一、被子植物的花粉发育
1.发育场所:被子植物雄蕊的花药中。
2.花粉的形成:由花粉母细胞经过减数分裂形成,因此,花粉是单倍体的生殖细胞。
3.花粉的发育经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段。
(1)小孢子四分体时期:4个单倍体细胞连在一起。
(2)单核期:
①四分体的4个单倍体细胞彼此分离,形成4个具有单细胞核的花粉粒。
②单核期分为单核居中期和单核靠边期两个时期。
(3)双核期:细胞中含有生殖细胞核和花粉管细胞核,它们进而形成一个生殖细胞和一个营养细胞,其中的生殖细胞再分裂一次形成两个精子。
二、产生花粉植株(即单倍体植株)的两种途径
1.过程图示
2.形成原因:主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。
三、影响花药培养的因素
1.主要因素
(1)材料的选择
①不同植物的诱导成功率很不相同。
②同一种植物,花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株。
③花粉发育时期也是影响花药培养的重要因素,一般来说,在单核期,细胞核由中央移向细胞一侧的时期,花药培养成功率最高。
(2)培养基的组成:培养基的成分及比例对花药培养也有影响。
2.其他因素:亲本植株的生长条件、材料的低温预处理以及接种密度等对诱导成功率都有一定影响。
四、实验操作
1.材料的选取
(1)淮南旅游景点大全取材:对绝大多数植物而言,适宜花粉培养的时期是单核期。
(2)花药发育时期的确定:一般通过镜检来确定花粉是否处于适宜的发育期。
(3)镜检方法:
①最常用的是醋酸洋红法。
②但某些植物的花粉细胞核不易着,需采用焙花青-铬矾法。
2.消毒
3.接种和培养
(1)接种要求:将在无菌条件下除去萼片、花瓣和花丝的花药立即接种到培养基上。
(2)培养条件:培养温度在25关于国家安全的手抄报_℃左右,幼小植株形成后才需要光照。
(3)鉴定和筛选:在花药培养中,特别是通过愈伤组织形成的花粉植株,常常会出现染体组数目的变化,因此需要对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选。
[共研探究]
1964年,印度科学家在培养毛叶曼陀罗的花药时,首次获得了由花药中的花粉粒发育而来的单倍体植株。这个实验说明生殖细胞和体细胞一样,在离体条件下也具有发育成完整植株的潜能。花药离体培养技术是一种新兴的育种技术,不仅能缩短育种周期,也为新品种的培育开辟了新途径。
1.被子植物的花粉发育
(1)被子植物的花粉由花粉母细胞经过小学英语试卷减数分裂形成。
(2)被子植物花粉的发育经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段。
(3)在正常情况下,一个小孢子母细胞可以产生8个精子;在一枚花药中可以产生很多个花粉。
(4)营养细胞在花粉萌发过程中能够控制花粉的萌发并提供营养。
(5)花粉发育过程中的小孢子四分体时期与减数分裂过程中的四分体不同,因为减数分裂过程中的四分体指配对的一对同源染体含有4条染单体;花粉发育过程中的小孢子四分体时期指小孢子母细胞经减数分裂后形成的连在一起的4个小孢子。
2.产生花粉植株的两种途径
根据图示,回答下列问题:
(1)选择哪一时期的花粉培养成功率最高?为什么?
提示:单核期,单核期对离体刺激敏感,可以经过培养产生愈伤组织或胚状体,花药培养成功率最高。
(2)下列时期的花粉是否适合做花药培养,不适合的请说明理由:
①单核期之前:不适合,因为花药质地幼嫩,容易破碎。②单核期之后:不适合,因为花瓣松动,外界中的微生物易侵入花药中,给消毒带来困难。
③单核期:适合。
(3)由花粉培养成的花粉植株一般是不育的。可利用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗,诱导染体加倍,恢复可育性。
3.影响花药培养的因素
(1)主要因素:材料的选择与培养基的组成。
①材料的选择
a.从花药来看,应当选择单核期的花粉。
b.从花蕾来看,应当选择完全未开放的花蕾。
②培养基的组成:培养基的成分和比例对花药培养也有影响。
4.菊花茎段组织培养和月季花药培养的比较
菊花茎段组织培养 | 月季花药培养 | ||
还来就菊花的还是读HAI还是读HUAN不 同 点 | 外植体细 胞类型 | 体细胞 | 生殖细胞 |
培养结果 | 正常植株多媒体音箱品牌 | 单倍体植株 | |
子代特点 | 各个植株的基因型及表现型相同且与母本相同 | 各植株基因型与表现型不一定相同,基因型也不一定与母本相同 | |
相同点 | 理论依据、培养基配制方法、无菌技术及接种操作 | ||
[总结升华]
产生花粉植株的两种途径的比较
(1)图解
(2)途径差异: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。
(3)形成原因:主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。
(4)花粉植株的特点:单倍体植株,植株弱小,高度不育。
[对点演练]
1.如图表示菊花嫩枝和月季花药的离体培养过程,请回答:
(1)对菊花来说,要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养,其原因是________________________________;对月季来说,适宜花粉培养的时期是________期。为确定花粉是否处于该时期,最常用的镜检方法是______________________________。
(2)月季的花药离体培养与菊花的嫩枝组织培养不同,从植物产生的途径来说,花粉植株产生的途径除了图中所示外,还可以通过________发育而来。
国内旅游景点(3)两种植物组织培养都需要接种,下列关于接种时应注意的问题的描述正确的是( )
①接种室要消毒 ②操作时戴口罩,便可说话 ③外植体可预先用体积分数为50%的酒精浸泡,再用质量分数为0.1%的溶液消毒即可 ④接种操作要在酒精灯火焰旁进行 ⑤接种完毕盖好瓶盖
A.①②③④⑤ B.①②③④
C.③④⑤ D.①④⑤
解析:(1)如果培养的是一般组织,一般宜选取生长旺盛的嫩枝,因为这样的组织细胞分裂能力强,容易诱导脱分化和再分化。如果培养的是花药,一般选择单核期的花药,常用醋酸洋红法进行检测。(2)花药离体培养可以有两种产生花粉植株的途径,除了题中的途径外,还可以经过产生胚状体进一步分化产生植株。(3)接种前要对植物材料进行消毒处理,接种时要在酒精灯火焰旁进行。
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