知识点总结
该知识点包括被子植物的花粉发育、产生花粉植株的两种途径、影响花药培养的因素和实验操作几个要点知识。
1. 被子植物的花粉发育:
2. 产生花粉植株的两种途径:花粉通过胚状体阶段发育为植株,二是通过愈伤组织阶段发育为植株。这两条途径取决于培养基中激素的种类及其浓度的配比。
3. 影响花药培养的因素:
(1)材料的选取:月季花药的培养实验中,应选择花粉发育过程中的单核靠边期的花药进行培养,且在花蕾期,因为此时质地幼嫩,花瓣未开,微生物不易侵入,容易消毒。
(2)剥离花药时,尽量不要损伤花药,同时还要彻底去除花丝,防止对实验产生干扰。
(3)外植体消毒:所用消毒剂为体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液,所使用的清洗液是无菌水。
(4)培养过程:在初期,月季的花药培养不需光照,幼小植株形成后才需光照。
4.实验操作:
(1)剥取花药:要在无菌条件下剥取花药,一注意不要损伤花药,原因是受伤部位容易产生愈伤组织;二要彻底除去花丝,原因是花丝不利于愈伤组织或胚状体的形成。
(2)接种花药:剥取的花药接种到MS培养基上,每个培养瓶接种7~10个花药。
(3)培养花药:幼苗形成之前不需要(需要、不需要)光照。培养20-30d后,花药开裂,长出愈伤组织或释放出胚状体。前者还要转移到分化培养基上进行分化培养成再生植株;后者要尽快分开并转移到新的培养基上。
(4)通过愈伤组织形成的植株,常常会出现染色体倍性的变化,原因是有些植株是由花粉细胞发育形成的,有些植株是由花粉壁细胞发育形成的,因而需要鉴定和筛选。
常见考法
近几年高考对花药培养的考查较少,预计今后高考对本内容的考查将以简答题为主,花药离体培养技术的操作及与植物组织培养的区别将是命题主要的方向。
误区提醒
花药离体培养与植物组织培养的比较:
(1)相同之处:培养基配制方法、无菌技术及接种操作基本相同,原理相同即由离体的植物组织经脱分化形成愈伤组织,再分化成丛芽,诱导生根,然后进行移栽。
(2)不同之处:生殖方式不同,植物组织培养属于无性生殖,而花药离体培养属于有性生殖。植物组织培养取的外植体为体细胞,染色体数无需加倍;花药离体培养取材为花药,培养的为单倍体幼苗,植株弱小,高度不育,必须用秋水仙素处理,使染色体数加倍,重新恢复正常植株的染色体数,而且为纯种。
【典型例题】
下图是水稻的花药通过无菌操作,培养产生花粉植株的两种途径的示意图。请据图回答下列问题:
(1)图中的花粉应选自________的时期,花药培养成功率最高。
(2)这两种途径之间没有绝对的界限,主要取决于_________________________________
____________________________________。
(3)配制培养基时加琼脂的目的是_________________________________________。
(4)组织培养要求无菌操作的原因是___________________________________。
(5)要促进花粉细胞分裂和生长,培养基中应有________和________两类植物激素;由花药诱导成为愈伤组织的过程称________,由愈伤组织重新长出根或芽等器官的过程称________。
答案:(1)在单核期细胞核由中央移向细胞一侧
(2)培养基中激素的种类及其浓度配比
(3)使培养基呈固体状态,有利于外植体的生长
(4)如不无菌操作,微生物会在培养基上快速繁殖,与离体培养的植物组织竞争
(5)细胞分裂素 生长素 脱分化 再分化
解析:(1)图中花粉应选择细胞核由中央移向一侧的单核期,此时细胞培养成功率高。
(2)图示第一种途径是再分化形成丛芽,第二种途径是再分化生根,两个途径的主要区别是培养基中激素的种类及比例不同。
(3)植物培养基中加入琼脂的目的是形成固体培养基,有利于植物的固定、生长。
(4)杂菌污染会影响植物体的培养,使培养失败。
(5)花粉的离体培养过程需添加细胞分裂素和生长素。