生化综合实验项目的设计及应用

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1、生化综合实验项目的设计及应用　　摘要生物化学实验课程发展迅速并且渗透到生命科学的各个领域，在生物科学学科中的地位非常重要。其中DNA的提取、酶切及电泳就是典型的综合型实验，对学生的动手能力和发散思维的培养都有重要意义。通过对原有实验项目的优化和思路的创新，改进新的实验项目，增加了酶和质粒的理论知识和酶切的实验技术，使学生更加全面地学习和理解相关知识和实验操作。经过2次预做实验，对学生在实验中遇到的问题进行分析改进，为学生今后的进一步学习深造提供基础，为学有余力的学生提供更大的学习空间，真正地实现了师生间教学与科

2、研的互动。　　关键词DNA提取；酶切；电泳；综合型实验；实验教学　　中图分类号G40文献标识码A文章编号1007-5739（2016）10-0328-02　　随着社会现代化的发展，对于人才的要求也越来越丰富，不仅要具备扎实的理论基础，更要有熟练的动手能力和创造性思维。这就对各高校在学生的培养方面，提出了新的要求和期望。实验课程教学既能培养学生严谨求实的科学态度，独立探索知识的动手能力，又能使学生巩固和验证理论知识，是高等教育提高学生综合素养和实践能力的重要途径[1]。6　　生物化学是生命科学领域中一门重要的基础

3、学科，生物化学实验课程既能让学生验证基本理论知识，又能掌握基本操作技术，为后续的专业课学习和应用打下了基础[2]。生物化学实验课程发展迅速并且渗透到生命科学的各个领域，以上海海洋大学为例，每年有14个专业20个班级的生物化学实验课程，是所有生物以及生物相关学科的专业基础课，在生物科学学科中的地位非常重要。　　对于生物化学理论和实验课程的改革与探索一直在进行[3-4]，经多年努力，上海海洋大学的生物化学实验课程也形成了一套独具特色的体系，并获得了市级精品课程和优秀实验项目等荣誉。我校的生物化学实验课程由验证型实验

4、和综合型实验两大类组成，涵盖了氨基酸、蛋白质、核酸和酶等生化理论知识。其中，大肠杆菌基因组DNA的提取及电泳就是典型的综合型实验，对学生的动手能力和发散思维的培养都有重要意义。笔者作为生物化学实验室的专职实验员，结合学校教改项目，对大肠杆菌基因组DNA的提取及电泳的试验项目进行了优化，使之更加紧密地与学生所学的理论知识相结合，更切合现代生化技术要求，为学生巩固所学知识以及以后的工作学习提供了扎实的理论和实践基础。　　1实验项目的优化6　　大肠杆菌基因组DNA的提取及电泳的实验项目与生物化学理论课程中核酸的结构和

5、基因工程章节密切相关，在理论知识学习过程中开展该实验，可以让学生积极地将理论与实际相结合，掌握核酸知识以及DNA提取和电泳的实验技术。该实验在上海海洋大学生化实验课程中已经开展多年，往年实验中学生对该实验理论知识掌握良好，动手操作能力也很娴熟。但是随着生化技术的突飞猛进，仅仅掌握好基础性理论和操作能力已经不能够适应学科的发展，越来越多的新兴技术应用于生物化学的研究中，为了使学生在今后的学习工作中能够更快更好的适应，应该在本科学习阶段就接触并了解一些新理论、新技术。　　按照这一想法，将大肠杆菌基因组DNA的提取及

6、电泳实验项目做了改进和优化，增加了酶和质粒的理论知识和酶切的实验技术，使学生更加全面地学习和理解基因工程的相关知识。　　2实验思路的创新　　原有的实验项目是将大肠杆菌的基因组DNA通过裂解、吸附、纯化等步骤提取，然后进行琼脂糖凝胶电泳，检测基因组DNA提取的结果。改进后的实验项目是提取大肠杆菌质粒DNA，并用2种不同的酶进行酶切，然后将提取的质粒DNA和酶切后的DNA片段一起进行琼脂糖凝胶电泳。表1中具体列出了原有实验项目和改进后实验项目中实验步骤的对比，比较分析了2个实验项目的差异。DNA的提取中原来是提取基

7、因组DNA，现在改为质粒DNA提取，还是DNA的提取方法的实验，增加了对质粒的了解；酶切的实验从无到有，弥补了有关限制性内切酶的实验空白，通过酶切位点和质粒图谱对实验结果进行预测，充分发挥了学生的学习主动性以及问题的分析能力；电泳实验从原来的一个样（基因组DNA）增加到2个样（质粒DNA和酶切DNA片段），使得实验结果更丰富，学生对实验结果的分析更有内容。　　3实验预做　　3.1实验设计　　结合实验室现有资源，选取已经导入pT2质粒的大肠杆菌作为实验对象，使用质粒抽提试剂盒提取质粒。提取的质粒在37℃孵育，分别

8、加入Xho1和Sal12种限制性内切酶进行36h的酶切。酶切过程中，配制琼脂糖凝胶，准备电泳，酶切结束后，将提取的质粒DNA和酶切的DNA片段以及maker在同一个凝胶中进行电泳。　　3.2实验结果　　根据Xho1和Sal12种限制性内切酶的特异性酶切位点，环状质粒DNA将被切割成2条DNA片段，1条是491bp的小片段，另1条是5146bp的稍大一些的DNA片段（图1）。这一预测和预