课题2 月季的花药培养
基础巩固
1被子植物花粉发育经历的阶段顺序正确的是( )
A.小孢子四分体时期→双核期→单核居中期→单核靠边期→花粉粒 B.小孢子母细胞→单核靠边期→单核居中期→双核期→花粉期
C.小孢子母细胞→小孢子四分体时期→单核居中期→单核靠边期→花粉粒 D.小孢子四分体时期→小孢子母细胞→双核期→单核期→花粉期
解析:小孢子母细胞经减数分裂形成四个小孢子,经历小孢子四分体时期、单核居中期、单核靠边期、双核期,发育成花粉粒。 答案:C
2某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离,为了防止性状分离并快速繁殖,可以利用该植物的一部分器官或组织进行培育,发育成完整植株。进行离体培养时不应采用该植物的( )
A.茎尖 B.子房壁 C.叶片 D.花粉粒
解析:花粉粒是由花粉母细胞经减数分裂形成的,细胞内的遗传物质与亲本相比减少了一半,培育出的植株是单倍体,所以利用植物组织培养技术繁殖名贵花卉时,不能用花粉粒。 答案:D
3下列说法错误的是( )
A.镜检选择花药时需用醋酸洋红法将花粉细胞核染成红色或用焙花青—铬矾法染成蓝黑色 B.初花期的花蕾营养状态及生理状态较好,可提高花粉诱导的成功率 C.用于花蕾消毒的药品有体积分数为90%的酒精、无菌水及质量分数为0.1%的氯化汞溶液等 D.消毒后的花药从除去萼片和花瓣、剥离花药到将花药接种到培养基上,整个过程都需要在无菌条件下进行
解析:用于花蕾消毒的药品中酒精的体积分数应为70%。 答案:C
4产生花粉植株的两种途径中,得到胚状体和愈伤组织都是通过哪个过程进行的?( ) A.分化 B.脱分化 C.再分化 D.诱导
解析:通过花药离体培养形成单倍体植株的过程中,通过脱分化得到胚状体或愈伤组织。 答案:B
5以下关于花药接种和培养的实验操作,错误的是( )
A.每瓶接种花药7~10个,20~30 d后,花药开裂形成幼小植株后才给予光照 B.花药培养至开裂后,将长出的愈伤组织及时转移到分化培养基上
C.花药培养至开裂后,将释放出的所有胚状体整体移到新的培养基上继续培养
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D.对培养出来的植株作进一步鉴定和筛选
解析:花药培养至开裂后,将释放出的胚状体尽快分开,并分别转移到新的培养基上,否则,这些植株将很难分开。 答案:C
6下列不是影响花药培养的因素的是( )
A.材料的选择和培养基的组成 B.亲本植株的生长条件
C.材料的低温预处理以及接种密度 D.做实验的时间
解析:花药离体培养是在实验室条件下进行的,在一定范围内不受时间的限制。 答案:D
7花药组织培养不选择使用单核期之前或之后的花粉,而是用单核期花粉,原因不包括( )
A.单核期之前,花药质地幼嫩,容易破碎 B.单核期之后,花瓣开始松动,消毒困难 C.有利于剥取花药
D.花瓣松动,外界环境中的微生物容易侵入花药中 答案:C
8某实验小组将月季花的花药进行离体培养获得了许多完整幼小植株,下列说法正确的是( )
A.细胞内染色体数量高度一致 B.都是纯合子
C.彼此性状极其相似 D.需要进一步鉴定和筛选
解析:植物组织培养过程中,培养细胞一直处于不断分化的状态,其会由于受到培养条件和外界压力的影响而产生变异,故月季花的花药进行离体培养获得的植株,细胞内染色体数量不一定一致,无法保证全是单倍体植株,也不一定都是纯合子,A项、B项错误;同一月季植株的花药基因型不一定相同,其组织培养得来的植株的性状不一定相同,C项错误;在花药培养过程中,特别是通过愈伤组织形成的花粉植株,染色体数目常常发生变化,因此需要进一步鉴定和筛选,D项正确。 答案:D
9植物的花药培养在育种上有特殊的意义,诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低,受多种因素影响。以下是月季花药离体培养的有关问题,请回答下列问题。
(1)通过花药培养产生花粉植株(即单倍体植株)一般有两种途径:一种是花粉通过胚状体阶段发育为植株,另一种是花粉在诱导培养基上先形成 ,再将其诱导分化成植株。
(2)一般来说,在花粉发育的过程中,在 期,花药培养成功率高,为了挑选到此期的花药,通常选择 的花蕾。
(3)为了进一步确定花粉是否处于适宜的发育期,一般要通过 来观察,通常需要用 进行染色,但有些植物的花粉核不易着色,需采用焙花青—铬矾法,此
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方法能将花粉细胞核染成 色。
(4)采用的MS固体培养基中除含有多种大量元素和微量元素外,还需添加植物激素,其中主要是 。
(5)为避免杂菌污染培养物和环境,花药培养的培养基在接种前和完成实验后都要进行 。
解析:(1)花粉培养产生花粉植株有两种途径:一种是通过胚状体阶段发育为植株,另一种是在诱导培养基上形成愈伤组织再经诱导分化为植株。
(2)单核期的花药培养成功率较高,在完全未开放的花蕾中易得到这样的花药。
(3)常通过镜检来确定花粉是否处于适宜的发育期,用醋酸洋红法确定花粉发育时期;某些植物花粉细胞核不易着色,需用焙花青—铬矾法,将花粉细胞核染成蓝黑色。
(4)MS 固体培养基中添加的植物激素主要是生长素和细胞分裂素。 (5)给培养基灭菌通常用高压蒸汽灭菌法。 答案:(1)愈伤组织
(2)单核 完全未开放 (3)显微镜 醋酸洋红 蓝黑 (4)生长素和细胞分裂素 (5)高压蒸汽灭菌
能力提升
1观察小孢子四分体时期效果最好的材料是( )
A.幼嫩的花柱 B.幼嫩的花药 C.幼嫩的柱头 D.成熟的花药
解析:小孢子四分体时期是被子植物花粉发育时经历的阶段,幼嫩的花柱和幼嫩的柱头处的细胞都不能形成花粉,而成熟的花药中花粉已经形成。 答案:B
2下列关于花药培养过程的说法,正确的是( )
A.花药中的花粉在培养基上发育成胚状体或愈伤组织是随机的,不受环境的影响 B.接种后的花药需要每天用日光灯照射12 h
C.花药培养过程中,诱导形成愈伤组织时不需要光照,幼小植株形成后才需要光照 D.如果花药开裂释放出胚状体,则一个花药将产生一个幼小植株
解析:在花药培养过程中,花药在培养基上的发育方向由培养基中生长素和细胞分裂素含量比例决定。在脱分化形成愈伤组织的过程中,花药的同化作用为异养,即从培养基中获取营养物质,不需要光照;当幼小植株形成后才需要光照。花药开裂后释放出胚状体,则一个花药内就会产生大量幼小植株。 答案:C
3下列关于影响花药培养的因素的说法,不正确的是 ( )
A.选择盛开的或略微开放的花作实验材料
B.材料的选择和培养基的组成是花粉植株诱导成功的关键
C.亲本植株的生长条件、材料的低温预处理、接种密度都对实验有影响 D.应选择完全未开放的花蕾作实验材料
解析:选择合适的花粉发育时期是提高诱导成功率的重要因素。一般来说,在花粉发育过程中,在单核期,细胞核移向细胞一侧时(单核靠边期),花药培养成功率最高,因此通常选择完全未
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开放的花蕾。 答案:A
4下列关于植物组织培养的表述,错误的是( ) A.外植体可以来自于植物的任何细胞 B.培养应在无菌条件下进行
C.以花粉作为外植体可得到单倍体植株
D.不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同 答案:A
5下列对花药培养的有关认识,错误的是( )
A.材料的选择与培养基的组成影响花药培养的成功率 B.选择花药时常用的方法是醋酸洋红法 C.选取的材料一定要进行消毒
D.培养形成的胚状体可继续在原培养基中分化形成植株
解析:影响花药培养成功率的因素有很多,如材料和培养条件等;确定花粉发育时期的常用方法是醋酸洋红法,并且要对所选的材料进行消毒处理;在组织培养过程中,应根据外植体分化的程度及时更换培养基。 答案:D
6关于植物组织培养与花药培养的区别,下列说法错误的是( )
A.前者接种后每日给光照12 h,后者幼小植株形成后才需光照 B.两者的培养基中都含有植物激素但用量不同
C.后者需将愈伤组织及时转移到分化培养基上,前者不需要转移便可再分化为植株 D.花药培养对培养基配方的要求更为严格
解析:在植物组织培养过程中,愈伤组织转变为绿色后也需转移到生芽培养基中,经培养后再将长出幼芽的组织转移到生根培养基中进行培养。 答案:C
7花粉植株产生途径如下图所示:
(1)请在图中方框内填写所缺内容。
(2)花粉植株能否诱导成功,与材料的选择密切相关。 ①选择的材料应符合下列哪些条件? 。 A.小孢子四分体时期花粉 B.双核期花粉
C.完全未开放的花蕾 D.完全开放的花 E.单核居中期花粉 F.单核靠边期花粉
②确定花粉发育时期的方法有
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。
(3)花粉植株的特点是 。图示整个过程被称为 。
(4)有些被子植物(染色体数为2n)的花粉是三核型的,即含有1个营养细胞和2个精子。那么该被子植物花粉发育过程中小孢子母细胞、小孢子、花粉粒的染色体数分别为 、 、 。
(5)若花粉植株的基因型为Ab,那么亲本的基因型可能是 、 、 、 。
解析:通过花药培养产生花粉植株(即单倍体植株)一般有两种途径:一种是花粉通过胚状体阶段发育为植株,另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织,再将其诱导分化成植株(见下图)。这两种途径之间并没有绝对的界限,主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。
诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低,受多种因素的影响,其中材料的选择与培养基的组成是主要的影响因素。在材料的选择上,一般选取完全未开放的花蕾,此时的花粉粒处于单核靠边期,诱导成功率较大。 答案:(1)愈伤组织
(2)①CF ②醋酸洋红法、焙花青—铬矾法 (3)植株矮小、高度不育 花药的离体培养 (4)2n n 3n
(5)AABb AaBb Aabb AAbb ★
8某二倍体植物是杂合子。下图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完
整植株的过程。据图回答下面的问题。
(1)图中①表示的是该花粉培养过程中的 过程,②表示的是 过程,X代表的是 ,③表示的是 过程。
(2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条,具体通过哪一条途径主要取决于培养基成
分中 的种类及其浓度配比,最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为 植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株,说明未成熟花粉具有 。
(3)对植株甲进行处理,使其 ,才能使其结实产生后代(乙),否则植株甲
只有通过 的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中,能产生可育花粉的是 植株,该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为 种,该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为 种。花药培养在育种上的特殊意义是 ,从而开辟育种新途径。
解析:(1)图示①过程形成愈伤组织,所以应是脱分化过程,②过程形成丛芽,说明是再分化过程,而丛芽经过③过程形成植株,说明是分化(或发育)过程。(2)培养基中所含的激素种类和比例不同,诱导形成的结构不相同。花药细胞含有本物种全套的遗传物质,具有全能性,离体培养成的个体都是单倍体。(3)植物甲为二倍体生物的单倍体,只含有一个染色体组,是高度
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