植物组织培养及实验(实训)教学的几点心得

杨 雪，刘春雷，王 丁，张丽琴，王世杰

(河南教育学院人口与生命科学系，河南郑州450046)

植物组织培养是现代生物技术的重要组成部分，已在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用.在科学研究上植物组织培养是植物细胞工程学、遗传学、植物生理学、生物化学与分子生物学研究的重要基本技术之一;在实践中如在快繁、脱毒、育种、药用植物工厂化生产和种质资源保存等方面的应用取得了巨大的经济和社会效益［1－5］.

植物组织培养是生物技术及相关专业的专业方向课，是一门实践性和应用性很强的技术类课程.因此植物组织培养实验(实训)成为教学的中心和关键环节.近年来各高校越来越重视植物组织培养的实验(实训)教学，加强基本实验技能训练，培养学生的动手能力和分析、解决问题的能力，增加毕业生的就业竞争力.现以作者数年的教学实践为基础总结了以下几点教学心得.

1 教师——理论及实验(实训)教学进一步科学化、合理化

1.1 合理设置课程开设时间

植物组织培养课程及实验教学宜开设在每学年的下学期，即每年的2月到7月.原因有三:首先，这个时间段是自然界各种植物器官开始旺盛生长的季节，尤其是春季取材的外植体，出愈率、分化率和成活率都比较高.而秋冬季节的植物材料是逐渐趋于衰老或休眠的(如休眠芽)，外植体会对诱导反应迟钝或无反应.其次，春季取材的外植体，在培养过程中会更加节省能源.随着季节的更替，温度的上升，在分化培养和生根培养的条件管理中，植物对温度和光照的要求就更接近于当时自然界的温度和光照，这样就减少了日光灯补充光照的时间和空调、电暖器的使用，从而达到低碳环保、节省能源的目的.最后，春季取材的外植体更加容易培养，培养效果较好，给学生带来了极大的信心和成就感.对学生而言，这种信心和成就感的价值更高于实验本身的成功.

1.2 科学优化理论教学体系

综合国内外植物组织培养最新教材，课程知识内容包括植物组织培养概述、植物组织培养基本操作技术、植物组织器官的培养方法、植物脱毒快繁技术、单倍体培养、细胞培养、植物原生质体培养和细胞融合、种质资源离体保存、植物遗传转化、植物组培苗工厂化生产与管理技术、经济植物组织培养方法等植物组织培养基础知识和各项技术要领.

植物组织培养课程主要包括四大模块的内容，即植物组织培养基本操作技术、衍生各项技术、工厂化生产和管理、经济植物组培方法(如图1)，其中植物组织培养基本操作技术部分属于基础理论和基本技能，对植物组织培养基本技术相关的各项生物技术技能、工厂化生产和管理以及经济植物组织培养具体操作方法三大模块起支撑作用.因此在教学过程中应更加重视植物组织培养基本操作技术的讲解，并配以视频辅助教学，使学生对理论知识有一个直观、感性的认识，并通过视频引起学生对实验操作的兴趣.

图1 植物组织培养课程知识体系模块图Fig.1 The knowledge system block diagram of plant tissue culture curriculum

由基本技术衍生的各项技术的讲解要适时引入实例，尤其是生活中常见的各种与组培相关的现象.如植物组织器官的培养一章中茎段培养可以用月季茎段组织培养对比园艺绿化上的月季扦插进行各环节的比较讲解，这样不仅使学生加深了对基本操作技术的理解，而且对茎段的组织培养有了一个大概的形象认识，为实验(实训)的顺利进行奠定基础.

1.3 强化实验(实训)教学

1.3.1 注重实验(实训)的连续性

植物组织培养的实验(实训)具有高度的连续性.植物组织培养基本操作技术是一整套的技术体系，各个环节虽然可以单独作为一个实验(实训)内容，但每一种外植体的培养成苗离不开各个环节的连续进行.因此，在该课程的实验(实训)过程中，一定要注重其连续性.

基于此，我们紧密结合理论课程第一章基本操作技术的教学，适时安排基本实验操作，完成植物组织培养基本操作技术全过程，即培养基母液的配制、培养基的制备和灭菌、培养材料的消毒和接种、愈伤组织的转接及分化培养、生根培养、驯化移栽等一系列连续性的实验环节.

1.3.2 重点环节强化训练

植物组织培养实验(实训)内容按照实验技术要点可分为四部分:培养基的制备、外植体的处理、消毒与接种、外植体及中间繁殖体的培养以及驯化移栽.综合高职高专的课程特点，按照大纲要求及就业需求，在实验室重点强化训练培养基的制备和外植体的处理、消毒与接种这两项重要技能，提高学生的独立操作能力和就业竞争力.

培养基的制备，包括母液的配制、培养基的配制与灭菌，选择MS、N6、white等几种基本培养基供学生多次练习.首先，一定配合学生认真计算好每种母液所需的各种溶质的量，按量称取.这是一个教学中容易忽视的环节，由于教师通常认为学生具备这个能力，但是实验过程中总有母液配错的现象，这种现象如不及时发现则会导致后续的所有实验环节空转，最后难以得到预期的实验效果.其次，强化训练学生正确使用高压蒸汽灭菌锅进行培养基的灭菌.这是植物组织培养实验的基本技能之一，必须熟练掌握.高压蒸汽灭菌锅若使用不当，不仅容易影响灭菌锅本身的灭菌效果、损坏灭菌锅的某些机械部件，而且会给操作人员带来各种安全隐患.因此，灭菌过程既需要学生强化训练、熟练掌握，更需要教师全程监护指导，确保安全.

外植体的处理、消毒与接种的实验重心则是在超净工作台上的接种过程.该过程无菌要求高、技能性强，需要反复多次强化训练.首先，设计实验时可以根据植物各种组织器官的培养内容分别针对根、茎、叶、花、果以及种子等各种器官设计接种操作.其次，训练过程中需要教师的“传、帮、带”.传，传授技能要点，通过视频、示范使学生基本理解接种过程的操作要点及注意事项.帮，帮助解决操作中的问题，如纠正不当操作，时刻提醒注意事项等.这就要求教师同学生一起进入无菌操作间，全程跟踪实验，随时指导实验并答疑解惑.带，带出技能掌握比较好的同学来指导操作不熟练的同学，以达到合作学习、共同进步的目的.

2 学生——实验(实训)过程全接触

2.1 实验(实训)负责制

生物专业的许多课程都离不开实验，学生通过实验来印证、探索和发现.因此实验过程中学生的参与程度不断提高，于是，实验(实训)负责制应时而生.具体措施如下:将班级分组，每4人一个实验小组，每个实验小组负责该课程的一个实验，包括实验课前期准备、实验的讲解以及实验课的顺利进行(包括培养室的管理)，教师则全程辅助指导，随时随地引导学生解决具体问题.

实验课前期准备，指根据实验所需提前将实验材料、实验所用药品(种类和配制数量)和实验过程中所用到的仪器设备准备好.要完成该项准备需要实验小组成员先了解整个实验过程，这样学生对实验的理解就达到了比预习还要好的效果.同时通过实验的准备，学生体会到了老师平日的辛苦，增进了师生的感情，达到了情感教育的目标.

实验的讲解，对学生而言是一个很好的机会.不仅锻炼了学生自学能力和语言表达能力，而且增强了学生面对众人开口讲话的勇气.学生讲解实验后，教师会针对讲解内容进行补充和强调、认真评价讲解过程，使讲解的同学能够了解自己的优点与不足，从而进一步完善自己.

实验课的顺利进行，则需要实验小组成员在完成自己实验的同时，随时解决同学们实验过程中出现的各种问题.这项任务的要求较高，在遇到困难时，可以随时求助教师来引导解决.

近些年，实验(实训)负责制实施效果良好，不仅增强了学生的责任感，而且每个学生都积极参与，提高了学生的积极主动性.

2.2 实验现象的观察及问题分析与解决

植物组织培养实验(实训)具有连续性，每种材料的培养也不是一周两周所能完成的.除了那些接种后进入培养室的培养材料需要同学们精心呵护，还有培养过程中可能出现的各种实验现象(如污染、白化、褐化、不按预期生长等)需要大家一起去分析与解决.举例说明:一般情况下，最初接种的材料污染率比较高，因为，材料的处理及接种等很多无菌操作环节学生还没有很好地掌握，没有严格按要求操作.学生分析了这种现象后就会在接下来的接种实验(实训)中更加用心，更加严格操作，降低污染率.

2.3 实验记录及实验报告的撰写

一般的课程实验只需要学生针对实验做出实验报告，而植物组织培养的实验由于培养时间较长，实验和培养过程中的问题较多，需要经常观察并详细记录.如:培养基配制的时间与体积，接种的时间、种类与数量，每天的培养温度、湿度以及材料的生长情况等都需要详细的记录.因为这一点一滴的实验记录都可能为我们分析和解决实验过程中出现的任何一个问题提供强有力的依据.通过这样的实验记录并结合记录进行问题的分析与解决，学生不仅提高了分析解决问题的能力，也将逐渐养成科学严谨的工作态度.

实验报告的撰写要注重实验结果分析和实验总结.实验结果分析使学生对实验的原理及现象的理解更加清晰.实验总结，即总结并分析实验过程中的成与败.这是一个提高学生综合能力的环节，因为要做好这一环节就要求学生掌握整个实验过程，包括实验操作、实验结果分析、实验过程中现象分析与问题的解决等，该过程培养了学生的动手能力、分析问题解决问题的能力以及总结问题的能力.当学生能够将实验总结很好地完成，则能力目标已达到.

2.4 组建兴趣小组、参与教师科研

通过课程安排的几个实验之后，学生掌握了基本的操作技术，也在实验结果中看到自己培养的小材料可以生出愈伤组织并分化成苗，这种喜悦与成就感是难以言表的.于是，学有余力的同学就开始了自己的兴趣之旅——组建植物组织培养兴趣小组，按照自己的想法和兴趣设计新实验并逐步完成.这样学生的主动性和积极性都被调动了起来，实验不再是课程任务，变成了学生自己强烈愿意做的事情，教学和实验效果不言而喻.同时，我们还鼓励这部分同学积极参与到教师的科研实践中来，逐步提高学生的组织能力和科研能力.如每年都有不少同学参与到“小麦花药培养”的项目中，不仅系统地了解了小麦单倍体育种的具体流程，而且进一步强化了自己植物组织培养的基本技术技能，积累了相关的科研经验，为毕业后就业或进一步深造打下良好的基础.

3 结语

通过以上几点教学心得在植物组织培养及实验(实训)教学过程中的实施，取得了良好效果.同学们在短期内受到各个技术环节的系统训练，能熟练掌握植物组织培养基本操作技术，并具备一定的科研能力，为他们以后的学习和工作奠定了扎实的基础，教学效果良好.随着教学经验的积累和实验教学条件的改善，我们相信植物组织培养课程及实验(实训)的教学质量必将进一步提高.

［1］ 丁运华.植物组织培养课程建设的一些体会［J］.惠州大学学报:自然科学版，2001，21(4):140－143.

［2］ 姚晓惠，张峰.植物组织培养课程实验教学改革的探讨［J］.商丘师范学院学报，2007，23(6):125－127.

［3］ 杨鹭生，李国平.《植物组织培养》实验教学改革与实践［J］.莆田学院学报，2003，10(3):63－66.

［4］ 徐凌飞，屈锋敏，李春梅.植物组织培养实验课程改革［J］.实验室研究与探索，2004，23(3):57－58.

［5］ 万志兵.植物组织培养实验教学改革与实践［J］.黄山学院学报，2012，14(3):137－140.