基于选修教材的“植物组织培养”课程开发

ｌ 开 发 思路
１ ． １ 组 织培养材料 的再开发
对 于植 物 组织培 养这
１ ． ２ 实验 设计 的再 改进
理论 上植物 体 的任 何一 个
个实验 ， 教材 中的实验材料是较为 常见 的菊 花 ， 由于 菊
细胞 、 组 织或器官都Βιβλιοθήκη Baidu 以诱导形成愈 伤组织 。但是 ， 诱 导率却 有所不 同， 诱 导率 的高 低对 于植物 组织 培养 成
量试 管苗 ， 由此 扩大生产可用于工厂化 育苗 ； 与其他 的 无性 繁殖方式 如扦插 相 比 ， 植 物 组织 培 养 的繁殖 系数
比扦 插繁殖 高 ； 植 物 组织培 养适 合那 些 不能 进行 有性
材 中也选用这 种培养基 ， 该培养基有大量元 素 、 微量 元 素、 有机成分 和激 素 四种成分 。前 三种 成分 不 同植 物
在预实验 中设计 了３
种不同的诱导 生成 愈伤组 织 的培 养 基 Ｍ Ｓ＋６一Ｂ Ａ ２ ．
０ ｍｇ ／Ｌ＋ Ｉ ＡＡ０． ２ ５ ｍｇ ／Ｌ、 ＭＳ＋６ 一ＢＡ１ ． ０ｍｇ ／ Ｌ＋Ｉ ＡＡ０．
本课程开设 时间 为一学期 ， 初步安 排 ｌ ６课 时 （ 表
１ ） ， 每周 ２节课连上 ， 按照选修学生人数的多少适 当分 组； 既有教 师实验操作 指 导 ， 要求 全体成 员参加 ， 培 养
紫 景天（ Ｓ ｅ ｄ ｕ ｍ ｐ ｕ ｒ ｐ ｕ ｒ ｅ ｕ ｍ） 是一种生长在北方 的野 生 花卉 ， 为景天科 ， 景天 属 ， 多年生 野生草 本植 物 。它 具有 生长快 、 花期 长、 抗 旱能力 和适应 性 强 ， 种植 周 期 短、 经 济效益 好等优点 ， 有望成为 园林绿化 植物 中的一 支新 秀 ， 通过 引种 驯化 可作 为南方地 区新 的 园林 绿 化 植物 品种 开发利用 。对于经济发达且十分 重视环境 保 护的宁波市来 说 ， 开发 、 种植紫景天对于 丰富本地 园林 花卉 品种 ， 增 加农 民经济收入 ， 节省浇灌用水 和降低 绿 化成本有 着重要 的意 义 。同时 ， 通过该 课程 的学 习和 研究也让 学 生认 识 到科 学研 究 与 经济 社 会 的 紧密 联
备注 全 体成 员 全体成员
３ ． ３ ． ２ 外植体 的筛选
选择茎尖 、 嫩茎和 嫩叶作为外
植物 组 织 培 养 实 验 室 参 １ 观、 相关 仪器 的 介绍 和 使
用 指 导
植体分 别接种到筛选 后 的愈伤 组织 培养 基上 ， 根据形 成愈 伤组织的情况 ， 筛 选最 佳 的诱导 愈伤 组织 生成 的
随 着浙江 省普通 高 中新 一轮 课程 改革 的实施 ， 要
必 要性 的 。
求普通 高 中教师在原有的必修课程基础 上 开设各类选
修课程 ， 以适 应学生多样化发展 ， 因此 对于 每位教师来 说， 开发 和开设好一 门精品选修课迫 在眉 睫 ， 这也对 教 师 自身 提 出了更高的要求 。当前浙江 省普通 高 中生 物
２
２ ２ ２
全体成员
全体成 员
５ 愈伤 组织的观察及继代培 养 ６ 生芽培养及探究最适生 芽 培养基配 比 ７ 生根培养及探究最适生 根 培养基配 比
生芽培养基 ： 依据前期实 验的经验 ， 引导 学生设计
一
分组活 动 分组 活动
系列不 同配 比的培养基 ； 预实 验 中诱 导 紫景 天生芽 ＋Ｉ Ａ Ａ（ ０ ． １ 、 ０ ． ２ ５ 、 ０ ． ５ ｍ ｇ ／ Ｌ ） ９种 和添加 Ｋ Ｔ和 ｚ Ｔ的对
求答案 ， 感 兴趣 的学生 可 以和 教 师一 起来 了解 这 方面
基础知识的层 面上发 散思维 的结果 。学 生此 问题 的提
出就是发散思维灵 活性的体现 ， 一般在善 于思考 的学 生
身上体现 出来 。教师对此问题很多没有一定的答案 ， 学 生提出的问题可能在科学界研究的也不多 ， 对 这样 的学 生， 教 师应该 多给予表扬鼓 励 ， 同时培养 他们对科 学 的 热爱 ， 引导他们将来投身科学事业的人生定位。
・
ｌ ８・
生物 学教 学 ２ ０ １ ３ 年（ 第３ ８ 卷） 第９ 期 是Ｍ Ｓ基本培 养基 ， 附加各种 激 素 Ｋ Ｔ （ ０ ． ５ ｍ ｇ ／ Ｌ ） 、 Ｚ Ｔ
（ ０ ． ５ ｍ ｇ ／ Ｌ ） ， 每 升培 养基加 蔗糖 ３ ０ ｇ ， 琼脂 ８ ｇ ， 各 种培
生 物 学 教学 ２ ０ １ ３ 年（ 第３ ８ 卷） 第９ 期
基 于选 修 教 材 的 “ 植物组织培 养’ ’ 课 程 开 发
周健 博 （ 浙 江 省 宁 波 市 鄞 州 高 级中 学 ３ １ ５ １ ９ ４ ）
摘 要 本文以浙科版高中生物学选修课程 “ 植物组织培养” 为基础 ， 从组培材料到实验 设计均进行 了改进 ， 旨在培养学生学 习生 物 学的兴趣 ， 提高学生动手实践 、 实验探究及试验设 ‘ 的能力 ， 时为学生 的多样化发展 打下基 础。 关键 词 高中生物学 选修课程 植物组织培养 开发
生 自己得 出结论 ， 形成实验报告。 试管苗炼苗和移 栽是组 织培 养 的最后 阶段 ， 往 往 也是最容易忽略的过程 。在这个环节可 以引导学 生找 出炼苗和移栽 的最佳 实验 条件 ， 如 温度 、 炼苗 天 数 、 试 管 中加水的量等都可能影响最终试管苗 的成活率 。让 学生 自行设计对 照实 验 ， 真正 在实践 操作 中认识 到 自 变量 、 因变量 、 无关变量在试验设计 中的作用。
样 满 腹疑问 ， 平 时接触 这样 的知 识确 实 很少 。因此 也 可先及 时表扬提 出 问题 的学 生 ， 并鼓 励对 此 问题感 兴 趣 的学 生课 下查找资料或者 同学 间分析讨 论做 出一定 的假设 。这样的 问题实 际是课 堂 教学 的 广度 延伸 ， 不 适于在课 堂上解 决 ， 也不 要求 课 下所 有 的学 生都 去探
３ ． ２ 教 师解决方法 对此问题 ， 教 师也可 能和学 生一
同培养基 配方的配制 ， 通过小组对 比最后 的结 果 让 学
的知识 。所 以 ， 学生生 成性 问题 的提 出也是 促 进师 生
共 同进 步的一 个途径 。
３ ． ３ 问题 产生的原 因分析及 对策
这是学 生在掌握 了
２ 实验 内容 与 课 时安 排
养基 的 ｐ Ｈ值均 为 ５ ． ８ 。设计光 照强度 ２ ０ ０ ０ Ｌ Ｘ进行培
养， 温度在 ２ ２ ℃（± ２ ￣ Ｃ） 。 ３ ． ３ 愈伤 组织 培养 外植 体的筛选过程 ： 包括 愈伤 组织培 养基 的筛选 和
３ ． ３ ． １ 愈伤 组织培 养基 的 筛选
哪里等 ， 教材 均没有 说 明。植 物组 织 培养 是一 种无 性 繁殖方式 ， 与有性 生殖相 比 ， 这 种方式能 快速 繁殖大批
适合 的外植 体 ， 通过 比较 形成 愈伤组 织 的情况 来寻 找 答案 。这样 做既有 利于 培养学 生科学 的探 究 精神 ， 又
能提高组 培的成功率 。 植物组织 培 养所 用 培养 基一 般 为 Ｍ Ｓ培养 基 ， 教
激素配 比。
３ ． １ 外植体的选择 与消毒 、 接种
取事 先培养在实 验
室 中盆栽 紫景 天 ， 选 择生 长旺盛 的茎尖 、 嫩茎 和嫩 叶 ，
设计 生根培养基配 比： Ｍ Ｓ＋Ｉ Ａ Ａ （ ０ ． ４ 、 ０ ． ７ 、 １ ． ０ 、 １ ． ３ ｍ ｇ ／ Ｌ ） ４种 ， ＭＳ＋Ｎ Ａ Ａ（ ０ ． ０ ５ 、 ０ ． １ 、 ０ ． ２ 、 ０ ． ５ ｍ ｇ ／ Ｌ） ４ 种， １ ／ ２ ＭＳ ＋Ｉ Ａ Ａ（ ０ ． ４ 、 ０ ． ７ 、 １ ． ０ 、 １ ． ３ ｍ Ｌ） ４种 和 １ ／
外植体 。此过 程可 以让 学 生 观 察结 果 后 自行 得 出 结
论。
２ Ｍ Ｓ培养基 母 液配 制和 保 存
３ Ｍ Ｓ固体 培养 基 的配制 和 培养 用具的灭菌
外植 体 的消 毒 、 超净 工 作 ４ 台的使用和培养室条件 的
设 置
２
全体成员
３ ． ４ 生 芽培养
组织培养 的差 别不 大 ， 但 是激 素 的配 比对 于不 同植 物 组织培养 的影响较 大 ， 很 大程 度上会 影响 愈伤 组织 的
生殖 的植物 ， 并且其成本较 高 ， 所 以经 常用 于那 些名贵 花木 的快速繁 殖 ， 如 蝴蝶 兰、 大 花蕙 兰等 ； 或者 是适 合 用 于开发 园林 植物 的新 品种 ， 如 野生 花 卉紫 景天 由于
学生的动手能力 ， 又有学生 分组 活动巩 固实验操作 ， 并 且培养他们 的实验设计 和实验探究 能力 。
表 １ 课时安排
２ ５ ｍｇ ／ Ｌ和 Ｍ Ｓ＋６一Ｂ Ａ ０ ． ５ ｍ ｇ ／ Ｌ＋Ｉ Ａ Ａ ０ ． ２ ５ ｍ ｇ ／ Ｌ ， 分另 ０
选 用 了嫩茎和茎尖作为外植体进行诱 导生成愈 伤组织
系。
学科使用 的是 浙 科版 教 材 ， 其 中选 修 １ 《 生 物技 术实
践》 模块 属于原有的 Ｉ Ｂ模块 ， 该 模块 是 以学 生动手 做 实验 为主的课程 。教材的第 四部分编 写 了植 物组织 培
养实验 ， 该实 验属于现代生物技术范 畴 ， 对 于高 中学 生
来讲难 度较大 。对此 ， 笔者基 于教材 这部 分 内容 进行 再开发 ， 并 作为一 门新的选修课程进行建 设 。
功与否至关重要 。该 部分可 以引导学生探究 和寻找 最
花是草本植 物 ， 相对 诱导形 成愈伤组织 较容 易 ， 实验成 功率也较高 ， 但 是学 生会 提出疑问 ， 为什 么要用 菊花做 植 物组织培 养？什么样 的植 物适 合用组 织培 养的方式 繁殖 ？植物组 织培养在植 物快速繁殖 中的优 势到底在
的培养 ， 经过 前 期 的试 验 ， 发现选用 Ｍ Ｓ＋６一Ｂ Ａ ２ ． ０ ｍ ｇ ／ Ｌ＋Ｉ Ａ Ａ ０ ． ２ ５ ｍ ｇ ／ Ｌ作 为培 养基 时 ， 茎尖 和 嫩 茎 皆 形成愈 伤组织 ， 而 另两种 培养基则 不能形成愈伤组织 。
次序
实验内容
课 时安排 ２ ２
不 能产生种子 ， 因而无法进行有性 繁殖 ， 所 以对 紫景天
形成 、 生根 和生芽培养 ， 所以摸索出适合紫 景天组织 培
养 的诱导愈 伤组 织、 生根 和生 芽 的最适 培 养基 配方 是 实验成功 的又一关键 。该过程需要让学生 分组进行 不
进行 组织培养技 术的研究 还是 有其一定 的实 际价 值和 水 中呼吸的特 征时 ， 有学生 提 出 ： 深海 中氧气 较少 ， 深 海 鱼和浅海鱼呼 吸有什 么不 同的地方吗 ？
Ｌ ） ９种 ， 共 １ ８ 种。
３ 组织培养实验操作的再改进
教材 中的实验步骤较为简单 ， 可操作性 不强 ， 根据
３ ． ５ 生根培 养
将 由愈伤组 织通 过培养诱 导 生成的
实验 内容及课 时安排 ， 结 合实 际可对 各操 作步骤进 行
细化 。
芽转至不 同生根 培养基 进行 生根 培养 ， 指导 分组 学生 根据不 同生根情况筛选最合适 的培养基及不 同浓度 的
所采用 的培 养基 为 ： Ｍ Ｓ＋６一Ｂ Ａ （ ０ ． ５ 、 １ ． ０ 、 ２ ． ０ ｍ ｇ ／ Ｌ ） 照组 培养基 ： Ｍ Ｓ＋ ６一Ｂ Ａ（ ０ ． ５ 、 Ｉ ． ０ 、 ２ ． ０ ｍ ｇ ／ Ｌ ）＋Ｉ Ａ Ａ
８ 炼苗和移栽
２
全 体成员
（ ０ ． １ 、 ０ ． ２ ５ 、 ０ ． ５ ｍ ｇ ／ Ｌ ）＋Ｋ Ｔ （ ０ ． ５ ａ ｒ ｇ ／ Ｌ ）＋Ｚ Ｔ （ ０ ． ５ ｍ ｇ ／
将 由外 植体诱 导生成 的愈伤组织 切
成２ ｍ ｍ× ３ ｍ ｍ大小 基本 相 等 的小块 后 转 至含 有不 同 浓度的 ６一 Ｂ Ａ、 Ｉ Ａ Ａ、 Ｋ Ｔ和 Ｚ Ｔ的培养基上 ， 然后诱导其 分化 、 生芽 ， 设计试验筛选最合适 的培养基及 不同浓度
的激素配 比 ， 继代周期约 ３— ４周 。