對醫(yī)學本科生開設(shè)生物化學與分子生物學綜合性實驗的體會

丁航 李彩虹 楊勤 劉慧明 蘭柳波 張志珍

摘要：對醫(yī)學本科生來說，在生物化學與分子生物學實驗課開展綜合性實驗具有重要意義。本文從開展綜合性實驗的保障、綜合性實驗課程內(nèi)容、綜合性實驗課程實施效果等方面來介紹重組質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化、提取及酶切分析這一綜合性實驗在生物化學與分子生物學實驗教學中的實施。

關(guān)鍵詞：生物化學與分子生物學；綜合性實驗；醫(yī)學

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）17-0239-02

生物化學是臨床醫(yī)學和基礎(chǔ)醫(yī)學的重要學科，是當前發(fā)展最為迅速的醫(yī)學學科之一。分子生物學已是一門跨越醫(yī)學、生物、藥學的學科，在個人醫(yī)療、精確搜查罪犯、超高速檢驗病毒等領(lǐng)域起著巨大作用。而實驗教學是其重要的組成部分。我們生物化學與分子生物學實驗教學也從適應(yīng)社會發(fā)展需求，改革更新，設(shè)計開展了“重組質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化、提取及酶切分析”這一綜合性實驗，并取得了良好的教學效果。

一、開展綜合性實驗的保障

開展綜合性實驗必須要有良好的實驗平臺，為此學校為教研室增加了實驗教學經(jīng)費，極大改善了實驗教學環(huán)境，配備了完善的相關(guān)實驗教學儀器設(shè)備，如做分子生物學實驗所必備的超凈工作臺、細胞培養(yǎng)箱、高速冷凍離心機、核酸水平電泳槽、電泳儀、凝膠成像系統(tǒng)、恒溫空氣搖床、PCR儀等。憑借著這些先進的裝備技術(shù)、環(huán)境美觀的實驗室，保障了實驗教學的正常進行。同時，為了不斷提高實驗教學的水平，本教研室加強了對實驗教學人員的技能培訓(xùn)，并安排專門人員管理大型精密儀器，定期進行培訓(xùn)學習，更新技術(shù)方法，還完善了學科教學體系的建設(shè)，包括實驗教材的編寫、實驗教學大綱的制定以及教學方法的改進等[1]。

二、綜合性實驗課程內(nèi)容

“重組質(zhì)粒DNA的轉(zhuǎn)化、提取及酶切分析”這一綜合性實驗主要包括以下三個部分：（1）采用CaCl2法制備感受態(tài)細胞，將人Bcl-2重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化DH5α擴增菌，轉(zhuǎn)化后在含氨芐青霉素（Amp）的培養(yǎng)基上進行篩選，以獲得含重組質(zhì)粒的大腸桿菌。（2）用堿裂解法分離大腸桿菌中的重組質(zhì)粒DNA，提取質(zhì)粒DNA。（3）所制備的EcoRⅠ非定向克隆構(gòu)建的重組質(zhì)粒DNA作為EcoRⅠ酶切底物。用EcoRⅠ切割質(zhì)粒后，應(yīng)得到空載pBluescriptⅡKS（-）（2.96kb）和人Bcl-2 cDNA（1.9kb）兩個片段。經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳，可在紫外分析儀中觀察重組質(zhì)粒DNA的限制性內(nèi)切酶圖譜。

三、綜合性實驗實施效果

1.鞏固理論知識，提高運用知識的能力。“重組質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化、提取及酶切分析”是一個綜合性實驗，和簡單的驗證性實驗不同，知識面涵蓋的非常廣，包含核酸的分離與純化技術(shù)、DNA重組技術(shù)、DNA的酶切及電泳技術(shù)，理論知識較為抽象，復(fù)雜難懂，學生要在實驗中有好的結(jié)果，就必須提前預(yù)習實驗的過程，通過上網(wǎng)觀看有關(guān)教學實驗的視頻或者查閱文獻資料以便更好地理解實驗原理、操作步驟和注意事項。這樣就可以幫助學生對課本中的知識點有更加清晰的認識，提高學生的學習興趣，鞏固了對這個實驗所涉及的理論知識點，使學生對學科前沿和動態(tài)有所了解，并能做到學以致用。

2.提高實驗操作技能。“重組質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化、提取及酶切分析”這個綜合性實驗歷時長，下一次的實驗均需上一次實驗的材料，實驗的連續(xù)性好。對學生的實驗技能和細心程度要求較高，一環(huán)扣一環(huán)，每一個環(huán)節(jié)都重要，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤，都將導(dǎo)致整個實驗的失敗，如重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化的效率高低與成敗直接影響著后續(xù)實驗。學生在實驗過程中，每一個步驟都需要認真思考、認真操作，才能使實驗順利完成。這對提高學生的實驗操作技能有很大的幫助。

3.提高獨立解決問題的能力和自主學習能力。學生在預(yù)習實驗的過程中，實驗前的各種疑惑可以通過自行查閱材料 、上網(wǎng)觀看視頻，或者是同學之間相互交流討論而得到解答，這樣既鍛煉了學生在網(wǎng)絡(luò)上查找資料的能力，也提高了學生獨立解決問題的能力，激發(fā)學生的求知欲望和學習熱情，開拓學生的思路和眼界，使學生的實踐創(chuàng)新能力得到鍛煉和提高，而不會在實驗課時依賴教師的講解或者盲目地照著實驗指導(dǎo)書做實驗[2]。

4.增強主觀能動性，提高興趣。本實驗使學生在實驗過程中能夠接觸到較為復(fù)雜、精密和現(xiàn)代化的儀器設(shè)備，掌握較新的研究方法和技術(shù)，學生全程獨立完成實驗，從感受態(tài)細胞的制備、DNA擴增、重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌DH5α、轉(zhuǎn)化菌的擴增培養(yǎng)、堿裂解—酚/氯仿抽提質(zhì)粒DNA到限制性內(nèi)切酶酶切分析，教師在實驗中只起指導(dǎo)的作用，學生全心投入，充分調(diào)動起積極性和主觀能動性。通過系統(tǒng)性操作，使學生對實驗有一個整體印象，不僅鍛煉了動手能力，也培養(yǎng)了思考問題和解決問題的能力，使學生對生物化學與分子生物學學科產(chǎn)生濃厚的興趣，有助于激發(fā)學生的求知欲和學習熱情，開拓學生的思路和眼界，提高學生綜合分析問題的能力。一個好的綜合性實驗可能成為學生學習生物化學與分子生物學技術(shù)的動力源泉[3]。

5.增強團隊精神。合作是學生在未來適應(yīng)社會、立足社會不可缺少的重要因素，是現(xiàn)代人必備的性格特點。合作是一種能力，更是一種藝術(shù)。唯有善于與人合作，才能獲得更大的力量，爭取更大的成功。本科教學過程中應(yīng)該有意識地培養(yǎng)學生與他人合作、交流、溝通的能力。在重組質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化、提取及酶切分析綜合性實驗中，由于實驗時間較長，步驟較復(fù)雜，幾乎每一步都牽涉到團隊合作，如學生們的相互協(xié)作是DNA的限制性內(nèi)切酶酶切分析中瓊脂糖凝膠電泳實驗成功的關(guān)鍵，因此這一綜合性實驗的開設(shè)有效地提高了學生的團隊精神。

生物化學與分子生物學是醫(yī)學教育中的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在醫(yī)學教育中占據(jù)著非常重要的地位。由于這門課程的內(nèi)容抽象，理論性強，對于廣大醫(yī)學生來說是一門“難啃”的課程。而綜合性實驗?zāi)苡行У匕阉鶎W的知識聯(lián)系起來，幫助學生理解和掌握課本知識，培養(yǎng)學生的觀察力，綜合分析和解決問題的能力，可以幫助學生將枯燥的生物化學與分子生物學理論知識更好地理解、掌握和運用，提高學生學習的主動性、積極性與創(chuàng)造性，從而切實提高實驗教學的水平，取得良好的效果。綜合性實驗以其課題設(shè)計靈活、技術(shù)方法多樣、實際應(yīng)用性強等優(yōu)勢在實際教學中取得了很好的效果，本教研室通過幾年的不斷摸索與嘗試取得了一些經(jīng)驗與成績，但仍然存在一些問題，需要不斷拓展思路去解決。

參考文獻：

[1]黃海良，張勝權(quán)，羅欣，等.綜合性實驗在醫(yī)學分子生物學實驗教學中的探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2016，（18）：139-141.

[2]閻波，趙興貴，李海明，等.環(huán)境科學專業(yè)綜合性實驗教學的探索與實踐[J].中國輕工教育，2016，（5）：63-66.

[3]錢潔，房健民，陳志宏.生物技術(shù)專業(yè)綜合性和設(shè)計性實驗教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2014，33（1）：207-224.