綜合性實(shí)驗(yàn)在基因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[權(quán)威資料]

綜合性實(shí)驗(yàn)在基因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：基因工程實(shí)驗(yàn)課是生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的主干課程，目前開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課側(cè)重于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，課時(shí)分散，體系不連貫。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程基礎(chǔ)上，開(kāi)設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)，是實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革的一項(xiàng)內(nèi)容。針對(duì)目前基因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，本文對(duì)開(kāi)展基因工程綜合性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探索和實(shí)踐，從而提高學(xué)生基因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，滿足新世紀(jì)人才培養(yǎng)的需要。 關(guān)鍵詞：基因工程；綜合性實(shí)驗(yàn)；教學(xué)研一體化 G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 1674-9324（ 2014） 25-0252-02 基因工程是在分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)等學(xué)科綜合發(fā)展的基礎(chǔ)上誕生的一門(mén)生物技術(shù)科學(xué)，自上世紀(jì) 70 年代誕生以來(lái)，取得了質(zhì)的飛躍，并正以良好的勢(shì)頭迅猛發(fā)展，已成為 21 世紀(jì)生命科學(xué)的核心學(xué)科 1?；蚬こ桃彩且婚T(mén)實(shí)驗(yàn)性學(xué)科，它不僅是生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)計(jì)劃中的一個(gè)重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生科研、實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)的重要途徑。 一、基因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題及分析 1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊。目前基因工 程實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容仍然以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主，如 DNA 的提取、質(zhì)粒的提取等，其優(yōu)點(diǎn)是能夠及時(shí)鞏固課堂知識(shí)，缺點(diǎn)是教學(xué)內(nèi)容重復(fù)，而且實(shí)驗(yàn)不連貫，不能活躍學(xué)生的思維。因此，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中很難學(xué)到應(yīng)有的知識(shí)，也無(wú)法正確分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果或?qū)嶒?yàn)失敗的原因，缺乏培養(yǎng)學(xué)生的興趣及創(chuàng)新意識(shí)。 2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單調(diào)。教學(xué)方法單調(diào)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是課程安排方面有實(shí)驗(yàn)時(shí)間短、課時(shí)分散的特點(diǎn)。基因工程實(shí)驗(yàn)一般要求一氣呵成，所以一周只有幾個(gè)課時(shí)，多周上課存在實(shí)驗(yàn)不連貫的情況，這樣學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)缺乏系統(tǒng)性，尤其是在有些實(shí)驗(yàn)材料保存不夠 好的情況下，很容易造成下次實(shí)驗(yàn)的失敗。二是實(shí)驗(yàn)教學(xué)以教師為主，學(xué)生只是簡(jiǎn)單的模仿。由于課時(shí)少的原因，一些實(shí)驗(yàn)，如培養(yǎng)基的配置、電泳凝膠的配置等都是由教師上課前準(zhǔn)備好。在整個(gè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)的地位，思考空間較小，只是被動(dòng)地 “ 依葫蘆畫(huà)瓢 ” 完成實(shí)驗(yàn)流程，既不利于提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能，也不利于提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。 3.客觀條件的限制。目前，一些高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件仍然需要改善。很多實(shí)驗(yàn)儀器尤其是常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器缺乏或損壞未能及時(shí)得到修復(fù)，造成實(shí)驗(yàn)儀器少?，F(xiàn)在也有很多高校實(shí)驗(yàn)試劑采用 招標(biāo)方式采購(gòu)，有可能一些藥品試劑最終由于種種原因?qū)е虏荒艿轿唬瑢?shí)驗(yàn)過(guò)程就很被動(dòng)甚至導(dǎo)致一些實(shí)驗(yàn)開(kāi)不了課。 二、綜合性實(shí)驗(yàn)課在基因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的必要性 綜合性實(shí)驗(yàn)是在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的需要而增加了相關(guān)的綜合性知識(shí) 2。與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)相比，綜合性實(shí)驗(yàn)涉及的內(nèi)容多、知識(shí)面廣，具有實(shí)驗(yàn)過(guò)程長(zhǎng)、使用儀器較多等特點(diǎn)，給學(xué)生留有充分的發(fā)揮余地，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)。綜合性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)課前做好充分的預(yù)習(xí)，教師在課前可就相關(guān)難點(diǎn)、重點(diǎn)進(jìn)行講解，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中起 到引導(dǎo)和啟發(fā)的作用，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，讓他們獨(dú)立的思考和研究，這種教學(xué)方式提高了學(xué)生的主動(dòng)性與創(chuàng)造性。 三、基因工程綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施 1.精選實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)實(shí)驗(yàn)大綱要求，結(jié)合多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我們精選了實(shí)驗(yàn)教材以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在教材上，選擇了由馮樂(lè)平教授主編的、筆者參編的基因工程實(shí)驗(yàn)教材以及里面的綜合性實(shí)驗(yàn)十九植物基因轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)基因植株鑒定 3。該實(shí)驗(yàn)主要涉及到植物基因的克隆、質(zhì)粒的構(gòu)建和植物轉(zhuǎn)化的全過(guò)程，分子克隆技術(shù)中的 “ 切、接、轉(zhuǎn)、增、檢 ” 五大單元操作都已包括。整個(gè)綜合 性實(shí)驗(yàn)包括：（ 1）植物 RNA 的提取；（ 2） RNA 反轉(zhuǎn)錄為 cDNA；（ 3） PCR 擴(kuò)增目的基因；（ 4）目的片段的回收；（ 5）目的片段連接到載體；（ 6）大腸桿菌、農(nóng)桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備；（ 7）載體的轉(zhuǎn)化到感受態(tài)細(xì)胞；（ 8）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化煙草葉片；（ 9）轉(zhuǎn)基因煙草的鑒定。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容前后銜接緊密，不可分割，前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是下一個(gè)實(shí)驗(yàn)的材料。這樣對(duì)學(xué)生掌握基因工程有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。 2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。盡管教材中有一個(gè)參考基因的克隆，但教學(xué)過(guò)程中可根據(jù)實(shí)際需要克隆不同的基因并構(gòu)建相應(yīng)的載體。因此，在教學(xué)前要求學(xué)生先進(jìn)行 預(yù)習(xí)，要求對(duì)基因克隆的整體把握已經(jīng)進(jìn)行的程序要了解。在教學(xué)中，可將引物設(shè)計(jì)方法、不同質(zhì)粒的特點(diǎn)、質(zhì)粒圖譜以及酶切位點(diǎn)的分析等進(jìn)行講解，讓學(xué)生在把握方向性的同時(shí)又將具體的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)掌握清楚，讓學(xué)生知道為什么做、怎么去做。 3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中錯(cuò)誤的修正。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有些過(guò)程可能會(huì)出現(xiàn)失誤導(dǎo)致失敗，為了使實(shí)驗(yàn)完整性，實(shí)驗(yàn)分小組進(jìn)行，保證每個(gè)實(shí)驗(yàn)有 3 組重復(fù)。在目標(biāo)基因選擇上也選取 23 個(gè)基因進(jìn)行克隆。這樣即使某個(gè)小組實(shí)驗(yàn)失敗，另一小組的結(jié)果可以作為下一次實(shí)驗(yàn)的材料，保證實(shí)驗(yàn)的完整性。 4.教師在實(shí)驗(yàn)過(guò) 程中的作用。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師的作用不僅是指導(dǎo)，還應(yīng)對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行把關(guān)，尤其是容易失敗或?qū)е抡麄€(gè)過(guò)程無(wú)法進(jìn)行的環(huán)節(jié)要嚴(yán)格要求甚至親自示范。例如在整個(gè)環(huán)節(jié)中，第 1 2 個(gè)實(shí)驗(yàn)要求嚴(yán)格，否則下一步實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。另外對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有安全隱患的地方也要注意，必要時(shí)實(shí)驗(yàn)員協(xié)助操作，如 RNA 提取過(guò)程中需要使用液氮、電泳過(guò)程中使用的溴化乙錠（ EB）核酸染料等，教師和實(shí)驗(yàn)員都要親自監(jiān)督，防止意外發(fā)生。 5.教學(xué)科研結(jié)合。基因工程技術(shù)作為生命科學(xué)研究的基本操作技術(shù)，與之相關(guān)的進(jìn)展性內(nèi)容很多，教材內(nèi)容相對(duì)滯后于知識(shí)的發(fā) 展。另外，目前很大一部分學(xué)生本科畢業(yè)后都希望通過(guò)考研進(jìn)一步深造。因此，在教學(xué)中不能局限于書(shū)本上的知識(shí)，而要以教材為依托，向課外延伸。將教師的科研和教學(xué)結(jié)合，有利于拓展學(xué)生的知識(shí)背景。因?yàn)槟壳案咝：芏嗟膶?shí)驗(yàn)藥品需要進(jìn)行招標(biāo)采購(gòu)，往往會(huì)出現(xiàn)某些試劑不到位的情況，這時(shí)候可利用教師科研課題中的一些試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，保證實(shí)驗(yàn)的完整性，同時(shí)，在教學(xué)中可加入教師的某些科研課題，為科研服務(wù)。筆者在進(jìn)行基因克隆的過(guò)程中，將科研所做的基因作為教學(xué)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，在實(shí)驗(yàn)中某些藥品的欠缺利用科研課題的試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，保證了教學(xué)的進(jìn)行，同時(shí)， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果也是科研所需要的材料，這樣就使教學(xué)與科研相輔相成，取得了良好的效果。 綜合性實(shí)驗(yàn)可為學(xué)生提供一個(gè)發(fā)揮其創(chuàng)造性的天地。通過(guò)實(shí)驗(yàn)的策劃、課程的協(xié)作，有效地把學(xué)生所學(xué)的一些理論知識(shí)很好地聯(lián)系在一起，使學(xué)生學(xué)有所用，有效地提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和綜合素質(zhì)。綜合性實(shí)驗(yàn)突破了一般傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，在?shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生邁出了進(jìn)行科學(xué)研究的第一步，培養(yǎng)和提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力以及對(duì)理論知識(shí)的鞏固都起到了良好的促進(jìn)作用。 參考文獻(xiàn)： 1宮強(qiáng)，秦翠麗，侯玉澤，等 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