對醫學本科生開設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、綜合性實驗課程內容、綜合性實驗課程實施效果等方面來介紹重組質粒的轉化、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。

關鍵詞：生物化學與分子生物學；綜合性實驗；醫學

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

生物化學是臨床醫學和基礎醫學的重要學科，是當前發展最為迅速的醫學學科之一。分子生物學已是一門跨越醫學、生物、藥學的學科，在個人醫療、精確搜查罪犯、超高速檢驗病毒等領域起著巨大作用。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社會發展需求，改革更新，設計開展了“重組質粒的轉化、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費，極大改善了實驗教學環境，配備了完善的相關實驗教學儀器設備，如做分子生物學實驗所必備的超凈工作臺、細胞培養箱、高速冷凍離心機、核酸水平電泳槽、電泳儀、凝膠成像系統、恒溫空氣搖床、PCR儀等。憑借著這些先進的裝備技術、環境美觀的實驗室，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，并安排專門人員管理大型精密儀器，定期進行培訓學習，更新技術方法，還完善了學科教學體系的建設，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、綜合性實驗課程內容

“重組質粒DNA的轉化、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。（2）用堿裂解法分離大腸桿菌中的重組質粒DNA，提取質粒DNA。（3）所制備的EcoRⅠ非定向克隆構建的重組質粒DNA作為EcoRⅠ酶切底物。用EcoRⅠ切割質粒后，應得到空載pBluescriptⅡKS（-）（2.96kb）和人Bcl-2 cDNA（1.9kb）兩個片段。經瓊脂糖凝膠電泳，可在紫外分析儀中觀察重組質粒DNA的限制性內切酶圖譜。

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。“重組質粒的轉化、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、DNA重組技術、DNA的酶切及電泳技術，理論知識較為抽象，復雜難懂，學生要在實驗中有好的結果，就必須提前預習實驗的過程，通過上網觀看有關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有所了解，并能做到學以致用。

2.提高實驗操作技能。“重組質粒的轉化、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，實驗的連續性好。對學生的實驗技能和細心程度要求較高，一環扣一環，每一個環節都重要，任何一個環節出現錯誤，都將導致整個實驗的失敗，如重組質粒轉化的效率高低與成敗直接影響著后續實驗。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絡上查找資料的能力，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雜、精密和現代化的儀器設備，掌握較新的研究方法和技術，學生全程獨立完成實驗，從感受態細胞的制備、DNA擴增、重組質粒轉化大腸桿菌DH5α、轉化菌的擴增培養、堿裂解—酚/氯仿抽提質粒DNA到限制性內切酶酶切分析，教師在實驗中只起指導的作用，學生全心投入，充分調動起積極性和主觀能動性。通過系統性操作，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生濃厚的興趣，有助于激發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的動力源泉[3]。

5.增強團隊精神。合作是學生在未來適應社會、立足社會不可缺少的重要因素，是現代人必備的性格特點。合作是一種能力，更是一種藝術。唯有善于與人合作，才能獲得更大的力量，爭取更大的成功。本科教學過程中應該有意識地培養學生與他人合作、交流、溝通的能力。在重組質粒的轉化、提取及酶切分析綜合性實驗中，由于實驗時間較長，步驟較復雜，幾乎每一步都牽涉到團隊合作，如學生們的相互協作是DNA的限制性內切酶酶切分析中瓊脂糖凝膠電泳實驗成功的關鍵，因此這一綜合性實驗的開設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學教育中的專業基礎課程，在醫學教育中占據著非常重要的地位。由于這門課程的內容抽象，理論性強，對于廣大醫學生來說是一門“難啃”的課程。而綜合性實驗能有效地把所學的知識聯系起來，幫助學生理解和掌握課本知識，培養學生的觀察力，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計靈活、技術方法多樣、實際應用性強等優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，羅欣，等.綜合性實驗在醫學分子生物學實驗教學中的探討[J].科技創新導報，2016，（18）：139-141.

[2]閻波，趙興貴，李海明，等.環境科學專業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）：207-224.