高中生物選修一月季的花藥培養(yǎng) 課件(人教版選修1)

人教版選修1專題3 植物的組織培養(yǎng)技術(shù)課題2 月季的花藥培養(yǎng) 1、 被 子 植 物 定 義 ： 凡 是 種 子 有 果 皮 包 被 著 ，胚 珠 有 子 房 壁 包 被 著 的 植 物 ， 就 叫 做 被 子 植 物一 、 被 子 植 物 和 裸 子 植 物2、 裸 子 植 物 定 義 ： 凡 是 胚 珠 裸 露 ， 外 面 沒 有子 房 壁 包 被 ， 種 子 外 面 沒 有 果 皮 包 被 的 植 物 稱為 裸 子 植 物實(shí) 例 ： 玉 米 、 大 豆 、 梨 、 杏實(shí) 例 ： 松 、 杉 、 柏 3、 花 的 結(jié) 構(gòu) 花 的 結(jié) 構(gòu) ： 花 梗 、 花 托 、 萼 片 、 花 瓣 、 雌 蕊和 雄 蕊 4、 花 的 作 用被 子 植 物 的 有 性 生 殖 是 在 花 里 進(jìn) 行 的 ， 雌 蕊和 雄 蕊 是 進(jìn) 行 有 性 生 殖 的 主 要 部 分二 、 被 子 植 物 花 粉 粒 的 形 成花 絲花 藥 ： 囊 狀 結(jié) 構(gòu) ， 內(nèi) 有 很 多 花 粉 粒1、 雄 蕊 的 結(jié) 構(gòu)雄 蕊 ： 藥 隔 ： 花 藥 中 部 ， 由 薄 壁 細(xì) 胞 構(gòu) 成 ，內(nèi) 有 維 管 束花 藥 花 粉 囊 （ 4或 2） 囊 壁花 粉 粒 表 皮纖 維 層2、 花 藥 的 結(jié) 構(gòu) 3、 花 藥 的 發(fā) 育周 緣 細(xì) 胞（ 初 生 壁 細(xì) 胞 ） 外 ： 體 積 較 大 藥 室 內(nèi) 壁中 ： 一 層 或 幾 層 細(xì) 胞內(nèi) ： 絨 氈 層分 裂孢原細(xì)胞 造 孢 細(xì) 胞 花 粉 母 細(xì) 胞（ 小 孢 子 母 細(xì) 胞 ）有 絲分 裂絨 氈 層 ： 為 花 粉 粒 的 發(fā) 育 提 供 營(yíng) 養(yǎng) ， 最 后 消 失藥 室 內(nèi) 壁 ： 多 量 淀 粉 ， 發(fā) 育 成 纖 維 層中 層 ： 早 期 分 解 ， 吸 收 ， 消 失 花 粉 是 小 孢 子 母 細(xì) 胞 經(jīng) 過 減 數(shù) 分 裂 而 形 成 的 ，因 此 ， 花 粉 是 單 倍 體 的 生 殖 細(xì) 胞4、 被 子 植 物 的 花 粉 發(fā) 育 花 粉 粒 的 形 成 花 粉 母 細(xì) 胞（ 小 孢 子 母 細(xì) 胞 ）減 數(shù) 分 裂 經(jīng) 歷 時(shí) 期 ：四 分 體 時(shí) 期 、 單 核 期 、 雙 核 期 四 分 體 時(shí) 期（ 進(jìn) 入 單 核 期 ） 有 絲分 裂單 核 靠 邊 期 (小 孢 子 )單 核 居 中 期 (小 孢 子 ) 小 孢 子（ 單 核 花 粉 粒 ） 精 子精 子有 絲分 裂花 粉 管 細(xì) 胞 核生 殖 細(xì) 胞 核生 殖 細(xì) 胞營(yíng) 養(yǎng) 細(xì) 胞 雙 核 期兩 個(gè) 精 子 和 一 個(gè) 營(yíng) 養(yǎng) 核 的 基 因 型 相 同 1花粉 母細(xì) 胞 4個(gè) 小孢 子減 分 有 分 4個(gè) 花 粉 管 細(xì) 胞 核4個(gè) 生 殖 細(xì) 胞 核有 分8個(gè) 精 子 花 粉 粒 類 型一 個(gè) 成 熟 的 花 粉 粒 即 為 雄 配 子 體 ， 有 兩 種 情 況 ：二 核 花 粉 粒 :成 熟 的 花 粉 粒 中 ， 只 含 花 粉 管 細(xì) 胞核 和 生 殖 細(xì) 胞 核 。 （ 精 子 在 花 粉 管 中 形 成 ）三 核 花 粉 粒 :有 些 植 物 的 花 粉 ， 在 成 熟 前 ， 生 殖 細(xì)胞 進(jìn) 行 一 次 有 絲 分 裂 ， 形 成 兩 個(gè) 精 子 ， 這 樣 的 花粉 在 成 熟 時(shí) ， 含 有 一 個(gè) 營(yíng) 養(yǎng) 核 和 兩 個(gè) 精 子 。 三 、 被 子 植 物 胚 囊 的 形 成1、 雌 蕊 的 組 成柱 頭 、 花 柱 、 子 房2、 子 房 的 結(jié) 構(gòu) 被 子 植 物 子 房 的 結(jié) 構(gòu) 胚 珠 的 結(jié) 構(gòu)花 粉 管精 子 卵 細(xì) 胞極 核子 房 壁 珠 被珠 孔 胚 珠 的 外 層 是 珠 被 ， 里 面 是 胚 囊 。 胚 囊 是 由 胚 珠內(nèi) 的 胚 囊 母 細(xì) 胞 （ 大 孢 子 母 細(xì) 胞 ） 發(fā) 育 而 成 。 胚囊 母 細(xì) 胞 經(jīng) 過 減 數(shù) 分 裂 ， 產(chǎn) 生 四 個(gè) 細(xì) 胞 ， 稱 為 大孢 子 ， 每 個(gè) 大 孢 子 內(nèi) 的 染 色 體 數(shù) 目 都 比 胚 囊 母 細(xì)胞 減 少 一 半 。 這 4個(gè) 細(xì) 胞 排 成 一 行 ， 其 中 靠 近 珠孔 的 3個(gè) 細(xì) 胞 退 化 ， 最 里 面 的 發(fā) 育 為 胚 囊 細(xì) 胞 ，胚 囊 細(xì) 胞 的 核 連 續(xù) 進(jìn) 行 三 次 有 絲 分 裂 ， 但 是 每 次核 分 裂 后 ， 并 不 接 著 進(jìn) 行 細(xì) 胞 質(zhì) 分 裂 ， 就 形 成 了8個(gè) 細(xì) 胞 核 的 胚 囊 。 開 始 ， 這 8個(gè) 細(xì) 胞 核 分 別 位于 胚 囊 的 兩 端 ， 每 端 4個(gè) ， 接 著 ， 每 端 各 有 1個(gè) 細(xì)胞 核 移 到 胚 囊 的 中 央 ， 這 就 是 極 核 ， 所 以 再 胚 囊中 的 8個(gè) 核 中 遺 傳 物 質(zhì) 是 一 樣 的 。3、 卵 細(xì) 胞 的 形 成 以 后 靠 近 珠 孔 端 的 3個(gè) 細(xì) 胞 核 發(fā) 育 成 3個(gè) 細(xì) 胞 ，其 中 最 大 的 一 個(gè) 是 卵 細(xì) 胞 ， 其 余 的 是 2個(gè) 助 細(xì) 胞 ，另 一 端 3個(gè) 細(xì) 胞 核 也 發(fā) 育 成 3個(gè) 細(xì) 胞 ， 成 為 反 足細(xì) 胞 花 粉 落 到 雌 蕊 柱 頭 上 以 后 ， 在 柱 頭 上 黏 液 的 刺 激下 ， 花 粉 開 始 萌 發(fā) 并 形 成 花 粉 管 ， 花 粉 管 沿 著 花柱 向 胚 珠 方 向 生 長(zhǎng) ， 到 達(dá) 胚 珠 后 從 珠 孔 繞 過 卵 細(xì)胞 進(jìn) 入 胚 囊 ， 到 達(dá) 胚 囊 中 卵 細(xì) 胞 和 極 核 之 間 ， 這時(shí) 花 粉 管 的 前 端 破 裂 ， 兩 個(gè) 精 子 釋 放 出 來(lái) ， 其 中一 個(gè) 精 子 與 兩 個(gè) 極 核 結(jié) 合 形 成 受 精 極 核 ， 另 一 個(gè)精 子 與 卵 細(xì) 胞 結(jié) 合 形 成 受 精 卵 ， 這 是 被 子 植 物 特有 的 雙 受 精 現(xiàn) 象4、 受 精 過 程 花 雄蕊雌蕊 花藥 花粉粒 精 子精 子子 房 胚珠 胚囊子 房 壁珠 被 卵 細(xì) 胞兩 個(gè) 極 核 受精卵受精極核 胚胚乳種 皮 種子果 皮 果實(shí)有 絲 分 裂有 絲 分 裂1n1n 2n1n 3n2n 2n2n 2n胚 是 一 個(gè) 新 個(gè) 體 的 幼 體5、 發(fā) 育 結(jié) 果 四 、 產(chǎn) 生 花 粉 植 株 的 兩 條 途 徑 五 、 影 響 花 藥 培 養(yǎng) 的 因 素1、 材 料 的 選 擇 接 種 的 花 藥 時(shí) 期不 同 植 物 的 誘 導(dǎo) 成 功 率 很 不 相 同 ， 就 同 一 種植 物 來(lái) 說 親 本 的 生 理 狀 況 對(duì) 誘 導(dǎo) 成 功 率 也 有直 接 影 響選 材 是 否 成 功 是 花 藥 培 養(yǎng) 成 功 的 關(guān) 鍵 選 材 選 擇 合 適 的 花 粉 發(fā) 育 時(shí) 期 是 提 高 誘 導(dǎo) 成 功 率 的重 要 因 素因 為 并 不 是 任 何 時(shí) 期 的 花 粉 都 可 以 經(jīng) 過 培 養(yǎng) 產(chǎn)生 愈 傷 組 織 或 胚 狀 體 ， 花 粉 發(fā) 育 的 過 程 中 ， 只有 某 一 個(gè) 時(shí) 期 對(duì) 離 體 刺 激 敏 感 。 一 般 來(lái) 說 ， 在 單 核 期 ， 細(xì) 胞 核 由 中 央 移 向 細(xì) 胞一 側(cè) 的 時(shí) 期 ， 花 藥 培 養(yǎng) 的 成 功 率 最 高 。 即 ： 最適 合 花 藥 培 養(yǎng) 的 小 孢 子 發(fā) 育 時(shí) 期 為 單 核 靠 邊 期選 擇 單 核 期 以 前 的 花 藥 接 種 ， 質(zhì) 地 幼 嫩 ， 極 易破 碎 ；選 擇 單 核 期 之 后 的 花 藥 接 種 ， 花 瓣 已 有 些 松 動(dòng) ，又 給 材 料 的 消 毒 帶 來(lái) 困 難 ， 且 難 以 挑 選 到 單 核期 的 花 藥 。 花 藥 培 養(yǎng) 時(shí) 期 的 選 擇 其 它 時(shí) 期 選 擇 的 缺 點(diǎn) 花 藥 培 養(yǎng) 時(shí) 間為 了 挑 選 到 單 核 期 的 花 藥 ， 通 常 選 擇 完 全 未 開放 的 花 蕾 。 盛 開 的 或 略 微 開 放 的 花 ， 都 不 宜 選作 實(shí) 驗(yàn) 材 料 。 選 擇 完 全 未 開 放 花 蕾 的 原 因 完 全 未 開 放 的 花 蕾 ， 可 挑 選 到 單 核 期 的 花藥 ， 菌 少 、 易 消 毒 單 核 期 花 藥 的 挑 選一 般 月 季 的 花 藥 培 養(yǎng) 時(shí) 間 選 在 五 月 初 到 五 月 的 中旬 ， 即 月 季 的 初 花 期 。 初 花 期 的 花 蕾 營(yíng) 養(yǎng) 狀 態(tài) 及生 理 狀 態(tài) 會(huì) 比 較 好 ， 可 能 提 高 花 粉 的 誘 導(dǎo) 成 功 率 例 題 ： 月 季 花 藥 培 養(yǎng) 時(shí) 的 花 粉 粒 最 好 是 （ ） A、 四 分 體 時(shí) 期 B、 單 核 居 中 期 C、 單 核 靠 邊 期 D、 二 核 或 三 核 花 粉 粒C2、 培 養(yǎng) 基 ：花 藥 培 養(yǎng) 基 所 采 用 的 培 養(yǎng) 基 可 能 因 植 物 的 不 同而 有 所 變 化 小 麥 中 為 N6， 馬 鈴 薯 、 月 季 中 為MS， 油 菜 中 為 B5培 養(yǎng) 基3、 其 他 因 素親 本 植 株 的 生 長(zhǎng) 條 件 、 材 料 的 低 溫 預(yù) 處 理 以 及接 種 的 密 度 等 對(duì) 誘 導(dǎo) 成 功 都 有 一 定 的 影 響 六 、 實(shí) 驗(yàn) 操 作（ 一 ） 材 料 的 選 取 某 些 植 物 的 花 粉 細(xì) 胞 核 不 易 著 色 ， 需 采 用 焙花 青 -鉻 礬 法 ， 這 種 方 法 能 將 花 粉 細(xì) 胞 核 染 成藍(lán) 黑 色 。 最 常 用 的 方 法 有 醋 酸 洋 紅 法1、 方 法 醋 酸 洋 紅 法 染 色 機(jī) 理醋 酸 洋 紅 為 堿 性 染 色 劑 ， 而 花 粉 細(xì) 胞 內(nèi) 有 染 色體 ， 染 色 體 主 要 成 分 是 DNA和 蛋 白 質(zhì) ,易 被 堿 性染 料 著 色 染 成 紅 色 。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 。 醋 酸 洋 紅 的 配 置2、 醋 酸 洋 紅 法 將 花 藥 放 在 載 玻 片 上 ， 加 一 滴 質(zhì) 量 分 數(shù) 1 的 醋酸 洋 紅 ， 用 鑷 柄 將 花 藥 搗 碎 ， 蓋 上 蓋 玻 片 在 顯微 鏡 下 檢 查 。 染 色 操 作3、 焙 花 青 鉻 釩 法將 無(wú) 水 酒 精 與 冰 醋 酸 按 體 積 比 為 3： 1的 比例 混 勻 卡 諾 氏 固 定 液 的 配 制 方 法 花 藥 應(yīng) 該 在 卡 諾 氏 固 定 液 中 固 定 20min， 然 后取 出 放 在 載 玻 片 上 ， 加 焙 花 青 鉻 釩 溶 液 染 色 ，蓋 上 蓋 玻 片 后 在 顯 微 鏡 下 檢 查 。將 5g鉻 明 礬 K2SO4Cr2(SO4)24H2O加 入90ml蒸 餾 水 中 ， 溶 解 后 加 入 0.1g焙 花 青 ， 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。 焙 花 青 鉻 釩 溶 液 的 配 制 方 法 染 色 操 作 （ 二 ） 材 料 的 消 毒1、 酒 精 處 理 花 蕾 用 體 積 分 數(shù) 為 70%的 酒 精 浸 泡 30秒 ，立 即 取 出 。 無(wú) 菌 水 清 洗 無(wú) 菌 吸 水 紙 吸 干 花 蕾 表 面 的 水 分 2、 消 毒 液 處 理 放 入 質(zhì) 量 分 數(shù) 為 0.1%的 氯 化 汞 溶 液 中 24分鐘 （ 也 可 質(zhì) 量 分 數(shù) 為 1%的 次 氯 酸 鈣 溶 液 或 飽 和漂 白 粉 溶 液 ） 無(wú) 菌 水 沖 洗 35次用 于 培 養(yǎng) 花 藥 ， 實(shí) 際 上 多 數(shù) 未 熟 ， 由 于 它 的 外 面有 花 萼 、 花 瓣 或 穎 片 保 護(hù) ， 通 常 處 于 無(wú) 菌 狀 態(tài) ，所 以 只 要 將 整 個(gè) 花 蕾 或 幼 穗 消 毒 即 可 。 在 無(wú) 菌 條 件 下 除 去 萼 片 和 花 瓣 用 鑷 子 取 出 花 藥 要 徹 底 去 除 花 絲 ， 因 為 與 花 絲 相 連 的 花 藥不 利 于 愈 傷 組 織 或 胚 狀 體 的 形 成立 即 將 花 藥 接 種 于 培 養(yǎng) 基 上 ， 通 常 每 瓶 接 種 花藥 7-10個(gè) 。1、 剝 取 花 藥 勿 損 傷 花 藥 ， 以 免 誘 導(dǎo) 出 非 花 粉 愈 傷 組 織2、 接 種注 意 ：（ 三 ） 接 種 和 培 養(yǎng) 培 養(yǎng) 條 件 ： 溫 度 控 制 在 25 左 右 ， 不 需要 光 照 。 幼 小 植 株 形 成 后 才 需 要 光 照 。 3、 培 養(yǎng) 培 養(yǎng) ： 一 般 經(jīng) 過 20-30天 培 養(yǎng) 后 ， 會(huì) 發(fā) 現(xiàn) 花藥 開 裂 ， 長(zhǎng) 出 愈 傷 組 織 或 釋 放 出 胚 狀 體長(zhǎng) 出 愈 傷 組 織 則 將 愈 傷 組 織 及 時(shí) 轉(zhuǎn) 移 到 分 化 培 養(yǎng)基 上 ， 以 便 進(jìn) 一 步 分 化 出 再 生 植 株 注 意 ： 如 果 花 藥 開 裂 釋 放 出 胚 狀 體 ， 則 一 個(gè)花 藥 內(nèi) 就 會(huì) 產(chǎn) 生 大 量 幼 小 植 株 ， 必 須 在 花 藥 開裂 后 盡 快 將 幼 小 植 株 分 開 ， 分 別 移 植 到 新 的 培養(yǎng) 基 上 ， 否 則 這 些 植 株 將 很 難 分 開 。 在 花 藥 培 養(yǎng) 中 ， 特 別 是 通 過 愈 傷 組 織 形 成 的 花粉 植 株 ， 常 常 會(huì) 出 現(xiàn) 染 色 體 倍 性 的 變 化 （ 主 要原 因 是 營(yíng) 養(yǎng) 核 和 生 殖 核 融 合 造 成 的 ）4、 鑒 定 和 篩 選 5、 植 物 組 織 培 養(yǎng) 技 術(shù) 與 花 藥 培 養(yǎng) 技 術(shù) 的 異 同 點(diǎn) ：項(xiàng) 目 相 同 點(diǎn) 不 同 點(diǎn)植 物 組 織 培養(yǎng) 技 術(shù) 離 體 的 植 物 組 織 經(jīng)脫 分 化 形 成 愈 傷 組織 ， 再 分 化 成 叢 芽 ，誘 導(dǎo) 出 根 ， 然 后 進(jìn)行 移 栽 。 外 植 體 為 體 細(xì) 胞 ， 染 色 體 數(shù) 無(wú)需 加 倍 ?；?藥 培 養(yǎng) 技術(shù) 取 材 為 花 藥 ， 培 養(yǎng) 的 為 單 倍 體幼 苗 ， 植 株 弱 小 ， 高 度 不 育 ，必 須 用 秋 水 仙 素 處 理 ， 使 染 色體 加 倍 ， 恢 復(fù) 正 常 植 株 的 染 色體 數(shù) ， 而 且 為 純 種 。