2020-2021学年高二生物人教版选修1学案：专题3课题2月季的花药培养含解析课题2月季的花药培养知识点一被子植物的花粉发育过程1．被子植物的雄蕊通常包含花丝、花药两部分。
后者为囊状结构，内部含有许多花粉，花粉是单倍体的雄性生殖细胞.2．被子植物的花粉发育过程说明：花粉是小孢子母细胞先经过减数分裂再经有丝分裂形成的，因此,花粉是单倍体的生殖细胞。
两个精子和一个营养细胞的细胞核的基因型相同。
3．花药培养产生花粉植株（即单倍体植株)一般有两种途径注意：上述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。
1．被子植物花粉的发育过程被子植物花粉的发育要经历四分体时期、单核期（单核居中期、单核靠边期)、双核期等阶段.花粉母细胞(小孢子母细胞)先经减数分裂形成4个单核花粉粒(小孢子）,此时核位于细胞中央，获取营养,不断长大。
随着细胞扩大，细胞核由中央移至细胞的一侧，然后每个花粉粒的细胞核经有丝分裂形成双核的花粉粒，进一步形成一个营养细胞和一个生殖细胞。
一个生殖细胞再经过一次有丝分裂,形成两个精子.2．植物的花药培养在育种上的意义花粉粒经过培养发育成单倍体植株,单倍体植株经过人工诱导，其染色体数目加倍，重新恢复正常植株的染色体数目，这样的植株不仅能够正常生殖，而且每对染色体上的成对的基因都是纯合的，自交产生的后代不会产生性状分离，这就是单倍体育种。
单倍体育种不仅缩短了育种周期，也为新品种的培育开辟了新途径.【典题精练1】关于被子植物花粉的形成,下列说法正确的是(）A．花粉是花粉母细胞经有丝分裂形成的B．花粉的发育要经历四分体时期、单核期和双核期等C．花粉发育经历的四分体时期与减数第一次分裂的四分体时期含义相同D．花粉母细胞形成花粉粒中的精子的过程是减数分裂的过程【答案】B【解析】花粉是由花粉母细胞经减数分裂形成的,共经历了四分体时期、单核期和双核期等发育阶段；四分体时期是指4个单倍体细胞连在一起，而减数分裂的四分体时期是指同源染色体配对后，1个四分体中含4条染色单体的阶段；花粉粒内的生殖细胞经有丝分裂得到2个精子。
【典题精练2】如图是花药培养产生花粉植株的两种途径,下列相关叙述错误的是（)A．图中的A表示愈伤组织B．①和②过程的实质相同C．选择花药时，其中的花粉所处的发育时期越早越好D．整个培养过程中的细胞增殖方式只有有丝分裂【答案】C【解析】图中A表示愈伤组织，A正确。
①和②过程表示分化和再分化，不论是分化还是再分化，它们的实质都是基因的选择性表达，B正确。
选择花药时，其中的花粉所处的发育时期过早或过晚都不利于培养，一般选择单核期的花药，C错误.整个培育过程中无减数分裂，细胞增殖方式只有有丝分裂，D正确。
知识点二影响花药培养的因素1．主要影响因素:材料的选择和培养基的组成等。
（1)材料的选择①从花药来看，应当选择初花期的花药；②从花粉来看，应当选择单核期的花粉；③从花蕾来看，应当选择完全未开放的花蕾。
(2）培养基的组成花药培养所采用的培养基可能因植物不同而有所变化。
培养基各成分中,植物生长调节剂的浓度和配比，常对诱导细胞的分裂、生长和分化起决定作用。
在诱导愈伤组织或胚状体产生的诱导培养基中，广泛地使用2，4－D、IAA和KT等.2．其他影响因素：植物的种类、亲本生长条件、材料的处理方法、接种密度、培养的环境条件等.3．预处理为了取得好的培养效果，在花药接种前,宜先对其进行预处理。
花药和花粉的预处理措施主要是低温处理。
在很多情况下，低温处理可明显提高花药和花粉培养的效果。
1．选择单核居中期或单核靠边期花药的原因（1）不选择单核期以前花药的原因：质地幼嫩，极易破碎。
(2）不选择单核期以后花药的原因：花瓣已有些松动，给材料的消毒带来困难。
（3）挑选单核期花药的方法：通常选择完全未开放的花蕾，含菌少,易消毒。
2．预处理的注意点一般耐寒植物比喜温植物可耐受较低的温度,处理的温度可低些.低温处理时间视使用的温度而定,在较低的温度下处理时间要短，在较高的温度下处理时间要长。
【典题精练3】下列有关影响花药培养的因素的叙述中，不正确的是()A．材料的选择和培养基的组成是主要因素B．处于单核期的花粉是最佳的选择材料C．亲本植株的生长条件、材料的低温处理以及接种密度都影响着花药培养的效果D．实验的操作时间不会影响培养结果【答案】D【解析】本题考查影响花药培养的因素.解题时,应注意哪些是主要因素,弄清楚各个因素为什么能对培养过程造成影响。
影响花药培养的主要因素是材料的选择和培养基的组成.花粉发育过程中，只有单核期花药对离体刺激敏感，此时进行花药培养成功率最高。
亲本植株的生长条件、材料的低温处理以及接种密度都会对花药培养产生一定的影响.实验的操作时间越长，被污染的机会就越大,实验成功率就越低。
解题归纳进行花药培养时应选取初花期的花,例如月季一般选取完全未开放的花蕾，一方面保证花粉发育处于单核期；另一方面,若选盛开或略微开放的花，花瓣松动后，微生物就可能侵入花药，给材料的消毒带来困难。
【典题精练4】关于影响花药离体培养的因素的叙述，错误的是（)A．花粉发育过程中,单核期花粉对离体刺激最敏感，培养成功率最高B．刺激单核期花粉发育为完整植株所用的培养基都是MS培养基，其中所用的激素等诱导成分相同C．供体植株的年龄对花药培养也有影响，应选择早期花药进行培养，并可利用低温进行预处理，以提高诱导成功率D．不同种的植物花药或同种植物不同基因型的花药，诱导成功率也不同【答案】B【解析】接种花药时期的选择是影响花药培养的决定因素，初期花药（最好是细胞核由中央移向一侧时期的花药)最易诱导成功；用低温进行预处理,可提高诱导成功率;对于不同植物的花药培养，可采用不同的培养基进行诱导，而同种植物的不同基因型的花药,诱导成功率也不同,有的甚至不能诱导成植株，如雄配子致死现象。
知识点三花药培养的实验操作及结果分析与评价1．月季的花药培养过程(1）材料的选取①选取花期和状态:在月季的初花期(五月初到五月中旬)，选取生理状况良好的植株的花药。
②花粉的鉴定：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。
(2)材料的消毒将花蕾放入体积分数为70%的酒精中浸泡约30 s→无菌水清洗→用无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分→放入质量分数为0。
1％的氯化汞溶液(或质量分数为1%的次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液）中2～4 min→无菌水冲洗3～5次。
（3）接种灭菌后的花蕾要在无菌条件下除去萼片和花瓣，彻底去除花丝,并立即将花药接种到培养基上。
通常每瓶接种花药7～10个。
注意：在剥离花药时,尽量不损伤花药,否则接种后，容易从受伤部位产生愈伤组织.要彻底去除花丝,因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。
(4）培养(5)鉴定和筛选染色体倍性的变化:花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，常会出现染色体倍性的变化(主要是营养细胞的细胞核和生殖细胞的细胞核融合造成的)。
需要对培养出来的植株进行鉴定和筛选。
2．结果分析与评价(1）选材：通过镜检找到处于适宜发育期的花粉是成功的关键。
（2）无菌技术：如果出现了污染现象，说明某些操作步骤，如培养基灭菌、花蕾消毒或接种等有问题。
(3）接种：如果接种的花药长出愈伤组织或释放出胚状体，花药培养的第一步就成功了。
要适时转换培养基，以便愈伤组织或胚状体进一步分化成再生植株.花粉的鉴定方法1．最常用的方法是醋酸洋红法：将花药放在载玻片上→1％的醋酸洋红→用镊柄将花药捣碎，盖上盖玻片→镜检.2．某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用焙花青－铬矾法：花药先在卡诺氏固定液中固定20 min→取出,置于载玻片上→焙花青－铬矾溶液染色→盖上盖玻片→镜检（花粉细胞核被染成蓝黑色).【典题精练5】下列有关花药离体培养的说法错误的是()A．材料的选择最常用的方法是焙花青—铬矾法，这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色B．材料消毒时要先用酒精浸泡，然后用氯化汞或次氯酸钙溶液浸泡，最后用无菌水冲洗C．接种花药后一段时间内不需要光照，但幼小植株形成后需要光照D．接种的花药长出愈伤组织或形成胚状体后，要适时转换培养基，以便其进一步分化成再生植株【答案】A【解析】确定花粉发育的时期最常用的方法是醋酸洋红法，有些植物细胞核不易着色,才要采用焙花青—铬矾法。
在形成愈伤组织或胚状体前，细胞中没有叶绿素的形成，不进行光合作用,不需要光照;幼小植株形成后，开始进行光合作用，需要光照。
花药离体培养的不同阶段，对主要营养的需求不一样，所以要适时转换培养基.解题归纳同学们应该从花药离体培养各个阶段培养对象发生的主要变化入手,来对培养过程中应该进行的条件控制和采用的实验方法进行分析.【典题精练6】下列关于花药离体培养过程中的注意事项的叙述，正确的是()A．花药培养成功与否与材料选择无关B．花药培养成幼苗后,一定不能分瓶培养C．花药培养成幼苗的过程中,除了适宜的温度、pH等,还要注意进行光照D．一般地讲,材料选用单核期的花药培养成功率较高【答案】D【解析】一般说来，单核期的花药离体培养的成功率最高。
花药培养初期在黑暗中培养,幼小植株形成后再进行适当的光照培养。
一、选择题1．关于花药培养产生花粉植株的途径，下列叙述错误的是(D）A．花粉可通过形成愈伤组织发育成植株B．花粉可通过形成胚状体发育成植株C．通过哪种途径产生花粉植株主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比D．产生胚状体是花药培养中特有的途径解析:通过花药培养产生花粉植株有两条途径:一是花粉通过胚状体阶段发育成植株；二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。
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。
植物组织培养中也可产生胚状体。
2．下列关于月季花药培养的实验操作的叙述，错误的是(A)A．花药开裂后长出的愈伤组织可在同一培养基上培养至形成幼小植株再更换培养基继续培养B．镜检花粉时可用醋酸洋红法或焙花青－铬矾法染色，后者能将花粉细胞核染成蓝黑色C．在剥离花药时，要尽量不损伤花药，否则易从受伤部位产生愈伤组织D．如果接种的花药长出愈伤组织并分化成幼小植株，还需对植株作进一步的鉴定和筛选解析：花药离体培养形成愈伤组织后必须转移至分化培养基上，才能形成幼小植株，A错误。
选择花药时，一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。
确定花粉发育时期最常用的方法是醋酸洋红法，但某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用焙花青－铬矾法，这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色，B正确。
在剥离花药时，要尽量不损伤花药，否则接种后容易从受伤部位产生愈伤组织,同时还要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成，C正确.如果接种的花药长出愈伤组织并分化成幼小植株，还需对植株作进一步的鉴定和筛选，D正确。