花蕾D．花近敗時期的月季花答案：C解析:單核期的花藥培養(yǎng)成功率最高,單核期的花藥多存在于完全未開放的花蕾中。6．下圖表示應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育優(yōu)質(zhì)玉米的過程。對此過程的相關(guān)描述錯誤的是()A．B→E過程中細胞全能性的高低發(fā)生了改變B．C試管中形成的是高度液泡化的薄壁細胞C．A植株和F植株體細胞中的染色體組數(shù)相同D．培養(yǎng)出的F植株一般不能直接應(yīng)用于擴大種植答案：C解析：分化程度越低的細胞,其全能性越高，因此經(jīng)脫分化獲得的細胞全能性高于經(jīng)再分化獲得的細胞的全能性;A是正常植株,而F是經(jīng)過花粉離體培養(yǎng)獲得的單倍體植株，染色體組數(shù)減少一半;培養(yǎng)出的F植株是單倍體植株，具有植株弱小、高度不育等特點，因而一般不能直接應(yīng)用于擴大種植。7．花粉母細胞經(jīng)________分裂形成四個單倍體細胞，連在一起，叫________時期。四個單倍