細胞工程教學與科研結合互相促進的體會

王晶珊 隋炯明 喬利仙 王愛華 徐麗娟

摘要：細胞工程是我國普通高校生物技術、生物科學本科專業的核心課程之一，也是其他生物類本科專業的重要選修課，它是一門以植物組織培養和離體操作為基礎的實驗性、實踐性很強的新興學科。因此，把科研成果充實到教學內容中，對促進教學非常重要。筆者二十多年來一直從事植物細胞工程研究工作，積累了豐富的實踐經驗，在教學中，把科研工作中的成果和方法應用到細胞工程教學內容中，有些作為實驗教學內容，收到了很好的教學效果。同時，細胞工程教學中獲得的啟發轉化成研究課題收獲了很好的科研成果。本文將我們這些年的教學與科研有機結合、互相促進的體會做一個總結。

關鍵詞：細胞工程；教學；科研；相互促進

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）36-0206-02

一、引言

科研不但能促進教師學術水平的提高，同時也能增進教學水平的提高。教學質量的高低與教師的學術水平、創新能力、治學態度和師德風范密切相關。師資隊伍是教學質量的關鍵，因為教師需要為學生“傳道、授業、解惑”，教師是學生行為的影響者，只有好的師資隊伍才能不斷提高教學質量。而科研過程就是創新的過程，只有通過科研，教師才能形成新觀點、新知識、新理論，開闊視野，不斷提高自身的業務能力和學術水平；才能及時掌握本學科的發展方向和動態，更加準確地理解和把握本學科的研究重點、研究方法，才能不斷完善知識結構，更新知識體系。將科研成果和研究方法穿插入教學內容中，使得授課內容豐富多彩，講課靈活生動、得心應手，不斷提高教學質量。

《細胞工程》是生物技術、生物科學專業開設的一門專業必修課程，也是其他生物類各本科專業學生的重要選修課。細胞工程是現代生物技術的重要組成部分，同時也是現代生物學研究的重要技術工具。掌握好細胞工程將為從事生物學領域的相關研究及其與細胞工程有關的生物技術產業奠定良好的技術基礎。我們在教學及科研中，將科研成果引入到教學內容和實驗教學中，而教學中的一些思路又作為研究項目，教學、科研互相促進，均收到了良好的效果。

二、科研成果和方法轉化為教學內容

細胞工程是隨著現代生物技術的發展而產生的新興學科，我們學校2002年開始開設細胞工程課程。在課程建設中，把我們多年來有關細胞工程的研究內容、研究成果、研究方法穿插入教學內容中，并制作了多媒體課件，因為是我們自己的研究工作，講課生動形象，一開始開課便受到了學生的好評。例如，原生質體培養及體細胞雜交授課部分，把我們多年來進行的甘薯原生質體培養和細胞融合及其體細胞雜種再生的內容詳細介紹給學生。如原生質體的游離什么樣的材料應選擇什么樣的酶更適宜；原生質體純化時原生質體大小與離心速度的關系、與漂浮劑蔗糖濃度的關系等，如果離心速度或蔗糖濃度不合適將純化不出干凈的原生質體，這些內容在課本上沒有解釋更沒有答案。對原生質體解離、純化及細胞融合操作和融合過程均分別錄像，課堂上相關教學內容用錄像講解，簡單明了、形象直觀，學生容易接受并增加了興趣。再如，在講授組織培養快速繁殖的章節時，將我們進行的大花惠蘭、麗格海棠、驅蚊草等植物組織培養及快速繁殖方法引入課堂教學和實驗教學，豐富了教學內容。

隨著科研工作的不斷進展，我們把研究成果不斷引入教學內容，提高教學質量。例如，我們對花生組織培養進行了深入系統的研究，建立了胚胎發生途徑高頻率再生植株體系，并獲得了國家發明專利授權。我們把這一研究成果引入教學課堂，并制作成多媒體課件，和學生解釋胚胎發生途徑植株再生與器官發生途徑相比的優點，能克服再生植株嵌合性。所以在體細胞雜交、離體誘變及遺傳轉化等研究應用中，胚胎發生途徑優于器官發生途徑，分別能克服體細胞雜種、離體誘變突變體及轉基因植株的嵌合性。為了更加生動形象，我們將體細胞胚和不定芽形成過程制作石蠟切片，體細胞胚起源于單個細胞，維管束與愈傷組織不連接；而不定芽起源于多個細胞，維管束與愈傷組織相連接。切片照片加入到多媒體課件中，不但生動形象，也增加了學生的感性認識和記憶性。此外，有些再生植物生根難，馴化移栽成活率低。我們對花生再生植株進行了無菌嫁接方法研究，以再生小苗為接穗，無菌萌發的實生苗為砧木進行嫁接，取得了很好的結果，嫁接苗生長快，成活率高，并獲得了國家發明專利授權。我們把這些成果也引入到教學內容和實驗教學內容，在以往書本上誘導生根、馴化移栽的基礎上，增加了這些改革和創新內容。再如，莖尖培養及脫毒苗生產的章節，把我們多年從事甘薯脫毒快繁的研究內容和方法引入課堂教學和實驗教學。在授課中，將我們平日拍攝的感染病毒的植物圖片與經過脫毒以后的植物圖片進行比較，增加學生對植物莖尖培養生產脫毒苗的重要性的感性認識。我們在研究中不斷創新，特別是馴化移栽方法，以往利用基質作為移栽基質，移栽后先在馴化室培養，然后再移栽于溫室或塑料大棚。我們對這種傳統的方法不斷進行改革和創新，收到了很好的效果。隨著我們的研究不斷進步，將這些研究成果也逐步引入到課堂教學和實驗內容中。隨著教學條件的不斷改善，實驗教學方法也不斷改進。目前我們將細胞工程實驗所有實驗教學項目均錄像，實驗課上首先播放錄像，讓學生有感性認識，然后在教師指導下學生自己進行實驗，獲到了很好的實驗教學效果。

三、細胞工程教學中獲得的啟發轉化成研究課題，其研究成果又翻過來為教學服務

把科研方面的研究成果引入到教學，能獲得很好的教學效果，而教學中的一些啟發也能成為研究項目。筆者在講授細胞工程的“體細胞無性系變異”一章中，在講到離體誘變及定向篩選抗逆突變體的部分時，受到一種啟發，便萌發在花生上進行相關研究的念頭。我們將這個啟發和思路申報了國家自然基金并獲得了資助。以我們建立的花生胚胎發生途徑植株再生體系為基礎，進行了化學離體誘變以及離體定向篩選耐鹽、抗逆突變體的研究，同時進行了輻照結合組織培養誘發基因突變的研究。在研究過程中，對誘變劑的種類、誘變劑的濃度、誘變培養方法以及耐鹽、抗逆篩選壓的適宜篩選濃度等進行了深入系統的研究，確定了適宜的誘變和篩選方法。在此基礎上進行了大量的誘變及其定向篩選培養，最終獲得了大量的有益突變體，有的突變體后代產量明顯高于誘變親本，有的突變體抗病性明顯提高。在化學離體誘變定向篩選獲得的耐鹽突變體的后代中，有的耐鹽性明顯提高；在化學離體誘變定向篩選獲得的抗逆突變體的后代中，有的抗旱性明顯提高，并且籽仁含油率明顯提高，最高比誘變親本含油率提高了20%，并且這些突變均能穩定遺傳。取得的這些成果成為了很好的教材，我們將這些研究方法、研究過程、研究結果充實到教學內容和多媒體課件中，收到了很好的教學效果。因為一步一步均是自己親自試驗或親自指導研究生做的試驗，對每一步研究過程都非常清楚，因此在講課時得心應手，這些是通過看書學不到的經驗，也填補了書本上內容比較空洞的缺陷。不但使學生學到了書本上學不到的知識技術，也使學生增加了濃厚的科學研究意識和興趣。

總之，教學與科研從根本上是統一的，教學是果，科研是根。通過我們在細胞工程授課及研究中體會到，教學與科研的有機結合既可提高教師的教學水平、教學效果，提高學生的素質，也可不斷提高任課教師自身業務素質和激發科研思路。

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