对医学本科生开设生物化学与分子生物学综合性实验的体会

丁航 李彩虹 杨勤 刘慧明 兰柳波 张志珍

摘要：对医学本科生来说，在生物化学与分子生物学实验课开展综合性实验具有重要意义。本文从开展综合性实验的保障、综合性实验课程内容、综合性实验课程实施效果等方面来介绍重组质粒的转化、提取及酶切分析这一综合性实验在生物化学与分子生物学实验教学中的实施。

关键词：生物化学与分子生物学；综合性实验；医学

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）17-0239-02

生物化学是临床医学和基础医学的重要学科，是当前发展最为迅速的医学学科之一。分子生物学已是一门跨越医学、生物、药学的学科，在个人医疗、精确搜查罪犯、超高速检验病毒等领域起着巨大作用。而实验教学是其重要的组成部分。我们生物化学与分子生物学实验教学也从适应社会发展需求，改革更新，设计开展了“重组质粒的转化、提取及酶切分析”这一综合性实验，并取得了良好的教学效果。

一、开展综合性实验的保障

开展综合性实验必须要有良好的实验平台，为此学校为教研室增加了实验教学经费，极大改善了实验教学环境，配备了完善的相关实验教学仪器设备，如做分子生物学实验所必备的超净工作台、细胞培养箱、高速冷冻离心机、核酸水平电泳槽、电泳仪、凝胶成像系统、恒温空气摇床、PCR仪等。凭借着这些先进的装备技术、环境美观的实验室，保障了实验教学的正常进行。同时，为了不断提高实验教学的水平，本教研室加强了对实验教学人员的技能培训，并安排专门人员管理大型精密仪器，定期进行培训学习，更新技术方法，还完善了学科教学体系的建设，包括实验教材的编写、实验教学大纲的制定以及教学方法的改进等[1]。

二、综合性实验课程内容

“重组质粒DNA的转化、提取及酶切分析”这一综合性实验主要包括以下三个部分：（1）采用CaCl2法制备感受态细胞，将人Bcl-2重组质粒转化DH5α扩增菌，转化后在含氨苄青霉素（Amp）的培养基上进行筛选，以获得含重组质粒的大肠杆菌。（2）用碱裂解法分离大肠杆菌中的重组质粒DNA，提取质粒DNA。（3）所制备的EcoRⅠ非定向克隆构建的重组质粒DNA作为EcoRⅠ酶切底物。用EcoRⅠ切割质粒后，应得到空载pBluescriptⅡKS（-）（2.96kb）和人Bcl-2 cDNA（1.9kb）两个片段。经琼脂糖凝胶电泳，可在紫外分析仪中观察重组质粒DNA的限制性内切酶图谱。

三、综合性实验实施效果

1.巩固理论知识，提高运用知识的能力。“重组质粒的转化、提取及酶切分析”是一个综合性实验，和简单的验证性实验不同，知识面涵盖的非常广，包含核酸的分离与纯化技术、DNA重组技术、DNA的酶切及电泳技术，理论知识较为抽象，复杂难懂，学生要在实验中有好的结果，就必须提前预习实验的过程，通过上网观看有关教学实验的视频或者查阅文献资料以便更好地理解实验原理、操作步骤和注意事项。这样就可以帮助学生对课本中的知识点有更加清晰的认识，提高学生的学习兴趣，巩固了对这个实验所涉及的理论知识点，使学生对学科前沿和动态有所了解，并能做到学以致用。

2.提高实验操作技能。“重组质粒的转化、提取及酶切分析”这个综合性实验历时长，下一次的实验均需上一次实验的材料，实验的连续性好。对学生的实验技能和细心程度要求较高，一环扣一环，每一个环节都重要，任何一个环节出现错误，都将导致整个实验的失败，如重组质粒转化的效率高低与成败直接影响着后续实验。学生在实验过程中，每一个步骤都需要认真思考、认真操作，才能使实验顺利完成。这对提高学生的实验操作技能有很大的帮助。

3.提高独立解决问题的能力和自主学习能力。学生在预习实验的过程中，实验前的各种疑惑可以通過自行查阅材料 、上网观看视频，或者是同学之间相互交流讨论而得到解答，这样既锻炼了学生在网络上查找资料的能力，也提高了学生独立解决问题的能力，激发学生的求知欲望和学习热情，开拓学生的思路和眼界，使学生的实践创新能力得到锻炼和提高，而不会在实验课时依赖教师的讲解或者盲目地照着实验指导书做实验[2]。

4.增强主观能动性，提高兴趣。本实验使学生在实验过程中能够接触到较为复杂、精密和现代化的仪器设备，掌握较新的研究方法和技术，学生全程独立完成实验，从感受态细胞的制备、DNA扩增、重组质粒转化大肠杆菌DH5α、转化菌的扩增培养、碱裂解—酚/氯仿抽提质粒DNA到限制性内切酶酶切分析，教师在实验中只起指导的作用，学生全心投入，充分调动起积极性和主观能动性。通过系统性操作，使学生对实验有一个整体印象，不仅锻炼了动手能力，也培养了思考问题和解决问题的能力，使学生对生物化学与分子生物学学科产生浓厚的兴趣，有助于激发学生的求知欲和学习热情，开拓学生的思路和眼界，提高学生综合分析问题的能力。一个好的综合性实验可能成为学生学习生物化学与分子生物学技术的动力源泉[3]。

5.增强团队精神。合作是学生在未来适应社会、立足社会不可缺少的重要因素，是现代人必备的性格特点。合作是一种能力，更是一种艺术。唯有善于与人合作，才能获得更大的力量，争取更大的成功。本科教学过程中应该有意识地培养学生与他人合作、交流、沟通的能力。在重组质粒的转化、提取及酶切分析综合性实验中，由于实验时间较长，步骤较复杂，几乎每一步都牵涉到团队合作，如学生们的相互协作是DNA的限制性内切酶酶切分析中琼脂糖凝胶电泳实验成功的关键，因此这一综合性实验的开设有效地提高了学生的团队精神。

生物化学与分子生物学是医学教育中的专业基础课程，在医学教育中占据着非常重要的地位。由于这门课程的内容抽象，理论性强，对于广大医学生来说是一门“难啃”的课程。而综合性实验能有效地把所学的知识联系起来，帮助学生理解和掌握课本知识，培养学生的观察力，综合分析和解决问题的能力，可以帮助学生将枯燥的生物化学与分子生物学理论知识更好地理解、掌握和运用，提高学生学习的主动性、积极性与创造性，从而切实提高实验教学的水平，取得良好的效果。综合性实验以其课题设计灵活、技术方法多样、实际应用性强等优势在实际教学中取得了很好的效果，本教研室通过几年的不断摸索与尝试取得了一些经验与成绩，但仍然存在一些问题，需要不断拓展思路去解决。

参考文献：

[1]黄海良，张胜权，罗欣，等.综合性实验在医学分子生物学实验教学中的探讨[J].科技创新导报，2016，（18）：139-141.

[2]阎波，赵兴贵，李海明，等.环境科学专业综合性实验教学的探索与实践[J].中国轻工教育，2016，（5）：63-66.

[3]钱洁，房健民，陈志宏.生物技术专业综合性和设计性实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索，2014，33（1）：207-224.