生物技術(shù)引論與實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容優(yōu)化探析

倪志勇 張樺 蘇豫梅

摘要 結(jié)合生物技術(shù)引論與實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容設(shè)置現(xiàn)狀，分析了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容優(yōu)化的必要性，提出了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容優(yōu)化方案，并闡述了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容優(yōu)化的可行性，以期為生物技術(shù)引論與實(shí)驗(yàn)課程發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞 生物技術(shù)引論與實(shí)驗(yàn)；內(nèi)容優(yōu)化；必要性；方案；可行性

中圖分類號(hào) G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）12-0281-01

目前，生物技術(shù)引論與實(shí)驗(yàn)課程中“基因工程”和“原核表達(dá)”2個(gè)部分內(nèi)容脫節(jié)，關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，影響教學(xué)效果。針對(duì)以上問題，通過實(shí)驗(yàn)內(nèi)容優(yōu)化使生物技術(shù)引論與實(shí)驗(yàn)課程與時(shí)俱進(jìn)，從而使教師講授更順暢、學(xué)生理解更容易。

1 課程簡(jiǎn)介及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置現(xiàn)狀

生物技術(shù)引論與實(shí)驗(yàn)課程是面向新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)涉農(nóng)專業(yè)二年級(jí)和三年級(jí)本科生開設(shè)的一門專業(yè)實(shí)踐基礎(chǔ)課程，每年授課班級(jí)26個(gè)以上。由農(nóng)學(xué)院生物技術(shù)系15名教師組成教學(xué)授課團(tuán)隊(duì)，2012年開課至今，已經(jīng)建立了包括“培養(yǎng)基的制備及工程菌培養(yǎng)”（實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)二）、“基因克隆”（實(shí)驗(yàn)三至實(shí)驗(yàn)九）和“原核表達(dá)”（實(shí)驗(yàn)十、實(shí)驗(yàn)十一）3個(gè)方面主要內(nèi)容的完整的教學(xué)體系[1]。包括以下11個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)一：大腸桿菌液體培養(yǎng)基和固體篩選培養(yǎng)基制備。實(shí)驗(yàn)二：大腸桿菌工程菌平板培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)三：PCR擴(kuò)增目的基因片段。實(shí)驗(yàn)四：回收目的基因片段與載體連接。實(shí)驗(yàn)五：大腸桿菌液體培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)六：大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞制備及轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)七：篩選重組轉(zhuǎn)化菌落。實(shí)驗(yàn)八：菌液PCR分析。實(shí)驗(yàn)九：提取大腸桿菌重組質(zhì)粒DNA和酶切分析。實(shí)驗(yàn)十：培養(yǎng)工程菌誘導(dǎo)外源基因表達(dá)。實(shí)驗(yàn)十一：SDS-PAGE檢測(cè)外源基因的表達(dá)。

2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容優(yōu)化的必要性

現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展十分迅速，為使該課程與學(xué)科發(fā)展相適應(yīng)，亟須優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。目前，生物技術(shù)引論與實(shí)踐課程中，“基因工程”和“原核表達(dá)”2個(gè)部分內(nèi)容脫節(jié)，關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，影響教學(xué)效果。通過引入“同源重組技術(shù)”，將原“基因工程”部分更新為“基因克隆和原核表達(dá)載體構(gòu)建”內(nèi)容，使“基因工程”和“原核表達(dá)”2個(gè)部分內(nèi)容銜接更為緊密。優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和內(nèi)容與國(guó)際主流技術(shù)接軌，使生物技術(shù)引論與實(shí)驗(yàn)課程與時(shí)俱進(jìn)，更有利于教師講授和學(xué)生理解[2-3]。

3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容優(yōu)化方案

在生物技術(shù)引論與實(shí)驗(yàn)課程的“基因克隆”內(nèi)容中主要引入“同源重組技術(shù)”相關(guān)內(nèi)容，根據(jù)該技術(shù)的要求對(duì)所涉及的原實(shí)驗(yàn)一到實(shí)驗(yàn)九部分教學(xué)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，并改革為“基因克隆和原核表達(dá)載體構(gòu)建”內(nèi)容，解決目前課程中存在的“基因工程”和“原核表達(dá)”2個(gè)部分內(nèi)容脫節(jié)的問題。相比于原來利用酶切方法構(gòu)建原核表達(dá)載體，使用同源重組技術(shù)更節(jié)省時(shí)間且構(gòu)建成功率高。使學(xué)生了解掌握最新同源重組技術(shù)構(gòu)建載體的原理和步驟，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，提高其動(dòng)手能力。

建立新的“基因克隆和原核表達(dá)載體構(gòu)建”實(shí)驗(yàn)體系。將原“基因克隆”調(diào)整為“基因克隆和原核表達(dá)載體構(gòu)建”后的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下。實(shí)驗(yàn)一：大腸桿菌液體培養(yǎng)基和固體篩選培養(yǎng)基制備。實(shí)驗(yàn)二：大腸桿菌液體培養(yǎng)（該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容培養(yǎng)的菌體為含有原核表達(dá)載體pET28a的質(zhì)粒菌液）。實(shí)驗(yàn)三：提取大腸桿菌重組質(zhì)粒DNA、酶切和回收目的載體片段（提取原核表達(dá)載體pET28a質(zhì)粒、瓊脂糖電泳、回收酶切的線性化質(zhì)粒載體）。實(shí)驗(yàn)四：PCR擴(kuò)增目的基因片段和回收目的基因片段（利用同源重組原理設(shè)計(jì)的引物擴(kuò)增目的基因片段、瓊脂糖電泳、回收）。實(shí)驗(yàn)五：片段組裝體系的建立及轉(zhuǎn)化（按照說明書中的體系建立片段組裝體系并轉(zhuǎn)化試劑盒中的感受態(tài)細(xì)胞）。實(shí)驗(yàn)六：菌液PCR分析鑒定重組質(zhì)粒。實(shí)驗(yàn)七：重組質(zhì)粒提取及轉(zhuǎn)化BL21感受態(tài)細(xì)胞。

4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容優(yōu)化的可行性

4.1 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院擁有優(yōu)良的教學(xué)團(tuán)隊(duì)

目前，新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院教學(xué)團(tuán)隊(duì)有15位教師，其中教授2名、副教授2名、講師及實(shí)驗(yàn)師11名，博士后4人、博士2人、碩士9人。多名教師主持國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目，具有豐富的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

4.2 生物技術(shù)引論與實(shí)驗(yàn)課程具有多種考核方式和成熟的管理模式

目前，新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院教學(xué)團(tuán)隊(duì)已申報(bào)并完成3項(xiàng)校級(jí)教研項(xiàng)目，分別是“《生物技術(shù)引論與實(shí)驗(yàn)》考核模式的研究與探索”“生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室信息化管理的研究”“《生物技術(shù)引論與實(shí)驗(yàn)》知識(shí)競(jìng)賽設(shè)計(jì)與實(shí)施”。發(fā)表了《生物技術(shù)引論與實(shí)踐教學(xué)體系的建立》《淺談學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量的重要作用》和《生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)多維度考核體系的建立與實(shí)踐》3篇教研論文[4]。

5 參考文獻(xiàn)

[1] 任燕萍，石書兵，葛杰，等.生物技術(shù)引論與實(shí)踐教學(xué)體系的建立[J].中國(guó)種業(yè)，2013（5）：15-16.

[2] 代培紅，任燕萍，李克梅，等.淺談學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量的重要作用[J].教育教學(xué)論壇，2015（25）：263-264.

[3] 代培紅，王希東，張樺，等.生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)多維度考核體系的建立與實(shí)踐[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（9）：311.

[4] 錢潔，房健民，陳志宏.生物技術(shù)專業(yè)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2014，33（1）：207-210.