分子生物学研究方法

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分子生物学研究方法范文第1篇

[关键词]微生物 分子生态学 RFLP DGGE Real-Time PCR

[中图分类号] Q938.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-2-267-1

0引言

微生物分子生态学是利用分子生态技术手段研究微生物与环境之间相互关系及其相互作用规律的科学，主要研究微生物生态学基础理论问题。

1微生物分子生态学常用分析方法

1.1寡核苷酸探针检测

该方法利用目标核酸序列与特异性探针特异性互补的特点，检测荧光标记的特定DNA序列[1]。探针为一段特定方式标记的核酸序列，具有较高灵敏度。做种群鉴定时选用DNA制备探针，利用cDNA避免繁琐的克隆程序，确保探针与种内全部菌株杂交。除此之外，cDNA探针若具有表型特异性，则可检测某一特定表型是否存在。

1.2 DNA-DNA杂交

DNA-DNA杂交针对微生物整体基因组的重组[1]，为检测DNA序列相似性提供可能性。该方法基于高温双链DNA解链、低温复性与碱基配对可转移的特点，通过温度等条件控制形成杂交DNA，检测其杂交率。由于来源不同的两条DNA单键难以配对重组，DNA杂交率可用于估计序列相似度。

1.3 16SrRNA序列分析

该方法在微生物分类学研究中最为常用[2]。微生物16SrRNA基因由保守区与可变区构成。可变区具有种属特异性，不同种属微生物间存在较大差异；保守区为所有微生物共有基因序列。微生物进化过程中，基因序列基本不变化，因此可根据保守区基因序列设计通用引物，或根据可变区基因序列设计特定引物，从而分析不同微生物的进化距离及亲缘关系。

1.4 编码蛋白质基因

该方法利用基因序列控制合成蛋白质[3]。微生物代谢过程实质为生物酶催化作用下的一系列氧化还原反应，而不同功能微生物的催化反应酶具有一定特异性，因此编码功能蛋白的基因不同，主要用于研究特定功能微生物，尤其在毒理学方面。

2微生物分子生态学常用技术

2.1限制性片段长度多态性分析（RFLP）

在RFLP分析过程中，以所提取的微生物DNA为模版，利用特异性引物进行聚合酶链式反应（PCR）得微生物16SrRNA序列，将其连接到载体，转至大肠杆菌感受态细胞，通过挑取克隆子，进而获取质粒DNA来实现克隆文库构建。不同微生物DNA序列不同，进而酶切位点不同，因此利用特异性限制性内切酶消化，可得到长短不一、数目不同的限制性酶切片段，琼脂糖凝胶电泳分离得到呈现多态性的图谱，进而获取环境微生物群落结构信息[4]。

2.2变性梯度凝胶电泳技术（DGGE）

DGGE是一种检测DNA突变的电泳技术，根据DNA在不同浓度的变性剂中解链行为的不同而导致电泳迁移率发生变化，从而将碱基组成不同的DN段分开。该技术具有以下优点：①检测极限低、速度快；②结果准确可靠；③无需微生物的培养；④可同时检测多种微生物。但其存在以下局限性：无法获取样品中全部微生物DNA，而DNA回收率越低，重复性越低；不均等扩增造成结果代表性低；敏感度较低，采样和样品处理会对结果产生影响。

2.3荧光定量PCR技术（Real-Time PCR）

Real-Time PCR为微生物生态学研究的定量分析方法，通过荧光染料或荧光标记的特异性的探针，标记跟踪PCR产物，实时在线监测反应过程，结合相应的软件分析产物，计算模板浓度。该技术具有以下优点：①利用扩增产物数量与荧光信号强度成对应关系的原理，实时检测PCR反应进程，避免了终点定量重现性差；②自动化程度高，操作安全、简单，可避免产物被污染；③检测特异性强，灵敏度与精确度高；④可实现多重扩增。其缺点在于无法对不确定对象进行分析。

3结论与展望

微生物分子生态学克服了传统培养法的不足，为全面掌握微生物多样性提供了可能。若将各方法结合，以便掌握更为全面的信息，可更好揭示微生物对环境变化的影响，预示环境变化趋势，为从微观方面改善环境提供依据。

参考文献

[1]杨霞，陈陆，王川庆.16SrRNA基因序列分析技术在细菌分类中应用的研究进展[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2008，36（2）：55-60.

[2]邓小宽，张新宜，田敏.现代生物技术在分子微生物生态学中的应用[J].国外医药（抗生素分册），2006，27（4）：164-170.

分子生物学研究方法范文第2篇

笔者长期从事分子生物学课程的理论和实验技术的教学工作。在教学过程中,结合该课程微观概念繁多、抽象性强等特点,从教材的选用、内容、以及教学方法等几个方面进行了探索研究,并取得了一些成效。以下对教学改革的几点措施以及体会和认识进行具体的描述。

一、精心选择有关教材和参考书

教材是学生“学”和教师“教”的过程中的基本资料,市面上关于分子生物学的教材十分多。由于分子生物学所包涵的知识面十分广,在编写教材时有不同的侧重点,因此选用一本合适的教材十分重要。通常要求教材既能涵盖分子生物学基本概念与基础知识,同时又能反映学科的发展动态,体现学校的办学特色。分子生物学是我校较早实行双语教学的课程之一,根据学生的实际水平选择了科学出版社影印出版的英国经典分子生物学教材《Molecular Biology》(Turner)。本教材按主题,采用言简意赅的语言和简明清晰的图表,系统概括了分子生物学的核心内容、主要技术及前沿动态。而且,此教材有中文译本,可以帮助学生快速准确获得信息,十分适合作为双语课程的教材。

二、优化教学内容

由于目前大多数生物学课程,如遗传学、生物化学、细胞生物学等都进入了微观分子时代,因此均增加了蛋白质、核酸、基因表达调控等基础知识的讲解。这使得学生对开设在高年级的分子生物学有一些似曾相识的感觉。这虽然有助于学生对分子生物学的理解,但是也会使学生感觉好多内容是对前面的复习,出现厌学情绪。针对这种情况,我们邀请遗传学、生物化学、细胞生物学等可能涉及分子生物学内容课程的主要负责人,认真讨论,优化了各自的教学大纲,在保证课程内容完整性的前提下,尽量压缩分子生物学的相关内容。对于教学过程中,生物化学、遗传学和遗传学中必须出现的分子生物学内容,如蛋白质核酸的结构与组成,采用分组讨论的方式进行自学,调动学生的学习积极性,因势利导,使学生对所学知识能够更加理解,对所学知识的记忆和理解能够进一步加深,为以后对相关知识点的学习打下良好基础。与此同时,这既节约了教学时间,又不会再出现与遗传学和生物化学有相同内容的重复教学问题。这样,一方面对分子生物学的教学重点进行了明确,另一方面又突出了分子生物学的教学特点,即以遗传学和分子生物学为基础,保证了教学课程的系统性和完整性。

三、合理使用多媒体课件

分子生物学理论课教学内容多,而且抽象,因此学生很难熟练掌握和理解。另外,分子生物学又有着很强的技术性。其原理十分复杂、难度高,很难进行试验操作且成本很高,这样可以利用教学课件中的相关图像及动画来进行演示,提高学生的学习兴趣。教师还可根据学生的个性特点以及接受能力来选择合适的多媒体课件配合内容的讲解,文、声、图、像并茂的新闻课件能够从多个角度分层次地展现教学内容,使学生更加容易理解相关知识,从而提高教学质量。美观清晰的多媒体界面,逼真的动画模拟更加方便教师在教学过程中的使用。通过多媒体向学生提供信息,是对学生进行多种感官的综合刺激,在获取信息的过程中,学生通过听觉、视觉等多方面的并用,更加容易使学生在学习中进行想象和创新,提高学生的学习积极性和创新能力。

但是,在教学过程中使用多媒体时,应注意它只是一种教学手段,是为教师的教和学生的学服务的。教师不能一味地让学生时刻跟着多媒体,只是做一个多媒体的操作员。所以,在多媒体教学过程中,教师要把多媒体当一种教学辅助手段,同时要注意给学生思考和讨论的机会和时间,培养学生的创新思维,重视学生的主体地位。

四、剖析经典实验

分子生物学是所有生物学学科相关课程中,最注重实验研究的课程之一。目前,现代分子生物学的理论发展的过程,实际上是前人大量实验发现的科学阐述集合,比如转座子的发现、RNA干扰现象及其机制的发现等。这些设计巧妙的实验,有着严谨的论述,其中的一些研究方法如今仍然在分子生物学的研究中广泛应用,如RNA干扰。这些经典实验过程本身就是一个科学故事,在很大程度上提高学生对相关领域的兴趣,其实验设计可以启发学生寻找解决问题的方法,也可以帮助学生在专业课程的学习中了解研究方法,从而加深对相关理论知识的理解和掌握。

同时,分子生物学本身仍在不断地完善当中。相关的知识内容、发现和研究方式方法日新月异。如对非编码RNA的研究已经成为目前对分子生物学进行研究的特点。将用故事的相识对非编码RNA的研究历史进行讲述,进而采用启发的方式对学生进行引导,讨论在研究中对这一作用的应用。这样的起发过程,可以增加学生对现代生物学研究中理论与技术相互促进发展的理解,激励他们对已学知识的充分思考,建立基础研究与社会应用之间的联系,提高学生的创新能力和学习积极性。

五、利用科研实例剖析重点难点问题

分子生物学虽然理论很高深,但是它却被广泛应用于各种领域。特别值得一提的,如今各高校的教师有着较高的学历和丰富的科研经历,能够在教学过程中融入实际的科研案例。在教学中对书本知识进行传授的同时,为学生讲解讲授一些在实际工作中应用理论知识的实例,对学生知识的灵活运用能力的提高有很大帮助,可以为他们今后的工作和实践奠定基础。从课堂教学效果来说,有助于激发学生的学习积极性,并增强他们对重点知识的掌握理解。除此之外,也有助于提高学生对所学知识的应用能力,为以后的工作和实践奠定基础。

如可能

分子生物学研究方法范文第3篇

关键词：分子生物学；分子影像学；医师；学习

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）41-0186-02

分子生物学的诞生拓展了人们对于疾病的认识，分子生物学的研究内容涉及到生命的本质，它的出现对生命科学有着巨大的冲击，尤其是对医学有着重要的影响[1，2]。现代医学条件下，从分子水平认识疾病并寻找对策已成为医学发展的重要途径之一。分子生物学的方法和技术被广泛的应用于影像医学的基础和临床研究中，与之交叉产生的新兴学科――分子影像学，已然成为影像医学的前沿与热点[3，4]，学习和利用分子生物学的知识对于广大医生，特别是影像科医生来说有重要的意义，有助于我们了解行业研究的前沿和热点，提高科学研究和临床诊疗水平。然而广大医生，特别是影像科医师在实际工作中常常面临知识缺乏或老化的问题，原来掌握的理论和技能在疾病诊断、发病机制的研究、疗效的跟踪和评估等方面越来越受到制约。因此，随着分子影像学的出现和医学分子生物学的交叉与发展，今后的影像临床和科研中要求影像医师能够掌握与其工作相关的理论知识和技能，从而有效地为临床工作及科学研究服务。

一、分子生物学在影像医学发展中的意义

近20年来，分子生物学在理论和应用上都取得了重要进展，其理论与技术已渗透到生命科学的诸多领域，而影像医学与其结合产生的新型学科――分子影像学更是走在影像医学发展的最前沿。分子影像学的出现和发展将从根本上改变未来的医学模式，引领整个医学影像学发展的方向[5]。与传统的影像诊断学不同，分子影像学借助于分子探针应用医学影像成像设备非侵入性地对活体的生理病理过程进行观察，其优点是在器官或组织结构的形态变化之前，从分子水平进行定量或定性的可视化观察[6]。例如通过标记肿瘤产生过程的关键分子然后进行影像学检查，既可以显示出肿瘤发生发展过程中的解剖改变，也可以追踪观察疾病发生、发展过程中的病理生理变化，有助于疾病的早期明确诊断和发生机制等的研究。在药物开发和作用机制研究中，通过标记药物本身或者其作用靶点可以直接显示药物在体内的变化或靶点的改变，从而为药物的筛选和作用机制的研究提供直观的实验依据。分子影像学技术不仅为生命科学相关的基础研究提供了重要方法，而且也在临床研究和转化医学等领域中发挥重要的作用[7]。在未来的个体化医学模式中，分子成像技术可能会同时融合疾病的分子诊断和治疗跟踪系统，在早期诊断疾病的同时进行治疗并跟踪其治疗后的变化，从而实现疾病诊疗的一体化。

二、影像医师学习分子生物学知识的必要性

分子影像学是分子生物学和医学影像技术相结合的产物，分子影像学利用现有的一些医学影像技术，如核医学、核磁共振和光学成像方法等，通过特异性的分子探针的设计和应用，能够对人体内部的生理或病理过程中在分子水平上发生的变化进行在体成像，安全无创，可重复行强，在疾病的诊断、治疗以及疗效评价、发病机制等的方面发挥着不可估量的作用。分子影像学是一门新的交叉学科，作为影像医师要想掌握并应用好，除了原有的影像学知识外，还要学习和掌握分子探针的制备原理和技术、信号通道及相关机制、肿瘤靶点的筛选和定位等相关知识和技术，而这些都属于分子生物学的范畴。分子影像学使影像检查从原来单纯观察解剖结构转向功能性分析，从主观诊断转向客观的定量分析，因此影像医生必然要整合分子生物学、细胞生物学或合成化学等方面的知识，在研发分子探针、筛选基因靶点等方面不断努力，借助于先进的影像学成像手段早期、直观的显示疾病的发生发展、治疗效果及转归等，实现分子影像学的长远发展。而且随着相关技术的兴起，分子影像学越来越注重对个体化表型差异的分析，这也为实现个性化医疗，即精准医疗，提供了重要的条件。未来，分子影像学将推进个体化治疗的发展进程，例如许多肿瘤的诊断靶点，也可作为治疗靶点，通过筛选关键靶点，定制对应的特异性分子探针，应用分子影像的个体化分析为病人“量身定做”最佳治疗方案，并能予以跟踪、评价，从而实现诊断治疗的一体化。总之，掌握分子生物学知识对提高影像科医师综合诊疗水平具有极大的指导意义。目前我国普通高等医学院校都已开设了分子生物学课程及其相关的实验教学，也有相应的规划教材和实验教材，因此毕业于医学院的影像医师大多具备了一定的医学分子生物学知识基础，但分子生物学的理论和技术不断地更新，这就迫使影像医师仍需要不断地学习，以便了解分子生物学的最新进展。而对于没有学校学习基础的高年资医师而言，分子生物学是个崭新的领域，需在重新学习[8]。

三、影像医师加强分子生物学知识学习的途径

影像医师应认识到加强分子生物学知识学习的重要性，并积极主动地加强分子生物学知识的学习。除了医院、学科或科室有组织的进行学习外，更重要的方法还是自主学习，通过有效地继续教育获取必要的理论及技能。在继续教育的过程中，影像医师应根据自身的需要选择学习的深度和广度。如实际工作中需要对疾病的发病机制、药物作用机制、疗效评估等研究较多，还必须全面地学习医学分子生物学的最新理论和相关技术，才能更好服务于实际工作中。影像医师获取分子生物学知识的途径有很多：

1.全面系统的学习基础知识。影像医师应根据自身的基础选择相应的教科书或参考资料，可以优先选择国家规划教材，以便由浅入深的掌握分子生物学的理论，明晰各种常用名词、术语，了解分子生物学涉及的研究领域。近年来大学的网络公开课程建设日趋完善，还可以通过慕课等进行在线的视听学习[9]，有助于知识的理解与掌握。在有一定基础的前提下，再通过专业杂志和文献，了解最新的进展和研究动态。

2.明确方向，学习相关的专业技术。分子影像学的研究涉及到多个学科的知识，因此在学习中，影像医师应明确自身的研究方向，有针对性的学习。应用互联网学习操作简单、便捷，易于被广大医生接受，而且其内容全面、检索便捷等优势也已在医学继续教育中发挥着不可替代的重要作用。可以通过维普、知网、同方等专业网站，有针对性的筛选文献和资源进行学习。另外和可以进入到分子生物学的网站、论坛等进行浏览、搜索等，既能紧跟前沿动态，还可以与他人互动交流、进行讨论。

3.注重学术交流与合作研究。参加专题学术讲座或会议，尤其是国家级或国际性学术交流活动是十分必要的。通过学术交流，可以较快的了解分子生物学在影像医学中的应用和最新动态，而且在交流过程中，可以与同行及专家进行直接的沟通，交流并获得必要的指导和帮助[10]。在科学技术飞速发展的今天，单单依靠影像科医师无法发展分子影像学，唯有与分子生物学等交叉学科的专家精诚合作，才能更好的推动分子影像学的发展和临床应用。哈佛大学分子影像中心Weissleder教授曾指出影像医师应该切实肩负起开展分子影像研究工作的任务，要与基础学科相互沟通，发挥各自的优势，协同合作。因此加强合作与交流能够更好地解决分子影像学发展中所涉及的问题，有效的促进影像医师分子生物学的学习和研究。

总之，分子生物学是目前公认的最具活力的医学带头学科。分子影像学的出现是分子生物学的理论和技术推动影像医学发展的直接表现。作为新时代的影像医师，必须重视分子影像学的研究，学习和应用好与之相关的分子生物学等基础知识和技术，才能适应现代医学发展的需要，更好的服务于科研与临床医疗工作。

参考文献：

[1]冯作化.医学分子生物学[M].人民卫生出版社，北京，2001.

[2]方福德.医学分子生物学的发展历程和展望[M].医学与哲学，1999，20，（1）：17-20.

[3]张龙江，宋光义，包颜明.分子影像学的研究和进展[J].中华放射学杂志，2002，36（10）：950-953.

[4]董鹏，王滨，孙业全，等.浅析分子影像学学科建设与影像医学专业研究生创新能力培养的关系[J].中国高等医学教育，2008，（6）：117-118.

[5]申宝忠.无限潜能魅力彰显――分子影像学研究的回顾与展望[J].中华放射学杂志，2014，（5）：353-357.

[6]Perrone A. Molecular imaging technologies and translationalmedicine. J Nucl Med，2008，49（12）：25N.

[7]申宝忠，王维.分子影像学2011年度进展报告[J].中国继续医学教育，2011，（8）：132-166.

分子生物学研究方法范文第4篇

关键词：研究型教学；生物化学与分子生物学；大学生科技创新

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）18-0146-02

进入21世纪后，分子生物学的发展迅猛，新技术新手段层出不穷并已渗透到各个学科；分子生物学理论与技术已经成为人们认识生命本质和改造生物特性的有力武器。然而，我们在指导大学生科技创新活动中发现：大多数学生（即使考试成绩很好的学生）很难能应用所学的分子生物学理论与技术设计出科学研究的实验方案；我们调查也发现：很多硕士研究生在利用分子生物学理论与技术设计科学研究实验方案时仍困难重重，这说明我们传统的“老师讲、学生听、再考试”按部就班的生物化学与分子生物学教学模式已经很难实现“培养高素质创新性人才”的目标。那么，如何在教学中引导学生进行科技创新？

随着近年来分子生物学的飞速发展，给生物化学与分子生物学教学带来一些问题，主要体现为：教学学时的不足与教学内容的扩增；学生理论知识的学习与科学研究实验环节的严重脱离，这是造成分子生物学知识在应用中“困难重重”的主要原因。

研究型教学也称主题研究，是在美国布鲁纳的“发现式学习模式”和瑞士皮杰的“认知发展学说”基础上构建的教学模式[1]，是在老师指导下有目的地相对独立地对教学内容相关的实际问题进行探索研究，从而提高学生运用知识解决实际问题的能力，从而培养出具有独立思考研究能力的创新型及应用型人才。

“开展大学生创新教育、培养高素质创新性人才”是高等教育改革与持续发展的一个重要主题。为坚持“教学以学生为本”的原则，以培养“实践能力强、综合素质高”的创新型医学人才为中心，我们以“肿瘤微环境与免疫治疗湖北省重点实验室”为平台，以教师承担的科研项目为引导，在生物化学与分子生物学理论及实验教学中探索并实践“研究型教学”模式。

1.优化和整合理论教学内容，夯实学生创新基础。生物化学与分子生物学发展快速，新技术、新方法、新成果不断涌现。我们根据教学大纲要求，优化、整合教学内容：删除淘汰的内容，合并重复的内容，增加新出现的内容。在课堂讲授中，将国内外一些最新分子生物学研究成果、发展动态及科学前沿知识充实到教学内容中；介绍分子生物学新技术在疾病诊断、治疗、预防中的最新进展，使学生明白生物化学与分子生物学在医学中的重要性。

2.利用多种现代化教学方法和手段，激发学生科技创新兴趣。生物化学与分子生物学课堂内容丰富、信息量大，而教学课时少。因此，我们在理论教学中将教学内容分为讲授和自学两部分：在讲授中，利用多媒体等多种现代化教学手段，将难点和抽象的内容以动画的形式反应出来，使教学内容直观化，增加学生对知识的掌握；在自学中，充分利用网络教学平台实现师生之间、生生之间的交流互动；同时将教师承担的科研课题设置成科研专题，让学生带着科研专题的问题开展学习。

3.加强实践教学，培养学生科技创新能力。我们在重视理论知识教学的基础上，加强实践教学与理论教学相结合。我们重新组合实验内容，实行“三型实验原则”（即将实验分为验证型实验、综合型实验、研究型实验）：减少基础性验证型实验、增加设计性综合型实验、开展创新性研究型实验。

在课堂内的基础性实验部分：减少传统的验证性及临床生化指标测定的实验项目及学时数，使实验项目主要集中于基本操作、比色技术、离心技术、层析技术及电泳技术等方面的实验；对基本的规范化实验操作方法及常规实验技术（如比色、离心、层析、电泳等技术）操作流程录像后上传到课程网站中以便学生对照学习。

在课堂内的设计性综合型实验部分：我们组织学生针对教学中遇到的问题设计研究方案。例如，在肝脏生物化学中提到：白蛋白主要是由肝脏合成，而白蛋白又是临床医疗和科研中常用制剂，如何提取出有活性的白蛋白？如何利用生物技术大量生产白蛋白？通过讨论，使学生了解解决这一问题所依据的蛋白质理化性质和分离纯化、基因表达、基因重组、PCR等理论知识。通过设计白蛋白分离纯化与鉴定实验，在对蛋白质理化性质加深理解的同时，使学生掌握合理运用盐析沉淀、离子交换层析等技术操作流程；在此基础上，启发学生运用基因重组、RT-PCR等分子生物学技术设计重组表达白蛋白的实验方案。指导教师对学生设计的研究方案可行性和合理性进行点评及修改，学生在老师指导下，在课堂内开展上述设计性综合型实验。

4.在课堂外的创新性研究型实验部分：学生组成多个研究小组（3～5人/组）对教师承担的科研课题（已设置成多个科研专题）查阅文献和资料后进行创新性科研专题申请书的撰写；指导老师根据申请书质量及个人兴趣爱好挑选部分研究小组开展科研专题的实验研究；在此过程中，学生利用课余时间在老师指导下开展创新性实验研究，从而进一步培养科技创新能力。

5.研究型教学模式在生物化学与分子生物学教学中的效果：通过研究型教学模式在三峡大学医学院临床医学专业的生物化学与分子生物学教学中的探索与实践，我们发现学生的考试成绩显著高于未经过研究型教学模式的班级；学生的动手操作能力也显著高于未经过研究型教学模式训练的学生。通过研究型教学模式，学生的科研素质和创新能力得到提高，激发了学生对生物化学与分子生物学的学习兴趣，极大调动了学生的学习积极性。通过学生课外完成的科研专题研究，学生以第一作者在CSCD核心期刊发表研究论文7篇；指导老师在指导大学生科研专题的同时，圆满完成了自己所承担的科研课题的研究；同时老师通过完成科研课题，促进自己的教学水平。

总之，通过上述一系列的探索与实践，能充分调动学生学习积极性，开阔视野，增加学生对生物化学与分子生物学及科技创新活动的兴趣；更重要的是能提高学生的实践动手能力，培养学生的科技创新能力；同时，老师通过完成科研课题，带动人才培养；能使教师把教学与科研有机结合起来，以科研促进教学；使教师不断更新教学内容，不断改善教学框架，形成囊括最新知识框架的教学体系，从而使《生物化学与分子生物学》教学质量得以进一步提高；即充分证明研究型教学模式在生物化学与分子生物学教学实践中是有效和可行的。

分子生物学研究方法范文第5篇

关键词：分子生物学；实验教学；教学改革

中图分类号：G642.423 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0186-02

目前，分子生物学实验技术已广泛应用到各类生物学专业的科研工作中，成为生物学领域科学研究的基本实验技能。分子生物学实验课程是各大院校生物类研究生入学的必修课，此门课程掌握的程度影响着研究生后续科研工作的开展。所以如何让研究生在学习分子生物学理论知识后尽快掌握扎实的实验技能成为分子生物学教学实践的研究热点。

近年来，针对如何提高我校研究生实验教学质量的问题，我们曾经走访考察了北京大学、清华大学和北京师范大学等国内著名大学，学习领会重点知名学校的教学思维和教学内容，结合北京林业大学实际情况和教学特点，在教研室集体多次讨论的基础上，本着注重培养研究生科研素质和科研思维、提高研究生实际动手能力的目的，我们优化了为全校生物科学、生物技术、林学、园林等专业开设的研究生分子生物学实验技术课程体系，对改革教学内容和教学方法进行了尝试，并取得了较好的教学效果。

一、分子生物学实验教学存在的问题

我校原来的分子生物学实验教学内容比较简单。实验内容主要包括一些基本的实验操作技术：如植物DNA和质粒DNA的提取、RNA分离纯化、DNA酶切鉴定及重组、PCR扩增技术、感受态细胞制备、目的基因连接与转化等等。这些单项实验彼此间缺乏内在联系，学生往往会在认真做好了实验，并得到理想的实验结果后，反过来请教老师这个实验的用途是什么。可见由于实验内容之间存在的不连贯性，学生就可能没有真正理解和掌握分子生物学实验课程中的核心问题。后续课程效果调查表明，虽然研究生抱着很大的热情和期待认真地学完该课程，但实验结束后，留在学生脑海中的印象模糊，到实验室进行后续的科研工作时，还是感到无所适从、无处下手。即实验的效果并没有充分发挥出来。此外，由于受实验课时和经费的影响，传统教学中任课教师会在实验前为学生做好一切准备工作，如试剂配制、仪器调试，甚至把药品分装成小份分发到每个小组。这种做法严重地限制了学生上课学习的积极性。由于研究生缺乏学习的主动性，在实验前没有做充分准备的预习，产生的后果是实验结果出来后，学生不知如何分析，实验中出现的问题也不知如何解决。这种现象严重影响了学生对实验课的兴趣，不利于学生动手能力和创新能力的培养。实验教学的目标不仅要传承课堂所学的知识及增强实验技能的训练，更要在实验教学中培养学生的科研素质、科研技能和创新能力。为了使研究生真正得到分子生物学实验技术的锻炼，有必要对现有的实验教学体系进行改革，以便真正达到培养研究生的目的。

二、分子生物学实验教学改革的探索

1.实验内容的改革。教学体系主要体现在要以科研的理念教育学生，即在教学中首先提出问题，然后引导学生可以用哪些方法和实验技术来解决问题，而不是在学生学会了实验技术后，往往会迷惑这些技术可以解决什么问题。基于上述问题，我们教学改革的出发点为注意结合研究生教学以及分子生物学技术的特点，优化原来较为分散的教学内容，以实验体系要求完整性、系统化、实用性为原则，在原有分子生物学实验教学工作基础上，针对我校研究生科研工作的特点，对分子生物学实验教学体系与教学方法进行了改革的初步探索。在充分调研的基础上，我们把改革后的分子生物学实验课程重点放在主要围绕“绿色荧光蛋白（GFP）基因”展开，整个实验内容包括原核生物细胞转化、质粒DNA的分离纯化、限制性内切酶对质粒DNA的酶切与琼脂糖凝胶电泳鉴定、重组技术、PCR基因扩增、蛋白质电泳分离表达蛋白、蛋白质转移技术、蛋白质分离纯化技术等。这些实验的内容不仅涵盖了之前所开设的所有基础验证性实验，而且其连贯性和综合性大大提升。实验方案初步确定后，老师和相关实验室的研究生开始预作实验，发现不适合的地方及时修改，经过反复实验、讨论，我们完成了综合实验方案。通过综合设计性实验的开设，不仅可以使学生强化课堂所学分子生物学的相关知识，在此基础上，牢固掌握相关的实验技能和实验手段，在注重提高了学生的实践动手能力的同时，更要注重提高研究生对所学实验技术的应用能力和分析实验问题的能力。现在的整个实验内容涵盖了分子生物学的基本实验技术，每个实验之间都有着非常紧密的联系，改变了以前分子生物学实验之间割裂无联系的状况。各项实验相对独立，但无论在逻辑上还是在时间上，前后都是紧密关联的。

2.教学方式的改革。在教学方式上，我们做了如下工作：①在每次实验前，老师都要应集中讲解实验原理，把基础知识和实验中要遇到的问题讲解透彻，带领学生仔细分析实验步骤，并针对关键操作、技术难点或容易误解之处进行详解，有必要时进行演示，使学生能更好地掌握实验原理和技术，并要求学生重视实验课程的预习。②为了保证实验的连续性，实验课集中在二周内完成；实验课全天安排。由于有的分子实验需要等待的时间较长，为了有效利用研究生的时间，实验前我们合理安排实验内容和时间，在开课前把实验安排和进度告诉学生，使研究生可有效的利用时间。这种安排可使学生在操作时目标明确，也因其与科研的节奏和气氛相符，而使学生体验到科研的乐趣而对未来的科研工作产生了向往。③我系的研究生从入学开始就参加了课题组相关实验技能的培训。在实验技能上优于其他专业选课的学生。根据这一优势条件，我们每年都要安排2~3名学生参加到实验教学中来，研究生参与实验教学的好处为：一是学生之间更便于交流；二是同时提高了我专业学生的实验基本理论和实验技能，提高了研究生的综合素质，起到了一举两得的作用。④由于其独特的优势，多媒体教学在理论教学中已经成为不可缺少的教学工具，而在实验教学中的优势却因条件所限制。自2005年起，生物科学与技术学院的实验中心开始为各个实验室安装多媒体系统。经过几年的实践证明，实验课程采用多媒体网络教学与实验教学相结合，利用了教学课时，拓宽了实验教学的知识面，提高了实验教学效果，得到了师生的一致认可。使用多媒体实验课件后，我们可以将复杂的实验原理以生动的图像加以简练的文字表达出来，可以很便捷地控制实验过程和时间，便于与学生课堂交流，取得了很好的实验效果。在课堂上，我们经常引导学生到网上检索实验中的问题，进一步引申在科研中如何利用网站寻找解决实验问题的方法，帮助研究生提高在科研中检索文献的能力，增加他们的学习兴趣。这种实验方式可以提高研究生解决科研中出现问题的能力，为进入实验室进行科研研究做好技术上和心理上的准备。在授课过程中，老师要经常有针对性地提出一个问题，引导学生寻找解决这个问题的方式方法。

虽然在分子生物学实验改革中，我们经过摸索探讨取得了一定的成绩，但对于大幅度提高学生的综合能力的目标仍存在很大差距，这就要求我们实验课教师要在教学过程中不断进行总结和思考，本着作为教师培养学生的高度责任感，把培养学生作为我们首要的任务，就能将分子生物学实验教学不断得以完善。

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