“重组质粒的转化、提取及酶切分析”综合性实验在医学检验专业分子诊断学教学中的实施

摘要：本文从实验设计思路、实验实施、实验效果、实验体会等方面对“重组质粒的转化、提取及酶切分析”综合性实验在医学检验专业分子诊断学教学中的实施进行阐述，并针对实验教学中存在的问题，提出了具体的解决措施。

关键词：质粒；综合性实验；医学检验；分子诊断；教学

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）35-0272-02

分子诊断学是分子生物学与检验诊断学的结合，是目前医学检验各学科中发展最为迅速的学科之一。分子生物学是跨越生物、医学、药学的一门学科，掌握分子生物学的基础理论和基本技术已成为医学专业学生所必须具备的条件，也是其今后学习、工作和科研的基础[1-2]。综合性实验能有效地把所学的知识联系起来，有助于学生对知识的系统理解和掌握，培养学生综合分析、解决问题的能力，为以后从事科研工作打下基础。为此，根据实验改革的趋势，结合实验室条件，笔者在医学检验专业分子诊断学教学中实施了“重组质粒的转化、提取及酶切分析”综合性实验，取得了良好的教学效果。

一、实验设计思路

“重组质粒的转化、提取及酶切分析”综合性实验主要包括重组质粒的转化、重组质粒的提取和DNA限制性内切酶分析三个部分。先在CaCl2低渗溶液中制备大肠杆菌感受态细胞，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，再用碱裂解法分离此大肠杆菌中的重组质粒DNA，提取质粒DNA，所制备的质粒DNA作为限制性内切酶（RE）EcoRⅠ的酶切底物，最后经过酶切、琼脂糖凝胶电泳后，用紫外分析仪观察重组质粒DNA的限制性内切酶图谱。

二、实验组织实施

“重组质粒的转化、提取及酶切分析”综合性实验所涉及的相关内容多、知识面广、实验过程长，并且每一个环节的都关系到实验的成败，任一环节出现错误，都将导致整个实验的失败。为解决这些情况，首先，实验前学生应该查阅相关资料，预习并熟悉整个实验的目的、原理、器材和试剂、操作步骤和注意事项，记录下预习过程中遇到的疑难问题，带着问题听讲，跟着老师的思路，边听边思考，避免实验过程中盲目操作；其次，实验教学过程中通过多媒体课件讲解、实验视频播放、教师现场示范，解决同学们预习过程中遇到的问题，让同学们充分理解和掌握实验过程中的操作要领；再次，学生在实验过程中要严格按照实验指导和试剂盒说明书加入试剂，注意每个步骤的反应时间，注意实验的注意事项，教师应在旁督促和纠正学生实验过程中的错误操作，辅助学生顺利完成实验。最后，教师在实验结束后分析试验结果，解决学生在实验过程中遇到的问题，布置一些富有探究性的问题，启发学生的思维，激发学生的兴趣。

三、实验效果

“重组质粒的转化、提取及酶切分析”综合性实验相对于其他分子生物学实验来说，耗时长，使用的试剂盒和仪器设备多，由于实验的整个过程都是由学生自己独立完成的，因此，学生们热情很高、积极参与，认真对待实验的每一环节，在实验中给予学生更多独立完成实验的机会，调动了学生的自主能动性和实验操作积极性，实验效果明显比传统的验证性试验效果好。由于“重组质粒的转化、提取及酶切分析”综合性实验涵盖了DNA重组技术、核酸的分离与纯化技术、DNA的酶切及电泳技术，是一个多方位的综合性实验，使学生能够融会贯通多学科知识，全方位、多维度进行思考，极大地提高了学生综合知识的运用能力。同时，还培养了同学独立动手的能力、相互协作的精神、严谨的科学态度，达到了综合性实验训练的目的。

四、教学体会

1.实验意义。“重组质粒的转化、提取及酶切分析”综合性实验要求学生掌握重组质粒转化技术、质粒提取和纯化技术、限制性内切酶酶切技术和琼脂糖凝胶电泳技术。实验过程中涉及到的知识点有：重组质粒DNA的性质、转化的条件、提取过程中各种试剂的作用、限制性内切酶酶切的条件和酶切产物的琼脂糖凝胶电泳等。学生在教师的引导下，将相关联的实验内容有机地结合起来，侧重于多方面理论知识和多种操作技能的综合运用，极大地调动了学生学习的自主能动性，提高了学生分析问题、解决问题的能力。

2.存在的问题与策略。（1）实验课前学生不预习的现象普遍存在，上课时等着教师介绍实验原理、实验试剂和器材、操作步骤和注意事项，之后按照实验课上的操作照做，而不是带着问题，思考后操作。课前不预习主要存在以下几种问题：一是不了解实验原理，不明白为什么要这样进行实验；二是实验步骤不明白，常常出现加错试剂、遗弃需要的产物、浪费时间、结果不理想等现象；三实验过程中遇到与理论现象不符合的情况不知道该如何分析，常常拿着实验结果问老师对不对，而不善于自己分析结果。长期下来，造成一些学生对实验课持应付了事的态度，实验课积极性不高。针对这些情况，要求学生实验课前预习相关的知识，结合所学知识、实验指导书及查阅资料，弄懂实验原理与操作步骤。带着问题去实验，避免机械地照书做。（2）“重组质粒的转化、提取及酶切分析”综合性实验难度大，操作烦琐，包含了大量知识，学生仅靠教师实验课中有限的讲解无法完全掌握实验所涉及的知识和领会实验的操作要领，而学生对知识的把握程度直接影响到实验课的教学质量。近年来，网络技术和多媒体技术在教学中的应用越来越普遍，逐渐成为趋势。针对实验课内容多、操作性强等特点，可以制作演示与模拟于一体的多媒体课件，结合文字、图像、声音、动画和视频等展示实验课内容和实验操作步骤。学生可以通过实验演示与虚拟操作加深实验印象，减少实验过程中错误的发生，避免不知道如何使用实验仪器和不明白实验内容情况的发生。与传统实验相比，利用多媒体课件教学可以使学生直观了解实验原理、试剂与器材、操作步骤和实验现象，使其更有效地掌握实验内容和操作要点。通过多媒体课件，有利于学生对实验内容的理解，有助于学生更好地掌握实验内容、操作要点和实验现象，提高实验课教学质量。

参考文献：

[1]高利臣，肖璐，冯涛.分子生物学实验教学改革的几点思考[J].实验室研究与探索，2010，29（4）：99-102.

[2]武慧敏，郑晓珂，黄睿，等.中医院校生物化学与分子生物学课程衔接的探索研究[J].中医药管理杂志，2012，20（1）：56-57.

[3]韩华，王岩.有效培养学生创新素质的途径探讨[J].实验室科学，2011，14（4）：7-9.

基金项目：广东省高等教育学会实验室管理专业委员会研究基金项目（GDJ2012073）；全国高等学校特色专业建设点-医学检验（TS10466）；广东省高等学校实验教学示范中心-医学检验（SY2013027）；广东省高等院校精品课程-临床生物化学及检验（XP1201）；广东医学院教育教学研究课题（JY1130，JY1028）

作者简介：李江滨（1975-），男，副教授，硕士，主要从事医学专业教学与教育研究工作。