王紅俠
(河北保定外國語學校,河北 保定)
雖然植物組織培養(yǎng)技術很早就被納入高中生物教材,但是對此項技術的研究多集中在大學和科研機構,原因主要是高中學校缺乏相應的標準實驗室。因此,關于高中植物組織培養(yǎng)實驗室組建的文章未見報道。如何根據(jù)大多數(shù)高中現(xiàn)有條件,創(chuàng)造性地開展工作,以最低的成本、較高的效率完成植物組織培養(yǎng)實驗室的建立呢?本文主要從以下四個方面進行闡述。
植物組織培養(yǎng)技術是指在無菌條件下,將離體的植物器官、組織、細胞或原生質(zhì)體,在人工配制的培養(yǎng)基里培養(yǎng)成完整植株的過程。它具有較強的基礎性、實踐性、可操作性以及體現(xiàn)現(xiàn)代生物技術特點的時代性,有利于培養(yǎng)學生的生物科學素養(yǎng)和生物技術素養(yǎng),因此在現(xiàn)行人教版教材中有多處涉及植物組織培養(yǎng)的相關內(nèi)容:如,(1)必修1第六章“細胞分化”一節(jié)中第一次提到植物組織培養(yǎng)技術;(2)必修2第五章單倍體育種采用的花藥離體培養(yǎng)方法,實質(zhì)上就是植物組織培養(yǎng)技術;(3)選修1專題三專門介紹了植物組織培養(yǎng)技術;(4)選修3專題一“基因工程——轉(zhuǎn)基因植物的培育”中,必須將外源基因先導入植物細胞,然后進行植物組織培養(yǎng)才可以培育成功;(5)選修3專題二“細胞工程——植物細胞工程和胡蘿卜的組織培養(yǎng)實驗”中,更是專門介紹植物組織培養(yǎng)技術??梢?,植物組織培養(yǎng)技術在高中生物教材中的地位非常重要。
新課標倡導主動學習,讓學生成為學習的主人,而目前我們的植物組織培養(yǎng)課堂,大多數(shù)老師是利用圖片、視頻向?qū)W生單向灌輸,學生學習效率很低。如果通過上實驗課這種體驗式的學習,就可以給學生留下“刻骨銘心”的記憶,更容易激發(fā)起學生對知識的好奇心和探究欲。課下學生會利用各種方式(讀書、看視頻以及網(wǎng)頁瀏覽等)繼續(xù)關注和探究植物組織培養(yǎng)的相關知識,這種“我要學”的主動學習模式才是最有效率的學習,因此高中組建植物組織培養(yǎng)實驗室是非常有必要的。
可能有老師會說,組建植物組織培養(yǎng)實驗室需要大量的資金和設備,一般高中學校是承擔不了的。作者曾在多年骨干教師培訓過程中對保定市各區(qū)縣參加培訓的老師進行調(diào)查,結果表明,任何一所高中都有理化生實驗室。而且,并不是植物組織培養(yǎng)實驗室所需的設備都要購買,可能在學校倉庫的某個角落正放著一個高壓滅菌鍋,并且有些藥品和儀器(包括pH計)是可以從化學實驗室借的。即便需要花錢購置,我們買來的儀器也是有多種用途,比如(1):選修1專題一“傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用”,果酒、果醋的制作過程中需控制溫度,我們的光照培養(yǎng)箱就可以發(fā)揮作用;(2)選修1專題二“微生物的培養(yǎng)與應用”一章有無菌操作技術、菌體的分離與純化等,這些都離不開高壓滅菌鍋和超凈工作臺,因此申請組建植物組織培養(yǎng)實驗室是可行的。
組織培養(yǎng)實驗室布局的總體要求:便于隔離、便于操作、便于滅菌、便于觀察,實驗室由準備室、緩沖室、無菌室(接種室)和培養(yǎng)室組成。
準備室主要是進行一切與實驗有關的準備工作,如藥品的配制、培養(yǎng)基配制與分裝、培養(yǎng)基和培養(yǎng)器皿的滅菌、培養(yǎng)材料的預處理等。其主要儀器設備及用品有實驗臺、藥品柜、冰箱、微量移液器、電子天平、電爐、高壓滅菌鍋、酸度計以及玻璃器皿如培養(yǎng)皿和三角瓶等。
緩沖室主要是減少人體從外界帶入的塵埃等污染物,緩沖間需3~5平方米,1~2盞紫外燈定時對衣物及空間進行照射滅菌,工作人員應在緩沖室換上工作服、戴上口罩等。如果實驗室整體面積不夠可省去緩沖室,在準備室內(nèi)安裝紫外燈以便行使緩沖室的功能。
接種室是對外植體進行消毒、接種以及對培養(yǎng)物進行轉(zhuǎn)移、試管苗的繼代等。其主要的儀器設備及用品有超凈工作臺、紫外燈以及無菌操作用的器具(如酒精燈、鑷子、解剖刀、剪刀、手持噴霧器等)。
培養(yǎng)室主要用于植物材料的培養(yǎng),要求室內(nèi)潔凈并能保持一定的溫度、光照以及濕度,以促進植物材料的生長和分化。其主要儀器設備及用品有光照培養(yǎng)箱、培養(yǎng)架(規(guī)?;囵B(yǎng)時使用)及燈管、自動定時器、空調(diào)、加濕及除濕器等。
我校植物組織培養(yǎng)實驗室是在原有生物實驗室的基礎上同過打隔斷建立起來的,即利用了空間又減少了成本。實驗室除了放置必備的儀器設備外,還應懸掛實驗室簡介和守則、課題組成員以及一些花卉和藥用植物的組織培養(yǎng)圖片,這樣不僅美化和裝飾了實驗室,也規(guī)范了學生進出組培實驗室的各項規(guī)則和要求。
總之,通過建立植物組織培養(yǎng)實驗室,不僅提高了學生的基本操作技能、分析和解決實際問題的能力、交流與合作的能力,也為學生繼續(xù)學習和走向社會做好了必要的知識儲備。教師也不再只扮演教材的忠實執(zhí)行者、傳遞者,而是要具備實驗課程研發(fā)能力,切實提高了自身的科學素養(yǎng)。