关于植物组织培养的研究结题报告

关于植物组织培养的研究
执信中学2015级高二（3 ）班
指导老师：林挺
学生：李维坤、冯悦、方家媛、丁豫楠、区楚岚、谭铭霞
摘要：通过本次试验，我们掌握无菌操作的植物组织培养方法；通过配置MS培养基母液，掌握母液的配置和保存方法；通过诱导非洲菊根、茎、叶形成愈伤组织学习愈伤组织的建立方法；了解植物细胞通过分裂、增殖、分化、发育, 最终长成完整再生植株的过程, 加深对植物细胞的全能性的理解。

关键词：植物组织培养、消毒方法、植物细胞的全能性
研究背景：
现代生物科学技术创新实验，指的是有别于中学生物教学传统实验的生物学实验。

中学生物教学的传统实验依托于传统生物学，主要引导学生通过观察、解剖了解动植物的基本结构，通过光学显微镜的使用观察细胞的基本结构及重要生命活动，通过简单的生化实验了解构成生命的物质及酶的相关作用，通过田野调查体验生态学实验的一般方法，等等。

现代生物科学技术创新实验的开展，一方面，对于增长高中学生的生物学见识，提高生物学学习热情，为今后进一步理性选择生物学学习和研究之路打下基础；另一方面，所选的实验内容贴近高中生物课本选修一及选修三的内容，对于学生更直观地形成对课本内容的感性认识，进而理解课程内容有重要作用，同时也为教师教学积累了更丰富的实验经验和图片素材。

研究目标：
通过这轮实验，可以使我们更全面的理解灭菌和消毒的区别，以及各种灭菌、消毒方式的适用范围，以及通过实验后的观察，使我们对植物细胞生长的条件和速度有直观的认识。

研究方法：
1、研究原理
（一）植物组织培养
植物组织培养是把植物的器官，组织以至单个细胞，应用无菌操作使其在人工条件下，能够继续生长，甚至分化发育成一完整植株的过程。

植物的组织在培养条件下，原来已经分化停止生长的细胞，又能重新分裂，形成没有组织结构的细胞团，即愈伤组织。

这一过程称为“脱分化作用”，已经“脱分化”的愈伤组织，在一定条件下，又能重新分化形成输导系统以及根和芽等组织和器官，这一过程称“再分化作用”。

（二）植物细胞的全能性
植物细胞的全能性即是每个植物的本细胞或性细胞都具有该植物的全套遗传基因，在一定培养条件下每个细胞都可发育成一个与母体一样的植株。

（三）组织的分化与器官建成
外植体诱导出愈伤组织后，经过继代培养，可以在愈伤组织内部形成一类分生组织即具有分生能力的小细胞团，然后，再分化成不同的器官原基。

有些情况下，外植体不经愈伤组织而直接诱导出芽、根。

（四）培养基的组成
培养基中各成分的比例及浓度与细胞或组织的生长或分化所需要的最佳条件相近，似成功地使用该培养基进行组织培养的主要条件。

营养培养基一般由无机营养、碳源和能源、维生素、植物激素（生长调节剂）和包括有机氮、酸和复杂物质的添加剂组成。

2、试验用品及试剂
（1）配液所用器材和MS培养基成分（表1）
仪器设备：
电子天平，烧杯（50ml、100ml、500ml）量筒（1000ml、100ml、25ml），容量瓶(1000ml、500ml、100ml)，移液管（10ml，5ml，1ml）试剂瓶，玻璃棒数支，药匙，称量纸等
（2）外植体的处理
试剂：
洗衣粉、无菌、70%酒精、0.1-1%升汞5-8 min（也使用了过氧化氢溶液）
步骤：
第一步：清理材料→→流水冲洗→→加入吐温（或洗衣粉）清洗→→自来水冲洗；第二步：对材料的表面浸润灭菌：70%酒精浸10-30秒→→无菌水；第三步：灭菌剂处理→→0.1-1%升汞5-8 min（或其他灭菌剂）；第四步：无菌水进行冲洗。

3、具体实验流程（表1）
日程（总耗时3
周）单次实验耗
时
参与学生人
数
实验或准备内容
第一周周三下午
放学
1 h 8 组培瓶的清洗和灭菌
第一周周四下午
放学
1 h 4 MS培养基的配制和灭菌
第一周周六上午
课前
0.5 h 4 外植体材料的初步清洗和切割
第一周周六正式
实验1.5 h 50
1、研学小组各派一人在超净工作台负责外
植体消毒
2、完成后，学生按顺序轮流进超净工作台
接种外植体
第二、三周大课间5~10 min 50 观察自己的实验成果，拍照
附：由于第一次试验结果并不理想，因此我们进行了两次试验，并在第二次试验中添加了
植物激素。

图1 植物组织培养实验过程
研究结果：
植物组织培养最终几乎都以发霉结局，究其原因主要有两个方面：一是班级规模的操作流程不可避免地带来了很多不确定的污染因素，这与植物组织培养对无菌要求极为严格的条件是相冲突的；二是外植体的选择和植物激素的使用尚需要进一步摸索；三是人为偶然事件，在培养的过程中，无关人员无意将电闸关闭，导致培养环境中的温度光照都出现了变化，大大影响了实验的质量。

但是植物组织培养过程仍能让学生体会到科学实验的不易和无菌操作的重要性，收到预期效果。

虽然结果不够理想，但是仍然给了我们很好的体验和实践的机会。

感想和收获：
高二（3）班区楚岚
如果说前两次的研学收获的是经历的话，这一次研学收获的是态度。

当初在学习生物工程的时候，我认为那些实验都只是停留在课本上的，除非我大学选择生物方面的专业才可能会接触到。

但我竟然在高中就体验了一把，真的很感激。

而最让我有感触的是，一个看似简单的实验，我们需要在前期付出很多的准备。

各种溶液的配置，各种实验器材的清洗和灭菌……虽然这些都没有什么技术难度，但是从中我学习到的是一种严谨的态度——有计划地、认真地一步步往前走。

说回实验，不论是植物组织培养、PCR、蛋白质的实验都让我对课本上的内容有了更深刻的认识，真的是一个很难得的体验。

最后感谢陪伴我们做了这么多试验的林挺老师！
高二（3）班丁豫楠
本学期很荣幸能参加探究《生物实验在高中的可行性》课题，在这个学期中，我们进行
了植物组织培养、PCR、蛋白质电泳等多个实验，实验的步骤是我们之前就学习过的了，本来看起来原理与步骤非常简单的实验，在真正操作起来才知道，进行这些实验设计的生物学家们是多么的不容易。

仅仅是在操作上，就有点让我吃不消，记得最尴尬的一次，是在蛋白质电泳前，要把染好的蛋白质溶液，用移液枪移到泳道里。

可能是紧张夹杂着小激动，我的手一直抖个不停，即使是两只手一起握住，也无法成功的对准“小凹槽”，虽然我最后还是递进去了，但是还是将凝胶戳破了一点点，电泳出的效果也不好。

另外在准备实验时，总是记不清步骤的我，多次将溶液的浓度配错，也给自己组的同学们造成了不小的麻烦。

可见在实验的进行中，保持冷静和拥有一个清晰的头脑是多么重要。

细致和耐心也是实验过程中必不可少的品质，我们小组主攻的是植物组织培养的实验，然而这个实验的成功率不高，每一个步骤对无菌的要求都非常严格，已经失败了很多次的我们仍然没有放弃，争取把每个步骤做到更严格，更细致。

即使我们不知道这个罐子里的到底会不会长出愈伤组织，会不会明天就发霉，但是我们每一个成员还是满怀着希望，耐心的等待着，最后即使是看到好像下了雪一样的霉菌，我们也假装欢呼雀跃，这也是实验的乐趣所在吧。

一个学期很快过去，在许许多多的试验中，我们不只深化了实验原理的知识，更培养了耐心、沉着的品质。

结果如何，只不过是在过程上锦上添花罢了，次次的努力，才是我们小组，最珍贵的回忆。

引用文献：
1、百度文库《植物组织培养实验报告》
/link?url=6ILG2zDJbXhoWlef7TzAyLb73N3XKdrOzj9kzfUw5oKvb CSilGthT-W4N3zz9H181BuuRM6JY_lNVYn1uqmnGhFLk98o-UgEdglbN41l067
2、百度文库《植物组织培养基本操作图解》
/link?url=vEeATSV4lfdLALWxD0UJ3UG7tcoOjFVYM7Jt0jEUR3C_ DFBpXo8zREU6lQywRldUFEogt0wqHX3WpC81O6XFEvW7I1dyi09MJ6UapTT775S
3、百度百科《植物组织培养（无性繁殖新技术）》
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