Современная биотехнология в школьной лаборатории.

Современная биология разрабатывает множество направлений практических

исследований, в которых могут принимать участие и школьники. Знакомство

с практическими технологиями выращивания и ухода за растениями дает

возможность расширять, углублять знания учащихся, проводить собственные

исследования в рамках проектно-исследовательской деятельности, делать

свои первые шаги в науке.

В этом учебном году, в биологической лаборатории гимназии

разрабатывались несколько направлений исследований, об одном из которых

расскажем более подробно. Это современные биотехнологии выращивания

растений методом культуры тканей. Исследование по этой теме проводил

ученик 5 А класса Кацыв Даниил, под руководством учителя биологии

Площук Натальи Геннадьевны.

Целью работы было изучение теоретических и практических основ метода

культуры тканей и его практического применения в биотехнологии растений.

Юному исследователю следовало знакомиться с практическими правилами и

приемами приготовления питательных сред, отбора растительного материала,

подготовки материала к выращиванию методом культуры тканей, создания

условий для роста и развития клеточных культур. Осуществить посадку

клеточного материала на питательные среды и обеспечить их развитие.

В процессе знакомства с теоретическими материалами, Даниил узнал, что

метод культуры тканей уже имеет широкое применения в разных отраслях.

При помощи научной литературы, видеоматериалов была изучена технология

клонирования, состав и правила приготовления питательных сред, отбора,

подготовки, обеззараживания посадочного материала. Был подготовлен набор

всех необходимых материалов и оборудования.

После изучения теоретического материала, Даниил применил полученные

знания на практике.

Для проведения практического размножения растений методом культуры

тканей, мы выбрали комнатные растения – сенполию и орхидею. Сенполия

размножается вегетативно листовыми черенками, поэтому можно выделить

небольшую часть молодого листа с центральной жилкой, где есть

образовательная ткань и таким образом из этой части вырастить новое

растение. Орхидея трудно размножается вегетативно, но метод клонирования

позволяет получить новые растения из тканей листа. Поэтому мы решили

попробовать этот вид для клонирования.

Третий вид растения, выбранный нами – это картофель. Он легко

размножается глазками – зачаточными побегами, содержащими

апикальную(верхушечную меристему).

Первым этапом работы было приготовления маточного раствора,

содержащего все необходимые растениям макроэлементы, микроэлементы,

витамины, источники углерода и энергии, стимуляторы роста в соответствии

с составом среды Мурасиге и Скуга.

В химической лаборатории при помощи электронных весов Даниил взвесил

каждый из компонентов в расчете на 0,5 литра маточного раствора и

растворил в дистиллированной воде, постепенно добавляя каждый состав в

раствор.

Вторым этапом работы было приготовление питательной среды на основе

агар-агара и добавление в нее маточного раствора, стимуляторов роста и

стерилизацией среды.

Полученную среду мы разлили в стерильные чашки Петри, колбы и

пробирки, которые предварительно стерилизовали кипячением на водяной

бане. Таким образом была подготовлена питательная среда для дальнейшей

посадки растений.

После приготовления среды, промытые с мылом в проточной воде и

подготовленные для посадки листья и глазки картофеля , опускали в раствор

перекиси водорода, выдерживали 10 минут и промывали трижды в

дистиллированной воде.

После стерилизации, листья стерильным скальпелем Даниил разрезал на

отдельные части, содержащие центральную жилку. Кусочки тканей и глазки

картофеля помещались на стерильную питательную среду в чашки Петри,

колбы и пробирки. После этого все экспонаты были поставлены в теплое

освещенное место для дальнейшего развития.

После истечения нескольких дней в двух колбах с глазками картофеля мы

обнаружили следы развития микроорганизмов. Это означало, что на

питательную среду вместе с эксплантами, попали быстро растущие

микроорганизмы. И так, как экспланты оказались зараженными, мы решили

выяснить, какая микрофлора может поражать растения? Через несколько дней

поверхность среды покрылась пушистым налетом плесени. Мы привели

микроскопическое исследование плесени и определили, что среда заражении

грибами мукором и пенициллом. Фото с микроскопа смотрите ниже.

Пеницилл Мукор

Бактериальная микрофлора.

Нам пришлось повторить посадку эксплантов на новую среду. Сейчас мы

наблюдаем за их развитием.

В результате проведенной работы, учащийся 5 А класса ознакомился с

технологией размножения растений, методом культуры тканей и

выращиванием растений на питательной среде в условиях in vitro. Освоил

методику приготовления маточного раствора макро и микроэлементов,

питательной среды на основе агар-агара. Использовал один из методов

стерилизации среды, посуды, посадочного материала и определил степень их

эффективности в наших условиях. Исследовал состав микрофлоры, которая

поражает культуру при нарушении стерильности.

Ознакомился и практически освоил правила стерилизации и подготовки

посадочного материала и посадку его на питательную среду. Провел

наблюдение за состоянием культуры, ее ростом и развитием.

Работа Даниилу очень понравилась и заинтересовала его. Такие

исследования и практические работы позволяют школьнику приблизиться

вплотную к современной науке, делают ее более понятной и доступной

детям.

Список использованных литературных источников.

1. Т.И. Дитченко. Культура клеток, тканей и органов растений. Цикл лекций

БГТИ Минск 2007.

2. Методические рекомендации и указания к лабораторным работам

по дисциплине «Культура клеток высших растений»

для студентов специальности – Биотехнология.