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(shí)驗(yàn)操作,二,一,三,四,二,一,三,四,二,一,三,四,探究點(diǎn)一,探究點(diǎn)二,問(wèn)題導(dǎo)引植物花藥培養(yǎng)的過(guò)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(guò)程,請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題。,探究點(diǎn)一,探究點(diǎn)二,(1)選材時(shí),從花粉發(fā)育時(shí)期來(lái)看,一般選擇處于單核期的花粉,確定花粉發(fā)育時(shí)期最常用的方法是醋酸洋紅法。(2)材料消毒過(guò)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(guò)程是把幼小的花藥從消毒后的花蕾中分離出來(lái),在無(wú)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(shí),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(guò)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(diǎn)一,探究點(diǎn)二,(5)過(guò)程與過(guò)程所用培養(yǎng)基有差異,主要是植物激素含量的差異。(6)過(guò)程是誘導(dǎo)再分化出芽和根,最后長(zhǎng)成植株,長(zhǎng)成的植株(不考慮核與核之間融合)是單倍體植株,其特點(diǎn)是植株弱小,一般高度不育,生產(chǎn)上無(wú)推廣應(yīng)用的價(jià)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(diǎn)一,探究點(diǎn)二,歸納提升1.植物花藥培養(yǎng)的過(guò)程(1)過(guò)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(diǎn)一,探究點(diǎn)二,(2)進(jìn)行組織培養(yǎng)時(shí)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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?yàn)榇硕扼w是由單倍體的染色體本身加倍而來(lái)的,所以是純合子,不會(huì)發(fā)生性狀分離。,探究點(diǎn)一,探究點(diǎn)二,(2)育種過(guò)程:包括花藥離體培養(yǎng)和人工誘導(dǎo)染色體加倍兩個(gè)環(huán)節(jié)。圖中屬于花藥離體培養(yǎng)的過(guò)程為,而單倍體育種過(guò)程為。(3)育種意義:單倍體植株經(jīng)過(guò)染色體加倍后,在一個(gè)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(diǎn)一,探究點(diǎn)二,問(wèn)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(guò)程,請(qǐng)回答問(wèn)題。,探究點(diǎn)一,探究點(diǎn)二,(1)對(duì)菊花來(lái)說(shuō),要選擇生長(zhǎng)旺盛的嫩枝來(lái)進(jìn)行組織培養(yǎng),其原因是生長(zhǎng)旺盛的嫩枝生理狀況好,容易誘導(dǎo)脫分化和再分化;對(duì)月季來(lái)說(shuō),適宜花藥培養(yǎng)的時(shí)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(zhǎng)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(shí)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(guò)程中,花粉植株的形成除圖中所示途徑外,還可以通過(guò)胚狀體階段發(fā)育而來(lái),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(diǎn)一,探究點(diǎn)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(diǎn)一,探究點(diǎn)二,探究點(diǎn)一,探究點(diǎn)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(duì)培養(yǎng)條件要求較高,一旦被微生物污染就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。(3)剝離花藥時(shí),盡量不要損傷花藥,同時(shí)還要徹底去除花絲,防止對(duì)實(shí)驗(yàn)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(guò)程,請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題。(1)是指時(shí)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(diǎn)是。(3)1個(gè)花粉母細(xì)胞經(jīng)過(guò)分裂最多能形成個(gè)花粉粒。(4)雙核期的兩個(gè)核分別叫核和核。(5)在進(jìn)行花藥組織培養(yǎng)時(shí)選擇時(shí)期的花粉培養(yǎng)成功率最高。(用圖中標(biāo)號(hào)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(shí)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(kāi)始時(shí)位于細(xì)胞的中央。隨著細(xì)胞不斷長(zhǎng)大,核由中央移向細(xì)胞一側(cè)(此時(shí)是花藥組織培養(yǎng)的最佳時(shí)期),并分裂成1個(gè)生殖細(xì)胞核和1個(gè)花粉管細(xì)胞核,進(jìn)而形成兩個(gè)細(xì)胞,生殖細(xì)胞將再分裂一次,形成兩個(gè)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(guò)()雙核期小孢子四分體時(shí)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(shì),如果想通過(guò)花藥離體培養(yǎng)的方法培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、無(wú)病毒的辣椒苗,請(qǐng)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(shí)可用作培育的材料,此期的花粉粒的特點(diǎn)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(shí),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(wú)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?yàn)榕c花絲相連的花藥不利于的形成。基本培養(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(zhǎng)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(guò)一段時(shí)間的培育,花藥開(kāi)裂后釋放出胚狀體,一個(gè)花藥內(nèi)能產(chǎn)生多個(gè)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(lái)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(shí),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(wú)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(wú)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(shí)所用的花藥要徹底除去花絲。(5)花藥培養(yǎng)中由于通過(guò)愈傷組織形成的花粉植株常常會(huì)出現(xiàn)染色體倍性的變化,所以培養(yǎng)出來(lái)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(wú)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(guò)愈傷組織形成的花粉植株常常會(huì)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(shuō)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(shí)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(zhǎng)條件、材料的低溫預(yù)處理、接種密度等對(duì)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(duì)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(duì)花粉的發(fā)育時(shí)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(kāi)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(shí)間選在五月份,即月季的初花期,花蕾完全未開(kāi)放時(shí),此時(shí)花藥處于單核期,花瓣未松動(dòng),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(dòng),消毒困難。,1,2,3,4,5,1.下列有關(guān)花藥培養(yǎng)的說(shuō)法,錯(cuò)誤的是()A.確定花粉發(fā)育時(shí)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(shí)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(wú)菌水漂凈消毒液C.接種花藥后一段時(shí)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(zhǎng)出愈傷組織或胚狀體后,要適時(shí)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(shí)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(shí)應(yīng)該注意的事項(xiàng),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(kāi)裂后,釋放出胚狀體,分別發(fā)育成單倍體,無(wú)需將其分開(kāi)解析:花藥開(kāi)裂后,釋放出胚狀體,一個(gè)花藥內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量幼小植株,必須盡快將它們分開(kāi),分別移植到新的培養(yǎng)基上,否則,這些植株將很難分開(kāi)。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(cuò)誤的是()A.花粉可通過(guò)愈傷組織分化成植株B.花粉可通過(guò)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(shuō)法,不正確的是()A.一般月季的花藥培養(yǎng)時(shí)間選在初花期B.培養(yǎng)基的成分及比例對(duì)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(zhǎng)條件、材料的低溫預(yù)處理以及接種密度等對(duì)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(guò)程的流程:選取水稻花藥對(duì)花藥消毒接種和培養(yǎng)植物體。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)選取的水稻花藥應(yīng)為期,如果此時(shí)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(guò)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(guò)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(guò)程中,必須從培養(yǎng)基中獲得和小分子有機(jī)物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。要促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂和生長(zhǎng),培養(yǎng)基中應(yīng)有和兩種植物激素。(4)若接種過(guò)花藥的培養(yǎng)基被污染,則可能的原因有哪些?(至少寫(xiě)出兩條)。,1,2,3,4,5,解析:花藥培養(yǎng)過(guò)程中最重要的兩種植物激素是生長(zhǎng)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(shí)滅菌不徹底或是花蕾消毒不徹底,也可能是接種時(shí)無(wú)菌操作不規(guī)范等。答案:(1)單核(2)胚狀體愈傷組織(3)無(wú)機(jī)鹽生長(zhǎng)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(shí)無(wú)菌操作不規(guī)范等,必背語(yǔ)句1.被子植物的花粉發(fā)育過(guò)程:小孢子母細(xì)胞小孢子四分體時(shí)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(guò)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(shí)期等因素都會(huì)影響