“重組質粒的轉化、提取及酶切分析”綜合性實驗在醫學檢驗專業分子診斷學教學中的實施

摘要：本文從實驗設計思路、實驗實施、實驗效果、實驗體會等方面對“重組質粒的轉化、提取及酶切分析”綜合性實驗在醫學檢驗專業分子診斷學教學中的實施進行闡述，并針對實驗教學中存在的問題，提出了具體的解決措施。

關鍵詞：質粒；綜合性實驗；醫學檢驗；分子診斷；教學

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）35-0272-02

分子診斷學是分子生物學與檢驗診斷學的結合，是目前醫學檢驗各學科中發展最為迅速的學科之一。分子生物學是跨越生物、醫學、藥學的一門學科，掌握分子生物學的基礎理論和基本技術已成為醫學專業學生所必須具備的條件，也是其今后學習、工作和科研的基礎[1-2]。綜合性實驗能有效地把所學的知識聯系起來，有助于學生對知識的系統理解和掌握，培養學生綜合分析、解決問題的能力，為以后從事科研工作打下基礎。為此，根據實驗改革的趨勢，結合實驗室條件，筆者在醫學檢驗專業分子診斷學教學中實施了“重組質粒的轉化、提取及酶切分析”綜合性實驗，取得了良好的教學效果。

一、實驗設計思路

“重組質粒的轉化、提取及酶切分析”綜合性實驗主要包括重組質粒的轉化、重組質粒的提取和DNA限制性內切酶分析三個部分。先在CaCl2低滲溶液中制備大腸桿菌感受態細胞，將人Bcl-2重組質粒轉化DH5α擴增菌，轉化后在含氨芐青霉素（Amp）的培養基上進行篩選，以獲得含重組質粒的大腸桿菌，再用堿裂解法分離此大腸桿菌中的重組質粒DNA，提取質粒DNA，所制備的質粒DNA作為限制性內切酶（RE）EcoRⅠ的酶切底物，最后經過酶切、瓊脂糖凝膠電泳后，用紫外分析儀觀察重組質粒DNA的限制性內切酶圖譜。

二、實驗組織實施

“重組質粒的轉化、提取及酶切分析”綜合性實驗所涉及的相關內容多、知識面廣、實驗過程長，并且每一個環節的都關系到實驗的成敗，任一環節出現錯誤，都將導致整個實驗的失敗。為解決這些情況，首先，實驗前學生應該查閱相關資料，預習并熟悉整個實驗的目的、原理、器材和試劑、操作步驟和注意事項，記錄下預習過程中遇到的疑難問題，帶著問題聽講，跟著老師的思路，邊聽邊思考，避免實驗過程中盲目操作；其次，實驗教學過程中通過多媒體課件講解、實驗視頻播放、教師現場示范，解決同學們預習過程中遇到的問題，讓同學們充分理解和掌握實驗過程中的操作要領；再次，學生在實驗過程中要嚴格按照實驗指導和試劑盒說明書加入試劑，注意每個步驟的反應時間，注意實驗的注意事項，教師應在旁督促和糾正學生實驗過程中的錯誤操作，輔助學生順利完成實驗。最后，教師在實驗結束后分析試驗結果，解決學生在實驗過程中遇到的問題，布置一些富有探究性的問題，啟發學生的思維，激發學生的興趣。

三、實驗效果

“重組質粒的轉化、提取及酶切分析”綜合性實驗相對于其他分子生物學實驗來說，耗時長，使用的試劑盒和儀器設備多，由于實驗的整個過程都是由學生自己獨立完成的，因此，學生們熱情很高、積極參與，認真對待實驗的每一環節，在實驗中給予學生更多獨立完成實驗的機會，調動了學生的自主能動性和實驗操作積極性，實驗效果明顯比傳統的驗證性試驗效果好。由于“重組質粒的轉化、提取及酶切分析”綜合性實驗涵蓋了DNA重組技術、核酸的分離與純化技術、DNA的酶切及電泳技術，是一個多方位的綜合性實驗，使學生能夠融會貫通多學科知識，全方位、多維度進行思考，極大地提高了學生綜合知識的運用能力。同時，還培養了同學獨立動手的能力、相互協作的精神、嚴謹的科學態度，達到了綜合性實驗訓練的目的。

四、教學體會

1.實驗意義。“重組質粒的轉化、提取及酶切分析”綜合性實驗要求學生掌握重組質粒轉化技術、質粒提取和純化技術、限制性內切酶酶切技術和瓊脂糖凝膠電泳技術。實驗過程中涉及到的知識點有：重組質粒DNA的性質、轉化的條件、提取過程中各種試劑的作用、限制性內切酶酶切的條件和酶切產物的瓊脂糖凝膠電泳等。學生在教師的引導下，將相關聯的實驗內容有機地結合起來，側重于多方面理論知識和多種操作技能的綜合運用，極大地調動了學生學習的自主能動性，提高了學生分析問題、解決問題的能力。

2.存在的問題與策略。（1）實驗課前學生不預習的現象普遍存在，上課時等著教師介紹實驗原理、實驗試劑和器材、操作步驟和注意事項，之后按照實驗課上的操作照做，而不是帶著問題，思考后操作。課前不預習主要存在以下幾種問題：一是不了解實驗原理，不明白為什么要這樣進行實驗；二是實驗步驟不明白，常常出現加錯試劑、遺棄需要的產物、浪費時間、結果不理想等現象；三實驗過程中遇到與理論現象不符合的情況不知道該如何分析，常常拿著實驗結果問老師對不對，而不善于自己分析結果。長期下來，造成一些學生對實驗課持應付了事的態度，實驗課積極性不高。針對這些情況，要求學生實驗課前預習相關的知識，結合所學知識、實驗指導書及查閱資料，弄懂實驗原理與操作步驟。帶著問題去實驗，避免機械地照書做。（2）“重組質粒的轉化、提取及酶切分析”綜合性實驗難度大，操作煩瑣，包含了大量知識，學生僅靠教師實驗課中有限的講解無法完全掌握實驗所涉及的知識和領會實驗的操作要領，而學生對知識的把握程度直接影響到實驗課的教學質量。近年來，網絡技術和多媒體技術在教學中的應用越來越普遍，逐漸成為趨勢。針對實驗課內容多、操作性強等特點，可以制作演示與模擬于一體的多媒體課件，結合文字、圖像、聲音、動畫和視頻等展示實驗課內容和實驗操作步驟。學生可以通過實驗演示與虛擬操作加深實驗印象，減少實驗過程中錯誤的發生，避免不知道如何使用實驗儀器和不明白實驗內容情況的發生。與傳統實驗相比，利用多媒體課件教學可以使學生直觀了解實驗原理、試劑與器材、操作步驟和實驗現象，使其更有效地掌握實驗內容和操作要點。通過多媒體課件，有利于學生對實驗內容的理解，有助于學生更好地掌握實驗內容、操作要點和實驗現象，提高實驗課教學質量。

參考文獻：

[1]高利臣，肖璐，馮濤.分子生物學實驗教學改革的幾點思考[J].實驗室研究與探索，2010，29（4）：99-102.

[2]武慧敏，鄭曉珂，黃睿，等.中醫院校生物化學與分子生物學課程銜接的探索研究[J].中醫藥管理雜志，2012，20（1）：56-57.

[3]韓華，王巖.有效培養學生創新素質的途徑探討[J].實驗室科學，2011，14（4）：7-9.

基金項目：廣東省高等教育學會實驗室管理專業委員會研究基金項目（GDJ2012073）；全國高等學校特色專業建設點-醫學檢驗（TS10466）；廣東省高等學校實驗教學示范中心-醫學檢驗（SY2013027）；廣東省高等院校精品課程-臨床生物化學及檢驗（XP1201）；廣東醫學院教育教學研究課題（JY1130，JY1028）

作者簡介：李江濱（1975-），男，副教授，碩士，主要從事醫學專業教學與教育研究工作。