河北省张家口市宣化区第四中学2015-2016学年高中生物 3.2月季的花药培养（课件+学案+练习）（打包3套）新人教版选修1.zip

1课题 2 月季的花药培养1.植物组织培养的过程如下图所示。请分析并回答下列问题。(1) 愈伤组织是由离体的组织或器官通过 A________过程获得的，B、C 过程是通过细胞的________实现的。(2) 胚状体根据其来源不同，可以分为“体细胞 胚”和“花粉胚” 。①用花药离体培养可获得“花粉胚” ，同种植物的“花粉胚”与“体细胞胚”在染色体数目上的主要区别是_________________________ ___________________。②如果用________处理二倍体植物的“花粉胚” ，能获得可育的植株，该过程是________育种中不可缺少的步骤。 ③在一定条件下，培养离体细胞可以形成“体细胞胚”进而发育成完整的植株，其根本原因是每个细胞都含有________，这一过程体现了___________________。2.现有甲、乙两个烟草品种(2n=48),其基因型分别为 aaBB 和 AAbb,这两对基因位于非同源染色体上,且在光照强度大于 800lux 时,都不 能生长，这是由于它们的一对隐性纯合 基因(aa 或 bb)作用的结果。取甲、乙两品种的花粉分别培养成植株,将它们的叶肉细胞制成原生质体,并将两者相混,使之融合，诱导产生细胞团。然后,放到大于 800lux 光照下培养,结果有的细胞团不能分化，有的能分化发育成植株。请完成下列问题： (1) 甲、乙两烟草品种花粉的基因型分别为__________和__________。(2) 将叶肉细胞制成原生质体时,使用__________破除细胞壁。(3) 在细胞融合技术中,常用的促融剂是聚乙二醇。(4) 细胞融合后诱导产生的细胞团叫_______________。(5) 在大于 800lux 光照下培养,有_________种细胞不能分化；能分化的细胞团是由___________的花粉植株的原生质体融合来的(这里只考虑两个原生质体的相互融合)。由该细胞团分化发育成的植株,其染色体数是__________,基因型是______。该植株自交后代中,在大于 800lux 光照下,出现不能生长的植株的概率是_______。3.目前植物组织培养技术在生产上的应用有________________________________。4.单倍体育种相对杂交育种,优点是_____________________________________。5.育种工作者可以采用花药培养的方法,使花粉粒发育为__________,再经过人工诱导_____________,重新恢复到正常染色体组的数目。6.确定花粉发育时期的最常用的方法是__________，对某些不易着色的植物花粉细胞,需采用__________,这种方法能将花粉细胞核染成__________。7.植物甲、乙是两种濒危药用植物（二倍体） 。请按要求回答问题：(1) 以植物甲、乙的茎尖和叶片为材料，通过组织培养获得了再生植株，解决了自然繁殖率低的问题。这表明植物细胞具有_______。由叶片等材料形成的愈伤组织的形态结构特点是_________________________________________________。(2) 图 1 和图 2 分别是植物甲、乙的萌发花粉粒和未受精胚珠的示意图。图 1 植物甲的萌发花粉粒 图 2 植物乙的未受精胚珠 在分离珠被细胞的原生质体时，通常使用纤维素酶和果胶酶破除细胞壁，其原理是利用了酶的_______性质。 如果将图 1 中的 1 个精子与图 2 中的 1 个_______细胞或 2 个_______融合，可培育出三倍体植株。用适当浓度的秋水仙素处理该三倍体植株的幼苗，可能获得药用成分较高的六倍体植株。秋水仙素的作用机理是______________。2(3) 植物乙自然结实率低，主要原因是花粉粒萌发后多数花粉管不能伸长。为探究生长素对植物乙花粉管伸长的影响，某生物兴趣小组进行了课外实验，得到下表结果： 生长素浓度（mg/L) 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0花粉管平均长度（mm) 0.5 3.6 5.5 6.4 5.2 3.1 0.4 0.2请结合表中数据对实验结果进行简要分析： _________________。根据上述分析，可以得出的结论： 。8.完成下列关于花粉植株产生途径的问题：(1) 通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径：一种是花粉通过__________阶段发育为植株，另一种是在诱导培养基上先形成____________，再将其诱导分化成植株。这两种途径主要取决于培养基中的_______种类及浓度配比。(2) 通过上述两种途径得到的单倍体植株具有的特点是 ____________________。应如何解决？_______________________________________。9.花粉植株产生途径如下图所示： (1)请在图中方框填写所缺内容。(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．初花期花粉 B．晚花期花粉 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__________________________________________。(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 2 n）的花粉是三核型的，即含有 1 个营养细胞和 2 个精子。那么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________、________、 ________、________。 10.下图表示水稻(体细胞中有 24 条染色体)的花药通过无菌操作接入试管后,在一定条件下形成试管苗的培养过程,已知水稻的基因型为 AaBb。(1) 愈伤组织是花粉不断分裂后形成的形状不规则的细胞团,在愈伤组织形成过程中,必须从培养基中获得________、_________和小分子有机物等营养物质。 (2) 要促进花粉细胞分裂和生长,培养基中应有________和_________两类激素。 (3) 愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根,再发育成具根、茎、叶的植物体。这一过程必须给予光照,其原因是_____________利用光能制造有机物,供试管苗生长发育。 (4) 试管苗的细胞中含有____ _______条脱氧核苷酸链。(5) 培育出的试管苗可能出现的基因型有__________。(6) 这种利用花药离体培养成的试管苗属于__________体。要使它繁殖后代可以采取的措施是______________________________。(7) 从细胞工程角度看,这种育种方法叫_______________。11.利用水稻花药进行离体培养，通过无菌操作，在一定条件下可形成愈伤组织，再分化形成试管苗。已知该水稻的基因型为 AaBb。下图是水稻花药离体培养过程示意图。据图完成下列问题： 3(1) 图中 A 是________，B 是________。(2) A 形成过程中，必须从培养基中获得和小分子有机物等营养物质。要促进花粉细胞分裂和生长，培养基中应还有_______________和____________两类激素。(3) 脱分化是指 ，脱分化和再分化这两个过程的进行还需要维持一定的外界条件，一是要有适宜的_______，二是无_______条件，否则植物组织培养就不能取得成功。(4) 这样培养成的试管苗可能出现的基因型有 等几种类型。12.下图是被子植物受精过程，完成下列问题： (1) 写出图中数字代表的结构名称： ①_______,②_______,③_______,④_______,⑤_______,⑥_______。 (2) 下列图解表示水稻（2n=24）胚珠中胚囊的发育过程，试根据图完成下列问题：珠心 ①水稻种子的种皮遗传物质应为_________n，其中遗传物质应与_______相同。②水稻胚珠中的胚囊应共有染色体_______条，其中卵细胞中含染色体_______条；若水稻受粉受精后发育成胚和胚乳，则胚细胞中含有染色体_______条，胚乳细胞中含染色体_______条。③7 细胞或 8 核中的 7 细胞其中就包括了一个卵细胞和两个极核，若水稻的基因型为 AaBb，则胚囊母细胞基因型为_______。④如果水稻卵细胞基因型应为 Ab，则极核的基因型为_______，其原因是________________________________________________________________。专题 3 课题 2 月季的花药培养【答案】1.（1）脱分化 分裂（或“增殖” ）和分化 （2）①“花粉胚”细胞中的染色体数目是“体细胞胚”的一半 ②秋水仙素 单倍体 ③本物种的全套基因（或“全套遗传信息” ） 植物4细胞的全能性 2.（1）aB Ab (2)纤维素酶和果胶酶 (3)聚乙二醇 （4）愈伤组织 （5）2 甲、乙品种 48 AaBb 7/16 3.快速繁殖植物,培育无病毒植株,大量制造人工种子等 4.明显缩短育种年限 5.单倍体植株 染色体数目加倍 6. 醋酸洋红法 焙花青—铬矾法 蓝黑色 7.（1）全能性 排列疏松、高度液泡化、薄壁细胞 （2）专一性 珠被 极核 抑制细胞有丝分裂过程中纺锤丝的形成 （3）生长素浓度为 3.0 mg·L -1时，花粉管平均长度最长，表明最适生长素浓度为 3.0 mg·L -1；生长素浓度低 于 3.0 mg·L -1（0～3.0 mg·L -1）时，对花粉管的促伸长作用随浓度增加逐渐 增强； 生长素浓度高于 3.0 mg·L -1（3.0～5.0 mg·L -1）时，对花粉管的促伸长作用随浓度增加逐渐 减弱； 生长素浓度等于或高于 3.0 mg·L -1时，对花粉管伸长起抑制作用 论：生长素对花粉管伸长的作用具有两重性（促进或抑制作用） 8.(1)胚状体 愈伤组织 激素 (2)植株弱小，高度不育 用秋水仙素处理萌发的幼苗9.（1）愈伤组织 （2）①ACF 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）2 n n 3 n （5）AABb AaBb Aabb AAbb 10.（1）水 矿质元素 (2)生长素 细胞分裂素(3)叶绿体 (4)24 (5)AB、Ab、aB、ab (6)单倍 用秋水仙素处理幼苗 (7)植物的组织培养 11.（1）愈伤组织 根和芽（试管苗） （2）水、无机盐细胞分裂素 生长素 （3）由离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织的过程 温度 无菌 （4）AB、Ab、aB、ab 12.（1）花粉管 子房壁 珠被 受精极核 受精卵 珠孔 （2）①2 母方 ②96 12 24 36 ③AaBb ④Ab 卵细胞和极核是由单核胚囊经三次有丝分裂而来 【解析】1.（1）由离体组织或器官获得愈伤组织的过程是脱分化的过 程，由愈伤组织通过再分化和培养可获得新的植株，这一过程不仅有细胞的分裂也有细胞的分化。 （2）②二倍体的“花粉胚”细胞内是一个染色体组，这样获得的植株高度不育，若要获得可育植株，需要对“花粉胚”进行染色体加倍处理，例如用秋水仙素处理，这样的育种方式称为单倍体育种。2.(1)基因型为 aaBB 和 AAbb 的纯合个体在减数分裂过程中分别只能产生一种类型的配子 aB 和Ab。 (5)由题干可知 AAbb 和 aaBB 的细胞在大于 800lμx 的光照条件下不能分化,所以要想让细胞分化必须为 A_B_的基因型,产生这种基因型的细胞只能是 aB 和 Ab 融合后得到的,让基因型为AaBb 的个体自交,后代有 4 种表现型、9 种基因型,表现型的比为A_B_∶aaB_∶A_bb∶Aabb＝9 ∶3∶3∶1,其中 A_B_的个体占后代总数的 9/16。- 1 -课题 2 月季的花药培养 学习目标1.识记被子植物花粉发育的过程2.通过学习花药培养的基本技术，培养设计试验、动手操作、分析解释实验现象的能力学习重点1.被子植物花粉发育过程2.花药离体培养过程学习难点1.被子植物花粉发育过 程2.花药离体培养过程第 1 课时课前预习使用说明与学法指导1.结合高等动物减数分裂内容理解被子植物的花粉发育。2.根据植物组织培养条件理解影响花药培养的因素。知识准备 必修二第二章第一节减数分裂。教材助读一、基础知识1.被子植物的花粉发育（1）被子植物的花粉是在 中由 经过 分裂形成的。（2）结合教材内容填下列示意图：2.产生花粉植株的两条途径（1）产生花粉植株（即单倍体植株）的两种途径：一是花粉通过 阶段发育为植株，二是通过 阶段发育为植株。这两种途径的区别主要取决于培养基中 的种类及其 的配比。（2）填写培育花粉植株的途径图解：（3）胚状体的结构及其发育过程与种子相似，所以把胚状体到从芽的过程称为 ，而把从愈伤组织到从芽的过程称为 。3.影响花药培养的因素（1） 、影响花粉植株的主要因素： 和 等。（2） 、材料的选择：①从花药来看，应当选 择（初花期、盛花期、晚花期）的花药；②从花粉来看，应当选择（ 四分体期、单核期、双核期、萌发期）的花粉，因为单核期以前的花药 ，选择单核期以后的花药接种， 。③从花蕾来看，应当选择（完全未开放、略微开放、完全盛开）的花蕾。二、植物组织培养技术与花 药培养技术有何区别？相同之处：培养基的配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。不同之处：花药培养的选材非常重要，需事先摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出的愈伤小孢子母细胞（2n）（ ）时期（n）单核（ ）期（n）双核期（ ）细胞核（n）（ ）细胞核（n）（ ）细胞（n） （ ）细胞（n）（ ）个精子(n)（ ）分裂（ ）分裂单核（ ）期（n）（ ）分裂（ ）花药中的花粉（ ）（ ）（ 胚状体 ）（ 愈伤组织 ）（ ）丛芽生根移栽- 2 -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。这些都使花药的培养难度加大。预习自测题1.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离体培养，发育出完整植株，进行离体培养时不应采用该植株的A.茎尖 B.子房壁 C.叶片 D.花粉粒2.影响花药培养的主要因素是A.材料的选择与培养基的组成 B.亲本植株的生理状况壁C.选择合适的花粉发育时期 D.材料的低温处理与接种密度我的疑问植物的精细胞也具有全能性，怎样发育成一个完整的植株呢？课内探究质疑探究 1.被子植物的花粉的发育要经历 时期， 期和 期等阶段。2.在正常情况下，一个小孢子母细胞可以产生 个精子， 个营养细胞；在一枚花药中可以产生 个花粉。3.营养细胞在花粉 萌发过程中的作用是什么？4.你认为影响花粉诱导成功率的因素还有哪些？5.为什么不选择使用单核期之前或之后的花粉？6.为什么花瓣松动会给材料消毒带来困难？归纳总结 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。知识网络图 当堂检测1.在月季花药培养成单倍体植株的过程中，应选择哪个时期最易成活（ ）A．单核期前的花药 B．单核期后的花药 C．单核期花药 D．双核期2.一个豆荚中种子的数目，从理论上讲取决于（ ）A．花中雌蕊的数目 B．雌蕊中柱头的数目 C．子房中受精胚珠的数目 D．胚囊中胚的数目课后训练1.粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有 7 条染色体。两个不同类型的粗糙脉孢菌 A 和 a 融合后成为二倍体，随即发生典型的减数分裂，紧接着又进行一次有丝分裂。此过程最终形成的子细胞数及每个子细胞中的染色体数分别为（ ）A．8 个、7 条 B．8 个、14 条 C．4 个、7 条 D．4 个、14 条2.某高等植物体细胞内假设有 6 条染色体，它们是 AaBbDd，那么，一个花粉管中的两个精子- 3 -中的染色体是（ ）A．ABD 和 abd B．AbD 和 abd C．AaB 和 Bbd D．Abd 和 Abd3.用兰花茎尖细胞可快速培养兰花苗，这种生殖方式不能叫（ ）A．无性生殖 B．组织培养 C．植物克隆 D．有性生殖4.有同源染色体存在，但在光镜下一定看不到同源染色体之间两两配对联会的是（ ）A．初级精母细胞 B．次级精母细胞 C．精细胞 D．根尖分生区细胞5.玉米的体细胞含有 20 条染色体。在正常情况下，它的 卵细胞、一个极核、胚细胞、胚乳细胞、珠被细胞和子房壁细胞所含染色体数目依次应为（ ）A．10、10、20、20、20、20 B．10、10、30、30、20、20C．10、10、20、30、20、20 D．10、20、20、30、20、206.如果某种植物的基因型为 AABb，这两对基因分别位于两对同源染色体上，去雄后授以 aabb植株的花粉，其胚乳可能的基因型是（ ）A．AAaBBb、Aaabbb B．AABB、AABb C．AaaBBb、Aaabbb D．AaaBbb、Aaabbb7.番茄的染色体数目是 24，一个番茄细胞发生减数分裂，形成的细胞中有三个退化消失。剩下一个细胞迅速发生了三次有丝分裂，你会找到多少个细胞核？这些核含有多少个染色体（ ）A．4 个核，各有 12 个染色体 B．4 个核，各有 24 个染色体C．8 个核，各有 24 个染色体 D．8 个核，各有 12 个染色体8.一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时，有一对同源染色体不发生分离，所形成的次级精母细胞减数分裂的第二次分裂正常；另一个初级精母细胞减数分 裂的第一次分裂正常，减数第二次分裂时，在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的 1 条染色体姐妹染色单体没有分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子（以下简称不正常的配子） 。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应当是（ ）A. 两者产生的配子全部都不正常 B. 前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子不正常C. 两者都产生一半不正常的配子D. 前者产生全部不正常的配子，后者只产生一半不正常的配子9.回答下列有关花药培养的问 题：(1)通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径：一种是花粉通过________阶段发育为植株；另一种是在诱导培养基上先形成______________，再将其诱导分化成植株。这两种途径主要取决于培养基中________的种类及浓度配比。(2)通过上述两种途径得到的单倍体植株具有的特点是_____________________。应如何解决？_______________________________________________________。