植物组织培养实验（精选12篇）
植物组织培养实验 篇1
一、培养基的制作
1. 原理
培养基是供微生物生长、繁殖、代谢的混合养料。由于微生物具有不同的营养类型, 对营养物质的要求也各不相同, 加之实验和研究的目的不同, 所以培养基的种类很多, 使用的原料也各有差异, 但从营养角度分析, 培养基中一般含有微生物所必需的碳源、氮源、无机盐、生长素以及水分等。另外, 培养基还应具有适宜的pH、一定的缓冲能力、一定的氧化还原电位及合适的渗透压。
琼脂是从石花菜等海藻中提取的胶体物质, 是应用最广的凝固剂。加琼脂制成的培养基在98℃～100℃下融化, 于45℃以下凝固。但多次反复融化, 其凝固性降低。
任何一种培养基一经制成就应及时彻底灭菌。一般培养基的灭菌采用高压蒸汽灭菌。
2. 材料
2.1 器皿及材料
天平、称量纸、牛角匙、pH试纸、量筒、搪瓷杯、试管、三角瓶、漏斗、分装架、移液管及移液管筒、培养盒、玻璃棒、烧杯、试管架、铁丝筐、剪刀、酒精灯、棉花、线绳、报纸、纱布、乳胶管、电炉、灭菌锅、干燥箱。
2.2 药品试剂
蛋白胨、牛肉膏、NaCl、K2HPO4、琼脂、NaNO3、KCl、MgSO4、Fe SO4、蔗糖、麦芽糖、木糖、葡萄糖、半乳糖、乳糖、土豆汁、豆芽汁、磷酸铵、5%NaOH溶液、5%HCl溶液等。
3. 流程
称药品→溶解→调pH→融化琼脂→过滤分装→包扎标记→灭菌→摆斜面或倒平板。
4. 步骤
4.1 培养基的制备
4.1.1 称量药品
根据培养基配方依次准确称取各种药品, 放入适当大小的烧杯中, 琼脂不要加入。蛋白胨极易吸潮, 故称量时要迅速。
4.1.2 溶解
用量筒取一定量蒸馏水倒入烧杯中, 在放有石棉网的电炉上小火加热, 并用玻璃棒搅拌, 以防液体溢出。待各种药品完全溶解后, 停止加热, 补足水分。如果配方中有淀粉, 则先将淀粉用少量冷水调成糊状, 并在火上加热搅拌, 然后添加水分及其他原料, 待完全溶化后, 补足水分。
4.1.3 调节pH
根据培养基对pH的要求, 用5%NaOH或5%HC1溶液调至所需pH。测定pH可用pH试纸或酸度计等。
4.1.4 溶化琼脂
固体或半固体培养基须加入一定量琼脂。琼脂加入后, 置电炉上一面搅拌一面加热, 直至琼脂完全融化后才能停止搅拌, 并补足水分 (水需预热) 。注意控制火力, 不要使培养基溢出或烧焦。
4.1.5 过滤分装
先将过滤装置安装好。如果是液体培养基, 玻璃漏斗中放一层滤纸, 如果是固体或半固体培养基, 则需在漏斗中放多层纱布, 或两层纱布夹一层薄薄的脱脂棉趁热进行过滤。过滤后立即进行分装。分装时注意不要使培养基沾染在管口或瓶口, 以免浸湿棉塞, 引起污染。液体分装高度以试管高度的1/4左右为宜, 固体分装量为试管高度的1/5, 半固体分装量一般以试管高度的1/3为宜。
4.1.6 包扎标记
培养基分装后加好棉塞或试管帽, 再包上一层防潮纸, 用棉绳系好。在包装纸上标明培养基名称、制备组别、制备人姓名和日期等。
二、培养基的杀菌与消毒
按照培养基配方中规定的条件应及时进行灭菌。为保证灭菌效果且不损伤培养基的有效成分, 普通培养基应加热至121℃, 加热20分钟。培养基经灭菌后, 如需要作斜面固体培养基, 则灭菌后应立即摆放成斜面, 斜面长度一般以不超过试管长度的1/2为宜;半固体培养基灭菌后, 垂直冷凝成半固体深层琼脂。
1. 倒平板
将需倒平板的培养基, 于水浴锅中冷却到45℃～50℃, 立刻倒平板。
2. 灭菌方法
灭菌是指杀死或消灭一定环境中的所有微生物, 灭菌的方法分物理灭菌和化学灭菌两大类。本实验主要介绍两种物理灭菌方法, 即加热灭菌和高压蒸汽灭菌。
2.1 加热灭菌
加热灭菌包括湿热和干热灭菌两种。通过加热使菌体内蛋白质凝固变性, 从而达到杀菌目的。
2.2 高压蒸汽灭菌
这种灭菌方法是基于水的沸点随着蒸汽压力的升高而升高的原理设计的。当蒸汽压力达到1.05kg/cm2时, 水蒸气的温度升高到121℃, 经15～30分钟, 可全部杀死锅内物品上的各种微生物和它们的孢子或芽孢。一般培养基、玻璃器皿以及传染性标本和工作服等都可应用此法灭菌。
3. 操作方法和注意事项如下
3.1 加水
打开灭菌锅盖, 向锅内加水到水位线。立式消毒锅最好用已煮沸的水, 以便减少水垢在锅内的积存。注意水要加够, 防止灭菌过程中干锅。
3.2 装料、加盖
灭菌材料放好后, 关闭灭菌器盖, 采用对角式均匀拧紧锅盖上的螺旋, 使蒸汽锅密闭, 勿漏气。
3.3 排气
打开排气口 (也叫放气阀) 。用电炉加热, 待水煮沸后, 水蒸气和空气一起从排气孔排出, 当有大量蒸汽排出时, 维持5分钟, 使锅内冷空气完全排净。
3.4 升压、保压和降压
当锅内冷空气排净时, 即可关闭排气阀, 压力开始上升。当压力上升至所需压力时, 控制电压以维持恒温, 并开始计算灭菌时间, 待时间达到要求 (一般培养基和器皿灭菌控制在121℃, 持续20分钟) 后, 停止加热, 待压力降至接近“0”时, 打开放气阀。注意不能过早过急地排气, 否则会由于瓶内压力下降的速度比锅内慢而造成瓶内液体冲出容器。
3.5 灭菌后的培养基空白培养
灭菌后的培养基放于37℃培养箱中培养, 经24小时的培养, 可保存备用;斜面培养基取出后, 摆成斜面后立即空白培养;半固体的培养基垂直放置凝成半固体深层琼脂后, 空白培养。
3.6 干热灭菌法
一般是把待灭菌的物品包装就绪后, 放入电烘箱中烘烤, 即加热至160℃～170℃, 持续1～2小时。
3.7 灭菌前的准备
玻璃器皿等在灭菌前必须经正确包裹和加塞, 以保证玻璃器皿于灭菌后不被外界杂菌所污染。常用玻璃器皿的包扎和加塞方法如下:平皿用纸包扎或装在金属平皿筒内;三角瓶在棉塞与瓶口外再包以厚纸, 用棉绳以活结扎紧, 以防灭菌后瓶口被外部杂菌所污染;以拉直的曲别针一端放在棉花的中心, 轻轻捅入吸管的管口, 松紧必须适中, 管口外露的棉花纤维要用火焰烧掉;灭菌时将吸管装入金属管筒内进行灭菌, 也可用纸条斜着从吸管尖端包起, 逐步向上卷, 将头端的纸卷捏扁并拧几下, 再将包好的吸管集中灭菌。
3.8 干燥箱灭菌
将包扎好的物品放入干燥烘箱内, 注意不要摆放太密, 以免妨碍空气流通;不得使器皿与烘箱的内层底板直接接触。将烘箱的温度升至160℃～170℃并恒温1～2小时, 注意勿使温度过高, 超过170℃, 器皿外包裹的纸张、棉花会被烤焦燃烧。如果是为了烤干玻璃器皿, 温度为120℃持续30分钟即可。温度降至60℃～70℃时方可打开箱门, 取出物品, 否则玻璃器皿会因骤冷而爆裂。
用此法灭菌时, 绝不能用油纸、蜡纸包扎物品。
4.9 火焰灭菌
直接用火焰灼烧灭菌, 迅速彻底。对于接种环、接种针或其他金属用具, 可直接在酒精灯火焰上烧至红热进行灭菌。此外, 在接种过程中, 试管或三角瓶口, 也采用通过火焰而达到灭菌的目的。
三、植物的培养
1. 将采来的植物材料除去不用的部分, 将需要的部分仔细洗干净
把材料切割成适当大小, 即能够放入灭菌容器为宜。置水龙头下, 让流水冲洗几分钟至数小时, 冲洗时间视材料清洁程度而定。易漂浮或细小的材料, 可装入纱布袋内冲洗。流水冲洗在污染严重时特别有用。洗时可加入洗衣粉清洗, 然后再用自来水冲净洗衣粉水。洗衣粉可除去轻度附着在植物表面的污物, 除去脂质性的物质, 便于灭菌液的直接接触。当然, 最理想的清洗物质是表面活性物质——吐温。
2. 对材料的表面浸润灭菌
对材料的表面浸润灭菌时, 要在超净台或接种箱内完成, 准备好消毒的烧杯、玻璃棒、70%的酒精、消毒液、无菌水、手表等。用70%的酒精浸泡10～30秒。由于酒精可使植物材料表面被浸湿, 加之70%的酒精穿透力强, 也很易杀伤植物细胞, 所以浸润时间不能过长。处理完的材料在无菌条件下, 待酒精蒸发后再剥除外层, 取用内部材料。
3. 用无菌水涮洗
用无菌水涮洗时, 每次要持续涮洗3分钟左右, 视采用的消毒液的种类, 涮洗3～10次。用无菌水涮洗的目的是免除消毒剂杀伤植物细胞的副作用。
注意:酒精渗透性强, 幼嫩材料易在酒精中失绿, 所以浸泡时间要短, 防止酒精杀死植物细胞。 (2) 老熟材料, 特别是种子等可以在酒精中浸泡时间长一些, 如种子可以浸泡5分钟。 (3) 升汞的渗透力弱, 对植物材料的杀伤力不大, 一般浸泡10分钟左右。 (4) 漂白粉容易导致植物材料失绿, 所以对于幼嫩材料要慎用。 (5) 在消毒液中加入浓度为0.08%～0.12%的吐温20或吐温80 (一种湿润剂) , 可以降低植物材料表面的张力, 达到更好的消毒效果。
4. 培养材料的采集
组织培养所用的材料非常广泛, 可采取根、茎、叶、花、芽和种子的子叶, 有时也利用花粉粒和花药, 其中根尖不易灭菌, 一般很少采用。
对于阔叶树, 可在一二年生的枝条上采集;对于针叶树, 多采种子内的子叶或胚轴, 对草本植物, 多采集茎尖。
在快速繁殖中, 最常用的培养材料是茎尖, 通常切块在0.5厘米左右, 如果为培养无病毒苗而采用的培养材料, 通常仅取茎尖的分生组织部分, 其长度在0.1毫米以下。
5. 培养材料的消毒
先将材料用流水冲洗干净, 最后一遍用蒸馏水冲洗, 再用无菌纱布或吸水纸将材料上的水分吸干, 并用消毒刀片切成小块。在无菌环境中将材料放入70%的酒精中浸泡30～60秒。再将材料移入漂白粉的饱和液中消毒10分钟。然后, 取出用无菌水冲洗三四次。
6. 制备外植体
将已消毒的材料, 用无菌刀、剪、镊等, 在无菌的环境下, 剥去芽的鳞片、嫩枝的外皮和种皮胚乳等, 叶片则不需剥皮。然后切成0.2～0.5厘米厚的小片, 这就是外植体。在操作中严禁用手触动材料。
7. 接种和培养
在无菌环境下, 将切好的外植体立即接在培养基上, 每瓶接种4～10个。封口接种后, 瓶、管用无菌药棉或盖封口, 培养皿用无菌胶带封口。温度培养基大多应保持在25℃左右, 但要因花卉种类及材料部位的不同而区别对待。外植体的增殖是组培的关键阶段, 在新梢等形成后为了扩大繁殖系数, 需要继代培养。把材料分株或切段转入培养基中, 增殖培养基一般在分化培养基上加以改良, 以利于增殖率的提高。增殖1个月左右后, 可视情况进行再增殖。根的诱导继代培养形成的不定芽和侧芽一般没有根, 必须转到生根培养基上进行生根培养。1个月后即可获得健壮根系。
试管苗从无菌环境到光、温、湿稳定的自然环境, 必须进行练苗。一般移植前, 先将培养容器打开, 于室内自然光照下放3天, 然后取出小苗, 用自来水把根系上的营养基冲洗干净, 再栽入已准备好的基质中, 基质使用前最好消毒。移栽前要适当遮阴, 加强水分管理, 保持较高的空气湿度 (相对湿度98%左右) , 但基质不宜过湿, 以防烂苗。
参考文献
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植物组织培养实验 篇2
刘兆书、王梦瑶、王瑞雄、尹树明、左通通
（石河子大学，生命科学学院，新疆石河子，832000）
摘要:植物组织培养作为一种有效的技术手段已被广泛应用于生产实践的各个领域。本文从植物组织培养技术的发展，总结了植物组织培养的发展历史及发展现状，重点介绍了组织培养技术在育种和脱毒快繁方面的应用，为今后植物组织培养的进一步发展和应用打下基础。
关键词：植物组织培养；发展；快繁；脱毒；育种
德国的植物生理学家Haberlandt提出细胞全能性理论以后，在无数科学家的努力下，植物组织培养经过近百年的发展历程后，该技术日趋完善和成熟，得到了广泛的应用。随着科学技术的不断发展，研究领域的不断拓展与深入，植物组织培养技术的应用也越发的广泛。育种方面的应用非常广泛，已经形成了一门理论和技术；在工厂化育苗方面，产生巨大的经济及社会价值;同时植物组织培养技术的发展也促进设施农业、食品、工业、医药业等领域发展，现就植物组织培养技术的发展和应用作简单总结。
1、植物组织培养的发展
1.1植物组织培养的发展历史
1838-1839年，德国的植物学家T.Schleidon和动物学家T.Schwann提出细胞学说。1902年德国的植物学家Haberlandt提出:高等植物的器官和组织，具有植物细胞全能性。1904年Harming在无机盐和蔗糖溶液中对萝卜和辣根菜的胚进行培养，发现离体胚可以发育成熟，并提前萌发成小苗。1937年White发现了B族维生素，建立了第一个由已知化合物组成的培养基，该培养基被定名为White培养基。同时法国的Gautherer和Nobecourt也发现了B族维生素的重要性，三个人被誉为植物组织培养学科的奠基人。1952年Morel和Martin通过茎尖分生组织的离体培养，从已受病毒侵染的大丽花中首次获得脱毒植株。1953-1954年Muir利用震荡培养和机械方法获得了万寿菊和烟草的单细胞，实施了看护培养，使单细胞培养获得了成功。1957年Skoog和Miller提出生长素和细胞分裂素控制器官形成。1958年英国学者Steward通过体细胞胚胎发生途径获得了人工体细胞胚，这一实验证实了Haberlandt的细胞全能性理论。到20世纪60年代组织培养进入快速发展阶段，在基础理论、实际操作方面不断取得进展，比如在植物体细胞杂交、单倍体育种、种质资源保存、快速育苗、人工种子制造、次生代谢物生产等方面取得了可喜的成果。
1.2植物组织培养发展现状
1.2.1国内的研究发展现状 我国的组织培养与国外相比起步相对较晚，但发展却比较快。20世纪70年代我国掀起了单倍体育种的高潮，在作物育种上取得了一些实用性的成果。据不完全统计，目前我国用花药或花粉育出的植物已超过22科52属160种。目前我国组培已经进入了生产阶段，实现了花卉、果树、蔬菜等100多个品种的工厂化生产。花卉出口年创汇达800多万美元。
1.2.2国外植物组织培养的研究发展现状 国外的组培发展的比较快，20世纪70年代在美国形成了兰花产业。80年代后，以商品为目的的组培苗生产量以20%-30%的速度递增，年产组培苗在10万株以上的植物微繁殖公司约占50%，年产量大于50万株的公司约占25%，整个西欧年产组培苗达2亿多株。
2、工厂化植物快繁及脱毒方面的应用
组织培养技术有几乎不受地理环境和季节的限制、遗传背景一致、生长周期短、成本低等诸多优点。同时，结合茎尖培养方法可以去除植物病毒、使植物复壮、提高质量和产量，所以，离体快繁和植物脱毒是目前植物组织培养应用最广泛的一个方面，尤其在兰花、名贵树种、马铃薯、草毒等无性繁殖为主的植物显的更是尤为重要。据估计，目前全球有关生物技术产业的年交易额约为1 500亿美元，其中50%一60%与农业有关。植物组培苗的贸易额约占总额的10%，即150亿美元，并以每年15%速度递增。
在我国，离体快繁育苗技术的开发应用起步于20世纪80年代初。如华乐种苗有限公司，年生产能力在500万株以上兰花克隆苗，主要出口日本、美国、荷兰、德国等，北京杉友兰业生物科技有限公司，年生产能力为350万株兰花克隆苗，连云港振兴恒巨生物科技有限公司，年生产蝴蝶兰克隆苗3 000万株，产品远销欧洲、美洲、亚洲等十多个国家和地区。据不完全统计植物快繁涉及观赏植物、蔬菜、果树、药材等300种以上，其中观赏园艺植物约200种，约占60%。在脱毒方面，如通过脱毒的马铃薯、甘蔗、甘薯、大蒜、草毒、香蕉平均可以增产30%以上，兰花、水仙、康乃馨、大丽花通过脱毒后植株生长势强、花色艳丽、花朵大、产量高。
3、在植物育种上的应用
植物组织培养技术对培育优良作物品种开辟了全新的途径。目前，国内外已把植物组织培养普遍应用于作物育种，并在单倍体育种、胚胎育种、细胞融合育种、细胞突变育种、基因工程育种等方面取得了较大进展。3.1单倍体培养育种
通过对植物的花药、花粉、未受精的子房或胚珠进行组织培养获得单倍体(其中以花药和花粉培养应用最为广泛)，单倍体在培养过程中利用秋水仙素处理，可使染色体加倍，成为纯合二倍体植株，这种培养技术在育种上的应用称为单倍体育种。研究表明，常规育种一般需要8-10 天或更长的时间，而通过单倍体进行育种一般仅需要4-5 天的时间，单倍体育种具有程序简单、育种周期短、基因型一次纯合等优点，单倍体育种是常规育种程序和方法的重大改革，尤其在林业等生长周期长的物种中效果更为显著。因此，单倍体育种在国际上引起了很大的重视，各国纷纷开展单倍体育种方面的研究工作。3.2胚胎培养育种
植物的胚(包括成熟胚和幼胚)、胚珠、子房和胚乳的离体培养技术统称为胚胎培养，其应用领域主要包括胚胎发育机理、克服杂交不亲合、胚胎拯救、克服自交不亲和、克服珠心胚的干扰、打破种子体眠、获得体细胞胚和人工种子等方面，因此在农作物、园艺作物、林木和药用植物上有着广泛应用。
在克服杂交不亲合、克服自交不亲和方面主要通过植物离体受精来实现，在广义上通过离体柱头授粉、离体子房授粉、离体胚珠授粉、离体精细胞和卵细胞融合等均称做植物离体受精。但严格意义上的离体受精或试管受精是20世纪90年代精、卵离体融合成功。该技术不仅可以克服植物授粉不亲和问题，还可以进行胚胎、种子和果实发育机理等基础研究。人工分离的精细胞和卵细胞融合后进行合子胚培养，已在玉米、药用牡丹、婴粟、烟草等植物上获得成功。植物离体受精技术是植物细胞工程中的重要实验技术，为研究植物胚胎发育机理提供了新的实验系统，为开发新的植物转基因途径提供了可能。
胚培养在打破种子体眠应用较为广泛，种子体眠的原因很多，利用组织培养方式打破种子体眠一般有种胚发育不全或种子含抑制物抑制种胚发芽2种情况，如胚乳发育尚不完全的兰科种子可以通过组织培养的方式获得再生植棵，而莺尾属、蔷薇科、野麦等植物可以通过组织培养的方式打破抑制物对种子发芽的影响。另外，胚培养还可以应用于胚胎拯救。
胚乳培养的主要目的是获得具有利用价值的三倍体植株，再经过染色体加倍获得六倍体，从而育出多倍体新品种。目前有40多种植物的胚乳培养达到了不同程度的细胞分化或器官分化，不少植物已获得了再生植株。我国在马铃薯、小麦、水稻、苹果、桃、称猴桃等多种植物上得到了胚乳再生植株。同时，胚乳培养产生的混倍体，可用于染色体工程方面的研究。3.3细胞融合培养育种
细胞融合所使用的材料一般是指利用除去植物细胞壁的裸露细胞即原生质体，通过原生质体融合，可克服种、属以上植物有性杂交不亲和性障碍，为广泛重组遗传物质开辟了新途径。同时，因去壁后的原生质体消除了核酶等对外源DN A的破坏，为携带外源遗传物质的大分子渗入细胞创造条伴。另外，在有些没有有性生殖能力或其有性生殖能力很低(如香蕉、木薯、马铃薯、甘蔗等)的植物作物改良中，体细胞杂交具有不可取代的重要性。通过大量的研究认为叶肉组织分离的原生质体较好，遗传性较为一致。在原生质体融合方面主要有物理(如电融合)、化学(如高PIE高钙、聚乙二醇)、生物(如仙台病毒)等融合方式。3.4细胞突变体育种
在研究中发现，通过愈伤组织获得的再生植株中常常出现基因型变异。这是因为无论是愈伤组织还是细胞培养，培养细胞均处在不断分生状态，容易受培养条件和外界环境(如物理因素、化学物质等)的影响而产生诱变。利用这一特点结合人工诱变方法包括物理诱变(Y射线、X射线、电子束、离子束、激光、紫外线等)、化学诱变(甲基磺酸乙醋、秋水仙素、叠氮化钠、平阳霉素、52BU ,EB等)和生物诱变(转座子插入突变、跳跃基因等)获得了一大批植物新品种和新材料。目前，这种方法已筛选出抗病、抗盐、高赖氨酸、高蛋白、矮秆高产的植物突变体。
3.5基因工程育种
通过基因枪或农杆菌进行植物基因工程育种的关键环节之一是建立一个高效的组织培养再生体系。植物遗传转化的理想受体系统应具有高效稳定的再生能力，研究认为用于基因转化的受体系统，应具有80%-90%的再生频率，且每个外植体必须具有能再生的丛生芽，其芽数量越多越好。目前，用于遗传转化的受体主要有二种途径，一是外植体在激素的诱导下产生愈伤组织后再培养成体细胞胚即体细胞胚发生途径，二是诱导外植体产生单极性不定芽后再培养生成完整的再生植株即器官发生途径。目前，与组培技术结合的转基因的方法主要有农杆菌介导和基因枪两种方法。
参考文献：
植物组织培养技术要点解析 篇3
一、植物组织培养技术的理论基础
细胞全能性，是植物组织培养技术的核心理论基础。
1．全能性的含义
生物体的细胞具有使后代细胞形成完整的个体的潜能。受精卵、生殖细胞和已分化的体细胞均具有全能性。
2．全能性的基础
每个体细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体的全部基因。同一个体的每一个已分化的体细胞都由受精卵经有丝分裂而来，体细胞核内基因与受精卵一样，因此都具有全能性。
3．全能性表达的难易程度
植物细胞＞动物细胞；
受精卵＞生殖细胞＞体细胞；
分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞；
幼嫩细胞﹥衰老细胞。
4．生物体内的细胞没有表现出全能性的原因
基因在特定的时间和空间条件下选择表达的结果。
5．使其表现全能性的条件
（1）离体状态；
（2）适宜的环境（如营养物质、激素、温度等）。
例1 下列属于组织培养的是（ ）
A．花粉培养成单倍体植株
B．芽发育成枝条
C．根尖分生区发育成成熟区
D．未受精的卵发育成植株
解析 解答此题需从以下几个方面入手：首先，组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织，再经再分化形成具有根、芽结构的胚状体，然后由胚状体发育成完整植物体的过程。花粉粒能培养成单倍体，是在离体条件下培养形成的；其次，芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区，是体内分化的器官和组织形成了机体的一部分，未受精的卵发育成植物体，这就是自然情况下单倍体的形成过程，是在母体的调控下完成的。
答案 A
二、植物组织培养技术的操作特点
1．选择外植体
由于外植体的脱分化难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而有很大差异。花和幼嫩的组织脱分化较为容易，而植物的茎、叶和成熟的组织则较难。另外制备外植体时应选取有形成层的部分，因为形成层细胞易脱分化。
2．消毒
植物组织培养要想取得成功，必须有效防止细菌等的污染。因为如果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。
3．给予光照
对于植物组织培养来说，光照条件非常重要，包括光照强度、时间和波长。但在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，而在分化再生的过程中一定要有光照。愈伤组织诱导阶段的暗培养有利于细胞的脱分化产生愈伤组织，如果在光照条件下，容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织。
4．施加激素
影响脱分化的一个重要因素是植物激素。当细胞分裂素与生长素共同使用时，能强烈促进愈伤组织的形成，而两者不同的浓度配比在再分化过程中，分别对诱导根或芽的产生起关键作用。当细胞分裂素与生长素浓度比高时，有利于芽的发生；浓度比低时，有利于根的发生。
例2 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，下列哪一项条件是不需要的（ ）
A．消毒灭菌 B．适宜的温度
C．充足的光照 D．适宜的养料和激素
解析 解答该题需从如下三个方面入手分析：（1）由离体的植物器官、组织或细胞形成愈伤组织的过程是植物组织培养过程中的一个阶段。该阶段要进行细胞的增殖和细胞的脱分化，这就必须要有适宜的养料和激素，必须要有适宜的温度，这样才能保证细胞进行正常的新陈代谢；（2）由离体的植物器官、组织形成愈伤组织必须是在无菌条件下，只有在这样的条件下，才能保证培养产生出的细胞是正常细胞，否则培养基内将长出许多霉菌，与离体细胞争夺营养与生存空间，无法形成愈伤组织；（3）由于此阶段形成的是愈伤组织，并没有形成具有根、茎、叶的植物体，因此不需要光照。
答案 C
5．培养过程
离体的植物器官、组织或细胞[脱分化]愈伤组织[再分化]根、芽[]植物体
例3 要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要（ ）
A．具有完整细胞核的细胞
B．离体状态
C．导入外源基因
D．一定的营养物质和激素
解析 考查植物组织培养的知识。要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，需要具有完整细胞核的细胞，且该细胞处于离体状态，培养基中含有一定的营养物质和激素。
答案 C
【练习】
1．植物细胞表现出全能性的必要条件是（ ）
A．给予适宜的营养和外界条件
B．导入其他植物细胞的基因
C．脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件
D．将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内
2．用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是（ ）
A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的
B．该愈伤组织的细胞没有全能性
C．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成
D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
3．植物组织培养的过程可以归纳为:①[脱分化]②[再分化]③[ ]④ ，对此叙述有错误的是（ ）
A．②→③的再分化过程中，细胞增殖的方式为有丝分裂
B．植物组织培养依据的原理是细胞的全能性
C．③→④过程指植物的营养生长和生殖生长阶段
D．将①经脱分化培养成②时，表现出植物细胞的全能型
4．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体细胞全能性 ②离体植物器官、组织或细胞 ③产生根、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．①，②⑧⑥⑦③⑨、④
B．①，②⑦⑥⑧③⑨、⑤
C．①，⑥②⑨⑧③⑦、⑤
D．①，②⑨⑧⑥⑦③、④
5．下列实例中能体现细胞全能性的是（ ）
①用悬浮液培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株 ②植物用种子进行后代繁殖 ③用烟草组织培养的单个组织培育出可育的完整植株
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②③
植物组织培养实验教学改革探讨 篇4
关键词：植物组织培养,实验教学,改革
植物组织培养是现代生物技术重要的组成部分,在我国现代化农业发展中植物组织培养中的快繁技术已凸显出巨大的优势[1]。现代农业对熟练掌握植物组织培养技术的人才需求也越来越迫切。因此,植物组织培养这门课程在很多高校都受到重视。植物组织培养是一门操作性和技术性很强的课程,实验课对提高其理论课的教学效果和培养学生的动手能力及训练学生植物组织培养操作技能是必不可少的课程[2]。武汉生物工程学院是以培养应用型人才为目标的三本院校,该校园林系开设了植物组织培养课程,笔者结合校情、系情和学生的特点,对植物组织培养实验课进行了改革。
1 实验项目与专业和生产实践紧密结合
为提高学生的学习兴趣,同时考虑植物组织培养技术在园林业中的应用,植物组织培养实验课的内容以实验项目为单位,分为如下项目:菊花快繁、石斛兰快繁、百合花药培养、郁金香脱毒等。不同的实验项目有各自的特点:菊花快繁项目可以让学生了解普通植物快繁的一般过程;铁皮石斛快繁可以让学生理解兰科植物特殊的增殖方式———原球茎增殖;百合花药培养可以使学生加深对单倍体的认识,明确植物组织培养在植物育种中的应用;而郁金香脱毒项目是植物组织培养的一个重要应用领域,学生可以加深对植物病毒的认识并学会植物脱毒的方法。在这些项目中基本都是采用园林观赏植物作为试验材料,与园林专业紧密结合,使学生意识到植物组织培养技术与自己所学专业关系密切,对个人将来的就业很有帮助,从而提高学生学好植物组织培养这门课程的积极性。此外,实验项目的设计还考虑到生产实际,目前全球的兰花工业蒸蒸日上,我国各地也有很多兰花生产和销售公司利用植物组织培养技术繁殖兰花取得成功的案例。园林专业的学生将来就业可能选择这样的单位,为了使学生在校学习的内容与市场接轨,更快地适应工作,可开展石斛兰快繁项目。每个实验项目都会涉及培养基的配制、培养基的消毒灭菌、外植体的消毒、无菌操作等实验技能的训练,经过一个学期的实验课程,学生基本可以熟练掌握组织培养的基本技术。在这4个项目中,对菊花快繁项目设计了完整的项目流程,包括菊花初代培养、菊花继代培养、菊花生根培养和菊花炼苗移栽,使学生掌握植物快繁的完整过程[3]。
2 实验与试验相结合
每个班级分成2个实验组(A、B租),在不同的时间上植物组织培养实验课所使用的培养基配方在每个班级甚至每个组之间可以略有不同。例如,花药培养项目中可以设计3种培养基配方,分别是MS+1.5 mg/L BA+1.0 mg/L 2,4-D,MS+1.0 mg/L BA+1.0 mg/L 2,4-D和MS+1.0 mg/L BA+1.5 mg/L2,4-D,3个班级可以分别使用其中的一种,学生需要在实验报告中注明自己所使用的培养基配方。另外,每个班中的2个实验组在接种完花药后进行培养时可以再做2个处理:A组的花药进行暗培养,B组的花药进行光照培养。待到结果观察时,指导教师将班级中每个实验组的结果展示给学生,这样学生可以体会不同的培养基培和培养方式对培养物的影响,了解不同种类和不同浓度的激素所起的作用,从中学会培养基的选择方法[2]。这样的实验设计带有试验性,存在实验失败的可能性,可以培养学生客观求实的态度和分析问题的能力,在一定程度上有助于学生科研能力的培养。
3 实验考核方法客观、公平
学生实验课的最终成绩由两部分组成,一是平时成绩,占总成绩的70%;二是期末考试成绩,占30%。植物组织培养实验课的平时成绩从3个方面考核,分别是到课情况、实验操作和实验报告[4]。每个方面的考核有4个档次:A、B、C、D,A为最佳,D为最差。3个方面的评定标准如表1所示。在到课情况方面,如果有学生旷课,本次实验平时成绩即定为零分。如有请假,本次实验平时成绩只给及格分。在实验操作方面,根据学生接种结果定成绩,因为接种结果可以直接反应出该生是否认真听讲和操作过程中存在的问题。每次实验每个学生接种2支试管。具体分数可以根据实验课的次数和平时成绩所占比例计算。例如,共安排10次实验课,平时成绩总共70分,那么每次实验课的分数即为7分,A档为满分7分,B档为6分,C档为5分,D档为4分。每次实验课的平时成绩即为到课情况、实验操作和实验报告3个成绩的平均值。植物组织培养实验课最终的平时成绩将每次平时成绩相加即可。这种计算平时成绩的方法对学生的评价更加客观,更加全面,相对公平、公开和公正,排除了以往只根据实验报告评价学生的片面性,并且大大提高了学生的到课率和动手率,使学生真正学有所得。但有些学生会认为平时成绩只要达到60分不参加期末考试也可以过关,教师需要给学生说明,如果不参加期末考试属于缺考,缺考直接评定为0分。
4 结语
笔者近年来在植物组织培养实验教学中不断摸索和实践,教学效果不断改善,学生反映学有所得,然而在实验教学中经常会有一些特殊和突发事件出现影响正常实验计划和安排,如何提高实验课堂的稳定性和有序性,如何有效应对特殊和突发状况还是一个需要逐步探索和完善的课题。
参考文献
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[3]王哲,胡滨娜,成克功.植物组织培养实验教学改革[J].湖南农机:学术版,2010(5):221-221,238.
论植物组织培养学习心得 篇5
摘要：经过大三一个学期，我有幸选修了一门有关于植物组织培养的课程，作为一个人文院法学学生，我对于理科，尤其是农学方面了解甚浅。我怀着无比激动和忐忑的心情上了这门课，毕竟对我来说这就像是开启了一个新世界的大门，所有一些知识都对我来说是新鲜的。经过一个学期的学习，我也掌握了一些植物组织培养方面的知识，虽然说并不是太多，但是我觉得这都对我以后的发展和开阔视野都提供了很大的帮助。
关键词：植物培养；植物组织与法学的关系；对自己的帮助
一、植物组织培养的学习内容
1、组织培养
植物组织培养，主要的原因有两个，第一个是为了基因转化做基础，还有一点是为了开发药用植物。
植物组织培养概念又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织。器官或细胞，原生质体等，通过无菌操作，在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。植物组织培养概念（狭义）指用植物各部分组织，如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再生植物。
它的作用大致分为三点：①组织培养是研究植物生长和分化规律的重要手段 组织培养是在人工控制条件下培养外植体再生器官或植株的技术，可以在不受植株体其它部分干拢下研究被培养部分生长和分化的规律，并可以利用各种培养条件影响它们的发育进程。②组织培养是开展生物工程的基本技术 各种基因转移和基因重组技术是组织培养基础上建应的。③组织培养可快速繁殖植物种苗 目前组织培养在无性系的快速繁殖、无病毒种苗培育、新品种的选育、人工种子和种质保存、药用植物和次生物质的工业化生产等方面的应用已十分广泛。
2，马铃薯的脱毒
脱毒种薯是指马铃薯种薯经过一系列技术措施清除薯块体内的病毒后，获得的无病毒或极少有病毒侵染的种薯，它具有早熟、产量高、品质好等优点。马铃薯的产量和质量与种薯密切相关。种薯不行，产量和质量就会大打折扣，病毒一旦侵入马铃薯植株和块茎，就会引起马铃薯严重退化，并产生各种病症，导致马铃薯产量大幅下降。因此，要经过一系列物理、化学、生物等技术清除薯块体内病毒的种薯。这项技术我国早在6年前就在马铃薯主产区推行，通过这项技术可以实现大田平均增产30%—50%。
那么到底是怎么脱毒的呢？首先，应该做的是取材与消毒。将欲脱毒的品种块茎催芽,芽长4～5cm时,剪芽并剥去外叶,自来水下冲洗40min,于无菌室内用漂白粉溶液消毒后,无菌水冲洗2～3次。其次第二个就是应该剥离和接种：在无菌室内,于40倍的解剖镜下,剥取带1个叶原基的茎尖,接种于MS茎尖培养基的试管中。试管中的MS茎尖培养基包括大量元素、微量元素、有机成分和生长素、细胞分裂素、蔗糖和琼脂,pH值为5.8,经高压灭菌后使用,每试管接种1个茎尖。再次是有一个合适的培养条件，接种的茎尖培养于25℃、1500～3000lx光照条件下培养室内,3个月则长成3～4片叶的小植株。在无菌条件下,进行切段扩繁1次,取部分苗进行病毒检测。最后是病毒检测，病毒检测是茎尖脱毒不可缺少的步骤,常用鉴别寄主即指示植物或血清学方法进行检测。经多次检测,及时淘汰血清学阳性反应或在指示植物上有症状的茎尖苗,无任何反应的茎尖苗即脱毒苗用作繁殖。
3，植物组织培养应用在哪几个方面？第一点是植物组织培养是转基因技术不可或缺的技术。在我们现代科技，转基因技术是现代科技必不可缺的一项技术，它应用于现代生活的各个领域。尤其在植物组织培养方面很需要转基因技术。第二点，染色体不同倍性的多倍体植物产生。第三点是杂交离体培养可以克服受精前的障碍，比如说对于幼胚的培养，体细胞的融合。第四点是对植物进行的脱毒。对植物进行一系列的清除措施来使植物能大幅度的提高产量和植物的等级，让植物长得更加健康。例如马铃薯，草莓，苹果，橘子都可以进行脱毒。第五点是节约地面积，并不受季节的限制。在我们学习过植物组织培养之后，我们通过技术的学习，可以对植物的种植面积进行更好的分配，而且也可以种植一些耐寒植物等都可以脱离季节的限制，让我们可以一年四季吃到新鲜的蔬菜与水果。第六点对人工种子的生产。人工种子是细胞工程技术，将植物组织培养发育到胚状体的状态，包埋于含有营养的人工种皮中。人工种子有繁殖速度快，结构完整；体细胞胚是由无性繁殖体系产生的，因而可以固定杂种；生产人工种子不受季节限制，可能更快地培养出新品种来还可以在凝胶包裹物里加入天然种子可能没有的有利成分，使人工种子具有更加好的营养供应和抵抗疾病的能力，从而获得更加茁壮生长的可能性等特点。还有一些例如开发植物种植资源，开发植物的药用价值，有利于基因研究等这些应用。所以说我们需要认真学习植物组织培养。
4，有关于植物组织培养的培养条件
首先最基本的条件是做实验的植物培养外植体细胞必须具有全能性，然后就是培养室内的温度要求一般要控制在25度，最高不要高于27度，最低也不要低于23度的室内条件，这样分化生长才能表现良好。光照也是组织培养的一个重要条件，一般如果光照比较强，那么植物会表现的粗壮，但是如果光照条件较弱的话植物会变得细长。然后就是植物的湿度也需要保持在一个合理的湿度，湿度太高或者太低都会影响作物的积极生长。
5，植物组织培养时的污染和预防
(1)改善环境条件。接种室与培养室要定期做好消毒与净化，接种前工作台或接种箱要开紫外灯30min以上。培养室的相对湿度应控制在70％左右，相对湿度太高时可以用抽湿机抽湿。（2）接种人员的培训很关键，应严格执行无菌操作，对接种中所需的工具，必须经严格灭菌后才能使用。在超净工作台的操作区内，不要放入过多的待用材料，避免气流被挡住。还要定期检查超净工作台的工作质量。(3)严查接种材料。淘汰被真菌与细菌污染的接种材料。（4）经常检查消毒锅的灭菌质量，若发现问题要立即检修。消毒锅的压力表降到零后不能马上出锅，因冷热空气作用产生的负压效应，使外界环境的冷空气倒吸入已灭菌的培养瓶内引起真菌污染，为避免该现象的发生，消毒后培养瓶应待锅内稍冷却后才出锅。（5）检查培养容器是否存在问题。培养容器封口多用塑料盖、胶塞、棉塞、薄膜等，塑料盖用久了易老化，密封性差，也会造成污染。林盛等配制了一种“4号消毒液”对培养瓶瓶口进行消毒处理，可以把培养基污染率控制在0.3％以下。
二、植物组织培养与法学内容的联系与帮助 通过一个学期的植物组织培养课程的学习，我也学到了许多知识，也开阔了我的眼界。我觉得任何专业的学习都是对我们有帮助的，而且总是能结合起来。就像是植物组织培养和我们法学一样。
比如，在人们进行农作物大面积的种植时，总会有飞机进行大面积的农药的喷洒，这在喷洒的时候有时候会对一些河流，树木等进行了污染，也许也会对一些人的健康有影响。因此国家就会出台一系列的法律法规和强制性的规定来对农药进行一些规范。例如我国的环境保护法就做出了一些相应的规定来保护环境。还有就是一些作物进行的脱毒也是我国国家对我国公民的人权进行保护的体现。这样才能保持我国GDP的持续稳定发展，促进我国的法律事业的进步。
三、总结
浅谈植物组织培养的教学改革 篇6
关键词：植物组织培养；改革；探索
中图分类号 Q94 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2013）11-133-02
植物组织培养是一门理论和实践紧密结合的课程，与许多学科联系紧密，例如植物学、遗传学、生物化学、植物病理学等。同时植物组织培养在育种、植物繁殖、人工种子的生产、药用植物工厂化生产等方面也具有极为重要的作用。目前植物组织培养已是园艺、生物科学、农学等专业的必修课程[1]。它与其他课程的不同之处在于实验操作较多，是一门实用性很强的课程，对提高相关专业学生的动手能力具有非常重要的作用。但是在长期的教学过程中也发现了一些问题，亟待改革。因此笔者从教学过程、实践操作、创新能力、教学环节等方面进行改革与探索，为提高植物组织培养的教学质量和为社会培养出高素质人才奠定基础。
1 植物组织培养教学存在问题
1.1 植物组织培养教学中的不足
1.1.1 教学内容的不足 植物组织培养课程内容涉及多，与其他课程有交叉的地方。我们在日常教学过程中经常会重复而浪费许多不必要的时间。由于课程涉及的内容广，我们在教课的时候很难突出重点，学生对自己应该重点掌握的部分比较模糊，因而大大降低学习的效果。并且教学时对植物组织培养前沿性的内容涉及很少，学生掌握的知识虽然是经典的基础知识，但是对本学科的最新研究成果了解不足。
1.1.2 教学课时太少 根据教学大纲的要求，植物组织培养课程的课时安排仅为36个学时，导致教材上的很多内容都不能全部对学生进行讲解，只能挑选一些基础、重要、实用的内容进行讲解。而其他内容学生只能通过自学，所以对本课程的掌握情况不是很好，对学生以后的深造也有一定的影响。
1.1.3 教材的选择不当 我院开设植物组织培养的专业有园艺、生物科学、农学等，但选用的教材都是一种。而3个专业研究的侧重点不同，农学侧重大田作物以及育种方向，园艺侧重花卉、蔬菜等经济作物，生物科学在植物、动物、微生物等方面都有涉及。因此仅选用一本教材针对性不强，也很难满足不同专业的需求。
1.2 植物组织培养实践操作中的不足
1.2.1 实验项目太孤立 植物组织培养实验的进行大多都是单个进行，并且每个实验的间隔时间较长，学生很难将实验之间的彼此联系衔接起来。而组培的每个实验之间的作用都是相互关联的，学生不能明确所做实验在组培中的作用，这样就降低了实验操作需要达到的效果。
1.2.2 实验评估体系不足 在以往的教学过程中，基本上是以上交的实验报告的情况作为实验成绩，这样就存在许多漏洞，无法检验学生实际动手操作能力和对实验方法的理解把握程度【2】。同时，植物组织培养是一门技术性很强的课程，它具有较强的实践性和灵活性。而传统的填鸭式的教学方式，只能使学生掌握一些理论原理和基础的实验操作，却很难激发和锻炼学生的创新意识。
2 新的改革方案
2.1 教学内容的改革 第一，植物组织培养课程内容的开设既要体现其科学性和系统性，又要补充最新研究成果。这就需要在教学内容安排上与相近科目配合，不但要避免相近科目间知识的雷同，又要做到为其他课程服务，形成一个完整的知识体系，使学生能够系统的掌握这门课。第二，要体现本课程应用性强的特点，特别是社会对植物组织培养技术的要求。这样可以增加学生的就业面，而且对学生的进一步深造也提供了良好的基础。第三，要增加实例解析，利用植物组织培养的这些实例，让学生明白学以致用的道理，提高学生的学习兴趣和开阔视野[3]。
2.2 教学课时的改革 在原有的基础上理论课时数增加到54课时，实践操作10次，同时利用课余时间提出5个主题，全班学生分为5个小组进行探讨，每个小组选其中一个主题利用学校图书馆和网络平台收集相关资料，然后全班同学一起交流分享。这样既提高了学生的学习乐趣、丰富了学生的知识和视野，同时也相对增加了教学课时。
2.3 教材选择的改革 由于我院有3个专业开设了植物组织培养这门课，专业之间的侧重点也有不同。因此针对不同专业可以选择不同教材例如园艺专业以王蒂主编，中国农业出版社2004年出版的《植物组织培养》为主要教材。农学专业以刘弘主编机械工业出版社2012年出版的《植物组织培养》为主要教材。生物科学以巩振辉主编化学工业出版社2007年出版的《植物组织培养》为主要教材等。
2.4 教学环节的更改 过去我们的教学一般为老师在讲台上讲，学生在下面听，这种简单的传道授业解惑使学生很难理解老师的辛苦也不愿思考。因此可以采用换位思考的方法，让每个学生自己制作ppt利用每节课的一些时间在讲台上为大家讲解一个问题。这样可以促进学生变被动学习为主动学习，也让学生了解了老师的不易。
2.5 实验项目的改革 学院在实验安排的时候可以将一些简单实验进行有机的整合，例如玻璃器具等的清洗、烘干、包扎、灭菌，培养基母液的配制，培养基的配制、灭菌及分装，这些实验可以安排在一起。这样既使学生了解了实验之间的联系，也能够缩减一些不必要的时间。对于一些复杂的但是比较实用的实验，例如愈伤组织的诱导与增殖等可以安排学生动手操作。
2.6 实验评估体系的优化 传统的实验比例为30%，可以增加到40%。评估也只是单纯的根据实验报告的情况而忽略了学生的实验操作。因此在实验评估体系方面可以改为实验报告20%+实验操作20%[4]，这样可以敦促学生在实验时动手操作而不是只作为观众。
3 结语
针对我院的植物组织培养在教学过程中出现的问题，经过1a时间的教学改革，明显的有了不同程度的提升。如师生之间的关系更为融洽，学生了解了老师的辛苦，老师也明白学生真正的需求。通过实践教学的改革，增强了学生动手操作能力，使学生的综合素质和和创新能力有了显著的提高。同时，本课程的改革对于其它相关课程的改革也具有一定的参考价值和借鉴意义。
参考文献
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植物组织培养实验 篇7
河池学院位于广西壮族自治区中部偏北, 是河池市唯一一所综合性大学, 2003年升格为本科, 化学与生命科学系是我院最早设立的教学系之一, 近几年来生物教研室一直在探索专业课程的设置, 从2005年至今, 开设有生物科学、生物技术2个本科专业和生物教育、生物技术及应用2个专科专业。目前开设有生物科学、生物技术本科专业和生物技术及应用专科专业。不论是本科还是专科, 所有的生物专业都开设有植物组织培养这门课, 足见该课程在生物专业的重要性。针对我院我系的实际情况和地方特色, 我根据植物组织培养这门课的技术特殊性, 结合自身在教学岗位的经验, 并参考其他高校的教学方法, 对植物组织培养的实验教学进行了尝试和改革, 从近3年7个班的教学成果来看均取得了一定的成绩。我摸索出一套适合我系开展植物组织培养实验教学的模式, 现将此模式总结如下。
一、提高认识, 增强实验室建设, 优化师资力量
我院充分认识到植物组织培养实验的重要性, 为加强实验教学, 我院加大了投资力度, 从2000年组建专门的实验室, 并采购一批设备, 在随后的几年里, 不断扩大实验室规模, 目前实验室总面积达到200多平方米, 设有准备室、洗涤室、天平室、无菌操作室和培养室, 温室大棚也在筹备建设当中。不仅如此, 2009年实验室还添置了超净工作台、全自动高压灭菌锅、冷暖空调、接种工具消毒器、人工光照恒温培养箱、万分之一电子天平、振荡式摇床、定时器等教学设备和仪器, 为组织培养实验教学改革提供了良好的硬件条件。在师资力量上, 有三名研究生长期从事植物组织培养工作, 可作为专职教师, 另外还引进一名研究生从事生物实验室管理, 大大改善了师资队伍的学历结构和年龄结构, 优化了师资队伍。
二、统筹规划, 合理安排课时, 确保实验开出率
我院针对不同本科专业和本、专科不同的培养目的, 把植物组织培养课程设置为生物技术本科和生物教育、生物技术及应用专科专业的必修课和生物科学的专业选修课, 并安排了不同的理论课和实验课学时比例。生物科学专业的植物组织培养课程注重的是学生知识面的开拓, 使学生更好地理解植物细胞的全能性, 掌握植物组织培养的基本知识和技能, 了解一些组培常规方法繁殖珍、稀、缺、优品种, 以及该技术在基因重组、突变体诱导和筛选、苗木脱毒等方面的优越性和目前国际上在植物繁殖领域的研究热点和最新研究进展。为了加深学生对该课程的理解和培养学生的综合素质, 我们强调理论课和实验课同等重要, 2005级、2006级生物科学专业的总课时安排分别为24、34;2007级正值全院进行教学改革、大量压缩课时量, 所以总课时为24。但是在授课时我们只压缩理论课时, 不减少实验课时, 保证实验课程的开出率, 所以不论总课时量是多少, 理论课和实验课学时分别设置比例均保持在1∶1。生物技术强调的是对人才的创新、创业能力和综合素质的强化培养, 要求学生具备系统的生物技术基础理论、基础知识、基本技能和较强的实践动手能力, 并能在科研机构或高等院校从事研究或教学工作, 能在各相关企业、事业和行政管理部门从事与生物技术相关的应用研究、技术开发等工作。因此, 第一届生物技术专业的植物组织培养课程定为必修课, 总学时为48, 我们加大了实验课的课时, 理论课和实验课均设置为24学时, 比例为1∶1。专科专业也重视组培课程的重要性, 从2006级生物教育总课时为36到2007级生总课时为48即可证明。从2008年开始, 专科专业更强调动手能力的培养, 专业名称由原来的生物教育变更为生物技术及应用, 本专业培养学生具备一定生物的基本理论、基本知识和较强的实验技能, 能成为农业、林业等生产机构及企事业单位从事技术研究与管理工作的高级专门人才, 植物组织培养作为一门应用前景极好的技术性课程理所当然被列为必修课, 而且在学时的安排上比前2届更多, 总学时为64, 理论课和实验课分别设置为34学时和30学时, 比例约为1∶1。由此看出, 不论是哪种专业, 我们一直强调实验课的重要性, 强调学生自己动手完成实验, 提高实际操作能力, 现在学生由最初的进实验室什么都不懂逐渐发展为进入实验室可以独立完成实验。
三、保证基础性实验, 增加综合性实验, 优化实验教学内容
针对我系部分学生基础较差的情况, 在实验内容的安排上, 我们兼顾基础性、验证性实验的正常开展, 增加综合性、设计性实验的开出率, 进一步优化教学内容。具体实验内容及安排见下表。
从表可以看出, 实验内容的安排按照“先易后难, 先简单后复杂, 先基本技能后综合技能”的循序渐进的原则, 大致分为基本技能、单项技能、综合技能三个方面实验内容, 兼顾了各种器官的离体培养。除部分基本技能项目外, 单项技能与综合技能项目都是在教师明确实训目的与注意事项后, 由学生自选外植体材料、自主设计培养基配方进行实验, 并作好组培成本与效益分析, 以项目教学法的形式开展实训活动。从这个意义上讲, 设计性、综合性和创新性实验达到80%以上, 我们将教师的科研项目、校企合作项目、地方农业生产项目作为实验项目。例如, 进行教师科研项目的“铁皮石斛、木薯、岩黄连组织培养技术”研究, “名贵花卉快速繁殖技术”中的玫瑰、秋海棠、天竺葵、一品红、蝴蝶兰等花卉的组织培养实验, 对地方农作物桑树进行脱毒快繁实验;学生自主设计的月季、菠萝、硬叶兰组织培养实验, 等等。整个实验内容融入了最新科研成果、先进技术, 并明确了素质教育内容, 以培养学生理论联系实际、团队精神和分析、解决实际问题的能力。
四、突破传统教学, 成立兴趣小组, 激发学生的积极性
植物组织培养实验不同于其它实验, 其中无菌操作技术是植物组织培养基本实验技术的核心和教学重点, 实验操作必须在无菌室的超净工作台上进行, 而超净工作台台数少与学生人数多的矛盾比较突出, 植物组织培养实验项目需要时间长, 做好教学组织工作显得很重要。几年来, 我们实施了教学方法的改革。为了使学生掌握好技术, 采取分组实验单人操作, 实行个体化训练和因材施教。我们把每个教学班按24人一个实验班分班, 每次实验课仅有一个实验班参与, 一个实验班分成两个大组, 每4人组成一小组。教师对每个实验小组进行示范操作, 对一些常见的操作错误进行剖析。在学生操作过程中, 教师现场指导, 随时答疑, 纠正不正确的操作, 使抽象的内容形象化、具体化, 学生对操作错误认识深刻, 记忆牢固, 迅速提高了学生的操作水平和基本技能, 而且培养了学生的思维能力。
五、采取多种方式考核, 以考促训
为了使每位同学能熟练掌握组培技术, 使实验成绩能如实地反映出学生的客观实际, 达到以查促学的目的, 改变以往以评定实验报告作为实验成绩, 我们采取了多种方式考核, 以考促训。评定实验成绩时采用以下方法:将实验报告、平时表现、集中考核三者结合起来评定。实验报告成绩占实验课总成绩的40%、平时表现成绩占10%、集中考核成绩占50%。其中集中考核分卷面考试和技能考试, 各占实验课总成绩的10%和40%。我们将组织培养的一些基本实验技术作为技能考核内容, 如各种器皿的洗涤、培养基的制备和灭菌、外植体的灭菌、无菌操作技术等。
从2002年以来, 植物组织培养课程的实验教学采用以上模式, 同学们在短短一个学期内受到各个技术环节的系统训练, 能熟练掌握植物组织培养技术, 并具备一定的科研能力, 为他们以后的学习和工作奠定了扎实的基础, 教学效果良好。随着教学经验的积累和实验教学条件的改善, 我们相信植物组织培养课程的实验教学质量必将进一步提高。
摘要：植物组织培养是一门专业性、操作性和实践性很强的技术类课程, 近年来国内各农林院校的农学、园艺、林学和综合性院校、师范院校的生物和生物技术等本、专科专业都相继开设了植物组织培养课程。实验教学是《植物组织培养》课程教学的中心和关键环节。本文从五方面就河池学院近几年《植物组织培养》实验课程教学改革模式进行了探讨和总结。
关键词：植物组织培养,实验教学,改革模式
参考文献
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植物组织培养实验 篇8
一、调整完善植物组织培养的实验教学大纲
教学大纲是根据学科内容及其体系和教学计划的要求编写的教学性指导文件，科学合理的实验大纲是提高教学效果的重要保证。植物组织培养实验教学既要注重学生基本实验技能的训练，又要培养学生独立思考和解决问题的能力。所以，根据植物组织培养课程的特点及目前学科发展的需要可以看出，调整优化实验教学大纲势在必行（见表1）。植物组织培养作为生物类专业（林学、花卉、园林、园艺及蚕桑等）的专业课，其学时一般为36学时，其中理论学时为27学时，实验学时仅为9学时，植物组织培养的实验耗时较长，一般需要3学时，9学时仅能开3个基本实验，设计型、综合型的实验根本没有条件开，这样极大地限制了学生学习植物组织培养的热情，同时很难使学生真正全面而系统地掌握植物组织培养理论及实验技能。根据学科的发展及课程理论及实验的要求，认为该课程学时设定为2.5学分较为合适（即45学时），其中理论学时为36，实验学时为18，理论上11章，实验开设6个。
二、优化实验教学内容，增加综合性、设计型实验
将实验内容分为3个模块，即基本技能（也称为验证性）模块、单项技能（设计型）模块、综合技能（综合型）模块，统筹兼顾了植物组织培养各个环节技能的培养。除基本技能项目外，单项技能与综合技能项目都是在教师明确实验目的及注意事项后，由学生自选材料、自主确定实验环节（初代培养还是继代培养）、自主设计培养基配方，并优化组培成本核算，以项目教学法的形式开展实验活动。设计性、综合性和创新性实验达到80%以上。
三、建立开放式实验室，提高学生的综合技能
建立开放实验室最突出的特点是，学生选择自己感兴趣的实验而且有了自己可以支配的时间，从而调动学生的积极性，让学生自己设计自己感兴趣的实验或是有一定难度但是可以自行解决的实验，依据其操作步骤进行实地操作，提高其解决科学问题的能力，在实践中收到了良好的效果。
1. 实验素质的提高。
开放式实验室的建立首先是注重学生实验素质的提高。实验素质是指学生进入实验室的基本素养，具备良好的实验素质是有效实施开放式实验室的前提。
2. 科研素质的提高。
在开放式实验室，学生们先后参与了教师的科研项目“地被植物欧石楠优良品种的引进及繁育技术”、“红掌优良品种的快速繁殖及新品种选育”等项目的研究。通过参与实验、通过现象观察、数据的调查，在发现问题、解决问题过程中学会了查阅相关文献资料，并采取自己掌握的科学方法认真总结归纳实验结果等，提高了学生的科技水平素质，提高了其就业竞争力及实践动手能力。在走入工作岗位后，有多名学生从事植物组织培养等相关技术工作，并有部分同学在就业单位担任技术骨干。还有些同学考取了研究生，从事分子生物学方面的工作，由于有植物组织培养技术方面的训练，实验能够很快上手，受到指导教师及其学长的肯定，对其迅速的生长具有重要的推动作用。学生通过亲自参加科研活动，掌握了科学研究的基本方法，开拓了科研思路。现今组培企业的发展需要大量的技术管理人员和研发人员，为学生的创业和就业提供了大量机会，我院每年都有部分学生被组培企业所吸收。
3. 创新意识和创新能力的提高。
结合学校大学生科技创新项目及泰安市科技创新引领项目的研究，培养了学生的创新意识，提高了学生的创新能力。例如，学生参加了山东农业大学大学生研究训练（SRT）计划项目“窄冠黑白杨组培快繁及再生体系的建立”、“欧石楠体细胞胚胎发育的研究”；泰安市大学生自主创新引领项目“猥实成熟种子愈伤组织诱导与植株再生的研究”、“欧石楠甲基化的研究”、“珍稀濒危树种青檀繁育技术研究与开发”、“常绿地被开花植物—欧石楠引种及繁育技术研究”等。培养学生的创新精神和实践能力，促进学生知识、能力与素质的全面发展。在大学生科技创新项目及泰安市科技创新引领项目的带动下，在学生中组建实践小组，先由小组组织并开展实践活动，即首先掌握植物组织培养的基本技术及基本的操作环节，如，培养瓶的清洗要求，培养基母液的配置，固体培养基的配置，外植体的采集，培养基、接种工具及无菌水的灭菌技术。学生在兴趣小组实践中使理论学习与科技实践都有了一个很大的飞跃，巩固加深了对书面课堂理论知识的应用和理解，促进了实践技能的掌握、提高与创新，培养了学生的创新意识，提高了学生的创新能力。
4. 集体观念和团队精神的提高。
植物组织的培养有一个重要的特点就是持续的时间较长，比如，外植体的初代培养，一般的材料需要持续30天左右，在这期间会出现外植体的污染、褐化、玻璃化及材料的萌动、愈伤组织的形成、芽的分化等，需要给予适宜的培养条件及人为的操作，准确无误及周期性的更换培养。因此，可采取在学生中成立实践小组，利用平时的课余时间一起进行实验项目的分工及操作，保证实验材料适时转接及污染材料的及时处理；利用平时的课余时间及周末休息时间和节假日，配置培养基、高压灭菌、无菌接种，适时转接，及时观察分析，保证整个实验的顺利进行，这都需要团队的整体配合及分工协调，在分组实践中既培养了学生的协作意识和团队精神，又锻炼了他们吃苦耐劳和献身科学的精神，使他们在一次次的探索实践中不断克服挫折、调整心态、锐意进取。
四、改革考核办法，加大实验教学的比重
为了使实验成绩能如实地反映出学生的客观实际水平，改变以往仅以实验报告作为实验成绩，采取多种考核方法相结合的形式，以提高学生的实验技能，客观反映学生的实际水平。采用综合评定的方法确定学生的实验成绩，例如将实验报告或实验设计方案、实验操作过程中的表现及实验结果和集中考核三者结合起来评定。我们将组织培养的一些基本实验技术作为技能考核内容。随着教学经验的积累和实验教学条件的改善，我们相信植物组织培养课程的实验教学质量必将更上一层楼。
摘要：对植物组织培养实验教学创新体系进行了研究,通过制订科学合理的实验教学大纲、优化实验教学内容、建立开放式实验室及改革考核办法,来强化实验教学效果,提高学生的实验素质、科研素质、创新意识和创新能力、集体观念和团队精神,提高教学质量,全面培养学生的综合实验技能。
关键词：植物组织培养,实验教学,综合技能
参考文献
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植物组织培养实验 篇9
关键词：植物组织培养,实验室,产学研
普通高等院校的实践教学基本上都依据专业教学计划来组织教学工作。实验课也只是在教学计划规定的时间内进行,实验方式大多是由教师先讲,学生按照教师的布置或者指导书上的步骤,按部就班,完成实验操作。学生虽然也参与了实验教学活动,但实质上是处于被动接受的状态,他们学习的主动性和积极性受到一定的限制。在这种模式下,虽然也强调实验能力的培养,但这种实验能力是被当作技能并以“知识”的形式加以传授,从而导致学生缺乏“创造性”应用能力的培养。因经费等原因多建设模拟性、演示性和验证性实验室,不利于培养学生的操作技能。若要仅从培养学生的专业操作技能而建设建立一个产学研一体化综合性的专业实验,可集教学、科研和生产经营等多种功能于一体,打破封闭教学实验室的传统模式,建立一个开放性的教学、科研和生产一体化运作的新模式,可实现以产养教、以科养教,是实验室自我建设、自我完善、自我发展的有效途径,可以形成产学研互为促进、共同发展的有机整体[1,2]。
本文以本校农学院的植物组织培养实验室为研究对象,从组织机构、运行机制、激励机制、内部管理和实验室队伍培养进行“产学研”运作模式的探讨和研究。
1 组织结构
10多年来,农学院植物组织培养实验室(以下简称组培室)承担了教学、科研和生产的任务。起初教学、科研和生产在组织结构上是各自为政的。课程教学任务由系里负责安排,任课教师担当;科研由课题主持人负责;生产任务则由学院安排和管理。故日常工作经常出现冲突,实验室难于管理;教学、科研和生产脱节,科研和生产断断续续;组培室的发展一直不理想。3年来的探索和实践表明,统一和稳定的组织结构是组培室“产学研”有效运作的基础。组培室由专人负责,下设教学组、科研组和生产组。由负责人统一管理,对学院负责,日常工作由各组自行安排。负责人依据市场和农学院的决定调节和安排生产任务;依据市场的需要进行科研选题,依据教学规律安排好教学场地和实验材料。组培室组织结构如图1所示。
2 运行机制
按照教学和市场两个规律来运作,具体是“以教学为中心,以科技服务为导向,以科研促发展”(图2)。教学工作包含本科组织培养课程教学以及本科学位论文、硕士和博士研究生学位论文实验。组培室本来就是教学实践基地,以教学为中心是不能动摇的,教学工作始终处在优先和中心的位置,弱化教学工作将意味着背离高校实验室的工作中心。以科技服务为导向就是依据当前农业生产的需要进行产品的选择,利用自身人才、管理和研究基础等方面的科研优势生产质优价廉的产品。科研是以教师和研究生为主体,从本身的产品生产和农业生产实践中进行科研选题并进行研究。
在“产学研”结合的组培室里,学生学习了理论基础后可先得到实验技能的训练,再在亲历的生产过程中得到生产实践技能的训练,他们可掌握最新的生产技术,可了解最新的市场需求以及需要解决的生产问题。学生不但课程学习质量提高,而且实验技能、科研技能、生产技能和思维等综合素质也得到提高。以科技服务为导向生产符合市场需求的产品能带来较好的经济效益,在获得经济效益后可反哺教学和科研,如完善组培室的基本建设而为学生和教师提供更好的学习、教学和科研的条件,有利于教学质量和科研水平的提高;同时也提高教师的经济收入和工作热情。从生产实践中进行科研选题,研究成果的应用有如下三方面的特点:可提高组培室本身的生产效率和产品质量,给农民种植户提供质优价廉的产品,同时也获得更好的经济效益;可提高产品售后服务科技含量,为农民种植户排忧解难;可提高组培室本身应对市场的能力,满足市场对新产品的需求;可为教学提供最新的教学材料,丰富了教学资源,有利于提高教学质量。这些特点为组培室本身可持续发展提供技术、品牌和资金支撑。
3 激励机制
激励机制体现在为教师、学生和员工的个人的需要和发展提供适合的平台。一般的实验室由于场所、经费等的限制难于以开放性的方式接纳教师、学生以及外单位的研究人员进行实验和科学研究。组培室不但能提供研究场所,而且从生产获取的经济效益中提取一部分来资助科学研究,研究成果应用于生产后也能得到相应得报酬。参与生产的教师和学生也能获得较好的经济回报。
生产组激励机制的核心是“能者多劳,多劳多得”。例如,由于香蕉试管苗生产的季节性,要求节假日不能停产,我们采取的是激励措施,除执行国家规定的在节假日工作的工资要求外,还有额外的鼓励措施,而不是采取以是否旷工来论处的硬性办法。不断地对员工进行培训以提高其工作效率,员工也因工作效率的提高而得到更好的报酬,工作便又更积极和主动。从员工中选拔培养基层管理人员和重要岗位骨干,一方面员工获得了个人的发展,另一方面又稳定了队伍。注重不断地改进生产技术以提高员工的工作效率,改善工作环境以利于员工身体健康,使员工处于身心愉悦的工作状态。
4 内部管理与队伍培养
内部管理可分为教学管理、科研管理和生产管理。教学和科研的管理由农学院按学校有关制度进行管理,生产管理是组培室日常最主要的工作内容。组培室负责人首先安排好教学、科研和生产三者之间的工作场所和时间,在此前提下做好生产管理。经过多年的实践与探讨,提出“和谐、有序”的组培工厂管理理念,通过和谐的氛围和有序的运行可达到高效率的目的[3]。
和谐之管理体现在组织内部的和谐及组织与社会之间的和谐。组织内部的和谐包括员工之间、基层员工与管理层之间、人与生产条件之间的和谐。组织与社会之间的和谐包括组织与客户、组织与利益相关者、员工与家庭的和谐等。我们所追求的组织内部的和谐体现在满足员工对物质利益和精神文化的不断追求,员工有归属感和自豪感以及积极向上的精神面貌,员工举止表现礼让、互助的传统美德。我们所追求的组织与社会之间的和谐体现在树立“顾客就是上帝”的思想,秉承信誉至上的理念为客户提供质优价廉的产品及售后服务;以同行和谐相处,共同发展;促进员工家庭的和睦。有序之管理体现在建立有效的约束机制,使管理有章可循。编制行动计划,可使奋斗目标清晰,步调一致。强化生产控制能力,使执行行动计划达到无偏差的效果。明确职责,落实责权利对等的原则。不断改进和改善生产设施和技术,提高工作效率,从而达到组织有序运行的效果。
组培室队伍培养重点是在科研队伍和生产队伍的培养。组培室生产的产品有较好的经济效益,这是许多实验室欠缺的,利用这一点建立激励机制,给予科研课题一定的经费支持和参与生产的教师、学生和员工相应的经济报酬。科研队伍的培养以激励为机制,广泛吸引和接纳本单位和外单位的教师、研究生和本科生,使研究课题数量和质量都提高。生产队伍的培养主要是各个技术工种的人员培养,以激励机制来提高各个技术工种的人员的技术水平,员工技术水平高低在收入上可相差30～50%。高技术水平员工队伍的稳定直接影响着生产效率,农学院组培室以和谐管理的理念来稳定生产队伍,取得非常好的效果。
5 结语
华南热带农业大学农学院香蕉试管苗因为产品质量优良而稳定,以及良好的售后科技服务,在海南省具有非常好的声誉,产品也远销广东、云南两省,深受种植户的欢迎。在激烈的市场竞争以及各种逆境中,农学院植物组织培实验室几经波折,现已发展至可年产1000万株苗的规模。现正在生产和研究开发其它热带植物新产品,前景看好。组培室承担了本科、硕士和博士研究生培养、科学研究和科技培训的任务。每年承担了农学(30学时)、生物技术(72学时)、草业科学(43学时)等专业(共6个班约240人)的教学任务,每年接纳本科10多人和研究生年3～5人做学位论文。目前承担的研究课题有国家级子课题3项,省级课题5项,校级课题3项以及自选的多项。同时也为华南热带农业大学培养了一批人才,其中有走上了领导岗位的,分管科研和科技开发工作;有的是单位的教学、科研和科技开发的骨干力量。先后有几位农民工成为各香蕉组培工厂的基层管理人员。农学院组培室的建设和发展已成为华南热带农业大学“产学研”三结合的又一亮点。
参考文献
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[2]徐勇，商利斌．产学研一体化实验室建设的探索与实践．煤炭高等教育．2004，22 (1)：104～105
植物组织培养实验 篇10
在本科教育中, 植物组织培养课程并未受到重视, 在现有的研究中大多集中于该课程的课改, 不同的教学方法对该课程的教学效果的影响, 植物组织培养过程存在的问题及解决方案, 以及该技术的应用与发展。而对植物组织培养实验课程在本科教育中存在的相关问题, 鲜有报道。本文针对植物组织培养实验课程在教学中存在的问题, 探讨实验过程的问题, 以便该课程更好的发展。
二、教学目标
1. 理论知识教学
在植物组织培养课程中, 包括植物组织培养的基本概念, 基本原理, 植物组织培养设备和基本技术等知识。
2. 实验教学
实验教学主要是将植物组织培养技术的基础理论知识转变为学生实际动手操作的能力。包括实验教师准备, 教学, 撰写实验报告, 检查掌握程度和动手能力。
三、教学中存在的问题
1. 基础理论知识教学与实验操作能力教学脱节
现多数普通高校对于植物组织培养这门课程并未开设, 只有部分高校开设有。据贵州省教育厅数据显示, 贵州41所高校, 只有11所开设植物组织培养课程。大多数高校只在相关学科里面粗略的提及。
2. 组培室管理利用不合理
就贵州师范大学生命科学学院的组培室而言, 该组培室的管理合理性有待提高。该组培室利用的合理性也有待提高, 除老师有课题时使用, 并未用来进行实验教学, 很少有学生可以进入该组培室进行学习, 致使植物组织培养理论教学和实验教学出现脱节现象。
3. 学生态度不严谨
很大一部分同学没有严谨的科学态度, 更没有遵守实验室的规章制度。如在实验室吃东西, 不参与实验过程, 不穿实验服等。同时进行实验课程学习时, 大部分学生也没有严格的操作过程, 经常出现因操作不严谨而出现实验失败的情况。
四、教学问题的解决
1. 同时开设植物组织培养理论课程和实验课程
在学期开始之时, 同时开设植物组织培养这门课程的理论知识教学和实验教学, 在理论知识教学之后最近的时间段内安排实验教学, 实验教学时实验教师再巩固一遍基础理论知识, 然后按照实验教学目标进行实验教学, 以达到基础理论知识学习与实验操作能力学习同步, 这样就不会出现脱节现象。
2. 组培室的管理利用新方案
(1) 改善组培室管理制度。制定明确的管理制度, 师生在实验过程中要严格遵守。组培室应该向学生开放, 学生必须先申请, 方可进行相应的实验。在实验过程中要询问, 避免意外。
(2) 提高组培室的利用率。学生多数时候都没有机会利用组培室, 所以学院应该向学生开放组培室, 以最大利用率使用组培室。
3. 学生学习态度的转变
首先教师应该做到为人师表, 以身作则, 带动学生的学习兴趣, 引导学生改变自己的学习态度, 做到自己应尽的责任;其次学生应该以严谨的态度对待科学研究以及各方面的学习, 以做到更好的自己。
五、实验过程中存在的问题及原因
1. 准备实验器材
2. 问题
(1) 培养基和仪器灭菌不彻底。 (2) 外植体的取材季节不适宜, 消毒时间和处理方法不适当。 (3) 操作过程不规范。
3. 解决办法
(1) 规范的操作和彻底灭菌来解决。 (2) 适宜的季节取材, 采取适当的处理方法。 (3) 选择适宜的外植体。 (4) 加入抗氧化剂对外植体进行预处理, 可以减轻对植物。
参考文献
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植物组织培养实验 篇11
关键词：开放式组织培养;植物;抑菌剂;培养容器;有机物质;接种条件;培养方式
中图分类号： Q943.1 文献标志码： A
文章编号：1002-1302（2015）04-0011-03
收稿日期：2014-05-17
基金项目：江苏省高校自然科学研究面上项目（编号：13KJB180004）;江苏开放大学、江苏城市职业学院“十二五”规划项目（编号：12SEW-Y-026）。
作者简介：曾云英（1976—），女，重庆长寿人，硕士，副教授，主要从事园林植物与观赏园艺、生态规划方面的研究。E-mail：yuniny@sina.com。
自1902年德国著名植物生理学家和植物学家Haberlandt提出了植物细胞具有全能性的理论之后，植物组织培养作为一种高效的植物快速繁殖技术显示出了巨大的应用价值。时至今日，植物组织培养技术以其特有的优势在理论研究和生产应用上不断被深入改进和创新，各种植物几乎都有进行组织培养的报道。植物组织培养技术要求严格的无菌环境，需要特定的仪器设备（超净工作台、高压灭菌锅和人工气候箱），因而生产成本很高，且繁杂的操作程序对工作人员的技术都有一定的要求，这大大地限制了该技术的应用和推广。为了降低成本，简化工作程序，学者们一直在努力探索一种能高品质和规模化生产试管苗的新技术。随着研究的不断深入，“开放式组织培养”理念被提出。植物开放式组织培养是指在抑菌剂的作用下，使植物组织培养脱离严格无菌的操作环境，不需高压灭菌和超净工作台，用普通容器代替组培瓶，在自然、开放的有菌环境中进行植物的组织培养[1]。开放式组织培养与传统的组织培养相比，有成本低、操作环节简单等优点，因而受到研究者们的喜爱，更是规模化生产试管苗的必然趋势;但由于整个操作过程没有在无菌的条件下进行，防止污染也成了植物开放式组织培养研究中的主要任务。崔刚等采用中医理论，从多种植物中提取了具有杀菌、抗菌的活性物质，成功研制出了具有广谱性杀菌能力的抗菌剂，并利用这一技术成功地建立了葡萄外植体培养体系，同时还开展了多种植物开放式组织培养研究工作[2]。随后研究者们在多种植物上进行了开放式组织培养的尝试并取得了成功，主要有香蕉[3-4]、魔芋[5-6]、荸荠[7]、马铃薯[8]、梅花[9]、红豆杉[10]、白菜[11]等植物，已建立开放式组织培养技术体系的植物种类见表1。研究主要集中在抑菌剂种类的选择和浓度的确定、培养方式以及培养基中有机物质和无机碳这几方面。本文从抑菌剂、培养方式、培养基成分等方面综述了植物开放式组织培养的应用现状及发展前景，以期为该技术的生产应用及推广提供一定的理论支撑。
表1 植物开放式组织培养的应用
试验材料 基本培养基 抑菌剂 作者 发表时间
香蕉 MS 次氯酸钠 莫廷辉等 2011、2012
荸荠 MS 次氯酸钠 吴桂容等 2013
魔芋 MS H198 赵青华等 2011
梅花 MS 特制消毒液 陈瑞丹等 2007
红豆杉 MS 山梨酸钾 王丹等 2010
白菜 B5 大蒜素、代森锰锌 王赵玉等 2012
马铃薯 YEB、PDA YI-1 张薪薪等 2005
葡萄 MS0 特制消毒液 崔刚等 2004
苹果 MS0 特制消毒液 崔刚等 2004
红栌 MS0 特制消毒液 崔刚等 2004
香花槐 MS0 特制消毒液 崔刚等 2004
蝴蝶兰 MS0 特制消毒液 崔刚等 2004
地被菊 MS0 特制消毒液 崔刚等 2004
1 抑菌剂
在植物开放式组织培养中，由于培养基不经过高温高压灭菌，外植体处于开放、自然的有菌环境中，所以能防止污染又不影响外植体生长的抑菌剂就成了研究者们的研究重点。抗生素是植物组织培养中用来防止污染的传统试剂，是组织培养中常用的一种抑菌剂。但其在抑菌的同时有一定的抑菌谱且容易使微生物产生耐药性，对外植体的分化和生长有一定的影响。王春发现在马铃薯培养基中添加20 mg/L的硫酸链霉素能完全抑制细菌浸染且对组培苗的生长发育无不良影响[12]。阎志红等通过实验发现50 mg/L的青霉素能够有效地抑制培养基的污染，但长期在含有此浓度青霉素的培养基上继代培养的西瓜的伸长生长与生根明显受到抑制[13]。简兴等在红掌的培養基中加入300 mg/L青霉素与180 mg/L链霉素混合液，比单一使用一种抗生素抑菌效果更好[14]。随后研究者们尝试使用其他物质作为抑菌剂并获得了试管苗，报道有农药（代森锰锌）、食品添加剂（山梨酸钾）、家用消毒液（次氯酸钠）、植物提取物（大蒜素、特制消毒液）等作为抑菌剂。在香蕉的开放式组织培养试验中，解辉等通过向培养基中添加不同浓度的次氯酸钠溶液作为抑菌剂，发现0.01%以上浓度的次氯酸钠可有效抑制培养基的污染，浓度超过002%时外植体的存活率降低，试管苗的生根率低于传统组培苗[4]。可能是由于次氯酸钠加入培养基后产生的次氯酸对外植体的生长有一定的影响且使培养基pH值降低影响了外植体对植物生长调节剂的吸收。吴桂容等在荸荠的开放式组织培养试验中发现当次氯酸钠浓度为1.0%时的污染率最低，诱导率最高，但都低于对照组[7]。次氯酸钠稳定性差，易受热、光和pH值的影响，这可能是导致以上2个试验所用次氯酸钠浓度差别大的主要原因。王赵玉等自制生物农药大蒜素及化学农药代森锰锌对白菜种子进行开放式组培，试验结果表明，0.10～017 g/mL的大蒜素抑菌效果较好且对植物生长影响较小，代森锰锌0.1～0.7 g/L抑菌效果较好且对植物的根和芽生长有明显的促进作用[11]。赵青华等用6种不同的抑菌剂对魔芋进行开放组培，试验发现抑菌剂对愈伤组织的分化影响较大，容易引起愈伤组织褐变，浓度越低影响越小，且分化的试管苗长势也比传统组织培养试管苗弱[6]。王丹等首次运用食品添加剂山梨酸钾作为开放组培的抑菌剂，发现0.02 g/L的山梨酸钾能有效抑制红豆杉开放组培中培养基的污染[10]。
nlc202309040443
目前利用次氯酸钠、山梨酸钾、代森锰锌、大蒜素等作为开放式组织培养的抑菌剂均获得了组培苗（表2）。
表2 植物开放式组织培养中抑菌剂的应用情况
试验材料 抑菌剂种类 抑菌剂浓度 外植体生长状况
香蕉继代丛生芽 次氯酸钠 0.01%
荸荠茎芽 次氯酸钠 1.0%
魔芋 H198 400倍液 比传统试管苗弱
梅花茎段 特制消毒液 0.7%
红豆杉三年生叶片 山梨酸钾 0.02 g/L 污染率较高，存活率低
马铃薯试管苗 YI-1 62.5 g/mL 苗粗壮、叶片多、颜色绿、扩展
葡萄茎段 特制消毒液 0.2% 苗生长健壮，分化率较高
白菜种子 大蒜素 0.10～0.17 g/mL 种子萌发率80%以上，芽的生长与对照组无显著性差异
白菜种子 代森锰锌 0.1～0.7 g/L 种子萌发率88%以上，芽的生长与对照组无显著性差异
2 培养容器
传统的植物组织培养所用容器为锥形瓶，以塑料膜封口或用棉球塞封口，且容器要求能耐高温高压。而开放式组织培养采用培养基中添加抑菌剂代替高温高压灭菌，所以容器的选择范围大。为了降低成本，简化程序，报道的试验所用培养容器均为一次性塑料杯，以保鲜膜封口。但赵青华等在对魔芋进行开放式组织培养时进行了不同培养容器的对比试验，结果表明，一次性塑料杯由于质量过轻，操作起来不方便，且长期使用成本高，传统的培养容器如锥形培养瓶和方形培养盒虽然一次性投入高，但能反复使用，且外植体生长良好，是开放式组织培养的最佳选择[6]。
3 无机碳和有机物质
蔗糖是外植体生长发育的碳源和能量来源，没有能量和碳源任何细胞都不能生长，植物不能进行正常的细胞分裂与组织分化。当生长素水平恒定时，2%蔗糖有利于分化出木质部，4%蔗糖则有利于分化出韧皮部，3%的蔗糖则可以分化出二者，所以3%是植物组织培养常用的蔗糖浓度。植物组织培养中蔗糖是碳源和能量的供给物，同时也是微生物孳生的主要原因。为了降低污染率，研究者们采用降低蔗糖浓度、无糖培养等方式进行。有关蔗糖浓度与开放式组织培养中污染率之间的关系少有报道。吴桂容等在荸荠的开放式组织培养中发现，蔗糖浓度为2%时污染率最低而诱导率高，虽然随着蔗糖浓度的提高，诱导率升高，但污染率也随之升高[7]。在磨芋的开放式组织培养中，赵青华等通过4个蔗糖浓度对比试验，结果表明，3%的蔗糖浓度有利于魔芋的诱导培养[6]。
无糖培养是采用人工环境控制手段，用CO2代替蔗糖作为碳源，提供植株生长适宜的光、温、水、气、营养等条件，促进植株的光合作用，从而促进植物的生长发育。张伟在红掌的快繁中发现，如果不具备上述的无糖培养条件，仅在培养基中不添加蔗糖，虽然接种后由于无糖作为污染源，污染率大大降低，但外植体不会发生愈伤组织，增殖率很低，增殖系数只有1.81，且生长缓慢;而继代培养的植株由于有了完整的茎、叶，具备一定的自养能力，不加蔗糖也能存活但植株基本无变化[15]。
有机成分在生物生长发育过程中参与了生物体的新陈代谢，是所有生物体不可缺少的重要营养物质。曹善东等对影响草莓组织培养繁殖系数的有机物因素进行了对比试验，结果表明，甘氨酸是影响草莓繁殖系数的主要有机物因子，且浓度以2.0 mg/L为最适宜[16]。张清霞等将B5-10培养基中的有机物加倍，发现有机物加倍对某些大白菜品种花药培养的出胚率无影响，而对一些难诱导出胚的品种则有促进作用;添加丝氨酸使花药培养的出胚率降低，而添加0.4 g/L谷酰胺对一些品种的胚诱导效果好[17]。有机物质与污染率有一定的关系，荸荠的开放式组织培养中，去掉培养基中的有机成分能有效降低污染率，尤其是去掉甘氨酸后，污染率最低[7]。
4 培养方式
培养方式对开放式组织培养的影响鲜见报道。吴桂容等在荸荠的开放式组织培养中进行了培养方式对其污染率和诱导率的影响试验，结果表明，培养室内污染率最低，玻璃温室和塑料温室的污染率都较高[7]。固体培养与液体培养对开放式组织培养的影响还未见报道，仅王赵玉等在B5的固体培养基和液体培养基中加入了不同的抑菌剂对白菜种子进行开放式组培[11]，但未进行固体与液体培养基对开放式组培的影响的对比。张慎等认为循环流动的液体培养基不易受微生物的侵蚀，比固体培养基更适合于植物開放式组织培养[1]。
5 接种条件
传统组织培养中，接种用的工具如镊子、刀片等均采用高温高压灭菌或乙醇灯灼烧灭菌或专用接种灭菌器灭菌。而开放式组织培养中，省掉了高温高压灭菌这一过程，崔刚等将接种工具用75%乙醇擦洗后放在抑菌剂中浸泡1 h，接种过程中镊子和刀片一直浸泡在抑菌剂中，这样可有效防止接种工具引起的污染[2]。赵青华等通过试验表明在魔芋的开放式组织培养中，培养瓶不需要进行特殊的杀菌处理，接种盘、镊子和刀片用抑菌剂浸泡处理即可达到灭菌效果[6]。
6 发展前景
植物开放式组织培养技术对环境无严格的无菌要求，操作程序简化，成本降低，是未来植物组织培养发展的主要方向。既能抑菌又不影响外植体生长的抑菌剂是植物开放式组织培养技术的核心，故寻找有效的抑菌剂是研究者们工作的重点。抗生素抗菌效果较好，但有一定的抗菌谱且对外植体生长有一定的影响。化学农药及家用消毒剂的加入对外植体的生长发育有一定的影响。利用生物提取物制成的中药混合物作为抑菌剂一直是研究者们比较认同的有效抑菌剂，但是中药的选择及提取过程比较繁琐。一些具有抗菌作用的蛋白质如乳铁蛋白和溶菌酶等，对外植体无任何副作用且不诱导微生物的抗性，可能是将来开放组培中抑菌剂的主要成分。
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植物组织培养实验 篇12
一、实验原理概述
在植物组织培养的实验运用中, 可以形成综合性的实验探究方式, 其中, 最主要的就是要形成综合控制的方式。其中, 植物的根茎叶细胞一般都具有全能型的特点, 因此, 在组织实验的过程中, 在一定营养以及激素条件的作用下, 就会形成脱分化形成愈伤组织。在实验作用下, 这样, 将愈伤组织培养在含有不同激素成分的培养基础上, 就可以通过诱导方式, 形成再分化的效果, 可以生成胚状体或者丛芽等, 这样, 既可以培养出相对完整的小植株, 也能缩短整个实验培养的步骤, 并在整个过程中形成一种相对简化的综合过程。
二、实验方法的综合新运用
1. 实验材料的选用
通过对实验综合方式的选用, 可以形成探究式教学的综合方式; 在方法的运用中, 可以形成结合探究性教学的方式, 最主要的是强调探究性方法的综合运用; 在实验的方法运用中, 可以结合植物的具体特征与学生的兴趣爱好进行全面的教学创新。譬如, 在植物组织培养实验过程中, 通过对普通烟草品种的植物栽培实验, 学生在探究性的学习中, 形成一种个性化的实验效果, 学生对于综合性的知识运用能起到良好的效果。其中, 如果对于K326盆栽幼苗的组织培养实验为例, 脱分化和再分化培养基为MS基本培养基, 添加0. 2 mg / L6 - 苄氨基嘌呤 ( 6 - BA) 、0. 02mg / L - 萘乙酸 ( NAA) 、3% 蔗糖和0. 65% 琼脂, p H 5. 6~ 5. 8; 生根培养基为1 /2MS基本培养基 ( 大量元素浓度减半) , 添加0. 01mg/LNAA、1% 蔗糖和0. 65% 琼脂, p H 5. 6 ~5. 8。按照高中教材介绍的方法配制培养基母液、培养基及其高温灭菌。所用的用具为高压蒸气灭菌锅、超净工作台、酒精灯和接种工具等等。教师通过具体的探究性实验运用, 在学生实验步骤中, 通过对烟草幼叶等形成整体的运用, 学生掌握相应的技巧, 对于材料、工具的选用, 主要是先用70% 乙醇浸泡30s, 再用10% 次氯酸钠溶液表面消毒6min, 然后用无菌水清洗3次。把消毒后的叶片放在无菌培养皿中, 剪成0. 5 cm2大小, 接种到脱分化和再分化MS培养基上, 每个三角瓶中放置4个叶外植体。通过这样的实验方法运用, 学生的探究性学习兴趣提升, 为学生下一步的综合学习提供良好的平台, 也能在整个教学过程中构建一种全面化的教学手段。
2. 具体步骤的简化
在植物组织实验培养的步骤优化上, 通过选用相应的材料, 尤其是在采取根茎叶以及种子的基础上, 形成细化的效果运用, 学生在教师的指导下, 形成材料选用的精准化, 这样, 对于整个培养效果有很大的作用。其中, 在对于无病毒苗的切块运用上, 一般是0. 5cm上下。在具体的步骤中, 通过探究性方法的运用, 可以大大缩短整个实验步骤。一是注重培养材料的消毒。在综合性消毒的基础上, 将材料用流水冲洗干净, 在无菌环境下将材料放入到70% 酒精中浸泡30s ~ 60s, 取出无菌水进行冲洗, 这样, 形成材料选用的代表性。二是制备外植体。对于已经消毒的材料, 教师要有针对性地进行教学引导, 培养学生在实验中的综合能力, 尤其是在无菌刀、剪等作用下, 将芽的鳞片、嫩枝等去掉, 叶片不需要剥皮, 切成0. 2至0. 5cm厚的小片, 这样, 可以形成相对的制备外植体。三是在接种与培养上, 要注重温度的控制, 在无菌的环境下, 对于较好的外植体可以有效地接在培养基上, 每一个瓶子可以接种4到10个左右。同时, 要注意瓶子的封口, 对于接种后的瓶子要用无菌胶带进行封口, 加强对温度的整体控制, 一般保持在25摄氏度, 当然, 也要结合不同花卉种类进行相应的区别对待。
3. 示范引导的自主意识
植物组织培养实验是一个教学创新过程的示范引导作用, 在教学过程中, 教师要围绕植物组织培养实验的创新需要, 采用启发式的教学手段, 形成对学生创造力、想象力的培养模式。教师积极发挥出示范引导的作用, 在具体的指导过程中, 帮助学生对植物组织的实验对象、实验材料、准备工作、步骤方法等形成系统化的服务模式, 突出“新”与“活”, 在做好示范动作与实验要领的掌握中, 让学生自主地参与到整个实验过程之中, 教师采用讲解、示范、练习等方式, 掌握好实验的技巧性, 在学生综合性掌握植物组织培养实验步骤的基础上, 形成主动思维的运用, 在启发式教学的作用下, 充分调动学生的积极性, 创造性的形成知识与智力发展的融合, 具有很大教学效果。例如, 当课堂教学接近尾声时, 可以展示几张有代表性的植物培养实验图片, 要求学生独立欣赏, 写下感受。结果显示学生面对世界各地的实验效果表现得依旧出色, 不仅能够轻松回答出人文内涵、表现手法、所处环境等相关学科知识, 还能积极地提出自己的看法。例如, 在课外探究教学中, 让学生观察校园里的松树、柏树, 再出示实验培养的成果, 学生通过观察、讨论, 一致觉得现实中的植物色彩更鲜艳, 形象更生动, 但实验中的松柏显得更有精神, 意境更美。由此, 教师就可以明确, 在植物培养实验中, 要追求科学的教学手段。通过这样的活动, 学生对植物组织培养有了进一步的理解, 而整个过程, 学生都是兴趣盎然, 热情参与的。这就为接下来的自主实验打了一个很好的基础。
三、实验步骤简化与探究性学习的综合
1. 进一步在实验步骤中形成探究式思维
在植物组织培养实验的步骤中, 要形成探究式实验方式的运用, 从目前的组织培养过程来看, 要形成组织实验培养的需要方式, 主要从三个方面着手, 就是脱分化培养基、生芽培养基、生根培养基, 在对培养基形成精准的分析之后, 尤其是探究式教学过程中, 可以采用其中的两种方式形成培养基, 从目前的实验步骤来看, 可以形成优化的实验步骤, 这样, 形成整个探究式教学的创新。譬如, 在具体的实验运用中, 采用脱分化和再分化培养基的实验方式, 在进行实验培养的过程中, 发现有长出不定芽的情况下, 然后使用生根培养基的方式, 学生在无根试管苗生根形成中有完整的植株, 这样更加全面地完成实验培养过程。在这样过程中, 可以有效地提高整个工作效率。
2. 注重光与温度的影响效果
在植物组织培养实验过程中, 要注重多方面的综合因素, 在考虑消毒、灭菌等因素上, 还要考虑PH、温度、光照以及植物激素方面的因素, 这样可以在整个实验过程中形成试管生长发育的影响因素控制。因此, 在整个实验培养组织过程中, 可以形成室内光照条件下的实验因素, 在叶绿素合成减少的情况下, 试管苗就会成为黄化苗, 因此, 在整个组织培养实验过程中, 要研究光照的因素。例如, 在烟草组织培养的过程中, 温度升高作用下, 就会造成细胞内代谢作用加强, 可以增强不定芽增殖与试管苗的生长, 这样, 在严格注重温度的过程中, 可以形成学生生态化的教学模式, 教师在探究教学过程中, 展示出生态因素与温度对植物的影响, 可以起到良好的教学效果。
四、结语
通过对植物组织实验步骤的简化, 可以形成相对科学有效的实验效果, 尤其是整个实验过程中, 结合探究性学习方法的运用, 将学生自主探究的心理需求与实验步骤融合到一起, 可以使学生在植物组织培养实验中形成切身的感受, 在植物组织培养实验中形成更大的艺术效果, 更加有助于增强实验的针对性与学生整体能力的提升。
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