生物技術引論與實驗課程內容優化探析

倪志勇 張樺 蘇豫梅

摘要 結合生物技術引論與實驗課程內容設置現狀，分析了實驗內容優化的必要性，提出了實驗內容優化方案，并闡述了實驗內容優化的可行性，以期為生物技術引論與實驗課程發展提供借鑒。

關鍵詞 生物技術引論與實驗；內容優化；必要性；方案；可行性

中圖分類號 G642 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）12-0281-01

目前，生物技術引論與實驗課程中“基因工程”和“原核表達”2個部分內容脫節，關聯性不強，影響教學效果。針對以上問題，通過實驗內容優化使生物技術引論與實驗課程與時俱進，從而使教師講授更順暢、學生理解更容易。

1 課程簡介及實驗內容設置現狀

生物技術引論與實驗課程是面向新疆農業大學涉農專業二年級和三年級本科生開設的一門專業實踐基礎課程，每年授課班級26個以上。由農學院生物技術系15名教師組成教學授課團隊，2012年開課至今，已經建立了包括“培養基的制備及工程菌培養”（實驗一、實驗二）、“基因克隆”（實驗三至實驗九）和“原核表達”（實驗十、實驗十一）3個方面主要內容的完整的教學體系[1]。包括以下11個具體的實驗內容。實驗一：大腸桿菌液體培養基和固體篩選培養基制備。實驗二：大腸桿菌工程菌平板培養。實驗三：PCR擴增目的基因片段。實驗四：回收目的基因片段與載體連接。實驗五：大腸桿菌液體培養。實驗六：大腸桿菌感受態細胞制備及轉化。實驗七：篩選重組轉化菌落。實驗八：菌液PCR分析。實驗九：提取大腸桿菌重組質粒DNA和酶切分析。實驗十：培養工程菌誘導外源基因表達。實驗十一：SDS-PAGE檢測外源基因的表達。

2 實驗內容優化的必要性

現代生物技術發展十分迅速，為使該課程與學科發展相適應，亟須優化實驗內容。目前，生物技術引論與實踐課程中，“基因工程”和“原核表達”2個部分內容脫節，關聯性不強，影響教學效果。通過引入“同源重組技術”，將原“基因工程”部分更新為“基因克隆和原核表達載體構建”內容，使“基因工程”和“原核表達”2個部分內容銜接更為緊密。優化后的實驗設計和內容與國際主流技術接軌，使生物技術引論與實驗課程與時俱進，更有利于教師講授和學生理解[2-3]。

3 實驗內容優化方案

在生物技術引論與實驗課程的“基因克隆”內容中主要引入“同源重組技術”相關內容，根據該技術的要求對所涉及的原實驗一到實驗九部分教學和實驗內容進行調整，并改革為“基因克隆和原核表達載體構建”內容，解決目前課程中存在的“基因工程”和“原核表達”2個部分內容脫節的問題。相比于原來利用酶切方法構建原核表達載體，使用同源重組技術更節省時間且構建成功率高。使學生了解掌握最新同源重組技術構建載體的原理和步驟，拓寬學生的知識面，提高其動手能力。

建立新的“基因克隆和原核表達載體構建”實驗體系。將原“基因克隆”調整為“基因克隆和原核表達載體構建”后的實驗內容如下。實驗一：大腸桿菌液體培養基和固體篩選培養基制備。實驗二：大腸桿菌液體培養（該實驗內容培養的菌體為含有原核表達載體pET28a的質粒菌液）。實驗三：提取大腸桿菌重組質粒DNA、酶切和回收目的載體片段（提取原核表達載體pET28a質粒、瓊脂糖電泳、回收酶切的線性化質粒載體）。實驗四：PCR擴增目的基因片段和回收目的基因片段（利用同源重組原理設計的引物擴增目的基因片段、瓊脂糖電泳、回收）。實驗五：片段組裝體系的建立及轉化（按照說明書中的體系建立片段組裝體系并轉化試劑盒中的感受態細胞）。實驗六：菌液PCR分析鑒定重組質粒。實驗七：重組質粒提取及轉化BL21感受態細胞。

4 實驗內容優化的可行性

4.1 新疆農業大學農學院擁有優良的教學團隊

目前，新疆農業大學農學院教學團隊有15位教師，其中教授2名、副教授2名、講師及實驗師11名，博士后4人、博士2人、碩士9人。多名教師主持國家自然科學基金等項目，具有豐富的理論和實驗教學經驗。

4.2 生物技術引論與實驗課程具有多種考核方式和成熟的管理模式

目前，新疆農業大學農學院教學團隊已申報并完成3項校級教研項目，分別是“《生物技術引論與實驗》考核模式的研究與探索”“生物技術實驗室信息化管理的研究”“《生物技術引論與實驗》知識競賽設計與實施”。發表了《生物技術引論與實踐教學體系的建立》《淺談學生參與實驗準備對提高教學質量的重要作用》和《生物技術綜合實驗多維度考核體系的建立與實踐》3篇教研論文[4]。

5 參考文獻

[1] 任燕萍，石書兵，葛杰，等.生物技術引論與實踐教學體系的建立[J].中國種業，2013（5）：15-16.

[2] 代培紅，任燕萍，李克梅，等.淺談學生參與實驗準備對提高教學質量的重要作用[J].教育教學論壇，2015（25）：263-264.

[3] 代培紅，王希東，張樺，等.生物技術綜合實驗多維度考核體系的建立與實踐[J].安徽農業科學，2013，41（9）：311.

[4] 錢潔，房健民，陳志宏.生物技術專業綜合性和設計性實驗教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2014，33（1）：207-210.