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《月季的花藥培養(yǎng)》學案
張建尚 江蘇省贛榆高級中學
【學習目標】
1.識記被子植物花粉發(fā)育的過程。
2.通過學習花藥培養(yǎng)的基本技術培養(yǎng)設計實驗、動手操作、分析解釋實驗現(xiàn)象的能力。
【重點和難點】
選取適宜的培養(yǎng)材料和培養(yǎng)基。
【課前預習】
1.被子植物的花粉是在 ① 中由 ② 經過 ③ 分裂形成的,所以花粉是 ④ 的生殖細胞?;ǚ鄣陌l(fā)育要經歷 ⑤ 時期, ⑥ 期和 ⑦ 期等階段。
1.①花藥②花粉母細胞③減數(shù)④單倍體⑤四分體⑥單核⑦雙核
2.產生花粉
2、植株(即單倍體植株)的兩種途徑:一是花粉通過 ① 階段發(fā)育為植株,二是通過 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。胚狀體的結構及其發(fā)育過程與種子相似,所以把胚狀體到從芽的過程稱為 ⑤ ,而把從愈傷組織到從芽的過程稱為 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。從花藥來看,應當選擇 ③ 期的花藥;從花粉來看,應當選擇 ④ 期的花粉;從花蕾來看,應當選擇 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.選擇花藥時一般通過 ① 確定花粉發(fā)育時期,對花粉細胞核進行染色最常用的染色劑有 ② 和 ③ ,它們分別可以將細胞核染成 ④ 色和 ⑤ 色。在使用焙花青-鉻釩溶液時,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藍黑⑥卡諾氏固定液⑦無水酒精和冰醋酸
5.要在 ① 條件下剝取花藥,剝取的花藥接種到 ② 上,每個培養(yǎng)瓶接種7~10個花藥。
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,長出 ④ 或釋放出 ⑤ 。前者還要轉移到 ⑥ 上進行分化培養(yǎng)成再生植株;后者要盡快 ⑦ 并轉移到新的培養(yǎng)基上。
5.①無菌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、基礎知識
(一)被子植物的花粉發(fā)育
根據(jù)被子植物花粉發(fā)育過程圖解,回答下列問題:
小孢子母細胞(2n)
( ② )時期(n)
單核( ③ )期(n)
雙核期
( ⑥ )細胞核(n)
( ⑦ )細胞核(n)
( ⑨ )細胞(n)
( ⑧ )
5、細胞(n)
( ⑾ )個精子(n)
( ⑤ )分裂
( ① )分裂
單核( ④ )期(n)
( ⑩ )分裂
(1)完成圖中內容。
(2)由圖可見,被子植物的花粉的發(fā)育要經歷 ① 時期, ② 期和 ③ 期等階段。
(3)在正常情況下,一個小孢子母細胞可以產生 ① 個精子;在一枚花藥中可以產生 ② 個花粉。
(4)營養(yǎng)細胞在花粉萌發(fā)過程中的作用是什么? 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)并提供營養(yǎng)
(二)產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)完成圖中內容。
(2)產生花粉植株有兩條途徑的原因是 ① 。
(3) ① 與 ② 的比值高時,有利于根的分化。
(二)(1)①脫分化②分化③再分化④誘導(2)①與培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配
7、比有關(3)①生長素②細胞分裂素
(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,你認為影響花粉誘導成功率的因素還有哪些? ② 。
(2)選擇初花期進行花藥培養(yǎng)的原因是 ① ,不選擇使用單核期之前或之后的花粉進行培養(yǎng)的原因是 ② ,應該選擇的是 ③ 。
8、
(三)(1)①材料的選擇和培養(yǎng)基的組成②親本植株的生長條件、材料的低溫預處理、接種密度、培養(yǎng)條件等(2)①花期早時期的花藥比后期的更容易產生花粉植株②單核期之前,花藥質地幼嫩,容易破碎;單核期之后,花瓣開始松動,消毒困難?③單核期細胞核由中央移向細胞一側的花粉
二、實驗操作
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
。染色時將花藥放在載玻片上,加一滴質量分數(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,若花粉的細胞核位于細胞的 ⑤ ,則說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,而花粉細胞內有染色體,易被堿性染料著色染成紅色②將體積分數(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℃,過濾即可。③鑷柄④顯微鏡⑤一側
2.對于細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無菌水③無菌吸水紙④0.1%的氯化汞溶液⑤無菌水(2)①在酒精消毒前,花藥不需要預先用流水沖洗、洗衣粉洗滌和軟刷刷洗
4.在剝離花藥時,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,不需要陽光
5.在誘導叢芽或胚狀體培養(yǎng)基中,濃度最高的激素是 ① ;在誘導生根的培養(yǎng)基中,濃度最高的激素是 ② 。通過愈傷組織形成的植株會發(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胞發(fā)育形成的,有些植株是由花粉壁細胞發(fā)育形成的
【課堂鞏固】
1.某高等植物體細胞內假設有6條染色體,它們是AaBbDd,那么,一個花粉管中的兩個精子中的染色體是( )
13、
A.ABD和abd B.AbD和abd C.AaB和Bbd D.Abd和Abd
1.D一個花粉母細胞減數(shù)分裂形成的四個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,兩個精子是由生殖細胞經有絲分裂形成的,所以染色體組成相同,故應選D.
2.科學家將月季花的花藥進行培養(yǎng),獲得了許多完整幼小植株,下列說法正確的是( )
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)產生完整植株的過程。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)過程中的 過程,②表示的是 過程,X代表的是 ,③表示的是 過程,④表示的是誘導 過程。
(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,最后獲得的來源于為成熟花粉的完整植株都稱為 植株(甲)。未成熟花粉經培養(yǎng)能形成完整植株,說明為成熟花粉具有 。
(3)對植株進行 ,才能使其結實產生后代(乙),否則
16、植株甲只有通過 的方式才能產生后代(丙)。乙、丙兩種植株中,能產生可育花粉的是 植株,該植株群體中每一植株產生可育花粉的基因組成種類數(shù)為 種,該群體植株產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 細胞的全能性(3)染色體加倍(其他合理答案也給分) 無性生殖 乙(或經過染色體加倍) 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,必須通過染色體加倍才能結種子,否則只能通過無性生殖繁殖后代。用秋水仙素處理得到的乙是純合子,而純合子只能產生一種配子。
專心---專注---專業(yè)