人教版高中生物选修一专题三课题二月季的花药培养课件.pptx

1、 1964年，印度科学家在培养毛叶年，印度科学家在培养毛叶曼陀罗的曼陀罗的花药时，花药时，首次获得了由花药中的首次获得了由花药中的花粉粒发育花粉粒发育而来的单倍体植株。而来的单倍体植株。这个实验说明这个实验说明生殖细胞和体细胞一样，在离体条件下也生殖细胞和体细胞一样，在离体条件下也具有发育成完整植株的潜能。具有发育成完整植株的潜能。课题背景课题背景 自自20世纪世纪60年代以来，花药培养的研究发展迅速。年代以来，花药培养的研究发展迅速。据记载，世界上已有据记载，世界上已有250多种高等植物的花药培养获得多种高等植物的花药培养获得成功，其中小麦、玉米，大豆、甘蔗和橡胶等近成功，其中小麦、玉米，大

2、豆、甘蔗和橡胶等近50种植种植物的花粉再生植株已由我国科技人员首先培育成功。物的花粉再生植株已由我国科技人员首先培育成功。提供适合的条件，提供适合的条件，生殖细胞离体生殖细胞离体培培养也能养也能发育成完整植株发育成完整植株吗吗课题二课题二 月季的花药培养月季的花药培养 专题三专题三 植物的组织培养技术植物的组织培养技术1、被子植物定义、被子植物定义：2、裸子植物定义、裸子植物定义：实例：玉米、大豆、梨、实例：玉米、大豆、梨、杏杏、瓜子、花生、瓜子、花生实例：松、杉、柏实例：松、杉、柏凡是种子凡是种子有果皮有果皮包被着，胚珠有子房壁包被着包被着，胚珠有子房壁包被着的植物的植物。凡是胚珠裸露，外面

3、没有子凡是胚珠裸露，外面没有子房壁包被，种子外面房壁包被，种子外面没有果没有果皮包被皮包被的植物的植物。知识回顾知识回顾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里进行的，进行的，雌蕊和雄蕊雌蕊和雄蕊是进行有是进行有性生殖的主要部分性生殖的主要部分。花丝花丝花药花药：（一）被子植物的花粉发育（一）被子植物的花粉发育1.雄蕊雄蕊基础知识基础知识2.花粉花粉:花粉囊花粉囊花粉花粉囊状结构，内有很多囊状结构，内有很多花粉花粉3.花花粉发育阶段：粉发育阶段：小孢子四分体时期、单核期、双核期。小孢子四分体时期、单核期、双核期。由由花粉母细胞花粉母细胞（小孢子母细胞）历经（小孢子母细胞）历经减数分

4、减数分裂裂而而形成，形成，是是单倍体的生殖细胞单倍体的生殖细胞。花粉管细胞核花粉管细胞核生殖细生殖细胞核胞核小孢小孢子母子母细胞细胞花粉母花粉母细胞细胞4个小个小孢子孢子减减数数分分裂裂 小孢子小孢子四分体四分体时期时期单核居中期单核居中期单核靠边期单核靠边期双核期双核期_分裂分裂_个精子个精子2有丝有丝_分裂分裂有丝有丝营养细胞营养细胞单核期单核期生生殖细殖细胞胞4.被子植物花粉的发育过程被子植物花粉的发育过程特点：细胞质浓厚特点：细胞质浓厚（控制花粉的萌发并提供营养（控制花粉的萌发并提供营养）被子植被子植物的双受精作物的双受精作用用 花花粉落到雌蕊柱头上以后，在柱头上黏液的刺激下，粉落到雌

5、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，花粉管沿着花柱向胚珠方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胞进入胚囊，到达向生长，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，这时花粉管的前端破裂，胚囊中卵细胞和极核之间，这时花粉管的前端破裂，两两个精子个精子释放出来，其中释放出来，其中一个精子与两个极核结合形成一个精子与两个极核结合形成受受精极核精极核，另一个精子与卵细胞结合形成另一个精子与卵细胞结合形成受精卵受精卵，这是被，这是被子植物特有的子植物特有的双受精双受精现现象象。被子植被子植物的双受精作物的双受精作用用

6、（二）产生花粉植（二）产生花粉植株（单倍体植株）的株（单倍体植株）的两种途径两种途径移移栽栽花药中花药中的花粉的花粉胚状胚状体体脱分化脱分化 愈伤愈伤组织组织 花药中花药中的花粉的花粉脱分化脱分化 分化分化 丛芽丛芽 再分化再分化 丛芽丛芽 诱导诱导生生根根胚状体胚状体(体体细胞细胞胚胚)：在组织培养过程中，某些细胞在形态上转变在组织培养过程中，某些细胞在形态上转变为与为与合子发育成的胚非常相似的结构合子发育成的胚非常相似的结构，发育过程亦与合子胚类似，发育过程亦与合子胚类似，胚芽，胚轴，胚根等结构完整，就像一颗种胚芽，胚轴，胚根等结构完整，就像一颗种子。子。注意：注意：两种途径之间并没有绝对

7、的界限，主要取决于培养两种途径之间并没有绝对的界限，主要取决于培养基中基中激素的种类及其浓度配比激素的种类及其浓度配比。（三）影响花药培养的因素（三）影响花药培养的因素1.材料的选择材料的选择花期：花期：初花期。初花期。花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株。一般月季的花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株。一般月季的花药培养时间选在五月初到五月中旬，即月季的花药培养时间选在五月初到五月中旬，即月季的初花期初花期。花粉：花粉：单核单核期。期。单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功成功率最高。率最高。不同种类植物不同种类植物的

8、诱导成功率不同。的诱导成功率不同。同一种植物同一种植物，亲本植株的，亲本植株的生理状况生理状况对诱导成功率有对诱导成功率有直接影响。直接影响。合适的花粉发育时期：合适的花粉发育时期：不选择不选择单核期之前单核期之前花药原因：花药质地花药原因：花药质地幼嫩，容易破碎幼嫩，容易破碎；不选择不选择单核期之后单核期之后花药原因：花瓣开始花药原因：花瓣开始松动，松动，给材料给材料消毒消毒带带来困难来困难困难困难；（选择选择完全未开放的花蕾完全未开放的花蕾）花期早期；单花期早期；单核期核期培养基的组成培养基的组成材料的选择材料的选择亲本生长条件、亲本生长条件、材料低温处理、材料低温处理、接种密度等接种密度

9、等适宜的培适宜的培养条件等养条件等2.其他影响因素其他影响因素主要影响因素主要影响因素生长旺盛植株花生长旺盛植株花药较易形成花粉药较易形成花粉植株；栽培条件植株；栽培条件的好坏也影响花的好坏也影响花粉植株的诱导率。粉植株的诱导率。25左右，花左右，花粉培养的早期，粉培养的早期，黑暗或弱光有黑暗或弱光有利于花粉分裂利于花粉分裂的启动。的启动。（四）（四）单倍体育种的过程单倍体育种的过程单倍体育种是先通过花药离体培养得到单倍体，再通单倍体育种是先通过花药离体培养得到单倍体，再通过秋水仙素处理使染色体数目加倍获得纯合植株。过秋水仙素处理使染色体数目加倍获得纯合植株。花药花药单倍体育种的特点单倍体育种

10、的特点：筛选目的品种。筛选目的品种。离体培养离体培养单倍体单倍体秋水仙素秋水仙素纯合纯合二倍体二倍体(或多倍体或多倍体)（高度不育）（高度不育）恢复到正常植株染色体数目（可育）恢复到正常植株染色体数目（可育）缩短了育种年限缩短了育种年限，但目的不是得到单倍体，但目的不是得到单倍体，花花药离体培养只是单倍体育种的首要步骤。药离体培养只是单倍体育种的首要步骤。实验操作实验操作（一）材料的选取（一）材料的选取醋酸洋红法、焙花青醋酸洋红法、焙花青-铬矾法铬矾法方法：方法：（1）醋酸洋红法）醋酸洋红法（最常用方法）（最常用方法）醋酸洋红的配置醋酸洋红的配置将体积分数将体积分数45的醋酸的醋酸100ml煮

11、沸，缓缓加入煮沸，缓缓加入1g洋红，洋红，在加热回流在加热回流8h，冷却至，冷却至50，过滤即可。，过滤即可。染色操作染色操作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的醋酸洋红，的醋酸洋红，用镊柄用镊柄将花药捣碎将花药捣碎，盖上盖玻片在显微镜下检，盖上盖玻片在显微镜下检查，查，材料的材料的选取选取材料的材料的消毒消毒接种和接种和培养培养（2）焙花青）焙花青-铬矾法铬矾法卡诺氏固定液的配制方法卡诺氏固定液的配制方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3：1的比例混匀。的比例混匀。焙花青焙花青铬钒溶液的配制方法铬钒溶液的配制方法将将5g铬明矾铬明矾

12、K2SO4Cr2(SO4)24H2O加入加入90ml蒸馏水中，蒸馏水中，溶解后加入溶解后加入0.1g焙花青，混匀并加热至沸腾，煮沸焙花青，混匀并加热至沸腾，煮沸5分分钟后冷却至室温，过滤，加蒸馏水定容至钟后冷却至室温，过滤，加蒸馏水定容至100ml。染色操作染色操作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20min，然后取出放在，然后取出放在载玻片上，载玻片上，加焙花青加焙花青铬钒溶液染色，铬钒溶液染色，盖上盖玻片后盖上盖玻片后在显微镜下检在显微镜下检查，查，（某些花粉细胞核不易着色）（某些花粉细胞核不易着色）（二）材料的消毒（二）材料的消毒1.将花蕾用体积分数为将花蕾用体积分

13、数为70%的酒精的酒精浸泡浸泡30s2.无菌水清洗无菌水清洗3.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4.放入质量分数为放入质量分数为0.1%的氯化汞的氯化汞溶液中溶液中 24min（也（也可质量分数为可质量分数为1%的次氯酸的次氯酸钙溶钙溶液或饱和漂白粉溶液）液或饱和漂白粉溶液）5.无菌水冲洗无菌水冲洗35次次 （三）接种和培养（三）接种和培养（1）剥取花药）剥取花药在在无菌条件无菌条件下除去萼片和花瓣用镊子取出花药。下除去萼片和花瓣用镊子取出花药。注意：注意：勿损伤花药，以免诱导出勿损伤花药，以免诱导出非花粉愈伤组织非花粉愈伤组织。要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利

14、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。于愈伤组织或胚状体的形成。（2）接种）接种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，通常每瓶接种花药接种花药7-10个个。（3）培养）培养培养条件：培养条件：温度控制在温度控制在25左右，不需要光照左右，不需要光照。幼小幼小植株形成后才需要光照。植株形成后才需要光照。一般经过一般经过20-30天培养后，会发现花药开裂，长出天培养后，会发现花药开裂，长出愈伤组愈伤组织或释放出胚状体织或释放出胚状体长出，愈伤组织则将愈伤组织及时转长出，愈伤组织则将愈伤组织及时转移到移到分化培养基分化培养基上，以便进一步分化出再生植

15、株。上，以便进一步分化出再生植株。培养：培养：注意：注意：如果花药开裂释放出胚状体，则一个花药内就会产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，生大量幼小植株，必须在花药开裂后尽快将幼小植必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开，株分开，分别移植到新的培养基上，否则这些植株分别移植到新的培养基上，否则这些植株将很难分开。将很难分开。（4）鉴定和筛选）鉴定和筛选在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现常常会出现染色体倍性的变化染色体倍性的变化（主要原因是（主要原因是营养核和营养核和生殖核融合生殖核融合造成的），需要进一

16、步鉴定和筛选。造成的），需要进一步鉴定和筛选。结果分析与评价结果分析与评价1.选材是否恰当选材是否恰当选材是否成功是花药培养成功的关选材是否成功是花药培养成功的关键，通键，通过显微镜观察处于过显微镜观察处于适宜发育期的花粉适宜发育期的花粉。2.无菌技术是否过关无菌技术是否过关如果出现了污染现象，说明某些操作步骤，如培养基如果出现了污染现象，说明某些操作步骤，如培养基灭菌、花蕾消毒或接种等有问题。灭菌、花蕾消毒或接种等有问题。3.接种是否成功接种是否成功如果接种的花药长如果接种的花药长出出愈伤组织或释放出胚状体愈伤组织或释放出胚状体，花药培，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

17、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织或胚状体进一步分化成再生植再生植株。株。植物组织培养技术与花药培养技术的比较植物组织培养技术与花药培养技术的比较项目项目相同点相同点不同点不同点植物组织植物组织培养技术培养技术离体的植物离体的植物组织经脱分组织经脱分化形成愈伤化形成愈伤组织，再分组织，再分化成丛芽，化成丛芽，诱导出根，诱导出根，然后进行移然后进行移栽。栽。外植体为外植体为体细胞体细胞，染色体数，染色体数无需加倍。无需加倍。花药培养花药培养技术技术取材为花药，培养的为取材为花药，培养的为，植株弱小，植株弱小，高度不高度不育育，必须用，必须用秋水仙素秋水仙素处

18、理，处理，使染色体加倍，恢复正常植使染色体加倍，恢复正常植株的染色体数，而且为株的染色体数，而且为。基础基础知识知识实验操作实验操作被子植物的被子植物的花粉发育花粉发育花粉花粉双核期双核期其他因素其他因素接种密度接种密度小孢子小孢子四分体时期四分体时期影响因素影响因素花粉发花粉发育经历育经历的时期的时期花粉囊花粉囊单核期单核期亲本植株的生长条件亲本植株的生长条件材料低温预处理材料低温预处理月季的花药培养月季的花药培养 材料与培养基材料与培养基材料的选取材料的选取产生途径产生途径结果分析与评价结果分析与评价消毒消毒花粉花粉培养条件培养条件接种和培养接种和培养小孢子四分体小孢子四分体减数减数单核居

19、中单核居中单核靠边单核靠边含浓厚的原生质含浓厚的原生质412生殖细胞生殖细胞花粉管细胞花粉管细胞单核期细胞核由中央移向单核期细胞核由中央移向细胞一侧细胞一侧培养基中激素的种培养基中激素的种类及其浓度配比类及其浓度配比使培养基呈固体状态，有利于植使培养基呈固体状态，有利于植物的固定和生长物的固定和生长如不无菌操作，微生物会在培如不无菌操作，微生物会在培养基上快速繁殖，与离体培养的植物组织竞争营养物质、生存空间等，养基上快速繁殖，与离体培养的植物组织竞争营养物质、生存空间等，使培养失败使培养失败细胞分裂素细胞分裂素生长素生长素脱分化脱分化再分化再分化专题综合检测专题综合检测(二二)一、选择题一、选

20、择题4做做“微生物的分离与培养微生物的分离与培养”实验时，下列叙述正确的是实验时，下列叙述正确的是()A高压灭菌加热结束时，打开排气阀使压力表指针回到零后，开高压灭菌加热结束时，打开排气阀使压力表指针回到零后，开启锅盖启锅盖B倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上C为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落D用记号笔标记培养皿中菌落时，应标记在皿底上用记号笔标记培养皿中菌落时，应标记在皿底上解析：选解析：选D。A项，在高压灭菌的操作过程中，加热结束后应项，在高压灭菌的

21、操作过程中，加热结束后应让灭菌锅内温度自然下降，待压力表的压力降到零时，打开排让灭菌锅内温度自然下降，待压力表的压力降到零时，打开排气阀，旋松螺栓，打开盖子。气阀，旋松螺栓，打开盖子。B项，倒平板时，用左手将培养项，倒平板时，用左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，而不是完全取下放到一边。皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，而不是完全取下放到一边。C项，接种环经火焰灼烧灭菌后应在火焰旁冷却后再挑取菌落。项，接种环经火焰灼烧灭菌后应在火焰旁冷却后再挑取菌落。D项，在微生物的培养中，一般将培养皿倒置，在皿底上用记项，在微生物的培养中，一般将培养皿倒置，在皿底上用记号笔做标记。号笔做标记。6 6下图表示从土

22、壤中分离能降解酚类化合物对羟基苯甲酸的下图表示从土壤中分离能降解酚类化合物对羟基苯甲酸的微生物的实验过程。下列与该实验相关内容的叙述中不正确的微生物的实验过程。下列与该实验相关内容的叙述中不正确的是是()A A实验中所用的培养基均属于选择培养基实验中所用的培养基均属于选择培养基B B图中图中、过程实现了对目标微生物的稀释过程实现了对目标微生物的稀释C C统计处培养基中的菌落数并不一定代表接种到上的活菌数统计处培养基中的菌落数并不一定代表接种到上的活菌数D D在处培养基上形成菌落的微生物同化作用类型为异养型在处培养基上形成菌落的微生物同化作用类型为异养型解析：选解析：选B B。图中。图中、过程为

23、选择培养，目的是过程为选择培养，目的是增大所分离的增大所分离的微生物的浓度，微生物的浓度，B B项错误；从中可以看出，接种微生物的方法项错误；从中可以看出，接种微生物的方法是是平板划线法，平板划线法，但有些划线中的微生物并不一定是单个存在的，但有些划线中的微生物并不一定是单个存在的，所以上的菌落数并不一定代表接种到上的活菌数，所以上的菌落数并不一定代表接种到上的活菌数，C C项正确。项正确。7 7(2019(2019四川双流中学期中四川双流中学期中)下列有关生物学实验原理和技术操下列有关生物学实验原理和技术操作的叙述，正确的是作的叙述，正确的是()A A从有机废水中分离分解有机物的微生物时，接

24、种后的培养皿须从有机废水中分离分解有机物的微生物时，接种后的培养皿须在光照培养箱中培养在光照培养箱中培养B B在葡萄酒发酵过程中，每隔在葡萄酒发酵过程中，每隔12 h12 h左右打开瓶盖一次，放出左右打开瓶盖一次，放出COCO2 2C C用显微镜观察细胞时，若细胞为无色透明，可调节通光孔使视用显微镜观察细胞时，若细胞为无色透明，可调节通光孔使视野暗一些野暗一些D D若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数，要想所得估计若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数，要想所得估计值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释的稀释

25、度品稀释的稀释度二、非选择题二、非选择题1212(11(11分分)(2019)(2019苏州高二检测苏州高二检测)某航空公司宣布，启用以生物某航空公司宣布，启用以生物柴油为燃料的客机执行飞行任务，以减少碳排放。科学家发现，柴油为燃料的客机执行飞行任务，以减少碳排放。科学家发现，在微生物在微生物M(M(单细胞单细胞)产生的产生的脂肪酶脂肪酶作用下，作用下，植物油与甲醇反应植物油与甲醇反应能能够合成生物柴油。据此回答下列问题：够合成生物柴油。据此回答下列问题：(1)(1)用培养基培养微生物时，培养基中应有用培养基培养微生物时，培养基中应有_、_、_和和_等营养，同时还必须满足微生物生长对等营养，同时还必须满足微生物生长对_、_、_的要求。在筛选产脂肪酶的微生的要求。在筛选产脂肪酶的微生物物M M时，应用时，应用_培养基，可以在培养基中添加培养基，可以在培养基中添加_作为作为唯一碳源。唯一碳源。碳源碳源氮源氮源水水无机盐无机盐特殊营养物质特殊营养物质pHpH氧气氧气选择选择植物油植物油