參加首屆吉林省大學(xué)生生命科學(xué)競(jìng)賽的收獲與體會(huì)

姜麗艷 閆國(guó)棟 李宇航 李雅靜 蘇豐

摘 ?要 以“乙?；鄄怂氐拿阜ㄖ苽浼捌淇寡趸钚缘难芯俊睘轭}，參加首屆吉林省大學(xué)生生命科學(xué)競(jìng)賽。該學(xué)科競(jìng)賽培養(yǎng)了大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)精神和實(shí)踐能力，拓寬了科學(xué)視野，并增強(qiáng)了學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。參賽者在基礎(chǔ)理論知識(shí)、科學(xué)動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)等方面都得到提高。該參賽項(xiàng)目獲得首屆吉林省大學(xué)生生命科學(xué)競(jìng)賽二等獎(jiǎng)，以此過程的收獲與體會(huì)說明參加大學(xué)生科學(xué)競(jìng)賽的重要性。

關(guān)鍵詞 大學(xué)生;生命科學(xué)競(jìng)賽;實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新能力;芹菜素

中圖分類號(hào)：G645文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）14-0100-03

Abstract With the title of Enzymatic Synthesis and Antioxidant Activity of Acylated Apigenin， we participated in the first life science?competition for college students in Jilin province. In the process， the?innovative consciousness， team spirit and practical ability of college?students were cultivated; the vision of scientific field was broadened;?sense of social responsibility was enhanced. The basic theoretical knowledge， scientific practical ability and innovative consciousness of participants have been improved. Eventually we won the second?prize project， and the importance of participating in science compe-titions has been proved by the harvests and experience in the process.

Key words college student; life science competition; experiments; innovative ability; apigenin

1 引言

學(xué)科競(jìng)賽是大學(xué)生實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要載體，對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新思維訓(xùn)練、創(chuàng)新能力培養(yǎng)和綜合素質(zhì)提升具有重要作用[1-2]。首屆吉林省大學(xué)生生命科學(xué)競(jìng)賽由東北師范大學(xué)負(fù)責(zé)主辦。要求學(xué)生圍繞生命科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的任何科學(xué)問題，開展自主性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或野外調(diào)查工作，讓學(xué)生了解生命科學(xué)的發(fā)展，尋找解決生命科學(xué)問題的有效方法以及防控措施。各參賽隊(duì)利用課余時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，開展實(shí)驗(yàn)研究或野外調(diào)查，記錄實(shí)驗(yàn)或調(diào)查過程，獲得實(shí)驗(yàn)或調(diào)查結(jié)果，形成作品，撰寫論文。

競(jìng)賽旨在培養(yǎng)大學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)精神和實(shí)踐能力，掌握與生命科學(xué)領(lǐng)域有關(guān)的調(diào)查、監(jiān)測(cè)、檢驗(yàn)、檢疫、診斷、分析、預(yù)防和控制的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法[3-4]。省內(nèi)高等學(xué)校普通全日制本、?？圃谛４髮W(xué)生均可報(bào)名參加，要求每支參賽隊(duì)伍由1～2名指導(dǎo)教師和不超過五人的參賽學(xué)生組成，嚴(yán)格按照時(shí)間要求，在全國(guó)大學(xué)生生命科學(xué)競(jìng)賽網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)完成報(bào)名，上傳實(shí)驗(yàn)綜述、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)工作。

本參賽團(tuán)隊(duì)以“乙?；鄄怂氐拿阜ㄖ苽浼捌淇寡趸钚缘难芯俊睘轭}，充分查閱植物多酚的衍生化研究進(jìn)展，總結(jié)對(duì)比植物多酚的多種衍生化方法，旨在通過環(huán)保高效的非水相酶催化技術(shù)酶促合成芹菜素衍生物，改善芹菜素的生物活性，拓寬芹菜素的應(yīng)用領(lǐng)域。該項(xiàng)目榮獲首屆吉林省大學(xué)生生命科學(xué)競(jìng)賽二等獎(jiǎng)，筆者對(duì)此感悟頗深。

2 參賽項(xiàng)目簡(jiǎn)介

立題意義 ?芹菜素是一種植物黃酮類化合物（圖1），有植物雌激素之稱，具有多種生物學(xué)活性和藥理作用，如抗腫瘤、抗氧化、抗炎、鎮(zhèn)靜、神經(jīng)保護(hù)和抗氧化等作用（圖2），并且具有低毒、無(wú)誘變性等特點(diǎn)[5-6]。但由于芹菜素具有多個(gè)水溶性酚羥基的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，致使其脂溶性差，難以到達(dá)靶向作用點(diǎn)，而且在生理環(huán)境下穩(wěn)定性差，生物有效利用度不高[7]。

圍繞如何提高芹菜素的穩(wěn)定性及其生物活性的問題，科學(xué)家開展了芹菜素衍生物研究工作[8]，但相關(guān)的物理或化學(xué)的方法步驟多、產(chǎn)率低、生物活性的提高有限[7-9]。所以，急需開發(fā)一種新型的芹菜素衍生物以改善其物理性質(zhì)，進(jìn)而提高其抗氧化等生物活性。

研究?jī)?nèi)容 ?本項(xiàng)目首次利用非水相酶催化技術(shù)酶促合成芹菜素衍生物，獲得乙酰化芹菜素衍生物。同時(shí)，考察乙?；鄄怂氐挠H脂性及抗氧化活性。項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容如下。

1）芹菜素的非水相酶促乙酰化修飾。研究非水相酶促芹菜素乙?；淖罴逊磻?yīng)條件，對(duì)影響乙?；磻?yīng)的主要因素如酶源、溶劑、水活度、?；w、反應(yīng)溫度和加酶量等進(jìn)行優(yōu)化研究，提高芹菜素乙?；磻?yīng)的酶活，獲得最優(yōu)的非水相酶促芹菜素乙?；磻?yīng)的工藝條件。

2）考察乙?；鄄怂氐目寡趸饔?。通過經(jīng)典的總抗氧化能力、DPPH和ABTS自由基清除活性等實(shí)驗(yàn)，研究乙?；鄄怂匮苌锏捏w外抗氧化性能。

3）研究乙?；鄄怂匮苌锏挠H脂性及對(duì)細(xì)胞的抗增殖作用，對(duì)比芹菜素和乙酰化芹菜素衍生物的體內(nèi)抗氧化性能。

研究路線 ?本項(xiàng)目首要的任務(wù)是完成芹菜素乙酰化的酶促反應(yīng)條件優(yōu)化，然后對(duì)比研究芹菜素和乙?；鄄怂匮苌锏捏w外抗氧化活性、親脂性能和細(xì)胞抗增殖作用。項(xiàng)目的關(guān)鍵點(diǎn)是查閱文獻(xiàn)，確定每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)采用的具體實(shí)驗(yàn)方法，并考慮可行性和平行性問題。項(xiàng)目的難點(diǎn)是解決乙?；鄄怂匮苌锏慕Y(jié)構(gòu)鑒定和分離純化問題。本參賽項(xiàng)目的研究路線如圖3所示。

3 準(zhǔn)備過程與感想

經(jīng)歷了近三個(gè)月的實(shí)驗(yàn)研究，受益匪淺。對(duì)于大學(xué)生，雖然科研能力有限，課程安排緊張，并且對(duì)酶學(xué)研究處于接觸學(xué)習(xí)的狀態(tài)，但是可以通過自己不懈地嘗試、理解交流，基于教師的幫助，充分利用課余時(shí)間，盡自己的全力完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。經(jīng)歷許多摸索和嘗試，甚至實(shí)驗(yàn)結(jié)果的多次失敗，都能夠及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案，改變實(shí)驗(yàn)方法，不斷嘗試和創(chuàng)新。筆者慶幸自己的執(zhí)著與堅(jiān)持，最終體會(huì)到收獲結(jié)果時(shí)的滿足感。

通過參加該學(xué)科競(jìng)賽項(xiàng)目，學(xué)生不僅提高了學(xué)習(xí)能力，磨煉了精神意志，而且掌握了很多有關(guān)的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)。更重要的是，學(xué)生了解了什么是科學(xué)研究，對(duì)科學(xué)研究有了新的理解?，F(xiàn)就參賽時(shí)的準(zhǔn)備過程和真實(shí)的感想進(jìn)行分享[10-13]。

查閱文獻(xiàn)，啟動(dòng)科學(xué)研究 ?科學(xué)研究首先是從課題調(diào)研掌握資料起步的。充分地查閱文獻(xiàn)是開展科學(xué)研究的第一步[14]。競(jìng)賽網(wǎng)上報(bào)名后，需要提交研究項(xiàng)目的《實(shí)驗(yàn)綜述報(bào)告》和《實(shí)驗(yàn)路線及設(shè)計(jì)》。只有充分查閱文獻(xiàn)，才能掌握本課題研究的進(jìn)展動(dòng)態(tài)，學(xué)習(xí)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)方法，制定合理的實(shí)驗(yàn)方案，“站在巨人的肩膀上”拓展思路，把研究水平提到新的高度。根據(jù)參賽項(xiàng)目?jī)?nèi)容，需要查閱三方面的文獻(xiàn)資料，分別為芹菜素的酶促反應(yīng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展和方法、芹菜素的體外抗氧化實(shí)驗(yàn)進(jìn)展和方法以及芹菜素相關(guān)的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)文獻(xiàn)。

以上三方面的文獻(xiàn)資料必須查閱全面，從中選擇質(zhì)量好的、相似性高的文獻(xiàn)進(jìn)行閱讀，總結(jié)、歸納，借鑒?！白x書不知要領(lǐng)，勞而無(wú)功;知某書宜讀而不得精校精注本，事倍功半?！睂?duì)于當(dāng)代的大學(xué)生而言，文獻(xiàn)檢索、挑選、閱讀及總結(jié)能力是必要的實(shí)驗(yàn)技能。

實(shí)驗(yàn)記錄，見證科學(xué)研究 ?嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度是科學(xué)研究的必要品質(zhì)，實(shí)驗(yàn)記錄的真實(shí)性與完整性更是科學(xué)研究?jī)r(jià)值的表達(dá)和體現(xiàn)。競(jìng)賽要求每天要在網(wǎng)上上傳實(shí)驗(yàn)記錄，包括文字和圖片。所以，建立實(shí)驗(yàn)隨筆錄和實(shí)驗(yàn)記錄本。邊實(shí)驗(yàn)邊記載相關(guān)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，形成實(shí)驗(yàn)隨筆錄，以防實(shí)驗(yàn)后有遺忘或遺漏，體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)記錄的即時(shí)性。實(shí)驗(yàn)記錄本即是在部分實(shí)驗(yàn)完成后，進(jìn)行正規(guī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)記錄，要求記錄工整，數(shù)據(jù)全面，以備重復(fù)實(shí)驗(yàn)和考察實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。起初，感覺很煩瑣，總結(jié)實(shí)驗(yàn)記錄也很困難，但堅(jiān)持下來(lái)后，親身體會(huì)到實(shí)驗(yàn)記錄的重要性，它是實(shí)驗(yàn)過程的見證者、回顧者，也是與研究同伴溝通交流的重要依據(jù)。深切了解到真實(shí)、及時(shí)且規(guī)范地完成實(shí)驗(yàn)記錄，是作為一名科研工作者所必須具備的素質(zhì)。

溝通包容，助推科學(xué)研究 ?溝通與包容是一個(gè)團(tuán)隊(duì)能夠堅(jiān)持下去的關(guān)鍵?！叭齻€(gè)臭皮匠賽過諸葛亮?！彪m然資歷尚淺，能力有限，但是筆者團(tuán)隊(duì)在此次競(jìng)賽中相互溝通分享，共同克服了一個(gè)又一個(gè)的實(shí)驗(yàn)難題，比如芹菜素的酶促反應(yīng)產(chǎn)物的鑒定、抗氧化實(shí)驗(yàn)的反復(fù)平行性實(shí)驗(yàn)以及培養(yǎng)細(xì)胞的染菌問題等。這期間有過爭(zhēng)執(zhí)，有過困窘，甚至想放棄，但團(tuán)隊(duì)依然通過理解與溝通，堅(jiān)持按照實(shí)驗(yàn)計(jì)劃按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。通過此次競(jìng)賽項(xiàng)目的合作，使團(tuán)隊(duì)能夠更清晰地認(rèn)識(shí)到自己的不足，也看到了他人的閃光點(diǎn)。同時(shí)，更是對(duì)耐力與恒心的考驗(yàn)[15]。

另外，良好的心態(tài)更是實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的關(guān)鍵。沒有一帆風(fēng)順的成功，只有千錘百煉的磨礪，人要學(xué)會(huì)在失敗中思索，往往寶貴的真理就隱藏在某一次的失敗中，擺正心態(tài)，好好面對(duì)，努力堅(jiān)持，總會(huì)有柳暗花明。但很遺憾，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果沒有做到最完美，與最初的設(shè)想還存在一些差距。雖然比賽項(xiàng)目已經(jīng)結(jié)束，但筆者團(tuán)隊(duì)仍會(huì)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，對(duì)乙?；鄄怂匮苌锏男再|(zhì)與結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的分析，探究其在生物體內(nèi)的生理活性機(jī)制。

4 結(jié)語(yǔ)

首屆吉林省大學(xué)生生命科學(xué)競(jìng)賽旨在培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)精神和實(shí)踐能力，拓寬科學(xué)視野，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感，促進(jìn)生命科學(xué)學(xué)科教學(xué)改革，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。通過參加“乙酰化芹菜素的酶法制備及其抗氧化活性的研究”參賽項(xiàng)目，有效地培養(yǎng)了大學(xué)生的科學(xué)意識(shí)，提高了大學(xué)生的綜合素質(zhì)，而且讓學(xué)生深刻體會(huì)到實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的唯一方法，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，唯有不斷嘗試，不懈探索，才能有所收獲，并對(duì)今后的科研道路又多了一份嚴(yán)謹(jǐn)與期待，望砥礪前行，終有所獲。

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