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2019-2020年高中生物 3.2月季的花藥培養(yǎng)同步訓(xùn)練（含解析）新人教版選修1 目標導(dǎo)航　1.知道花粉是單倍體的生殖細胞，說出被子植物花粉發(fā)育的過程。2.理解產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑；知道選取適宜的材料和培養(yǎng)基組成是花粉植株誘導(dǎo)成功的關(guān)鍵。 一、月季花藥培養(yǎng)的基礎(chǔ)知識 1．被子植物的花粉發(fā)育過程 (1)被子植物的花粉是在花藥中由花粉母細胞經(jīng)過____________形成的，是________的生殖細胞。 (2)發(fā)育歷程：被子植物花粉的發(fā)育要經(jīng)歷______________、________和________等階段。 提醒　(1)花粉萌發(fā)進行受精作用時，每個花粉粒可釋放出兩個________，從而完成被子植物的________。 (2)被子植物的花粉發(fā)育要經(jīng)過小孢子四分體時期、單核期、雙核期三個階段，其中單核期又分單核居中期和單核靠邊期兩個時期，雙核期包括花粉管細胞核和生殖細胞核兩個核。 (3)被子植物花粉發(fā)育過程中的“四分體”是指由一個花粉母細胞經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的連在一起的4個__________(4個小孢子)；而減數(shù)分裂中的“四分體”是指在聯(lián)會狀態(tài)下的一對同源染色體，因為含有四條染色單體，所以叫做“四分體”。 2．產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑 (1)通過花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑 一種是花粉通過________階段發(fā)育成植株；另一種是花粉在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上先形成____________，再將其誘導(dǎo)分化成植株。 生根―→移栽 通過花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑并沒有絕對的界限，主要取決于培養(yǎng)基中________________________。 (2)單倍體育種的過程 ①在花藥培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，用____________繼續(xù)處理單倍體幼苗，染色體加倍，重新恢復(fù)為二倍數(shù)。因為它們的二倍數(shù)染色體是由單倍數(shù)染色體本身加倍而來的，所以都是純系，不會發(fā)生性狀分離。 詳見下圖： ②單倍體育種的優(yōu)點 后代都是________，自交產(chǎn)生的后代不會發(fā)生性狀分離；明顯地縮短了________；另外為新品種的培育開辟了新途徑。 3．影響花藥培養(yǎng)的因素 (1)誘導(dǎo)花粉植株能否成功及誘導(dǎo)成功率的高低，受多種因素影響，其中______________和______________是主要的影響因素。 (2)不同植物的誘導(dǎo)成功率________________。同一種植物________________________對誘導(dǎo)成功率也有直接影響。選擇適宜的________________也是提高誘導(dǎo)成功率的重要因素；不同生物的適宜的________________不同，但對絕大多數(shù)植物而言，適宜花藥培養(yǎng)的時期是________期。 二、花藥培養(yǎng)的實驗操作流程 1．材料的選取 確定花粉發(fā)育時期的最常用的方法是________________法，對一些花粉細胞核不易著色的植物，需采用____________法。 2．材料的消毒 通常將選取的材料先用________________________浸泡約________ s，在無菌水中清洗，然后用質(zhì)量分數(shù)為________________溶液消毒2～4 min，最后用無菌水沖洗________次。 3．接種和培養(yǎng) 先在________條件下除去萼片和花瓣，并立即將花藥接種到培養(yǎng)基上?；ㄋ幣囵B(yǎng)的第一步是接種的花藥開裂，長出________________或釋放出________。下一步將____________及時轉(zhuǎn)移到________培養(yǎng)基上培養(yǎng)，或?qū)⒋罅康挠仔≈仓攴珠_，分別移植到新的培養(yǎng)基上培養(yǎng)。培養(yǎng)溫度控制在25℃左右，不需要________。____________形成后才需要光照。 4．鑒定和篩選 在花藥培養(yǎng)中，特別是通過愈傷組織形成的花粉植株，常常會出現(xiàn)染色體組的數(shù)目的變化。因此還需要對培養(yǎng)出來的植株作進一步的鑒定和篩選。 提醒　(1)花藥培養(yǎng)的第一步成功的標志是接種的花藥長出愈傷組織或釋放胚狀體。下一步將愈傷組織及時轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上，以便愈傷組織或胚狀體進一步分化成再生植株。 (2)選材是否成功是花藥培養(yǎng)成功的關(guān)鍵，因此學(xué)生應(yīng)學(xué)會通過顯微鏡觀察處于適宜發(fā)育期的花粉。 (3)花蕾的選擇要符合實驗的要求，過早過晚都是不利的。 (4)培養(yǎng)基滅菌、花蕾消毒或接種等都應(yīng)嚴格按無菌技術(shù)的要求進行操作，否則會導(dǎo)致培養(yǎng)對象被污染。 知識點一　月季花藥培養(yǎng)的基礎(chǔ)知識 1．回答下列有關(guān)花藥培養(yǎng)的問題： (1)通過花藥培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體植株一般有兩種途徑：一種是花粉通過________階段發(fā)育為植株；另一種是在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上先形成______________，再將其誘導(dǎo)分化成植株。這兩種途徑主要取決于培養(yǎng)基中________的種類及濃度配比。 (2)通過上述兩種途徑得到的單倍體植株具有的特點是______________________。應(yīng)如何解決？________________________________________________________________________。 2．如圖表示某植物的花藥培養(yǎng)過程，請據(jù)圖判斷下列說法中錯誤的是(　　) A．A→F不能體現(xiàn)細胞的全能性 B．C中是高度液泡化的薄壁細胞 C．植株A和F中的染色體組數(shù)不同 D．植株F一般不能直接應(yīng)用于生產(chǎn) 知識點二　月季花藥培養(yǎng)的實驗流程 3．下列關(guān)于花藥培養(yǎng)過程的說法，正確的是(　　) A．花藥中的花粉在培養(yǎng)基上發(fā)育成胚狀體還是愈傷組織是隨機的，不受環(huán)境的影響 B．接種后的花藥需要每天用日光燈照射12 h C．花藥培養(yǎng)過程中，誘導(dǎo)形成愈傷組織時不需要光照，幼小植株形成后需要光照 D．如果花藥開裂釋放出胚狀體，則一個花藥將產(chǎn)生一個幼小植株 4．下列關(guān)于月季花藥培養(yǎng)的敘述中，錯誤的是(　　) A．材料的選擇與培養(yǎng)基的組成影響花藥培養(yǎng)的成功率 B．選擇花藥時常用的方法是醋酸洋紅法 C．選取材料時一定要進行消毒 D．培養(yǎng)形成的胚狀體可繼續(xù)在原培養(yǎng)基中分化形成植株 一、選擇題 1．花藥培養(yǎng)中材料消毒主要有以下幾步，順序正確的是(　　) ①將花蕾在酒精中浸泡約30 s　②放入氯化汞溶液中2～4 min?、蹮o菌水清洗，然后用無菌吸水紙吸干花蕾表面的水分?、苡脽o菌水沖洗3～5次 A．①②③④ B．①③②④ C．③①④② D．②③①④ 2．下列關(guān)于花藥培養(yǎng)過程的注意事項中，正確的是(　　) A．花藥培養(yǎng)成功與否與材料選擇無關(guān) B．花藥培養(yǎng)成幼苗后，一定不能分瓶培養(yǎng) C．花藥培養(yǎng)成幼苗的過程中，除了適宜的溫度、pH等，還要注意照光 D．一般地講，材料選在單核期時花藥培養(yǎng)成功率較高 3．下列有關(guān)花藥培養(yǎng)的說法，錯誤的是(　　) A．選擇材料時最常用的方法是焙花青—鉻礬法，這種方法能將花粉細胞核染成藍黑色 B．材料消毒時需先用酒精浸泡，然后用氯化汞溶液或次氯酸鈣溶液浸泡，最后用無菌水沖洗 C．接種花藥后一段時間內(nèi)不需要光照，但幼小植株形成后需要光照 D．若接種的花藥長出愈傷組織或釋放出胚狀體后，要適時轉(zhuǎn)換培養(yǎng)基，以便進一步分化成再生植株 4．對產(chǎn)生花粉植株的途徑的敘述，錯誤的是(　　) A．花粉可通過胚狀體階段發(fā)育成植株 B．花粉可先形成愈傷組織再誘導(dǎo)分化成植株 C．花粉培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比 D．花粉經(jīng)脫分化形成胚狀體，再分化出根，然后誘導(dǎo)生芽 5．關(guān)于被子植物花粉的發(fā)育階段，順序正確的是(　　) A．小孢子四分體時期→雙核期→單核居中期→單核靠邊期→花粉粒 B．小孢子母細胞→單核靠邊期→單核居中期→雙核期→花粉粒 C．小孢子母細胞→小孢子四分體時期→單核居中期→單核靠邊期→雙核期→花粉粒 D．小孢子四分體時期→小孢子母細胞→雙核期→單核期→花粉粒 6．下列關(guān)于月季花藥培養(yǎng)的步驟，正確的是(　　) A．選材→消毒→接種→培養(yǎng) B．選材→接種→消毒→培養(yǎng) C．選材→消毒→接種→培養(yǎng)→鑒定和篩選 D．選材→接種→培養(yǎng)→鑒定和篩選 7．材料的選擇是花粉植株能否培養(yǎng)成功的主要影響因素之一，下列與之相關(guān)的內(nèi)容正確的是(　　) A．不同植物的誘導(dǎo)成功率相同，同一植物的不同生理狀況誘導(dǎo)成功率也相同 B．不同植物及同一植物的不同生理狀況誘導(dǎo)成功率都不相同 C．不同植物的誘導(dǎo)成功率不同，同一植物的不同生理狀況誘導(dǎo)成功率相同 D．不同植物的誘導(dǎo)成功率相同，同一植物的不同生理狀況誘導(dǎo)成功率不同 8．以下關(guān)于花藥接種和培養(yǎng)實驗操作中的敘述，錯誤的一項是(　　) A．每瓶接種花藥7～10個，20～30天后，花藥開裂形成幼小植株后才給予光照 B．花藥培養(yǎng)至開裂后，將長出的愈傷組織及時轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上 C．花藥培養(yǎng)至開裂后，將釋放出的胚狀體整體移到新的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng) D．對培養(yǎng)出來的植株作進一步鑒定和篩選 二、簡答題 9．被子植物的花粉粒是由花粉囊里的小孢子母細胞(也叫做花粉母細胞)發(fā)育而成的。每個小孢子母細胞經(jīng)過減數(shù)分裂，形成4個細胞，叫做小孢子。初始形成的4個小孢子排列在一起，以后相互分離，形成4個單核的花粉粒。單核花粉粒形成不久，便進行一次有絲分裂，形成2個細胞：一個是營養(yǎng)細胞，另一個是生殖細胞。有些植物的生殖細胞接著又進行有絲分裂，形成2個精子，這樣，成熟的花粉粒中就有3個細胞。有些植物的生殖細胞的分裂，是在花粉管中進行的，因此，成熟的花粉粒中只有兩個細胞，如下圖所示。請據(jù)此分析回答： (1)被子植物的雄蕊通常包括____________，作用是______________________________。 (2)被子植物花粉的發(fā)育要經(jīng)歷______________、________________、__________和__________等階段。 (3)花粉發(fā)育時期的單核期細胞所具有的特征是_________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)一個小孢子能形成________個花粉管細胞核、________個生殖細胞核、________個精子。 10．現(xiàn)有高稈抗病(DDTT)和矮稈不抗病(ddtt)的兩個小麥品種，這兩對性狀是完全顯性。 (1)現(xiàn)要用最短的時間培育出矮稈抗病植株純合子，最好采用____________________方法，其主要步驟是_____________________________________________________________。 (2)育種過程首先將高稈抗病純合子與矮稈不抗病純合子雜交得F1，其基因型是________。 (3)將F1種下去，取F1的花粉進行離體培養(yǎng)，為了提高花粉誘導(dǎo)成功率，選擇________花藥做實驗材料。對所選擇的花藥一般要通過進一步的鏡檢來確定其中的花粉是否處于適宜的發(fā)育期。確定花粉發(fā)育期最常用的方法是______________。對不易著色的花粉細胞核需用__________________法，這種方法能將花粉細胞核染成________色。 (4)F1花粉基因型理論上有4種，分別是__________________。若這些花粉都有可能長成植物體，這些植物體的基因型是____________________，這些植物體稱為________________，在花粉發(fā)育成植物體過程中，細胞的分裂方式是____________。 (5)假如每種基因型的花粉細胞都有機會發(fā)育成幼苗，如何對這些幼苗進行篩選，才能選出矮稈抗病個體？ ________________________________________________________________________。 (6)對篩選出的矮稈抗病幼苗用________________處理即可得到所需要的純合子品種。 第10課時　月季的花藥培養(yǎng) 知識清單 一、1.(1)減數(shù)分裂　單倍體　(2)小孢子四分體時期　單核期　雙核期 提醒　(1)精子　雙受精　(3)單倍體細胞 2．(1)胚狀體　愈傷組織　激素的種類及其濃度配比　(2)①秋水仙素　②純合子　育種周期 3．(1)材料的選擇　培養(yǎng)基的組成　(2)很不相同　親本植株的生理狀況　花粉發(fā)育時期　花粉發(fā)育時期　單核 二、1.醋酸洋紅　焙花青—鉻礬 2．體積分數(shù)為70%的酒精　30　0.1%的氯化汞　3～5 3．無菌　愈傷組織　胚狀體　愈傷組織　分化　光照　幼小植株 對點訓(xùn)練 1．(1)胚狀體　愈傷組織　激素 (2)植株弱小，高度不育　用秋水仙素處理幼苗 解析　產(chǎn)生單倍體植株的途徑有形成胚狀體或愈傷組織兩種，得到的單倍體植株表現(xiàn)為植株弱小、高度不育，通過秋水仙素處理其幼苗，可使其正常發(fā)育。 規(guī)律鏈接 (1)在花藥培養(yǎng)過程中，材料和材料所處時期的選擇，以及培養(yǎng)基的組分是影響培養(yǎng)的主要因素。另外，親本植株的生理狀況、材料的低溫預(yù)處理及接種密度等對誘導(dǎo)成功率也有一定影響。 (2)花藥的全能性高于植物組織。另外，花粉植株屬單倍體植株，高度不育。如果需要育種，需對花粉植株幼苗進行秋水仙素處理，才能獲得正常的可育個體。 (3)花粉植株的產(chǎn)生過程 2．A　[植物的任何細胞都具有全能性。花藥培養(yǎng)用到的花粉是生殖細胞，并且具有較高的全能性。] 3．C　[在花藥培養(yǎng)過程中，花藥在培養(yǎng)基上的發(fā)育方向由培養(yǎng)基中生長素和細胞分裂素含量比例決定；在脫分化形成愈傷組織的過程中，花藥的同化作用為異養(yǎng)，即從培養(yǎng)基中獲取營養(yǎng)物質(zhì)，不需要光照；當幼小植株形成后，需照光，進行光合作用制造有機物；花藥開裂后釋放出的多個胚狀體要盡快分開，分別移植到新培養(yǎng)基上，否則以后將難以分開。] 規(guī)律鏈接　實驗成功的關(guān)鍵及注意事項 (1)誘導(dǎo)花粉植株培育成功的關(guān)鍵是材料的選擇。要選擇合適的發(fā)育時期的花粉進行離體培養(yǎng)，可以大大提高誘導(dǎo)成功率。選擇花藥時，一般通過鏡檢來確定花藥中的花粉是否處于適宜的發(fā)育期，常用的方法有醋酸洋紅法和焙花青—鉻礬法。焙花青—鉻礬法能將不易著色的花粉細胞核染成藍黑色。在花藥培養(yǎng)中，要使所選材料的發(fā)育時期完全一致是很困難的，這要靠不斷實踐來積累經(jīng)驗。 (2)材料一定要嚴格消毒，否則，一旦材料被微生物污染，將導(dǎo)致實驗失敗。 (3)花藥開裂釋放出的胚狀體需及時分離。 (4)在花藥培養(yǎng)過程中，特別是通過愈傷組織形成的花粉植株，常常會出現(xiàn)染色體組的數(shù)目的變化。因此還需要對培養(yǎng)出來的植株作進一步的鑒定和篩選。 4．D　[培養(yǎng)基的組成和材料的選擇是影響花藥培養(yǎng)能否成功的主要因素，為了檢測花粉是否處于適宜的發(fā)育期，常用醋酸洋紅染色后在顯微鏡下進行觀察。為了避免微生物使花藥腐爛，需對材料進行消毒。在培養(yǎng)過程中，若花藥開裂釋放出胚狀體，則一個花藥內(nèi)就會產(chǎn)生大量幼小植株，因此，必須在花藥開裂后盡快將幼小植株分開，分別移植到新的培養(yǎng)基上，否則這些植株將很難分開。] 達標測試 1．B 2．D　[花粉植株能否培育成功受多種因素影響，其中材料的選擇與培養(yǎng)基組成是主要影響因素，所以A選項錯；對一般植物來講，選擇單核期往往成功率最高，所以D選項對；從花粉到幼苗階段，由于無葉綠體，所以不需照光，C選項錯；當培養(yǎng)獲得愈傷組織或幼小植株時必須分瓶培養(yǎng)，才能誘導(dǎo)愈傷組織分化或幼苗分開，所以B選項錯。] 3．A　[選擇材料時最常用的方法是醋酸洋紅法。] 4．D　[產(chǎn)生花粉植株有兩種途徑：一是花粉通過胚狀體階段發(fā)育為植株；二是花粉在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上形成愈傷組織，再誘導(dǎo)分化生芽、生根發(fā)育為植株。兩種途徑都是先誘導(dǎo)生芽，再誘導(dǎo)生根，并沒有絕對界限，主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比。] 5．C　6.C 7．B　[在花藥培養(yǎng)中，材料的選擇及培養(yǎng)基的組成是決定培養(yǎng)是否成功的關(guān)鍵因素，這是因為不同植物的誘導(dǎo)成功率不同，而同一植物的花藥在不同的生理時期，其誘導(dǎo)成功率也不相同。] 8．C　[花藥培養(yǎng)至開裂后，將釋放出的胚狀體盡快分開，并分別轉(zhuǎn)移到新的培養(yǎng)基上，否則，這些植株將很難分開。] 9．(1)花藥和花絲　花藥能夠產(chǎn)生花粉，花絲支撐花藥 (2)小孢子母細胞(花粉母細胞)　小孢子四分體時期　單核期　雙核期　(3)細胞含有濃厚的原生質(zhì)，細胞核位于細胞的中央，隨著細胞不斷長大，細胞核由中央移向一側(cè)　(4)1　1　2 10．(1)單倍體育種　花藥離體培養(yǎng)　(2)DdTt (3)幼嫩　醋酸洋紅法　焙花青——鉻礬　藍黑 (4)DT、Dt、dT、dt　DT、Dt、dT、dt　單倍體　有絲分裂 (5)在幼苗期用病原體進行感染，葉片出現(xiàn)病斑的即為不抗病品種，淘汰掉，剩余為抗病品種。這些幼苗長大后對高矮進行目測篩選，淘汰掉高稈植株，剩下的矮稈植株即為矮稈抗病個體 (6)一定濃度的秋水仙素溶液 解析　單倍體育種可以大大縮短育種年限，其育種過程可以簡寫為：DDTTddttF1(DdTt)單倍體(DT、Dt、dT、dt)dT(矮稈抗病)ddTT(純合子)。在“選擇”過程中，對于高矮大小等性狀可以通過目測篩選，對于是否抗病，則一般選擇用病原體侵染的辦法進行識別植株是否抗病。