第一章 植物组织培养实验室
第一节 植物组织培养实验室
第二节 实验室仪器设备
第一节 植物组织培养实验室
植物植物组织培养是以植物组织和细胞的离体
无菌操作为基础的实验性学科，它需要在一定的
实验条件和特定的实验环境下完成一系列操作，
以无菌条件为重要前提，模拟植物细胞生长发育
需要的各种设备、设施、培养条件，是从事本领
域工作的基础。
一, 实验室要求
环境要求,理想的植物组织培养实验室应该建立
在安静、清洁、远离污染源的地方，最好在常年主
风向的上风方向，尽量减少污染。规模化生产的实
验室最好建在交通方便的地方，便于产品的运送。
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 。
实验室设置的基本原则 是：科学, 高效, 经济和
实用 。 一个植物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,
还可根据所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 。
二、实验室组成
（ 一 ） 基本实验室
基本实验室包括准备室、无菌操作室、培养室、
缓冲间，是植物组织培养实验所必须具备的基本条
件。如进行工厂化生产，年产 4万 -20万，需 3-4间实
验用房，总面积 60平方米。
1,准备室
功能,又叫化学实验室, 进行一切与实验有关的
准备工作：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 。
要求,最好有 20平方米左右。要求宽敞明亮、以
便于放置多个实验台和相关设备，方便多人同时工作；同时要求通风条件好，便于气体交换；实验室地面
应便于清洁，并应进行防滑处理。
设备,准备室应具备工作台、柜橱、水池、仪器
、药品等。
分类：
分体式 -研究性质实验室, 分开的若干房间将准备
室分解为药品贮藏室, 培养基配制与洗涤室和灭菌
室等, 功能明确, 便于管理, 但不适于大规模生产
。
通间式 -规模化实验室，一般设计成大的通间，试
验操作的各个环节在同一房间内按程序完成。便于
程序化操作与管理，减少各环节间的衔接时间，提
高工作效率。还便于培养基配制、分装和灭菌的自
动化操作程序设计，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。
2,无菌操作室
功能,也叫接种室, 进行材料的立体无菌操作
,是植物离体培养研究或生产中最关键的一步 。
要求,房间一般不宜过大,10-20平方米即可
，其规模根据实验需要和环境控制的难易程度而定
。要求封闭性好，干燥清洁，能较长时间保持无菌
，因此不易设在以受潮的地方；为便于消毒处理，
地面及内墙壁都应采用防水和耐腐蚀材料；地面要
求平坦无缝，便于清洁；为了保持清洁，无菌室应
防止空气对流。
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,无菌操作室安装有紫外灯和空调, 工
作台和搁架, 还有超净工作台和整套灭菌接种仪
器, 药品等 。
3、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 10-20平方米左右。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 。
设备,培养架、光照培养箱或人工气候箱、边台
用于拍摄培养物生长状况，除湿机、显微镜、温湿
度计、空调等。
4,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 。
要求,缓冲间需 3-5平方米, 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 。
设备,1-2盏紫外灯、灭菌后的工作服、拖鞋、
口罩。
（ 二 ） 辅助实验室
根据研究或生产的需要而配套设置的专门实验
室, 主要用于细胞学观察和生理生化分析等 。
1,细胞学实验室
功能,对培养材料进行细胞学鉴定和研究,
由制片室和显微观察室组成 。 制片是获取显微观
察数据的基础, 配备有切片机, 磨刀机, 温箱及
样品处理和切片染色的设备 。 应有通风橱和废液
处理设施 。 显微观察室主要是显微镜和图像拍摄
,处理设备 。
要求,明亮、清洁、干燥、防止潮湿和灰尘污
染。
2,生化分析实验室
培养细胞产物为主要目的的实验室, 应建立相
应的分析化验实验室, 随时对培养物成分进行取
样检查 。 大型次生代谢物生产, 还需有效分离实
验室 。
作业：
植物组织培养基本实验室包括哪些组
成?各有何功能与要求？
第二节 仪器设备和器皿用具
一, 基本设备配置
（ 一 ） 常规设备
1,天平
植物组织培养实验室需要不同精度的天平 。
感量 0.001g的天平 （ 分析天平 ） 和感量 0.0001g的
天平 （ 电子天平 ） 用于称量微量元素和一些较高精
确度的实验用品 。
感量 0.01g和 0.1g的天平，用于大量元素母液配制
和一些用量较大的药品的称量。
2,冰箱
各种维生素和激素类药品以及培养基母液均需低
温报存, 某些试验还需植物材料进行低温处理, 普
通冰箱即可 。
3,酸度计
用于测定培养基及其它溶液的 pH,一般要求可
测定 pH范围 1-14之间, 精度 0.01即可 。
4,离心机
用于细胞、原生质体等活细胞分离，亦用于
培养细胞的细胞器、核酸以及蛋白质的分离提
取。根据分离物质不同配置不同类型的离心机
。
细胞, 原生质体等活细胞的分离用低速离心
机；核酸, 蛋白质分离用高速冷冻离心机；规
模化生产次生产物, 还需选择大型离心分离系
统 。
5,加热器
用于培养基的配制 。 研究性实验室一般选用带磁
力搅拌功能的加热器, 规模化大型实验室用大功率加
热和电动搅拌系统 。
6,其它
纯水器、分装设备
（ 二 ） 灭菌设备
维持相对得无菌环境是植物组织培养实验室的基
本要求 。
1,高压灭菌锅
用于培养基, 玻璃器皿以及其它可高温灭菌用品
的灭菌, 根据规模大小有手提式, 立式, 卧式等不
同规格 。
2,干热消毒柜
用于金属工具如镊子, 剪刀, 解剖刀, 以及玻璃
器皿的灭菌 。 一般选用 200℃ 左右的普通或远红外
消毒柜 。
3、过滤灭菌器
用于一些酶制剂、激素以及某些维生素等不能高
压灭菌试剂的灭菌，主要有真空抽滤式和注射器式
。
4、紫外灯
方便经济的控制无菌环境的装置，缓冲间、接种
室和培养室必备。
（三）无菌操作设备
1、接种箱
是使用较早的最简单的无菌装置, 主体
为玻璃箱罩, 入口有袖罩, 内装紫外灯和日光
灯, 使用时对无菌室要求较高 。
2、净化工作台
其操作台面是半开放区，具方便、操作舒适优点
，通过过滤的空气连续不断吹出，大于 0.03um直
径的微生物很难在工作台的操作空间停留，保持
了较好的无菌环境。由于过滤器吸附微生物，使
用一段时间后过滤网易堵塞，因此应定期更换。
（ 四 ） 培养设备
指根据需要所选用的不同规格和控制精度的用于
植物细胞, 组织和器官培养的设施和设备 。
1,培养架
目前植物植物组织培养实验室植株繁殖培养的通
用设施。成本低、设计灵活、充分利用培养空间。一
般有 4-5层，层间间隔 40-50cm,光照强度可根据培养
植物特性来确定，一般每架上配备 2-4盏日光灯。
2,培养箱
细胞培养, 原生质体培养等要求精确培养的实验
,可用光照培养箱, CO2培养箱, 湿度控制培养箱等
培养 。
3,摇床
进行液体培养时, 为改善通气状况, 可用振荡培
养箱或摇床 。
4,生物反应器
进行植物细胞生产次生产物的实验室，还需生物
反应器。
（ 五 ） 其他设备
可安装 时间程序控制器, 温度控制系统 或 空调； 实体显微镜, 倒置式生物显微镜 及配套的摄影,
录像和图像处理设备； 电泳仪, 萃取 和 层析 设备,
紫外分光光度计, 高效液相色谱仪, 气相色谱仪,
酶联免疫测定系统 。
二, 培养容器与用具
培养容器指盛有培养基并提供培养物生长空间
的无菌置, 培养用具指培养物接种封口所用的各
种金属或塑料制品, 实验室必备 。
（ 一 ） 培养容器
包括各种规格的 培养皿, 三角瓶, 试管, 培养瓶
。一般分为：
玻璃容器 — 一般用无色并不产生颜色折射的硼硅
酸盐玻璃材质。
塑料容器 — 材质轻、不易破碎、制作方便，广泛
使用。一般为聚丙烯、聚碳酸酯材料的培养容器。
（ 二 ） 金属用具
1,镊子
植物组织解剖用小的尖头镊子, 分株转移繁
殖转接用枪型镊子, 16-22cm长 。
2,剪刀
不锈钢医用弯头剪，做取材和切段转移繁殖
,14-22cm长。
3,解剖刀
进行组织切段, 多用短柄可换刀片的医用不锈
钢解剖刀 。
4,其他用具
接种铲、接种针在花药培养、花粉培养中有用
。
（ 三 ） 塑料用具
各种 封口膜, 盖, 塑料盘 及其它实验用具。
作业
1、植物组织培养实验室的常规设备有哪些？
2、简述无菌操作设备的类型及特点
第一节 植物组织培养实验室
第二节 实验室仪器设备
第一节 植物组织培养实验室
植物植物组织培养是以植物组织和细胞的离体
无菌操作为基础的实验性学科，它需要在一定的
实验条件和特定的实验环境下完成一系列操作，
以无菌条件为重要前提，模拟植物细胞生长发育
需要的各种设备、设施、培养条件，是从事本领
域工作的基础。
一, 实验室要求
环境要求,理想的植物组织培养实验室应该建立
在安静、清洁、远离污染源的地方，最好在常年主
风向的上风方向，尽量减少污染。规模化生产的实
验室最好建在交通方便的地方，便于产品的运送。
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 。
实验室设置的基本原则 是：科学, 高效, 经济和
实用 。 一个植物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,
还可根据所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 。
二、实验室组成
（ 一 ） 基本实验室
基本实验室包括准备室、无菌操作室、培养室、
缓冲间，是植物组织培养实验所必须具备的基本条
件。如进行工厂化生产，年产 4万 -20万，需 3-4间实
验用房，总面积 60平方米。
1,准备室
功能,又叫化学实验室, 进行一切与实验有关的
准备工作：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 。
要求,最好有 20平方米左右。要求宽敞明亮、以
便于放置多个实验台和相关设备，方便多人同时工作；同时要求通风条件好，便于气体交换；实验室地面
应便于清洁，并应进行防滑处理。
设备,准备室应具备工作台、柜橱、水池、仪器
、药品等。
分类：
分体式 -研究性质实验室, 分开的若干房间将准备
室分解为药品贮藏室, 培养基配制与洗涤室和灭菌
室等, 功能明确, 便于管理, 但不适于大规模生产
。
通间式 -规模化实验室，一般设计成大的通间，试
验操作的各个环节在同一房间内按程序完成。便于
程序化操作与管理，减少各环节间的衔接时间，提
高工作效率。还便于培养基配制、分装和灭菌的自
动化操作程序设计，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。
2,无菌操作室
功能,也叫接种室, 进行材料的立体无菌操作
,是植物离体培养研究或生产中最关键的一步 。
要求,房间一般不宜过大,10-20平方米即可
，其规模根据实验需要和环境控制的难易程度而定
。要求封闭性好，干燥清洁，能较长时间保持无菌
，因此不易设在以受潮的地方；为便于消毒处理，
地面及内墙壁都应采用防水和耐腐蚀材料；地面要
求平坦无缝，便于清洁；为了保持清洁，无菌室应
防止空气对流。
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,无菌操作室安装有紫外灯和空调, 工
作台和搁架, 还有超净工作台和整套灭菌接种仪
器, 药品等 。
3、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 10-20平方米左右。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 。
设备,培养架、光照培养箱或人工气候箱、边台
用于拍摄培养物生长状况，除湿机、显微镜、温湿
度计、空调等。
4,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 。
要求,缓冲间需 3-5平方米, 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 。
设备,1-2盏紫外灯、灭菌后的工作服、拖鞋、
口罩。
（ 二 ） 辅助实验室
根据研究或生产的需要而配套设置的专门实验
室, 主要用于细胞学观察和生理生化分析等 。
1,细胞学实验室
功能,对培养材料进行细胞学鉴定和研究,
由制片室和显微观察室组成 。 制片是获取显微观
察数据的基础, 配备有切片机, 磨刀机, 温箱及
样品处理和切片染色的设备 。 应有通风橱和废液
处理设施 。 显微观察室主要是显微镜和图像拍摄
,处理设备 。
要求,明亮、清洁、干燥、防止潮湿和灰尘污
染。
2,生化分析实验室
培养细胞产物为主要目的的实验室, 应建立相
应的分析化验实验室, 随时对培养物成分进行取
样检查 。 大型次生代谢物生产, 还需有效分离实
验室 。
作业：
植物组织培养基本实验室包括哪些组
成?各有何功能与要求？
第二节 仪器设备和器皿用具
一, 基本设备配置
（ 一 ） 常规设备
1,天平
植物组织培养实验室需要不同精度的天平 。
感量 0.001g的天平 （ 分析天平 ） 和感量 0.0001g的
天平 （ 电子天平 ） 用于称量微量元素和一些较高精
确度的实验用品 。
感量 0.01g和 0.1g的天平，用于大量元素母液配制
和一些用量较大的药品的称量。
2,冰箱
各种维生素和激素类药品以及培养基母液均需低
温报存, 某些试验还需植物材料进行低温处理, 普
通冰箱即可 。
3,酸度计
用于测定培养基及其它溶液的 pH,一般要求可
测定 pH范围 1-14之间, 精度 0.01即可 。
4,离心机
用于细胞、原生质体等活细胞分离，亦用于
培养细胞的细胞器、核酸以及蛋白质的分离提
取。根据分离物质不同配置不同类型的离心机
。
细胞, 原生质体等活细胞的分离用低速离心
机；核酸, 蛋白质分离用高速冷冻离心机；规
模化生产次生产物, 还需选择大型离心分离系
统 。
5,加热器
用于培养基的配制 。 研究性实验室一般选用带磁
力搅拌功能的加热器, 规模化大型实验室用大功率加
热和电动搅拌系统 。
6,其它
纯水器、分装设备
（ 二 ） 灭菌设备
维持相对得无菌环境是植物组织培养实验室的基
本要求 。
1,高压灭菌锅
用于培养基, 玻璃器皿以及其它可高温灭菌用品
的灭菌, 根据规模大小有手提式, 立式, 卧式等不
同规格 。
2,干热消毒柜
用于金属工具如镊子, 剪刀, 解剖刀, 以及玻璃
器皿的灭菌 。 一般选用 200℃ 左右的普通或远红外
消毒柜 。
3、过滤灭菌器
用于一些酶制剂、激素以及某些维生素等不能高
压灭菌试剂的灭菌，主要有真空抽滤式和注射器式
。
4、紫外灯
方便经济的控制无菌环境的装置，缓冲间、接种
室和培养室必备。
（三）无菌操作设备
1、接种箱
是使用较早的最简单的无菌装置, 主体
为玻璃箱罩, 入口有袖罩, 内装紫外灯和日光
灯, 使用时对无菌室要求较高 。
2、净化工作台
其操作台面是半开放区，具方便、操作舒适优点
，通过过滤的空气连续不断吹出，大于 0.03um直
径的微生物很难在工作台的操作空间停留，保持
了较好的无菌环境。由于过滤器吸附微生物，使
用一段时间后过滤网易堵塞，因此应定期更换。
（ 四 ） 培养设备
指根据需要所选用的不同规格和控制精度的用于
植物细胞, 组织和器官培养的设施和设备 。
1,培养架
目前植物植物组织培养实验室植株繁殖培养的通
用设施。成本低、设计灵活、充分利用培养空间。一
般有 4-5层，层间间隔 40-50cm,光照强度可根据培养
植物特性来确定，一般每架上配备 2-4盏日光灯。
2,培养箱
细胞培养, 原生质体培养等要求精确培养的实验
,可用光照培养箱, CO2培养箱, 湿度控制培养箱等
培养 。
3,摇床
进行液体培养时, 为改善通气状况, 可用振荡培
养箱或摇床 。
4,生物反应器
进行植物细胞生产次生产物的实验室，还需生物
反应器。
（ 五 ） 其他设备
可安装 时间程序控制器, 温度控制系统 或 空调； 实体显微镜, 倒置式生物显微镜 及配套的摄影,
录像和图像处理设备； 电泳仪, 萃取 和 层析 设备,
紫外分光光度计, 高效液相色谱仪, 气相色谱仪,
酶联免疫测定系统 。
二, 培养容器与用具
培养容器指盛有培养基并提供培养物生长空间
的无菌置, 培养用具指培养物接种封口所用的各
种金属或塑料制品, 实验室必备 。
（ 一 ） 培养容器
包括各种规格的 培养皿, 三角瓶, 试管, 培养瓶
。一般分为：
玻璃容器 — 一般用无色并不产生颜色折射的硼硅
酸盐玻璃材质。
塑料容器 — 材质轻、不易破碎、制作方便，广泛
使用。一般为聚丙烯、聚碳酸酯材料的培养容器。
（ 二 ） 金属用具
1,镊子
植物组织解剖用小的尖头镊子, 分株转移繁
殖转接用枪型镊子, 16-22cm长 。
2,剪刀
不锈钢医用弯头剪，做取材和切段转移繁殖
,14-22cm长。
3,解剖刀
进行组织切段, 多用短柄可换刀片的医用不锈
钢解剖刀 。
4,其他用具
接种铲、接种针在花药培养、花粉培养中有用
。
（ 三 ） 塑料用具
各种 封口膜, 盖, 塑料盘 及其它实验用具。
作业
1、植物组织培养实验室的常规设备有哪些？
2、简述无菌操作设备的类型及特点
