原创《植物组织培养技术实践》校本教材Word格式.docx

1、植物组织培养技术实践一书的编写正是顺应国家改革的大势所趋。全书共分为三章，第一章是对植物组织培养技术概况以及我校植物细胞工程实验室的介绍，意在让学生了解并大体熟悉植物组织培养技术的基本情况。第二章重点剖析了本课程的相关目标、简介、实施和评价情况，旨在告知学生课程的大体概况。第三章分为10小节，详细介绍分析植物组织培养技术的基本操作知识，主要是为参与课程的学生提供研究方法和基本思路，为发挥学生的创造力做好铺垫。全书遵循“科学化、素质化、流程化”的原则编写。由于时间仓促，能力有限，书中难免有疏漏之处，敬请专家、同行不吝赐教。第一章 简介一、植物组织培养技术简介.（1）二、南安国光中学植物细胞工程实

2、验室简介.（3）第二章 课程一、课程目标.（6）二、课程简介.（6）三、课程实施.（7）四、课程评价.（7）第三章 实践第1节 植物组织培养的理论基础.（8）第2节 实验室布置和常用仪器的使用.（11）第3节 实验器具的消毒.（19）第4节 培养基及其配制.（22）第5节 外植体的选择和接种.（29）第6节 脱分化培养.（33）第7节 再分化培养.（38）第8节 炼苗.（41）第9节 大田种植.（44）第10节 常见问题及对策.（46）一、植物组织培养技术简介（一）植物细胞的全能性所谓植物细胞的全能性，就是指植物的每个细胞都具有该植物的全部遗传信息和发育成完整植株的能力。一切植物都是由细胞和细

3、胞产物所构成的。在植物的生长发育中，一个受精卵可以发育成为具有完整形态、结构和功能的植株，这就是全能性，就是该受精卵具有该物种全部遗传信息的表现。同样，植物的体细胞是从合子的有丝分裂产生的，也具有全能性，具备着遗传信息的传递、转录和翻译的能力。在一个完整的植株上某部分的体细胞只表现一定的形态，承受一定的功能，这是由于它们受到具体器官或组织所在环境的束缚，而其遗传潜力并没有丧失。一旦它脱离原来所在的器官或组织，成为离体状态，在一定的营养、激素和外界条件的作用下，就可能表现出全能性而生长发育成完整的植株。（二）植物组织培养的概念植物组织培养是指通过无菌操作，把植物的外植体接种于人工配置的培养基上，

4、在人工控制的条件下进行培养，使其成为完整植株的方法。（如图）外植体是指用于植物组织培养的接种材料，它包括植物体的各个器官、组织、细胞和原生质体等。从理论上说，所有的植物细胞与组织材料都能培养成功。但实际上接种的外植体不同，培养的难易程度也不同。（三）植物组织培养的类型根据接种的外植体不同分为五类。1.胚胎培养指把原胚或成熟胚、胚乳、胚珠或子房分离出来，在人工合成的培养基上培养，使其成为正常的植株。2.器官培养指分离茎尖、茎段、根尖、根、叶片、叶原基、子叶、花瓣、花药或花粉、果实等作为外植体，在人工合成的培养基上培养，使其发育成完整的植株。3.组织培养指分离植物体的各部分组织，如分生组织、形成层

5、组织或其它组织来进行培养，或采用从植物器官培养产生的愈伤组织来培养，通过分化诱导再生最后形成植株。这是狭义的组织培养。4.细胞培养包括单细胞、多细胞或悬浮细胞和细胞的遗传转化体的培养等。5.原生质体培养包括原生质体、原生质融合体和原生质体的遗传转化体的培养等。根据培养的过程分：1初代培养（第一代培养）:指将从植物体上分离下来外植体作第一次培养。2继代培养:指第一次培养以后将培养物转移到新的培养基上进行培养。根据培养基态相不同分：1固体培养指在培养基中加凝固剂（多为琼脂）的组织培养。2液体培养指在培养基中不加凝固剂的组织培养。（四）植物组织培养的前景植物组织培养能够在很短的时间内由一个外植体（外

6、植体包括茎尖、根、茎、叶、花器官或一个细胞等材料）繁殖出比常规繁殖多几百倍甚至上万倍的与母体遗传性状相同而更健康的小植株，其标准可达到大田生产种苗的要求。因此，植物组织培养是当前生物工程中应用最广泛、最有效的技术和方法，在园艺农林、药用植物生产等方面得到广泛的应用。必将给整个农业的生产带来革命性的深远影响。随着植物组织培养基础理论研究的深入，发展更为迅速，应用范围也越来越广，它在细胞学、细胞生物学、分子生物学、遗传学、育种学、生理学、生物化学、药物学以及农学、园艺、林学等学科上具有重要作用。众所周知，植物的各种器官、组织和细胞，在正常情况下是受各种组织、细胞的相互制约、相互作用和相互影响的。因

7、此，如果以完整的植物体来研究器官的发生、形态建成的机理、影响器官发生的因素以及生理生化上的变化等问题是极其困难的，并有极大的局限性。而植物克隆可以克服上述不足，这是因为：一方面植物材料是离体的，它能够减少组织和细胞间的相互干扰；另一方面，在植物克隆中几乎所有条件都是人为控制的，影响组织和细胞活动的环境因素在一定程度上是可预知的，从而更有利于对器官、组织和细胞变化规律的研究，也弥补了在自然条件下利用植物体进行研究的缺陷，因此植物克隆在生物学的研究中占有越来越重要的位置。植物组织培养快速繁殖不仅可用于常规无性繁殖的植物，而且还用于常规方法难以繁殖的植物，例如有性杂交不亲和与不育基因型植物的繁殖。在

8、转基因植物的快速繁殖，以及繁殖大批遗传性状一致的亲本供大规模杂交制种，大量繁殖果树、花卉、蔬菜、作物、药材等种苗，尤其在抢救与繁殖珍、稀、濒危植物等方面效果更佳。植物克隆技术因其环境因素可人工控制，繁殖周期短、速度快、效率高，可周年生产，节省材料，脱去病毒，提高优良性状等优势，在植物优良品种的快速繁殖及推广方面取得了巨大的成功。植物组织培养已广泛的应用于林果、花卉、蔬菜、作物、药材等产业，彻底改变了传统的苗木、花卉生产繁殖靠种子、扦插、嫁接等方法，能够迅速推广名、特、新、优品种，极大地满足国内外大市场对高产量、高效率、高品质的消费需求。二、南安国光中学植物细胞工程实验室简介南安国光中学植物细胞

9、工程实验室创建于2010年,建筑面积约130平方米，较大型仪器设备总数40余台,价值50余万元。实验室涵盖了制备区、缓冲区、细胞工程操作室、无菌操作室、组织培养室五大功能分区。（一）常用仪器设备（二）（二）实验室发展情况目前，根据福建省多样化办学的相关指导思想，在学校的大力支持下，由生物教研组主导，面向全校学生开设了相关的研究性学习课程和校本课程，重点开展了包括胡萝卜、金线莲、石竹、玫瑰在内的多种植物的组织培养，并获得了成功。新时期，为进一步落实课程标准（2017版）中关于“科学探究”、“社会责任”等核心素养，实验室将探索更多培养途径、培养材料，与发展学生素养接轨、与生活接轨、与市场接轨。一、

10、课程目标我国对基础教育高中阶段培养目标的界定是：高中教育在义务教育的基础上进一步提高学生思想道德素质、科学文化素质、身体心理素质，并且使学生的个性得到健康的发展，为培养社会主义建设者和接班人奠定良好的基础。其中，德育方面要求具有为国家富强和人民富裕而艰苦奋斗的献身精神，树立辩证唯物主义和历史唯物主义的观点；智育方面则要求要发展学生的志趣、特长，培养学生具有不断追求新知识的热忱以及自学能力和分析问题、解决问题的能力，具有实事求是、独立思考、勇于创造的科学精神；在劳动技术教育方面要求使学生具有劳动观点、劳动习惯和学习生产技术的兴趣，掌握现代生产技术的一些基础知识和基本技能，学会使用一般的生产工具，

11、掌握组织生产和管理生产的初步知识和技能。同时，我校以“光前精神”立校，办学思想是“手脑并用、文理并重、和谐发展”，学校的课程目标紧密围绕“光前精神”，努力培养德、智、体、美和谐发展的新时代中学生，尤其注重学习与实践相结合。植物组织培养技术实践的校本课程是基于以上国家课程目标，同时结合学校的课程目标开展实施。该校本课程的具体课程目标主要有：1.丰富学生的学习内容，提高学生的学习兴趣。2.使学生初步具有爱科学、学科学、用科学的思想和科学致富的意识。3.深化生物学核心素养，培养学生科学探究、科学思维能力。4.了解社会需求，尝试将理论知识用于实践；真正做到教学过程重实践，深化STEAM教育对学生的影响

12、。5.在实践中逐步培养自主探究、发现问题、解决问题的良好意识和克服困难的意志品质。二、课程简介植物组织培养技术实践的校本课程通过借助植物细胞的全能性，利用国光中学植物细胞工程实验室，重点开展常见植物的组织培养，实现实验室大批量培养种苗的目的。同时尝试开展经济种苗的育苗实验，比如多彩多肉植物的植物组织培养，一定程度上实现经济效益。课程主要内容包括：相关理论学习配制培养基与灭菌脱分化接种和培养再分化接种与培养植株驯化炼苗种植。三、课程实施1.开展形式：以8人左右的研究小组为单位开展本课程，设立小组长，实行教师引导、小组长领导负责制，组员分工合作，共同提高。2.课时计划：按照学校课表安排的校本课程和研究性学习的时间，以及周末的时间进行。3.教学场地：国光中学植物工程实验室和多媒体教室。4.课程设备：相关多媒体教学设备、实验设备、实验药品、实验耗材等。 四、课程评价（一）学校评价1.校本课程评价领导小组检查评价。2.定期组织教研组评价教学。（二）教师评价1.教师教学有计划、有安排、有考勤。2.教师保存实验室使用记录、课程实施照片、课程实施过程记录、课程成果照片等。（三）学生评价1.侧重态度、创新能力和操作技能，多进行分析性评价；以档案袋、成绩册、记分等方式对每位学生的表现简单记录，作为评价依据。2.学生通过小组合作，进行培养成果展示、评比。