在中学建立植物组织培养实验室的设想
来源:用户上传
作者:
摘 要：近年来植物组织培养技术得到迅猛发展，已渗透到生物学科的各个领域，成为生物学科中的重要研究手段之一，并广泛应用于农业、林业等诸领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，成为当代生物科学中最有生命力的一门学科。在中学建立植物组织培养室在客观上有了需求。试图从一个中学一线教师的角度就中学建立组培室的可行性、现实需求性、建立的意义等方面做一点有益的思考，就实验室的功能室构成与建立提供一些粗浅的建议。
关键词：中学;植物组织培养;组培实验室;设想;分布图
植物组织培养（Plant tissue culture）是指在无菌条件下，将离体的植物器官（根、茎、叶、花等）、组织（如形成层、花粉或花药等）、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适当的温度、光照等培养条件，使其长成完整的植株的一门技术。1958年，美国植物学家斯图尔德（F. C. Steward）等人，用胡萝卜韧皮部的细胞进行培养，终于得到了完整植株，并且这一植株能够开花结果，证实了细胞全能性的预言，这是植物组织培养技术实践的开端。60多年来，植物组织培养技术得到迅速发展，植物快速繁殖、无病毒种苗生产获得显著的经济效益;同时为挽救珍稀濒危物种提供可能;可以解决药用野生植物资源短缺问题。这一技术被日益广泛应用于农业、林业、工业和医药业，在产生巨大经济效益和社会效益的同时，也成为最具生命力的一门新型学科。
随着中国教育改革的不断深入和新课改全面实施，国家逐步加大了对基础教育的财政支持力度，由此在中学建立植物组织培养室在客观上有了依据。本文试图从一个中学一线教师的角度就中学建立组培室的基础、可行性、需求性以及建立的意义诸方面做一个初步的探讨，以抛砖引玉，并为组培室最终进入中学校园做一点微薄的贡献。
一、在中学建立组培实验室的意义
（一）为了适应新课改的需求——教学实施
1.普通高中课程标准实验教科书《生物（选修1）生物技术实践》专题3 “植物的组织培养技术”中有两个课题：课题1，菊花的组织培养（P31-36）;课题2，月季的花药培养（P37-40）。这都涉及植物组织培养技术的实践，必须在组培实验室中完成。
2.普通高中课程标准实验教科书《生物（选修3）现代生物科技专题》专题2 细胞工程2.1 植物细胞工程2.1.1 植物细胞工程的基本技术“实验 胡萝卜的组织培养”，也要在组培实验室中完成。
（二）学校通用技术选修课的要求——学科渗透
《高中通用技术选修4：现代农业技术》专题3“无土栽培”可以和组织培养实验室共用化学实验室和温室。
（三）满足生物兴趣小组的要求——课外研究
让少部分学有所长、学有所专的学生能够直接参与到科学探究实践中，不仅为其进一步发展奠定坚实的基础，更让素质教育全面落到实处。如果今后能够良性发展（若能与本地大学的相关学院和学科建立联系），则非常有利于学生的后续发展。
二、组培室建立的条件即可行性
（一）原有实验室及设备器材的有效利用
1.原有实验室的改造：在现有条件下，为节约成本，可以将生物实验室改造为适应植物组织培养的化学实验室，面积较大，可以容纳更多的学生进行实验，也非常便于原有实验台、水池、照明系统等的再利用。
2.实验室中已有设备与仪器工具的利用。如温箱、玻璃器皿（试管、三角瓶、培养皿等）、操作工具（解剖刀——动物实验已经不再广泛开展、接种针）。
（二）新教学楼顶楼教室的改造以及楼顶建立温室。这一方面充分利用了学校现有场地和资源，另一方面充分利用自然光源，节省成本。
（三）应该是可以核算出一个小型组培室的成本的，但由于自己所占有的资料有限，对相关建筑材料和仪器设备的价格了解有限，就个人而言很难给出确切的核算，可以聘请相关的专业人士或与相关的商家取得联系。
三、组培实验室的建立
（一）分布图设计（自己绘图）
组培室最好选择在空气清新、光线充足、通风良好、环境清洁、水电齐备、交通便利的地方。尽量避开各种污染源，以利于组培的顺利进行，降低培养过程的污染率。对于中学而言，最好因地制宜地利用现有房舍，进行改造，做到因陋就简，既能开展研究，也不会花费过多。
1.为减少污染，组织培养室要设走道，人员从外边进入，先经过一个缓冲区（f）;
2.培养室最好建在南面，两面采光，加大窗户，尽量考虑到利用自然光。
3.接种室应尽量小一点，但要考虑超净工作台的宽度，故门应该设计成双扇滑门。
4.培养室也不宜过大，门应该设计为滑门，便于保温，节省能源。
（二）实驗室组成
1.化学实验室
药品的贮备、称量、溶解;培养基的配制、分装、包扎;植物材料的预处理等。要求宽敞明亮，便于多放置实验台和相关设备，可使多人同时工作——学生实验室。通风条件要好，地面应进行防滑处理。应具备工作台、药品柜（存放药品）、防尘橱（放置培养容器）、水池、冰箱（贮藏母液）、天平（称量：分析天平、扭力天平、托盘天平）、加热器（溶解琼脂，一般选用电炉）、蒸馏水器、酸度计等。
可在房间的角落设置换气窗和水槽，用于器具的洗涤、干燥、保存;培养基和培养器皿的灭菌。
2.缓冲间（准备室）
在无菌室外留出一过道或走廊，应该设置鞋架、衣帽挂钩，用于放置实验用拖鞋（也可用一次性鞋套代替）、工作服、工作帽。
3.接种室
这是植物组织培养最重要的功能室，用于材料的消毒、接种、培养物的转移、试管苗的继代等无菌操作。一般面积相对要小一些，10平方米以内为宜。 （1）无菌操作间
强调密封性，环境干燥，光照充足;墙面与地面材料要能防腐蚀，易于消毒;配置推拉门，安装紫外灭菌灯，要安装空调等温控设备;还需要超净工作台（或接种箱）、接种器械（镊子、剪刀、解剖刀、接种针、接种环、酒精灯、试管架等）、整套灭菌接种玻璃器皿、药品等。
（2）超净工作台
超净工作台可基本满足植物组织培养技术对局部工作区域洁净度的需求，其工作原理是通过风机将空气吸入预过滤器，经由静压箱进入高效过滤器过滤，将过滤后的空气以垂直或水平气流的状态送出，使操作区域达到百级洁净度，保证生产对环境洁净度的要求。
超净工作台的优点是操作方便舒适、工作效率高、预备时间短;在组织培养等工厂化生产中，接种工作量很大，需经常长久地工作，超净工作台是理想的选择。为减少成本，可用接种箱代替超净工作台，但效率较低，污染率会增高。
4.温控光培养室
培养接种物及试管苗的场所，应满足必需的温度、湿度和通风等条件。可分为光培养室和暗培养室。
光培养室首先要有照明设施，可在屋顶安装日光灯，但为节省成本、提倡环保，最好要设计为塑料大棚或玻璃温室，可以将温室建在教学楼顶。其次需要培养架（能控制温度、光照、湿度）、温度计、湿度计、室内控温设备等。
暗培养室可参照光培养室设置，用于组织的脱分化等无光
培养。
5.辅助实验室（中学目前可能很难设立）
细胞培养室、显微镜室等。
四、组培室的管理与使用
（一）建立专人管理制度——实验员
实验室的日常管理（卫生清理、设备维护、日常消毒等）;学生实验的准备（药品提供、仪器用具的配给、实验小组的统筹安排等）;与其他相关单位的联络与交流等。在条件成熟后组培室可向社会开放：与一些本地大学的组培室建立长期合作关系，既可以获得技术上的指导（可以不设一些实验室，如辅助实验室中的细胞学实验室和生化分析实验室，直接利用大学内先进的高价仪器，节省成本），也可以适当进行业务合作（让中学生兴趣小组进入大学实验室中参与真正的科学研究），这样一旦形成良性互动，不仅有利于学生的培养，更重要的是，也可以让实验室的利用效率最大化，更可能打开另一扇中学生走向社会的大门。
（二）积极开展学生实验——实验室
如前所述，植物组培是新课改的主要内容之一，所以中学所建立的组培室主要为新课程服务，为学生展开自主性实验服务，应该尽量让每个孩子都有机会亲自参与组织培养的全过程，在体验中学习，在实践中思考，并最终可以看到自己的成果。但要给学生交代清楚实验室守则和安全意识，主要是要强调学生的自身安全;另外也要顾及实验室仪器、装备、器皿等的安全，同时要强调避免造成實验室大面积污染。
（三）教师进行实践的场所——研究室
完备的设施和先进的仪器，为教师进行研究性教学提供了有力支持，可为教师向研究型、学者型转化奠定坚实的基础，并成为师生研究性学习的前沿阵地。
心有多远，梦想就有多远。让我们迎改革开放之春风，挟教育改革之利剑，为组培室早日进入中学课堂而努力奋斗！
参考文献：
曹孜义，刘国民.实用植物组织培养技术教程[M].甘肃科学技术出版社，2003.
作者简介：袁伟民（1976—），男，汉族，甘肃榆中人，中学一级教师，兰州第五中学学生处副主任，本科，研究方向：高中生物教学工作;关注高中生物新课程改革、全国初高中新课改、中学生思想道德建设等的动向。
编辑 郭小琴
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14996050.htm
