D.对培养出来的植株作进一步鉴定和筛选 二、简答题
9.被子植物的花粉粒是由花粉囊里的小孢子母细胞(也叫做花粉母细胞)发育而成的。每个小孢子母细胞经过减数分裂,形成4个细胞,叫做小孢子。初始形成的4个小孢子排列在一起,以后相互分离,形成4个单核的花粉粒。单核花粉粒形成不久,便进行一次有丝分裂,形成2个细胞:一个是营养细胞,另一个是生殖细胞。有些植物的生殖细胞接着又进行有丝分裂,形成2个精子,这样,成熟的花粉粒中就有3个细胞。有些植物的生殖细胞的分裂,是在花粉管中进行的,因此,成熟的花粉粒中只有两个细胞,如下图所示。请据此分析回答:
(1)被子植物的雄蕊通常包括____________,作用是______________________________。
(2)被子植物花粉的发育要经历______________、________________、__________和__________等阶段。
(3)花粉发育时期的单核期细胞所具有的特征是_________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)一个小孢子能形成________个花粉管细胞核、________个生殖细胞核、________个精子。 10.现有高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)的两个小麦品种,这两对性状是完全显性。
(1)现要用最短的时间培育出矮秆抗病植株纯合子,最好采用____________________方法,其主要步骤是_____________________________________________________________。
(2)育种过程首先将高秆抗病纯合子与矮秆不抗病纯合子杂交得F1,其基因型是________。 (3)将F1种下去,取F1的花粉进行离体培养,为了提高花粉诱导成功率,选择________花药做实验材料。对所选择的花药一般要通过进一步的镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。确定花粉发育期最常用的方法是______________。对不易着色的花粉细胞核需用__________________法,这种方法能将花粉细胞核染成________色。
(4)F1花粉基因型理论上有4种,分别是__________________。若这些花粉都有可能长成植物体,这些植物体的基因型是____________________,这些植物体称为________________,在花粉发育成植物体过程中,细胞的分裂方式是____________。
(5)假如每种基因型的花粉细胞都有机会发育成幼苗,如何对这些幼苗进行筛选,才能选出矮秆抗病个体?
________________________________________________________________________。 (6)对筛选出的矮秆抗病幼苗用________________处理即可得到所需要的纯合子品种。
第10课时 月季的花药培养
知识清单
一、1.(1)减数分裂 单倍体 (2)小孢子四分体时期 单核期 双核期
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提醒 (1)精子 双受精 (3)单倍体细胞
2.(1)胚状体 愈伤组织 激素的种类及其浓度配比 (2)①秋水仙素 ②纯合子 育种周期 3.(1)材料的选择 培养基的组成 (2)很不相同 亲本植株的生理状况 花粉发育时期 花粉发育时期 单核
二、1.醋酸洋红 焙花青—铬矾
2.体积分数为70%的酒精 30 0.1%的氯化汞 3~5
3.无菌 愈伤组织 胚状体 愈伤组织 分化 光照 幼小植株 对点训练
1.(1)胚状体 愈伤组织 激素
(2)植株弱小,高度不育 用秋水仙素处理幼苗
解析 产生单倍体植株的途径有形成胚状体或愈伤组织两种,得到的单倍体植株表现为植株弱小、高度不育,通过秋水仙素处理其幼苗,可使其正常发育。
规律链接
(1)在花药培养过程中,材料和材料所处时期的选择,以及培养基的组分是影响培养的主要因素。另外,亲本植株的生理状况、材料的低温预处理及接种密度等对诱导成功率也有一定影响。
(2)花药的全能性高于植物组织。另外,花粉植株属单倍体植株,高度不育。如果需要育种,需对花粉植株幼苗进行秋水仙素处理,才能获得正常的可育个体。
(3)花粉植株的产生过程
正常植株减数植物组织秋水仙素
――→花粉粒 ――→单倍体幼苗 ――→正常植株纯合子 N2N2N分裂N培养处理
2.A [植物的任何细胞都具有全能性。花药培养用到的花粉是生殖细胞,并且具有较高的全能性。] 3.C [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,需照光,进行光合作用制造有机物;花药开裂后释放出的多个胚状体要尽快分开,分别移植到新培养基上,否则以后将难以分开。]
规律链接 实验成功的关键及注意事项
(1)诱导花粉植株培育成功的关键是材料的选择。要选择合适的发育时期的花粉进行离体培养,可以大大提高诱导成功率。选择花药时,一般通过镜检来确定花药中的花粉是否处于适宜的发育期,常用的方法有醋酸洋红法和焙花青—铬矾法。焙花青—铬矾法能将不易着色的花粉细胞核染成蓝黑色。在花药培养中,要使所选材料的发育时期完全一致是很困难的,这要靠不断实践来积累经验。
(2)材料一定要严格消毒,否则,一旦材料被微生物污染,将导致实验失败。 (3)花药开裂释放出的胚状体需及时分离。
(4)在花药培养过程中,特别是通过愈伤组织形成的花粉植株,常常会出现染色体组的数目的变化。因此还需要对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选。
4.D [培养基的组成和材料的选择是影响花药培养能否成功的主要因素,为了检测花粉是否处于适宜的发育期,常用醋酸洋红染色后在显微镜下进行观察。为了避免微生物使花药腐烂,需对材料进行消毒。
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在培养过程中,若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,因此,必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开,分别移植到新的培养基上,否则这些植株将很难分开。]
达标测试 1.B
2.D [花粉植株能否培育成功受多种因素影响,其中材料的选择与培养基组成是主要影响因素,所以A选项错;对一般植物来讲,选择单核期往往成功率最高,所以D选项对;从花粉到幼苗阶段,由于无叶绿体,所以不需照光,C选项错;当培养获得愈伤组织或幼小植株时必须分瓶培养,才能诱导愈伤组织分化或幼苗分开,所以B选项错。]
3.A [选择材料时最常用的方法是醋酸洋红法。]
4.D [产生花粉植株有两种途径:一是花粉通过胚状体阶段发育为植株;二是花粉在诱导培养基上形成愈伤组织,再诱导分化生芽、生根发育为植株。两种途径都是先诱导生芽,再诱导生根,并没有绝对界限,主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。]
5.C 6.C
7.B [在花药培养中,材料的选择及培养基的组成是决定培养是否成功的关键因素,这是因为不同植物的诱导成功率不同,而同一植物的花药在不同的生理时期,其诱导成功率也不相同。]
8.C [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。]
9.(1)花药和花丝 花药能够产生花粉,花丝支撑花药
(2)小孢子母细胞(花粉母细胞) 小孢子四分体时期 单核期 双核期 (3)细胞含有浓厚的原生质,细胞核位于细胞的中央,随着细胞不断长大,细胞核由中央移向一侧 (4)1 1 2
10.(1)单倍体育种 花药离体培养 (2)DdTt (3)幼嫩 醋酸洋红法 焙花青——铬矾 蓝黑
(4)DT、Dt、dT、dt DT、Dt、dT、dt 单倍体 有丝分裂
(5)在幼苗期用病原体进行感染,叶片出现病斑的即为不抗病品种,淘汰掉,剩余为抗病品种。这些幼苗长大后对高矮进行目测筛选,淘汰掉高秆植株,剩下的矮秆植株即为矮秆抗病个体
(6)一定浓度的秋水仙素溶液
杂交
解析 单倍体育种可以大大缩短育种年限,其育种过程可以简写为:DDTT×ddtt――→花药培养选择秋水仙素F1(DdTt)――→单倍体(DT、Dt、dT、dt)――→dT(矮秆抗病)――→ddTT(纯合子)。在“选择”过程中,诱导对于高矮大小等性状可以通过目测筛选,对于是否抗病,则一般选择用病原体侵染的办法进行识别植株是否抗病。
第11课时 专题复习
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一、菊花茎的组织培养与月季花药培养技术的异同
外植体细胞类型 不] 点 培养结果 光的要求 相同点 菊花茎的组织培养 ____细胞 ____植株 每日照射12 h 月季花药培养 ____细胞 ______植株 幼苗形成后才需要光照 二者都是快速、大量繁殖花卉的技术手段,理论依据、 培养基的配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同 另外,花药培养的选材非常重要,需事先摸索时期适宜的花药;花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基;花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药培养的难度加大。
训练1 关于花药培养技术与植物组织培养技术的不同,下列说法不正确的是( ) A.花药培养需时期适宜的花蕾
B.花药培养对培养基配方的要求更为严格 C.培养基配制方法不同
D.花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体要及时更换培养基 训练2 在花药的培养过程中,应当注意的问题是( ) A.如果花药开裂长出愈伤组织,使其在原培养基上培养即可
B.如果花药开裂释放出胚状体,应尽快将其分开,分别移植到新的培养基上培养 C.如果花药开裂释放出胚状体,使其在原培养基上培养即可 D.在花药培养的整个过程中,都必须给予光照 二、植物组织培养中污染的预防
污染就是指在组织培养过程中,培养容器内滋生菌斑,使培养材料不能正常生长发育,从而导致培养失败的现象。植物组织培养不同于扦插、分叶、分根、叶插等常规无性繁殖。由于植物组织培养所利用的
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