生物选修一植物组织培养花药离体培养
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花药离体培养的名词解释花药离体培养是一种在无菌条件下将植物花药分离出来并在培养基上进行培养的技术方法。
通过花药离体培养,可以研究植物生殖细胞的发育、花粉的萌发和胚胎发生等过程,也可以用于植物育种和生物技术的研究与应用。
一、花药的离体培养技术步骤花药离体培养技术通常包括以下步骤:花药的收集与消毒、花药的培养基制备、花药的切割、花药培养的条件控制和培养周期的调整。
首先,在花药采集前需要进行充分的卫生消毒,以防止细菌、真菌的污染。
花药应该从健康、无病毒的植物中采集,并使用无菌工具将其分离出来。
其次,花药离体培养所需的培养基需要在无菌条件下准备。
培养基一般包含营养物质、植物生长调节剂和固体凝胶剂。
营养物质提供植物所需的养分,植物生长调节剂则可以促进花药的发育和胚胎发生。
固体凝胶剂常用的是琼脂或琼脂糖,用于固定培养基。
接下来,将花药切割成适当大小的片段,并分别放置在含有培养基的培养皿中。
切割时需要确保花药组织的完整性,避免细胞的损伤。
在培养花药的过程中,需要对环境条件进行控制,包括光照、温度和湿度等。
适宜的光照条件有助于花药的正常生长和胚胎发生。
温度和湿度的调控则可以促进细胞分裂和萌发等生理过程的发生。
根据具体的实验目的和需要,培养周期可以进行调整。
有些实验需要短暂培养,仅用于观察花粉的萌发情况;而有些实验需要长期培养,以研究花粉和胚胎的发育过程。
二、花药离体培养的应用领域花药离体培养广泛应用于植物繁殖和生物技术的研究与应用。
以下是几个典型的应用领域:1. 花粉发育与萌发研究:通过花药离体培养,可以观察花粉的发育和萌发过程,研究花粉的生理活性和花粉管的发育机制。
2. 花粉培养与杂交育种:花药离体培养可以用于实现植物的杂交育种。
通过培养不同种类植物的花药,并使其产生花粉,可以进行异源杂交,并研究相关育种特征。
3. 胚胎培养和胚胎发生研究:花药离体培养可以促进植物的无性繁殖,即从花药中分离出胚胎,并培养其发育成植株,用于植物繁殖的快速繁殖和品种改良。
课题2 月季的花药培养基础巩固1下列是被子植物花粉发育经历的各阶段排序,正确的是()A.小孢子四分体时期→双核期→单核居中期→单核靠边期→花粉粒B.小孢子母细胞→单核靠边期→单核居中期→双核期→花粉期C.小孢子母细胞→小孢子四分体时期→单核居中期→单核靠边期→花粉粒D.小孢子四分体时期→小孢子母细胞→双核期→单核期→花粉期[解析]:小孢子母细胞经减数分裂形成四个小孢子,先后经历小孢子四分体时期、单核居中期、单核靠边期、双核期,发育成花粉粒。
[答案]:C2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培育,发育成完整植株。
进行离体培养时不应采用该植物的()A.茎尖B.子房壁C.叶片D.花粉粒[解析]:花粉粒是由花粉母细胞经减数分裂形成的,细胞内的遗传物质与亲本相比减少了一半,培育出的植株是单倍体。
所以利用植物组织培养技术繁殖名贵花卉时,不能用花粉粒。
[答案]:D3下列说法错误的是()A.镜检选择花药时需用醋酸洋红将花粉细胞核染成红色或用焙花青—铬矾溶液染成蓝黑色B.花期早期的花蕾营养状态及生理状态较好,可提高花粉诱导的成功率C.用于花蕾消毒的药品有体积分数为90%的酒精、无菌水及质量分数为0.1%的氯化汞溶液等D.除去消毒后的花药上的萼片和花瓣、剥离花药到将花药接种到培养基上,整个过程都需要在无菌条件下进行[解析]:用于花蕾消毒的酒精的体积分数应为70%。
[答案]:C4产生花粉植株的两种途径中,得到胚状体或愈伤组织都是通过哪个过程进行的?()A.分化B.脱分化C.再分化D.诱导[解析]:通过花药离体培养形成单倍体植株的过程中,通过脱分化得到胚状体或愈伤组织。
[答案]:B5下列关于花药接种和培养的实验操作,错误的是()A.每瓶接种花药7~10个,20~30 d后,花药开裂形成幼小植株后才给予光照B.花药培养至开裂后,将长出的愈伤组织及时转移到分化培养基上C.花药培养至开裂后,将释放出的所有胚状体整体移到新的培养基上继续培养D.对培养出来的植株作进一步鉴定和筛选[解析]:花药培养至开裂后,将释放出的胚状体尽快分开,并分别转移到新的培养基上,否则,这些植株将很难分开。
植物组织培养、花药离体培养、孤雌生殖一、疑难点拨1、植物组织培养是无性生殖吗?答:不一定。
虽然植物组织培养过程中,培养的细胞只进行有丝分裂,而不涉及减数分裂,但是植物组织培养的生殖类型应根据其所用培养材料而定。
如果所用培养材料是体细胞,如根尖、茎尖等,则属于无性生殖。
如果是花药离体培养,由于培养材料是花药,其本质是培养精细胞(属于生殖细胞,雄配子)所以新的幼苗细胞核遗传物质是亲本的一半,可看作有性生殖中的特殊类型(单性生殖)。
2、花药离体培养是植物组织培养吗?植物组织培养是将离体的植物器官或组织在一定条件下培养成胚状体或植株幼苗,所以花药离体培养属于植物组织培养。
3、花药离体培养与花粉离体培养一样吗?答:花药离体培养是指将发育到一定阶段的花药接种到培养基上,来改变花药内花粉粒的发育程序,使其分裂形成细胞团,进而分化成胚状体,形成愈伤组织,并由愈伤组织再分化成植株。
而花粉离体培养是指将花粉从花药中分离出来,以单个花粉粒作为外植体进行离体培养的技术。
由于花粉已是单倍体细胞,诱发它经愈伤组织或胚状体发育而成的植株都是单倍体,且不受花药的药隔、药壁、花丝等体细胞的干扰。
可见花药离体培养与花粉离体培养是存在差异的,花药离体培养属器官培养,而花粉离体培养属细胞培养。
不过两者的培养目的是一致的,都需要诱导花粉细胞发育成单倍体细胞,最后发育成单倍体植株。
4、有性生殖包括哪些内容?1).配子生殖:(1)同配生殖(如衣藻类);(2)异配生殖(如空球藻等);(3)卵式生殖(如团藻、人等)。
2).单性生殖:(1)孤雄生殖(如花粉植株等);(2)孤雌生殖(如雄蜂、蚜虫等)。
5、孤雌生殖是植物组织培养吗?是。
目前产生单倍体的方法包括:诱导孤雌生殖、半配合法、染色体消除法、花药与花粉培养法。
后两者应用较多。
二、试题链接1、植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是()①细胞的全能性②离体植物器官,组织或细胞③根,芽④生长素和细胞分裂素⑤生长素和乙烯⑥愈伤组织⑦再分化⑧脱分化⑨植物体A.①②⑧⑥⑦③⑨和④ B.①②⑦⑥⑧③⑨和⑤C.①⑥②⑨⑧③⑦和⑤ D.①②⑨⑧⑥⑦③和④2、将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时,下列条件中不需要的是()A.具有完整细胞核的细胞 B.一定的营养物质和植物激素C.离体状态 D.导入指定基因3、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,下列哪一项条件不是必需的()A.充足的光照B.适宜的温度C.消毒灭菌D.适宜的养料和激素4、甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。
课题2 月季的花药培养1.说出被子植物花粉发育的过程及花药离体培养产生花粉植株的两种途径。
(重点)2.知道影响花药培养的因素。
(重点)3.学习花药培养的基本技术,尝试用月季或其他植物的花药进行培养。
(难点)一、被子植物的花粉发育 1.花粉的概念由花粉母细胞经过减数分裂形成的单倍体的生殖细胞。
2.花粉发育的基本过程花粉母细胞(小孢子母细胞)――――→(减数)分裂小孢子四分体时期―→单核期――――→(有丝)分裂(每个小孢子)双核期―→两个细胞⎩⎨⎧1个生殖细胞――――――→有丝分裂1次两个精子1个营养细胞二、产生花粉植株的两种途径 1.两种途径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。
3.花粉植株的特点单倍体植株,植物弱小,高度不育。
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就同一种植物来说,花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株。
③一般来说,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2.其他因素⎩⎨⎧亲本植株的生长条件材料的低温预处理、接种密度等[合作探讨]探讨1:被子植物花粉发育过程中的四分体时期与减数分裂过程中的四分体时期是同一阶段吗?提示:不是同一阶段。
前者的四分体时期是指4个单倍体细胞连在一起的时期;后者的四分体时期是指同源染色体配对后,一对同源染色体含有四条染色单体的阶段。
探讨2:一个花粉粒中的生殖细胞核与营养细胞核的遗传物质是否相同?为什么?提示:完全相同。
因为一个花粉粒中的生殖细胞核和营养细胞核是由一个小孢子细胞经有丝分裂形成的。
探讨3:花粉植株弱小且高度不育,为什么还有利用价值?提示:尽管花粉植株弱小且高度不育,但可以利用其进行单倍体育种,因为二倍体植株形成的花粉植株其细胞内无同源染色体,经诱导染色体加倍后都是纯种,因此与杂交育种相比,可以明显缩短育种年限。
[思维升华]产生花粉植株的两种途径的比较1.图解⎭⎬⎫花药中的花粉 ―――→脱分化胚状体――→分化丛芽花药中的花粉 ――→―脱分化愈伤组织―――→再分化丛芽――→诱导生根→移栽 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。
专题3植物的组织培养技术复习复习要点1.植物组织培养的原理和过程2. 菊花组织培养过程3. 月季的花药培养4.植物组织培养和花药离体培养的比较 复习过程一、植物组织培养的原理和过程 【知识点讲解】(一)原理:植物细胞的全能性 1.高度分化的细胞全能性表达的条件 (1)离体状态。
(2)营养物质:有机营养、无机营养。
(3)植物激素:生长素、细胞分裂素。
(4)无菌、适宜的外界条件。
2.基本过程离体的植物细胞、组织、器官―――→脱分化愈伤组织―――→再分化试管苗――→移栽植物体 3.影响植物组织培养的主要因素 (1)培养材料①不同的植物组织,培养的难易程度差别很大,容易进行无性繁殖的植物也容易进行组织培养。
②同一种植物材料,材料的年龄、保存时间的长短对培养也有影响。
幼龄、保存时间短的植物材料容易培养成功。
(2)无菌条件培养基上有细菌等微生物存在时,它们比植物细胞生长、繁殖得更快,而且它们会产生毒素,使培养的植物细胞很快中毒死亡,因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌,并且要求无菌操作。
4. 生长素和细胞分裂素在组织培养过程中的重要作用 (1)使用先后顺序与细胞分裂和分化的关系使用顺序实验结果 先生长素,后细胞分裂素 有利于分裂但不分化 先细胞分裂素,后生长素细胞既分裂也分化同时使用分化频率提高(2)用量比例与根、芽的分化生长素和细胞分裂素比值结果比值高时 促进根的分化,抑制芽的形成 比值低时 促进芽的分化,抑制根的形成比值适中促进愈伤组织的形成【例题讲解】下列有关植物组织培养过程中愈伤组织的说法错误的是( ) A .愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的 B .愈伤组织经过脱分化过程形成根或芽C .培养基中生长素和细胞分裂素的比值不同,愈伤组织分化的结果不同D .愈伤组织的细胞中,能发生碱基互补配对的细胞器是线粒体和核糖体 【答案】B【解析】离体植物器官、组织或细胞(外植体)脱分化形成愈伤组织,A 正确;愈伤组织再分化形成根、芽等器官进而形成新的植物体,B 错误;生长素和细胞分裂素能促进细胞分裂分化,在再分化过程中,生长素高,促进根的分化,细胞分裂素比例高,促进芽的分化,C 正确;在愈伤组织细胞中,含有DNA 的细胞器线粒体,能够进行复制和转录,所以能发生碱基互补配对;核糖体是合成蛋白质的场所,所以也发生tRNA 和mRNA 的碱基互补配对,D 错误。
生物选修一植物组织培养知识点总结植物组织培养是生物选修一专题三的知识点,为了方便同学们复习,接下来店铺为你整理了生物选修一植物组织培养知识点总结,一起来看看吧。
生物选修一植物组织培养知识点:菊花的组织培养植物组织培养的基本过程:细胞分化:在生物个体发育过程中,细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。
离体的植物组织或细胞,在培养了一段时间以后,会通过细胞分裂,形成愈伤组织,愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。
由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化,或者叫做去分化。
脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化。
再分化形成的试管苗,移栽到地里,可以发育成完整的植物体。
植物细胞工程:具有某种生物全套遗传信息的任何一个活细胞,都具有发育成完整个体的能力,即每个生物细胞都具有全能性。
但在生物体的生长发育过程中并不表现出来,这是因为在特定的时间和空间条件下,通过基因的选择性表达,构成不同组织和器官。
植物组织培养技术的应用有:实现优良品种的快速繁殖;培育脱毒作物;制作人工种子;培育作物新品种以及细胞产物的工厂化生产等。
细胞分化是一种持久性的变化,它的生理意义是:使多细胞生物体中细胞结构和功能趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
比较根尖分生组织和愈伤组织的异同:影响条件材料:不同的植物组织,培养的难易程度差别很大。
植物材料的选择直接关系到试验的成败。
植物的种类、材料的年龄和保存时间的长短等都会影响实验结果。
菊花组织培养一般选择未开花植物的茎上部新萌生的侧枝作材料。
一般来说,容易进行无性繁殖的植物容易进行组织培养。
选取生长旺盛嫩枝进行组培的是嫩枝生理状态好,容易诱导脱分化和再分化。
营养:离体的植物组织和细胞,对营养、环境等条件的要求相对特殊,需要配制适宜的培养基。
常用的培养基是MS培养基,其中含有的大量元素是N、P、S、K、Ca、Mg,微量元素是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、I、Co,有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。
课题1 菊花的组织培养
一.基本概念
1.细胞分化:细胞在形态,结构,功能上出现稳定性差异的过程(基因选择性表达的结果).
2.细胞的全能性:已经分化的细胞仍然具有发育成完整植株的潜能.
3.外植体:用于离体培养的植物器官或组织片段.
4.脱分化:又叫去分化,由高度分化的组织或细胞产生愈伤组织的过程.
5.愈伤组织的细胞特点:细胞排列疏松无规则,是一种高度液泡化呈无定形状态的薄壁细胞.
6.再分化:愈伤组织重新分化成根或芽的过程.
总结:植物组织培养过程:
脱分化再分化
外植体-------→---愈伤组织------→根.芽等---→试管苗---→移栽--→-完整的植物体二.影响因素
1.植物材料的选择:菊花的组织培养一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝.
2.培养基的选择:MS培养基(含大量元素,微量元素,有机物和植物激素)
注:微生物培养基以有机营养为主,MS培养基则需要提供大量无机营养.
3.植物激素的浓度,实用的先后顺序,用量比例,都会影响实验结果.
使用的先后顺序
先使用生长素,后细胞分裂素细胞分裂但不分化
先试用细胞分裂素,后使用生长素分裂也分化
同时使用分化频率提高
用量比例
生长素>细胞分裂素有利于根的分化,抑制芽的形成
生长素<细胞分裂素有利于芽的分化,抑制根的形成
生长素=细胞分裂素促进愈伤组织的形成
4.其他影响因素:pH,温度和光照.
三.实验步骤(重点是无菌技术)
(1)制备Ms固体培养基
↓
(2)灭菌(将培养基与其它器械进行高压蒸汽灭菌)
↓
(3)外植体消毒(嫩枝→流水冲洗→无菌吸水纸吸干→70%酒精中摇晃2~3次→无菌↓水冲洗→无菌吸水纸吸干→0.1%的氯化汞溶液1~2min→无菌水洗
三次)
(4)接种(a.70%的酒精擦工作台;b.操作在酒精灯附近进行;c.火焰灼烧灭菌)
↓
(5)培养(温度:18~22℃;pH:5.8左右;光照:每日用日光灯照射12h)
↓
(6)移栽栽培
注:容易进行无性繁殖的植物也容易进行组织培养.
课题2 月季的花药培养
一.花粉发育过程
减数分裂有丝分裂
花粉母细胞---------→四个小孢子----→1个小孢子----→1个小孢子-------→
(小孢子母细胞)(小孢子四分体时期)(单核居中期)(单核靠边期)
花粉管细胞核→营养细胞
一个小孢子
(双核期)有丝分裂
生殖细胞核→生殖细胞-------→两个精子
二.影响因素
1.主要因素:材料的选择和培养基的组成
2.其他因素:亲本植株的生长条件,材料的低温预处理,接种密度
3.材料的选择:初花期完全未开花的花蕾(花期);单核期(时期)
单核期以前质地幼嫩极易破碎.单核期以后花瓣松动不利于消毒. 三.操作流程:
材料的选取(镜检:①醋酸洋红法:将花粉细胞核染成红色;②焙花青-铬钒法:适用↓于不易染色的,染成蓝黑色)
70%的酒精无菌水无菌吸水纸 0.1%的氯化汞溶液无菌水
材料的消毒(花蕾-------→取出----→花蕾-------→花蕾---------→取出---→完成)↓
接种(①除去萼片和花瓣;②防止损伤花药,否则会从受伤部位长出愈伤组织;③除去花丝,因为与花丝相连不利于愈伤组织或胚状体的形成)
↓
培养(①每瓶接种花药7~10个,温度25℃左右;②刚开始不需要光照,幼小植株形↓成才需要光照.)
花药开裂(20~30天后;若长出愈伤组织应该及时转移到分化培养基上;若释放出胚状体应该尽快将幼小植株分开分别移植到新的培养基)
四.通过花粉培养产生花粉植株(单倍体植株)的两种途径:
脱分化分化
1.花药中的花粉-------→胚状体-------→丛芽诱导
脱分化再分化 -------→生根-------→移栽
2.花药中的花粉-------→愈伤组织-------→丛芽
取决于激素种类和浓度配比(主要是生长素和细胞分裂素).。