高校基因工程实验室建设与管理探讨

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1、高校基因工程实验室建设与管理探讨　　摘要：高校实验室是进行教学和科研的重要基地，也是培养学生动手能力和创新精神的重要场所。结合基因工程实验室建设与管理实践，对基因工程实验室的实验内容、教学目标、实验设置以及实验室“物、教师、学生”管理等方面进行了探讨和论述。　　关键词：基因工程;实验室建设;管理　　中图分类号：G647文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）41-0270-02　　实验室是高校开展大学生和研究生实验教学的主要场所，也是高校教师开展科学研究的重要平台，是一所大学教学、学科建设和管理水平

2、的重要体现（袁继红等，2011）。通过实验室开展的实践教学是培养学生动手能力、创新能力以及理论联系实际的基本途径。基因工程是现代生命科学研究领域中一门极其重要的学科，我校生命科学学院开展的基因工程教学主要依托农业生物工程研究院的科研平台进行，对基因工程教学实验室进行建设和管理，期望达到教学、科研资源共享的目的。为此，以科研平台建设的是教学实验室有其不同于常规单一教学实验室的管理模式，能使大学生有更多的机会了解学科前沿和实际研究状况，在验证性实验的基础上融进创新性实验内容。经过几年的实践探索，在提高参与实验学生动手

3、能力及培养创新思维发挥了重要作用，尤其是对进一步攻读相关专业硕士学位或博士学位的学生更具有意义。7　　一、基因工程实验室的实验内容与教学目标　　基因工程（geneticengineering）又称基因拼接技术、遗传工程或DNA重组技术等，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有遗传特性，获得新品种，生产新产品的现代生物学技术。以基因工程操作步骤为主线，含有目的基因分离、克隆，载体构建、转化、筛选鉴定

4、等实验内容，设置和选择实验内容时既要注重专业性和可操作性，又要突出先进性和系统性。在通过课堂学习理论以后，需要通过实验对基因工程理论有系统、明确的认识，达到熟识、理解并掌握DNA重组的原理和实际操作方法，并在实践中提高分析问题和解决问题的能力，开拓创新能力，为学习相关专业课程以及从事生物技术相关领域的科学研究奠定基础。　　我们所建设的基因工程教学实验室进行教学的目标是培养高年级本科生及研究生进行基因操作的能力。在教学中，我们以问题导向，充分调动教、学双方的主观能动性，积极组织学生参与实验的准备工作;在实验中，安排

5、学生与教师共同讨论实验涉及的理论问题和实验内容可能应用的问题，指导学生分析总结实验结果和存在的问题。以培养学生兴趣为主，发展一批从事基因工程研究的后备力量，据不完全统计，继续深造读研的学生占总人数的30%以上。　　二、构建实验体系，全面提高学生实验技能7　　基因工程实验内容主要包括基因获得、载体构建、基因导入、基因表达4个方面，但在进行实验教学时，往往不是完全直接以此4个方面开展实验。通过几年的本科基因工程实验教学经验，逐渐形成了以基因工程经典性、基础性实验为主，强调实验的连续性，并结合植物基因工程实验室研究设计

6、实验。我们的做法是：　　1.基因的获得，主要采用从克隆载体上酶切获得目标基因、通过PCR扩增目的基因、人工合成DNA序列。在基因分离、克隆这部分知识的实验室验证教学中，往往是安排“基因组DNA分离提取技术”、“RNA分离提取技术及cDNA反转录技术”、“基因酶切与DNA的琼脂糖电泳技术”、“PCR技术”、“电泳胶回收DNA技术”。　　2.载体构建。这部分实验内容和基因获得部分是难以分开的，常常是将酶切后电泳回收的目标基因、RNA反转录的cDNA、人工化学合成的基因序列、PCR扩增的DNA序列构建在亚克隆载体上、或

7、构建目标基因在表达载体上。这部分实验室教学内容主要有“载体构建技术”、“基因连接技术”等。　　3.目的基因导入。根据受体细胞不同导入方法也不同，包括感受态细胞的制备、农杆菌介导转化法，基因枪法（或微弹轰击法），花粉管通道法以及显微注射技术等，结合本实验室研究内容，以植物细胞为主，利用农杆菌介导转化法，以模式植物烟草为受体材料，通过组织培养再生实验获得转目的基因烟草植株。　　4.目的基因在宿主基因组上的整合、表达、检测及转基因生物的筛选，实验内容包括报告基因的组织化学染色、PCR扩增目的基因、southernblo

8、t、Northernblot、WesternBlot等实验内容涵盖了基因工程的主要操作过程和内容，可使学术全面掌握基因工程技术。7　　结合本实验室特点，设置4个实验内容，包括DNA片段得连接、转化及酶切鉴定，农杆菌介导的植物遗传转化，转化植物的表型分析及鉴定，转基因植物的性状分析及基因表达产物提取和检测。从2006年开始，已经培养生物技术及生物科学专业的本科生600余人。