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《月季的花藥培養(yǎng)》學(xué)案
張建尚 江蘇省贛榆高級(jí)中學(xué)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.識(shí)記被子植物花粉發(fā)育的過(guò)程。
2.通過(guò)學(xué)習(xí)花藥培養(yǎng)的基本技術(shù)培養(yǎng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手操作、分析解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。
【重點(diǎn)和難點(diǎn)】
選取適宜的培養(yǎng)材料和培養(yǎng)基。
【課前預(yù)習(xí)】
1.被子植物的花粉是在 ① 中由 ② 經(jīng)過(guò) ③ 分裂形成的,所以花粉是 ④ 的生殖細(xì)胞?;ǚ鄣陌l(fā)育要經(jīng)歷 ⑤ 時(shí)期, ⑥ 期和 ⑦ 期等階段。
1.①花藥②花粉母細(xì)胞③減數(shù)④單倍體⑤四分體⑥單核⑦雙核
2.產(chǎn)生花粉
2、植株(即單倍體植株)的兩種途徑:一是花粉通過(guò) ① 階段發(fā)育為植株,二是通過(guò) ② 分化成植株。這兩種途徑的區(qū)別主要取決于培養(yǎng)基中 ③ 的種類及其 ④ 的配比。胚狀體的結(jié)構(gòu)及其發(fā)育過(guò)程與種子相似,所以把胚狀體到從芽的過(guò)程稱為 ⑤ ,而把從愈傷組織到從芽的過(guò)程稱為 ⑥ 。
2.①胚狀體②愈傷組織③激素④濃度⑤分化⑥再分化
3.影響花粉植株的主要因素: ① 和 ② 等。從花藥來(lái)看,應(yīng)當(dāng)選擇 ③ 期的花藥;從花粉來(lái)看,應(yīng)當(dāng)選擇 ④ 期的花粉;從花蕾來(lái)看,應(yīng)當(dāng)選擇 ⑤ 的花蕾。
1.①材料的選擇②培養(yǎng)
3、基的組成③初花④單核⑤完全未開放
4.選擇花藥時(shí)一般通過(guò) ① 確定花粉發(fā)育時(shí)期,對(duì)花粉細(xì)胞核進(jìn)行染色最常用的染色劑有 ② 和 ③ ,它們分別可以將細(xì)胞核染成 ④ 色和 ⑤ 色。在使用焙花青-鉻釩溶液時(shí),需要首先將花藥用 ⑥ 處理20min。該試劑的配制方法是將 ⑦ 按體積比為3:1的比例混合均勻。
1.①鏡檢②醋酸洋紅溶液③焙花青-鉻釩溶液④紅⑤藍(lán)黑⑥卡諾氏固定液⑦無(wú)水酒精和冰醋酸
5.要在 ① 條件下剝?nèi)』ㄋ帲瑒內(nèi)〉幕ㄋ幗臃N到 ② 上,每個(gè)培養(yǎng)瓶接種7~10個(gè)花藥。
4、幼苗形成之前 ③ (需要、不需要)光照。培養(yǎng)20-30d后,花藥開裂,長(zhǎng)出 ④ 或釋放出 ⑤ 。前者還要轉(zhuǎn)移到 ⑥ 上進(jìn)行分化培養(yǎng)成再生植株;后者要盡快 ⑦ 并轉(zhuǎn)移到新的培養(yǎng)基上。
5.①無(wú)菌②MS培養(yǎng)基③不需要④愈傷組織⑤胚狀體⑥分化培養(yǎng)基⑦分開
【課堂探究】
一、基礎(chǔ)知識(shí)
(一)被子植物的花粉發(fā)育
根據(jù)被子植物花粉發(fā)育過(guò)程圖解,回答下列問(wèn)題:
小孢子母細(xì)胞(2n)
( ② )時(shí)期(n)
單核( ③ )期(n)
雙核期
( ⑥ )細(xì)胞核(n)
( ⑦ )細(xì)胞核(n)
( ⑨ )細(xì)胞(n)
( ⑧ )
5、細(xì)胞(n)
( ⑾ )個(gè)精子(n)
( ⑤ )分裂
( ① )分裂
單核( ④ )期(n)
( ⑩ )分裂
(1)完成圖中內(nèi)容。
(2)由圖可見,被子植物的花粉的發(fā)育要經(jīng)歷 ① 時(shí)期, ② 期和 ③ 期等階段。
(3)在正常情況下,一個(gè)小孢子母細(xì)胞可以產(chǎn)生 ① 個(gè)精子;在一枚花藥中可以產(chǎn)生 ② 個(gè)花粉。
(4)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞在花粉萌發(fā)過(guò)程中的作用是什么? ① 。
一、(一)(1)①減數(shù)②四分體③居中④靠邊⑤有絲⑥生殖⑦花粉管⑧營(yíng)養(yǎng)⑨生殖⑩有絲⑾2(2)①四
6、分體②單核③雙核(3)①8②很多(4)①控制花粉的萌發(fā)并提供營(yíng)養(yǎng)
(二)產(chǎn)生花粉植株的兩條途徑
以下是培育花粉植株的途徑圖解,具圖分析:
( ① )
花藥中
的花粉
( ② )
( ③ )
( 胚狀體 )
( 愈傷組織 )
( ④ )
叢
芽
生
根
移栽
(1)完成圖中內(nèi)容。
(2)產(chǎn)生花粉植株有兩條途徑的原因是 ① 。
(3) ① 與 ② 的比值高時(shí),有利于根的分化。
(二)(1)①脫分化②分化③再分化④誘導(dǎo)(2)①與培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配
7、比有關(guān)(3)①生長(zhǎng)素②細(xì)胞分裂素
(三)影響花藥培養(yǎng)的因素
(1)影響花粉植株的主要因素是什么? ① 。除此之外,你認(rèn)為影響花粉誘導(dǎo)成功率的因素還有哪些? ② 。
(2)選擇初花期進(jìn)行花藥培養(yǎng)的原因是 ① ,不選擇使用單核期之前或之后的花粉進(jìn)行培養(yǎng)的原因是 ② ,應(yīng)該選擇的是 ③ 。
8、
(三)(1)①材料的選擇和培養(yǎng)基的組成②親本植株的生長(zhǎng)條件、材料的低溫預(yù)處理、接種密度、培養(yǎng)條件等(2)①花期早時(shí)期的花藥比后期的更容易產(chǎn)生花粉植株②單核期之前,花藥質(zhì)地幼嫩,容易破碎;單核期之后,花瓣開始松動(dòng),消毒困難?③單核期細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)的花粉
二、實(shí)驗(yàn)操作
1.確定花粉是否處于適宜的發(fā)育期,最常用的方法是醋酸洋紅法,醋酸洋紅法染色的原理是什么? ① 。配置醋酸洋紅的方法是 ②
。染色時(shí)將花藥放在載玻片上,加一滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的醋酸洋紅,
9、用 ③ 將花藥搗碎,蓋上蓋玻片在 ④ 下檢查,若花粉的細(xì)胞核位于細(xì)胞的 ⑤ ,則說(shuō)明花粉處于適宜的發(fā)育期。
二、1.①醋酸洋紅為堿性染色劑,而花粉細(xì)胞內(nèi)有染色體,易被堿性染料著色染成紅色②將體積分?jǐn)?shù)45%的醋酸100mL煮沸,緩緩加入1g洋紅,在加熱回流8h,冷卻至50℃,過(guò)濾即可。③鑷柄④顯微鏡⑤一側(cè)
2.對(duì)于細(xì)胞核不易著色的花粉,需采用焙花青—鉻釩法染色,該法的第一步是配制卡諾氏固定液,即將 ① 按體積比為 ② 的比例混勻;第二步是配制焙花青—鉻釩溶液:將5g
10、 ③ 加入90mL蒸餾水中,溶解后加入0.1g ④ ,混勻并加熱至沸騰,煮沸5分鐘后冷卻至室溫,過(guò)濾,加蒸餾水定容至100ml;第三步是染色操作,花藥先在 ⑤ 中固定20min,然后取出放在載玻片上,加 ⑥ 染色,蓋上蓋玻片后在顯微鏡下檢查。
2.①無(wú)水酒精與冰醋酸②3:1③鉻明礬[K2SO4Cr2(SO4)·24H2O]④焙花青⑤卡諾氏固定液⑥焙花青—鉻釩溶液
3.以下是材料的消毒流程圖:
花蕾
( ① )
大約30s
( ② )
清洗
( ③ )
吸干
11、水分
( ④ )
2~4min
( ⑤ )
沖洗
(1)完成圖中內(nèi)容。
(2)月季花蕾的消毒與菊花外植體的消毒相比較,二者有何不同?
3.(1)①70%的酒精②無(wú)菌水③無(wú)菌吸水紙④0.1%的氯化汞溶液⑤無(wú)菌水(2)①在酒精消毒前,花藥不需要預(yù)先用流水沖洗、洗衣粉洗滌和軟刷刷洗
4.在剝離花藥時(shí),為什么不能損傷花藥? ① ;為什么要徹底除去花絲? ② 。在MS培養(yǎng)基上培養(yǎng)的外界條件是 ③
12、。
4.①受傷部位容易產(chǎn)生愈傷組織②花絲不利于愈傷組織或胚狀體的形成③溫度為25℃左右,不需要陽(yáng)光
5.在誘導(dǎo)叢芽或胚狀體培養(yǎng)基中,濃度最高的激素是 ① ;在誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基中,濃度最高的激素是 ② 。通過(guò)愈傷組織形成的植株會(huì)發(fā)生染色體倍性變化的原因是 ③ 。
5.①BA②IAA③有些植株是由花粉細(xì)胞發(fā)育形成的,有些植株是由花粉壁細(xì)胞發(fā)育形成的
【課堂鞏固】
1.某高等植物體細(xì)胞內(nèi)假設(shè)有6條染色體,它們是AaBbDd,那么,一個(gè)花粉管中的兩個(gè)精子中的染色體是( )
13、
A.ABD和abd B.AbD和abd C.AaB和Bbd D.Abd和Abd
1.D一個(gè)花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂形成的四個(gè)單核花粉粒有兩種染色體組合,ABD和abd 或AbD和aBd或Abd和abD或 aBD和Abd,而成熟花粉粒萌發(fā)成的花粉管中,兩個(gè)精子是由生殖細(xì)胞經(jīng)有絲分裂形成的,所以染色體組成相同,故應(yīng)選D.
2.科學(xué)家將月季花的花藥進(jìn)行培養(yǎng),獲得了許多完整幼小植株,下列說(shuō)法正確的是( )
A.彼此性狀極相似 B.變異頻率極高 C.屬于有性繁殖 D.都是純合體
2.C花粉粒是經(jīng)減數(shù)分裂形成的,由于等位基因的分離和非同源染色體上的非
14、等位基因的自由組合,其基因型可能不同,性狀表現(xiàn)也就有所不同。單核花粉粒屬于雄配子,由單核花粉粒培養(yǎng)出幼苗屬于有性生殖中單性生殖。
3.(08海南)某二倍體植物是雜合體,圖為其花藥中未成熟花粉在適宜的培養(yǎng)基上培養(yǎng)產(chǎn)生完整植株的過(guò)程。據(jù)圖回答:
花藥中未成 ①
熟的花粉
x
③
愈傷組織 完整植株
② ④
叢芽(芽)
(1)圖中①表示
15、的是該花粉培養(yǎng)過(guò)程中的 過(guò)程,②表示的是 過(guò)程,X代表的是 ,③表示的是 過(guò)程,④表示的是誘導(dǎo) 過(guò)程。
(2)圖中從愈傷組織形成完整植株的途徑有兩條,具體通過(guò)那一條途徑主要取決于培養(yǎng)基成分中 的種類及其濃度配比,最后獲得的來(lái)源于為成熟花粉的完整植株都稱為 植株(甲)。未成熟花粉經(jīng)培養(yǎng)能形成完整植株,說(shuō)明為成熟花粉具有 。
(3)對(duì)植株進(jìn)行 ,才能使其結(jié)實(shí)產(chǎn)生后代(乙),否則
16、植株甲只有通過(guò) 的方式才能產(chǎn)生后代(丙)。乙、丙兩種植株中,能產(chǎn)生可育花粉的是 植株,該植株群體中每一植株產(chǎn)生可育花粉的基因組成種類數(shù)為 種,該群體植株產(chǎn)生可育花粉的基因組成種類數(shù)為 種?;ㄋ幣囵B(yǎng)在育種上的特殊意義是 ,從而開辟育種新途徑。
3.(1)脫分化 再分化 胚狀體 分化(或發(fā)育) 生根(2)激素 單倍體 細(xì)胞的全能性(3)染色體加倍(其他合理答案也給分) 無(wú)性生殖 乙(或經(jīng)過(guò)染色體加倍) 一 多 縮短育種周期
解析(1)植物組織培養(yǎng)包括脫分化和再分化兩步。圖中的X是胚狀體,通過(guò)分化,發(fā)育成完整的植株體,叢芽生根后也成為完整的植株體。(2)花粉通過(guò)哪條途徑形成完整植株,主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比。(3)由花粉直接培育出的植株稱為單倍體,單倍體高度不育,必須通過(guò)染色體加倍才能結(jié)種子,否則只能通過(guò)無(wú)性生殖繁殖后代。用秋水仙素處理得到的乙是純合子,而純合子只能產(chǎn)生一種配子。
專心---專注---專業(yè)