生物技术课程设计(任务书)

江汉大学文理学院College of Science & Arts of Jianghan University课程设计任务书部（系）：生物与环境工程学部班级：生物技术姓名：胡梦君学号： 200904010108指导教师：吴春红时间： 2011年12月说明一．课程设计的目的课程设计是培养学生综合运用所学知识与技能，初步训练学生获得分析和解决实际问题的能力的实践性教学环节之一；是生物技术专业学生在毕业论文前进行的一次综合训练。

通过本课程设计培养学生运用所学知识设计课题的能力，为毕业论文的开展，及今后从事生产、教学、科研等相关工作打下坚实基础。

二、课程设计的要求1、以小组为单位，提出与生物技术有关的课程设计题目。

命题要求既有代表性，又有实际意义。

2、设计应包括以下几个部分构成：（1）研究（或设计）的目的与意义。

应说明此项研究（或设计）在生产实践上或对某些技术进行改革带来的经济、生态与社会效益。

有的课题过去曾进行过，但缺乏研究，现在可以在理论上做些探讨，说明其对科学发展的意义。

（2）国内外同类研究（或同类设计）的概况综述。

在广泛查阅有关文献后，对该类课题研究（或设计）已取得的成就与尚存在的问题进行简要综述，只对本人所承担的课题或设计部分的已有成果与存在问题有条理地进行阐述，并提出自己对一些问题的看法。

（3）课题研究（或设计）方案：包括研究内容、研究方法和技术路线。

研究内容要重点突出；研究方法要具有科学性、先进性；技术路线要清晰。

（4）研究（设计）的预期结果和创新性。

3、格式要求（1）表格内容，字号用小4号，中文字体用宋体，英文字体用Times New Roman;（2）正文字数3000字左右。

三、课程设计题目植物组织培养中试规模实验室设计及工作技术流程正文：一．设计实验室1实验室设计要求实验室的建设均需考虑两个方面的问题：一是所从事的实验的性质，即是生产性的还是研究性的，是基本层次的还是较高层次的；二是实验室的规模，规模主要取决于经费和实验性质。

无论实验室的性质和规模如何，实验室设置的基本原则是：科学、高效、经济和实用。

一个组织培养实验室必须满足3个基本的需要：实验准备（培养基制备、器皿洗涤、培养基和培养器皿灭菌）、无菌操作和控制培养。

此外，还可根据从事的实验要求来考虑辅助实验室及其各种附加设施，使实验室更加完善。

2实验室组成①准备室（化学实验室）功能：又叫化学实验室，进行一切与实验有关的准备工作：完成所使用的各种药品的贮备、称量、溶解、器皿洗涤、培养基配制与分装、培养基和培养器皿的灭菌、培养材料的预处理等。

通间式-规模化实验室，准备室一般设计成大的通间，使试验操作的各个环节在同一房间内按程序完成。

准备试验的过程在同一空间进行，便于程序化操作与管理，试验中减少各环节间的衔接时间，从而提高工作效率。

此外还便于培养基配制、分装和灭菌的自动化操作程序设计，从而减少规模化生产的人工劳动，更便于无菌条件的控制和标准化操作体系的建立。

设备：准备室应具备实验台、药品柜、水池、仪器、药品、防尘橱（放置培养容器）、冰箱、天平、蒸馏水器、酸度计及常用的培养基配制用玻璃仪器等。

②洗涤灭菌室功能：完成各种器具的洗涤、干燥、保存、培养基的灭菌等。

设备：水池、落水架、中央实验台、高压灭菌锅、超声波清洗器、干燥灭菌器（如烘箱）等。

③无菌操作室（接种室）功能：也叫接种室，主要用于植物材料的消毒、接种、培养物的转移、试管苗的继代、原生质体的制备以及一切需要进行无菌操作的技术程序，是植物离体培养研究或生产中最关键的一步。

一般新建实验室的无菌室在使用之前应进行灭菌处理，处理方法是甲醛和高锰酸钾熏蒸，并需定期灭菌处理，还可用紫外线照射1-2h/周，或每次使用前照射10-30min。

设备：紫外灯、空调、解剖镜、消毒器、酒精灯、接种器械（接种镊子、剪刀、解剖刀、接种针），实验台、和搁架，还有超净工作台和整套灭菌接种仪器、药品等。

④培养室功能：对接种到培养瓶等器皿中的植物离体材料进行控制条件下的培养，无论是研究性实验室还是生产性实验材料进行培养的场所。

要求：约需10-20m2右，培养室的大小可根据需要培养架的大小、数目、及其他附属设备而定，其设计以充分利用空间和节省能源为原则。

基本要求是能够控制光照和温度，并保持相对的无菌环境，因此，培养室应保持清洁和适度干燥；为满足植物培养材料生长对气体的需要，还应安装排风窗和换气扇等培养室的换气装置；为节省能源和空间，应配置适宜的培养架，并安装日光灯照明。

研究用实验室，通常可根据光照时间设置成长日照、中日照、短日照培养室，也可以根据温度设置成高温和低温培养室，每一个培养室的空间不宜过大，便于对条件的均匀控制。

进行精细培养类型如细胞培养和原生质体培养，可采用光照培养箱或人工气候箱代替培养室。

为了控制培养室的温度和光照时间及其强度，培养室的房间不要窗户，但应当留一个通气窗，并安上排气扇。

室内温度由空调控制，光照由日光灯控制。

天花板和内墙最好用塑料钢板装修，地面用水磨石或瓷砖铺设，一般要分两间，一为光照培养室，一为暗培养室。

培养室外应有一预备间或走廊。

培养材料放在培养架上培养。

培养架大多由金属制成，一般设5层，最低一层离地高约lOcm，其他每层间隔30cm左右，培养架即高1．7m左右。

培养架长度都是根据日光灯的长度而设计，如采用40W日光灯，则长I．3m，30W的长lm，宽度一般为60cm。

日光灯一般用40W，固定在培养架的侧面或搁板的下面，每层有两支日光灯，距离在20cm，光照强度为2000-3000lx。

培养室最重要的因子是温度，一般保持在20—27℃左右，具备产热装置，并安装窗式或立式空调机。

由于热带植物和寒带植物等不同种类要求不同温度，最好不同种类有不同的培养室。

室内湿度也要求恒定，相对湿度以保持在70%～80%为好，可安装加湿器。

控制光照时间可安装定时开关钟，一般需要每天光照10-16h，也有的需要连续照明。

短日照植物需要短日照条件，长日照植物需要长日照条件。

现代组培实验室大多设计为采用天然太阳光照作为主要能源，这样不但可以节省能源，而且组培苗接受太阳光生长良好，驯化易成活。

在阴雨天可用灯光作补充。

设备：培养架（控温控光控湿）、摇床、转床、自动控时器、紫外灯、光照培养箱或人工气候箱、生化培养箱、边台实验台用于拍摄培养物生长状况，除湿机、显微镜、温湿度计、空调等。

⑤缓冲间功能：是进入无菌室前的一个缓冲场地，减少人体从外界带入的尘埃等污染物。

工作人员在此换上工作服、拖鞋，戴上口罩，才能进入无菌室和培养室。

进入无菌操作室前在此更衣换鞋，以减少进出时带入接种室杂菌。

要求：缓冲间需3-5m2，可建在准备室外或无菌操作室外，应保持清洁无菌；备有鞋架和衣帽挂钩，并有清洁的实验用拖鞋、已灭菌过的工作服；墙顶用1-2盏紫外灯定时照射，对衣物进行灭菌。

缓冲间最好也安一盏紫外线灭菌灯，用以照射灭菌。

缓冲间的门应该与接种室的门错开，两个门也不要同时开启，以保证无菌室不因开门和人的进出带进杂菌。

设备：1-2盏紫外灯、水槽、实验台、鞋帽架、柜子、灭菌后的工作服、拖鞋、口罩。

二．实验过程1.外植体的选取：选取春季的健壮牡丹，在中午切去它的幼小茎尖。

把茎尖切成0.6cm的每份。

2灭菌和消毒㈠培养基的灭菌和消毒①培养基的湿热灭菌。

培养基的灭菌采用高压灭菌锅进行湿热灭菌。

培养基在制备后的24h内完成灭菌工程。

高压灭菌的原理是：在密封的蒸锅内，其中的蒸汽不能外泄，压力不断上升，使水的沸点不断提高，从而高压锅内的温度也随之增加。

在1.1kg/cm2的压力下，锅内温度达到121℃。

从而杀死各种细菌及其高度耐热的芽孢。

消毒18min。

②高压灭菌后的培养基的变化。

⑴pH上升0.2到0.3个单位。

⑵蔗糖水解为单糖，渗透压升高。

⑶培养基中铁在高压灭菌下催化蔗糖水解，适当加入少量活性碳，是蔗糖水解量增加。

③为防止高压灭菌后产生的变化采用的方法：⑴在培养基的配方中，用比较稳定的效果相同的试剂代替。

⑵配制培养基时，按组分和成分按次序加入。

⑶注意高压灭菌后培养基pH值的变化和回复动态。

㈡物品和环境的灭菌和消毒①用于无菌操作的器械采用灼烧灭菌。

在无菌操作时，把镊子，剪刀，解剖刀等放入95%的酒精中，使用时放在酒精灯上灼烧灭菌，冷却后进行无菌操作。

完毕后再插入95%的酒精中消毒灭菌②玻璃器具及耐热用具采用干热灭菌。

玻璃器具放入到160℃的烘箱中灭菌90min布制品放入高压灭菌锅中灭菌③非耐热的液体物质的过滤灭菌。

利用网径0.45um以下的防细菌滤膜。

溶液通过滤膜时细菌和真菌被阻。

④物体表面灭菌。

用70%的酒精涂擦墙面桌面，桌面，双手，植物材料表面等。

⑤空间采用紫外线。

⑴用波长为260nm的紫外线灭菌接种室，超净台。

时间为35min。

㈢茎尖的灭菌和消毒。

①先用清水漂洗干净，洗后用吸水纸吸干表面水分。

②用70%的酒精洗8s，取出及时用10%次氯酸钠浸泡10min。

消毒后用无菌水冲洗3次③用无菌吸纸吸干接种。

3无菌操作㈠将初步洗涤及切割好的茎尖放入广口瓶中，置超净台上看好时间观察，记录，倒入加有吐温的灭菌液，轻摇数次。

时间到，倒出灭菌液。

㈡立即倒入无菌水，盖上盖，轻摇，3min后把水倒出，再加入适量无菌水，反复冲洗8次，最后倒出水，用镊子将茎尖放置灭过菌的纱布上。

㈢一手拿镊子，一手拿解剖刀，将灭过菌的纱布上面的茎尖，进行适当的切割，注意刀和镊子每使用片刻就应擦干净放入95%的酒精中，待灼烧放凉备用。

㈣接种。

用上述灼烧消毒过的器材，将切割好的茎尖接种到培养基中，接种时迅速准确，防止交叉污染，戴口罩。

4茎尖的培养方式采用液体培养基的振荡培养。

用往复式摇床对茎尖进行连续浸没。

使培养物悬浮在培养基中，培养液体积占容积的1/5，不断搅动，形成较好的的通气环境。

5增殖和继代培养愈伤组织培养的诱导，增殖，芽与根的分化，完整植株的形成。

继代培养基为MS培养基，体胚发生周期时间21d。

6组培苗的生根和移植㈠壮苗将丛生苗分割成单苗，使其茎干变粗，夜色浓绿。

在培养基中加入B9生长延缓剂，降低温度，增加光照，已达到株高4cm。

㈡生根加入浓度为0.1的NAA，增加增殖培养基的矿质元素和时间，使试管苗植株健壮，已达到生根。

㈢炼苗将装有健壮生根的牡丹试管苗的培养瓶在进行移植操作前，先从培养室中移出室外锻炼1-2d后，再把瓶口敞开，然后用镊子取出幼苗，仔细在清水中洗除根上培养基。

㈣移栽把试管苗移到与培养室温度一致的苗床中，5d后，每2d浇一次水，放在温和光照下，人工调节环境湿度，在苗床中加入谷壳来保水和通气。

移栽3d后，用浓度低的营养液进行叶面喷施，促进根系正常生长。