分子生物学技术范例6篇

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分子生物学技术

分子生物学技术范文1

关键词生物技术;分子生物学;教学改革

分子生物学是从分子水平上研究生命现象、生命本质及其规律的的科学,主要研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学,是21世纪最具活力的生命科学之一。[1]目前,分子生物学是生物技术专业学生一门重要的专业必修课。因此,确定合理、科学的教学改革方案,优化、重组教学内容,精心设计教学方法和教学手段,对保证生物技术专业分子生物学课程教学质量具有重要意义。[2]

1分子生物学教学现状

(1)分子生物学是生物技术专业的一门主要课程,教学单位往往会根据教师上课需求以及市场需求来选择教材,然而,却有可能忽略了对学生的接受能力以及理解程度的考虑。部分分子生物学教材内容高深莫测、专业词汇多且与实际联系不够紧密,造成学生在学习过程中困难重重,严重降低了学生对该学科学习的积极性。(2)教学条件限制。在分子生物学课堂中,使用多媒体设备等教学手段对提高学生的学习积极性以及学习效果有明显的促进作用。然而,部分教学单位由于教育资源分布不均匀,难以利用先进的教学手段。(3)分子生物学课程所涉及的知识点以及生物学过程,大多数是看不见摸不着的微观世界,学生在学习的过程中难以直观感受。(4)理论知识更新快,实验技术发展快。分子生物学作为生命科学的前沿学科,其发展日新月异,这也对教学提出了更高的要求。授课老师需及时接纳最新知识,充分备课。

2分子生物学教学改革的主要措施

2.1PBL教学法的合理运用

PBL(problem-basedlearning,问题式学习)教学法于1969年由美国Barrows教授创立,并引入高等教育,很快在高校中广泛应用。是一种以问题为导向,以学生为中心的教学方法。其主要流程是:老师提出问题,学生作为主体进行分组讨论,学生解决问题。[3]在PBL教学过程中,学生是主体,老师则主要起到辅导的作用。分子生物学课程内容复杂,用传统的教学方式不易调动学生的学习积极性,而且课堂效率不高。在课堂中适当引入PBL教学法,可改善教师唱独角戏,学生被动接受的状况。在进行PBL教学前的备课过程中,任课老师应查阅大量的文献,充分考虑在讨论案例过程中可能出现的问题,内容涉及分子生物学以及其他学科如生物化学、细胞生物学等。在课堂上,教师应寓教于乐,充分调动学生积极性,控制好课堂节奏,同时应根据教学大纲的安排,强调学习过程中应掌握的知识要点。[4]在分子生物学的教学过程中,PBL教学可分为四个阶段:(1)提出问题。开展PBL教学的时间不宜在课程开始的阶段,而应在课程中后期,学生具有一定的分子生物学基础后再开展。PBL教学讨论的主要题目应该是分子生物学教学过程中的重点或者难点,并且结合生活实际的讨论内容。教师在这个过程中是组织者的身份。(2)人员组成。为调动学生参与的积极性,同时考虑到团队的高效性,将每个班级分成4~6组,每组包括4~6名同学。分组结束后,要求各组成员选拔出该组的组长并选定拟解决的问题,然后进行人员的分工,明确每个成员应完成的内容和时间节点。老师负责全程把控,掌握教学的整体节奏与进展,及时了解各组的情况,包括进程、主要观点、存在问题、后续进展等。鼓励各组结合自己的研究、思考提出自己的想法。对成效较好的小组,给予肯定和表扬;对存在问题较多或进展较慢的小组有针对性的指导,帮助小组找到解决问题的核心路径。(3)成果展示。学生展示自己的研究成果,并开展充分讨论。主讲老师在学生讨论完毕后,对学生的成果、讨论的主题、各组的亮点、学生关注点较集中或争议较大的问题、学生未掌握到的知识点、研究时未关注的部分、下一步学习或研究中需要改进的研究方法进行总结、归纳,并提出改进意见。[5](4)考核评分。考核评分是对PBL学生成果的集中体现,评分体系主要包括三部分:一是课件制作,占比30%,评价标准主要是内容正确、重点突出、课件美观、清晰易懂,能综合运用图片、音频、视频、动画等表达自己的观点;二是课件展示,占比40%,准备充分、逻辑正确、条理分明、落落大分,能清晰的阐述自己的研究成果、观点等;三是课堂讨论:占比30%,主动思考,积极参与,能够抛出富有启发意义的论点,回答问题时中肯全面。

2.2提倡分组讨论,开展小班教学

在讨论课开始前2周,老师将要讨论的内容告知学生。以小组为单位进行学习,各小组成员间可以进行分工协作,分头寻找资料、讨论并汇总;课堂上以小组形式提出问题,介绍小组观点、结论,老师也会对该小组的汇报进行点评;课后以小组为单位进行复习,增强学习效果。小组学习活动的意义既体现个人的价值和责任,更强调成员间彼此赋予信心和力量,通过体验团队的智慧和协作,培养了学生间可贵的团队合作精神。分子生物学的课堂提倡小班教学。一方面,可以增加师生间互动的频率。由于分子生物学课程所涉及的知识点以及生物学过程,大多数是看不见摸不着的微观世界,学生在学习的过程中难以直观感受,这就增加了学生学习该课程的难度。小班教学有助于老师关注每一个学生对相关知识的把握;另一方面,小班教学易于实施多种教学形式,灵活掌握教学要求和进度,便于及时调整教学内容。

2.3利用网络资源,提升自主学习能力

自主学习强调的学生作为知识的主动构造者自己进行学习的意愿和能力,反映了教学向个性化、创新化、自主化、多元化过渡的趋势。分子生物学作为前沿科学,信息量大、更新快,要积极利用互联网信息资源,提升学生学习和借鉴优秀研究成果、自主学习的能力。教师要由照着教材讲变成开放式、启发式教学,最大限度调动学生学习的积极性、思考的主动性、课堂的参与性。鼓励学生自主学习,主动去学习和研究当前科研的最前沿知识,在研究的过程中敢于提出自己不同的看法,培养学生探索创新精神。[6]让学生由被动受教变成自主学习,主动参与到课堂学习中,形成教学工作“教”与“学”相辅相成、相互促进。教师要积极拓展教学内容的外延,主动介绍国内外优秀的生物网站、资源库、期刊、论坛等,鼓励学生积极开展课外阅读,丰富学科专业知识、前沿信息、专业词汇等知识,激发学生探索新知识的热情,也不断培养学生自主学习、发现问题、解决问题的能力。[7]

2.4建立形成性评价体系

“形成性评价”的概念是由斯克里文1967年所著《评价方法论》中首先提出来的,与传统的“终结性评价”不同,它是对学生的学习过程进行的评价,旨在确认学生的潜力,改进和发展学生的学习。因此,形成性评价方式更能体现出学生的学习效果。[8]分子生物学课程的目的在于培养学生形成良好的分子生物学学习习惯和实验习惯,提高他们的科学素养和创新能力。期中或期末考试不能全面真实地反映出学生的真实学习情况,采取形成性评价的方式显得更加科学和必要。具体如下:一是平时成绩,占课程总成绩60%,包括课堂考勤,占总成绩5%、课堂作业,占总成绩10%、课堂提问,占总成绩5%、PBL讨论会,占总成绩10%、实验考评,占总成绩30%。二是期末考试,占课程总成绩40%。由于形成性评价是强调过程的评价方式,引导学生重视平时的学习情况,大大减少了学生考前突击的可能,也更能真实地反映出学生的真实水平。

2.5优化实验教学体系

分子生物学实验技术是生物技术专业学生必须掌握的重要基本技能之一。其研究方法及策略已被广泛应用于生命科学的研究当中。[9]通过对学生实验技能的培养,一方面有利于将理论教学与实践教学相结合,丰富教学内容,提升教学的实践性、实用性、综合性,便于学生理解和掌握;另一方面,在提升学生综合素质、学习兴趣、创新能力、思考能力等方面也有十分重要的作用。[10]因此,增加分子生物学实验学时数,开展综合实验也是课程改进的一个重要方向。在实验教学中,教师要结合分子生物学快速发展的特点,选取与教学内容相适应的操作性、设计性实验,并做好不同实验之间的关联与衔接,建立实验的逻辑体系。一是分组分工,辅助实验老师提前做好实验准备工,并提前观察、发现问题及时记录。二是教师针对前期准备工作中发现的问题有针对性的阐述,并对实验流程、操作方法、各环节中注意事项进行讲解与演示,指导学生开展实验。三是讲解与演示结束后,学生动手实验,教师应注意注意观察过程和细节,对共性问题,要及时统一纠正,对个别同学的个性问题,要个别指导。既确保操作的准确性、严谨性,也要保证实验质量,通过实验检验教学情况。

3结语

生物技术专业应用人才培养是一个综合性、系统性的工程,涉及到教育环节的方方面面。课程教学是其重要的一环,分子生物学课程教师要积极发挥作用,不断提升专业能力、教学能力,教学理念与时俱进、教学手段丰富灵活,激发学生学习的主动性、创造性,提升学习内容掌握能力及应用效果,为国家培养知识、能力、素质协调统一的应用性、复合型人才。

参考文献

[1]朱玉贤,李毅,郑晓峰等.现代分子生物学(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2013.

分子生物学技术范文2

【关键词】 分子生物学;相关检查技术;霍乱弧菌

霍乱是由霍乱弧菌感染引发的一种流行广泛的甲类传染病[1]。霍乱弧菌是肠道传染病霍乱的病原体[2]。人类是霍乱弧菌的唯一易感者[3]。被感染者,往往表现为腹泻、剧烈呕吐、脱水、甚至死亡。从1817年至今,人类累计经历了7次大规模流行的霍乱。霍乱,它具有起病急骤、传播迅速、波及广泛、病死率高等特点,霍乱弧菌广泛的分布自然界中,可以通过污染水源及食物而引发疾病。对于霍乱的预防及治疗的关键在于,及时监测疫区外环境标本。对霍乱弧菌做出迅速、准确的检测是霍乱防治的重要方法。传统的分离培养方法费时费力,不能适应疾病的快速发展,将分子生物学的相关检测技术应用于对霍乱弧菌的检测,可精准、快速的进行检测,为疫情的处理,临床诊断提供了及时可靠的依据,同时也可有效追踪传染源,确定霍乱菌株类型,预测霍乱的流行趋势。本文将对几种用于霍乱弧菌分子生物学检测技术,作简单的介绍。

1 PCR

PCR技术主要包括:普通PCR、荧光PCR、套式PCR、多重PCR等。

1.1 普通PCR 普通PCR是通过检测出霍乱弧菌0139和01菌群的ctxA、ctxB基因,继而检测属于霍乱弧菌并检测出其毒力基因的常规方法。Shirai[4]依据LT和CT的高度同源性,建立了基于ctx基因的特异的PCR检测方法,它检测细菌染色体的灵敏度很高,能检出仅含三个活菌的样本。

1.2 荧光PCR 荧光定量PCR,它是通过荧光或者荧光燃料标记的特异探针,对PCR的产物进行跟踪标记。它具有无需电泳、快速定量、无交叉污染等诸多优点,被广泛的应用于临床。应用荧光PCR可快速有效的检测出霍乱弧菌0139群、01群、非0139群、非01群毒素的相关基因。

1.3 套式PCR 套式PCR,也可称为巢式PCR,即使用两对PRC引物来扩增完整的片段。套式PCR中,第一对引物扩增片段的方式与普通PCR极为相似,第二对引物也叫做巢式引物,他们往往结合在第一次PCR产物的内部,这就导致第二次PCR扩增的片段会短于第一次。巢式PCR,它具有非常高的特异性。Susanna等依据0139群O抗原合成相关基因片段建立的套式PCR可用于0139群霍乱弧菌的特异检测[5]。

1.4 多重PCR 多重PCR,也可称为复合PCR或者多重引物PCR,它是在同一个PCR反应体系中加入两对及以上的引物,在同一时段,扩增出许多的核酸片段,它具有高效性、系统性、经济便捷性等诸多优点。

2 AFLP

AFLP(扩增片段长度多态性)是一项新型的分子标记技术,是由荷兰的Pieter Vos 等在1993年发展起来的一种多态性DNA检测新方法,它具分析需要DNA含量少,可重复性好,多态性强,分辨率高,无放射线损害,适用性广,稳定性好等诸多优点。AFLP技术的原理:对基因组酶切后的片段,进行选择性扩增,已获取的扩增片段经电泳检测,继而检测出获得的不同长度的扩增片段。Jiang[6]采用AFLP技术分析不同环境,不同地点的临床分离的霍乱弧菌多态性,结果显示分离的临床0139菌株及01菌株在遗传学关系上要比环境中的0139菌株及01菌株更为紧密。AFLP分析与PFGE、RFLP、RAPD、Rep-PCR等适应范围相似,并兼备以上各种方法的优点,且分辨率极高,稳定性强,可为临床工作提供丰富信息。

3 PFGE

PFGE(脉冲场凝胶电泳)是一种常用的分离大分子核酸的方法。用脉冲场凝胶电泳对霍乱弧菌进行分型,其分辨力更高,可为霍乱弧菌分离株间进行同源性分析、遗传相关性分析、追踪传染源、预测疫情变化、防治措施的制定提供可靠依据。脉冲场凝胶电泳分辨力高,重复性好,即使在不同实验室,所得结果仍具可比性。

4 MLST和MLEE

MLEE(多位点酶电泳法),它以一个基因一种酶学说为依据,通过监测酶电荷及分子量的变化情况,来推算对应位点的多态性,然后进行综合分析,从而获悉细菌的具体分型及遗传学特点。但是,不同实验室间结果不可进行比较。

MLST(多位点序列分析),是一种新型的细菌分型技术,它由MLEE改良而来,它比PFGE的分辨力更高。

5 MLVA

MLVA(多位点可变数目串联重复序列),是在PCR基础上发展起来的新型技术,具有高度多态性的特点。对DNA的纯度要求不高,特异性高,重复性好,可得到数字化的结果,可进行实验室间比对,且可在短时间内大量的处理样品。

6 讨 论

PCR技术具有特异性强、灵敏度高、检测快速、成本低廉等诸多优点,但是,在菌株遗传关系分析及菌株分型方面不如其他的分子生物学检测手段,所以,PCR技术在临床主要被应用于早期对菌株的筛查。AFLP技术是以PCR技术为基础的新型技术,它继承了PCR的优势,但更加的可靠,与PCR相比,它可同时检测出大量不同的核酸片段,一次扩增就能分析比较几十个甚至百个基因位点,且不需制备探针,不需预知基因的序列特点。但,AFLP技术价格昂贵,对DNA纯度,内切酶质量有很高的要求,模板反应往往迟钝,还可能发生缺失或错配的现象。与AFLP技术相比PFGE是一种操作简便、稳定性好、分辨力高的方法。PFGE已经被公认为多种细菌基因分型的标准,是目前较为成熟的基因分型方法。但,PFGE技术也具有一定的局限性,如耗时久,未形成国际同一标准,不利于实验室间比较等。PFGE技术与MLST相比,MLST建立有大型的国际化数据库,可以进行实验室间的比对,也可作为国际流行病研究的依据。但MLST技术费用高,工作量大,技术要求极为严格,设备昂贵,所以并不适用于暴发流行的常规检测。MLVA是以PCR为基础的新型分型方法,它对DNA的纯度要求不高,特异性高,重复性好,可得到数字化的结果,可进行实验室间比对,且可在短时间内大量的处理样品。

综上所述,各种分子生物学检测手法各有千秋,可以互相取长补短,我们可以根据检测的目的以及实验室的现有设备选取合适的方法,用于临床诊断及研究。

参考文献

[1] 巩西玲.两种霍乱弧菌检测技术的应用研究[J].适宜技能,2013,21(12):134-134.

[2] 吴以华,徐景野,李岳良,等.微量培养板不同保存时间对霍乱弧菌培养效果的观察[J].中国卫生检验杂志,2007,27(4):629-630.

[3] 熊长辉.霍乱弧菌分子生物学检测技术介绍[J].现代预防医学,2012,39(17):4536-4537.

[4] Shirai H,NishibuchiM,Ramamurthy T,et al.Polymerase chain reaction for detection of the cholera enterotoxin operon of Vibracularia[J].J Clin Micro bio,1991,(29):2517.

分子生物学技术范文3

生物技术专业 分子生物学 实验教学 改革

分子生物学实验,是分子生物学理论的实践环节,也是培养创新型人才的重要途径,不仅在研究生教学中受到普遍重视,在本科生教学中也受到高度重视。但由于客观条件的限制,生物技术专业的分子生物学实验教学还存在诸多问题,比如现有教材不适合于本科教学、实验缺乏设计性和综合性等,严重影响了实验教学的效果。因此,分子生物学实验教学的改革势在必行。

一、完善实验教材建设

近年来,随着分子生物学技术的发展和出版业的发展,市场上涌现出大量相关的实验教材,但往往偏重于对实验步骤的编写,或者所选的实验项目过于专业化,不适合在本科教学中运用。实验指导教师应不断完善实验教材的建设,使之既适应于本科生实验教学平台,又注重与基因工程、酶工程、发酵工程等课程的实验项目的衔接,充分体现生物技术专业核心课程的关联性。在编写教材时,还要尽量做到图文并茂,通俗易懂,特别是要注重对实验原理的阐述。

二、加强实验的设计性和综合性

设计性实验和综合性实验有利于培养学生的创新能力。分子生物学实验课程主要围绕“DNA重组技术”展开,各个实验项目既具有一定的独立性,又具有很强的连贯性,这种连贯性表明,这一系列的实验在操作之前就带有较强的设计性,在学生进入实验教程之前,可以此作为范例,介绍DNA重组实验的设计思路和关键问题,积极引导学生查阅资料,独立设计全部或部分实验方案,并对这些设计进行剖析和点评。实验室网络的开通,能够更好地发挥计算机辅助实验教学的功能,为设计性实验的教学提供了极大的便利。比如,可以利用在线软件分析目的基因的酶切位点,或利用相关软件设计PCR引物等。综合性实验是培养学生独立操作能力和综合应用能力的重要环节。通过“质粒DNA的提取和检测”、“质粒的酶切分析”等实验,学生已基本掌握了相关原理和技术,而随后的“重组子的筛选与鉴定”实验,仍然需要使用质粒DNA提取、酶切、电泳等技术,带有很强的综合性,可借以培养和考核学生独立操作、综合应用的能力。此外,筛选和鉴定重组子又有多种方法,可设计不同的实验方案。因此,该实验在教学中又可作为一个设计性实验,只要学生设计的方案具有可行性,就应当尽量提供条件,让学生按照自己设计的方案完成实验。

三、优化实验教学方法

“教无定法,贵在得法”,但这“法”首先因立足于学科特点,并在教学实践中不断探索和优化。笔者结合实际工作经验,对分子生物学实验的教学方法作初步探讨。

1.集中时间,小班开课

“DNA重组技术”的各项实验相对独立,但无论在逻辑上还是在时间上,前后都是紧密关联的,如果像其他课程的实验那样每周做一个的话,很难取得理想的结果。因此,较为合理的安排就是集中时间授课,在两周内完成整个DNA重组实验。这种安排既使学生在操作时目标明确,也因其符合科研的节奏而使学生能更好地体验科研的氛围和乐趣。在本科生的分子生物学实验教学中,普遍面临着仪器台套数有限、指导教师少、学生人数多等突出问题,小班开课可有效缓解众多学生与有限的教学资源之间的矛盾,提高实验教学的质量。小班开课时,每批以10个左右学生为宜。

2.集中讲解,个别指导

在每次实验前,应集中讲解实验原理,把本质问题讲解透彻,也应分析实验步骤,并针对关键操作、技术难点或容易误解之处进行演示,使学生能更好地掌握实验原理和技术,并在实验前做到“胸有成竹”。尽管按照同样的实验手册操作,但每个学生可能会遇到不同的问题,这时指导教师应随时关注每个学生的状态,及时解答学生的疑问,或及时指出其错误的或不规范的操作,并予以纠正。上文所说的小班开课,可保证指导教师有足够的时间和精力来实现个别指导。

3.落实预习,及时总结

如果不作强调,学生很容易忽视实验课程的预习,在动手操作时看一步做一步,这样既容易出错,又看不到各个步骤之间的衔接,看不到实验的整体和精髓,致使实验结果和教学效果均不理想。因此,在每次实验前,应布置具体的预习任务,包括实验原理、实验步骤、注意事项等,并在实验讲解时随时提问,以检查预习效果,确保学生在进入实验室之前就熟悉相关内容,特别是应明确本次实验要做什么,明确本次实验在整个实验教程中所处的地位。在重视实验预习的同时,也要重视实验总结。实验的总结可安排在实验间隙,也可安排在实验结束之后,宜采用讨论的方式。可先由学生自己总结经验,提出实验中遇到的问题并进行分析,在此基础上再由指导教师进行概括和补充,分析实验中存在的普遍问题、特殊问题及其成因,以促进学生分析和解决问题能力的提高。此外,指导教师还应及时评价实验教学的效果,以期在下次开课时进一步完善。

4.拓宽思路,广开渠道

Southern杂交、DNA测序等技术,对设备要求高,实验流程长,难以作为本科生实验教学的内容,但是作为生物技术专业的学生,又有必要对这些重要技术有较为深刻的认识。因此,在实验教学中应拓宽思路,综合利用多种渠道,直接或间接地传授这些技术。多媒体是拓宽实验教学的重要手段,可用于演示那些重要的但不能开设的实验,拓宽学生的知识面。如果能参观本校或兄弟院校的实验室,并在现场讲解或演示实验,则可使学生形成更为直观的认识。此外,对于学有余力的学生,还需因材施教,积极引导,重点提拔,鼓励他们参与预实验,观摩教师的科研工作,或指导他们参与大学生科研立项,也即引导他们从课堂实验走向科学研究,为培养创新型人才打下坚实基础。

四、完善实验考核体系

实验教学的考核是客观评价学生所掌握的理论和技能的重要手段,也是提高实验教学质量的有效措施。分子生物学实验应注重全面考查学生的素质,不仅要考查学生所掌握的基本知识和技能,还要考查学生独立思考和综合运用的能力,以及在实验操作中表现出来的认真的态度,实事求是的科学作风和团队合作精神等。因此,在教学中应以“公平、公正”为原则,不断探索和完善实验考核体系。

参考文献:

[1]杨清玲,陈昌杰等.本科生分子生物学实验教学改革的实践和体会[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2007.

[2]曹华,裴鹏等.分子生物学实验教学中创新能力的培养[J].医学教育探索,2006.

分子生物学技术范文4

新生儿溶血病(heamolytic disease of the fetus and the newborn, HDN)是发生在胎儿和早期新生儿的一种自限性免疫溶血性疾病,该病由母婴血型不合引起,常导致胎儿早期流产或新生儿出现贫血、水肿、肝脾肿大甚至造成新生儿死亡等严重后果。由于我国RhD(-)人群仅占0.24%,大大低于白种人的15%,因而在我国Rh血型不合引起的HDN较ABO为少见,而Rh血型D抗原却又是引起中度和重度HDN的最常见原因[1]。目前,血型血清学与分子生物学技术是临床进行新生儿产前诊断最简便常见、实用有效的方法,正确运用血清学与分子生物学技术,可以为HDN预防及诊断提供有价值的依据,从而指导临床采取相应措施,防止HDN的发生。

1 血型血清学方法

为预防及避免HDN的发生,妊娠妇女除行常规的产前检查外,还应包括妊娠史、流产史、HDN史及夫妻双方的ABO和Rh血型的鉴定、不规则抗体筛选。如RhD为阴性时,应做弱D检测,以避免漏检。一般应在孕16周、28周、36周时各进行1次抗体筛选,当检测到有临床意义的同种抗体时,应测定IAT(indirect antibody test)滴度,以评估抗体水平并动态监控其变化。尽管有研究表明,HDN的发病率随母体内抗-A/B或抗-RhD水平的升高而递增,但仍有一些高抗体水平的个体并没有发生HDN而一些低抗体水平的个体发生了中至重度的HDN[2,3]。对那些有过流产史、HDN史的孕妇,应该密切注意其体内的血清抗体水平。

如免疫性ABO抗体效价≥64,且无流产史及HDN史时,可每4周检查一次抗体浓度;如ABO抗体效价≥256,为可疑HDN;ABO抗体效价≥512者,为高度可疑;如既往有HDN史且本次ABO抗体效价≥512时,建议换血治疗。

如Rh抗体效价≥8时,为可疑HDN,建议复查,≥16时可行羊膜穿刺术进一步检测其羊水胆红素含量,因为此时胎儿可能已经发生中度贫血[4,5],必要时换血。

血清学方法可用于孕妇在怀孕早期的弱抗体检测,具有较好的灵敏度,但其局限性在于实验须在标准化条件下进行,且检测出来的抗体滴度与HDN疾病严重程度之间的相关关系仍然欠缺。

2 分子生物学方法

运用PCR-序列特异性引物(sequence specific primer,SSP)、PCR-限制片段长度多态性(restriction fragment length polymorphisms, RFLP)等分子生物学技术可从怀孕16周的孕妇羊水细胞中检测出胎儿的血型基因,此技术已常规运用于临床检测胎儿RhD、RhCE、KEL、Fy等基因[6,7]。对于有HDN史或流产史的妇女,且其丈夫基因为杂合型者,该技术可以更早、更准确地预测胎儿的血型基因型,可选择性地终止RhD阳性胎儿的妊娠,避免对RhD阴性胎儿的一些侵入性损害检查。在ABO溶血病的预测中,如母为O型,父为AO/BO型的夫妇,检测其胎儿ABO血型基因型,如胎儿为O型,则完全可以排除HDN发生的可能,避免其他不必要的检测;如胎儿为AO/BO基因型,则提示有发生HDN的可能,从而指导临床在必要时进行其他检测。

3 综合诊断及评价

评估HDN的发生,如结合妊娠史及HDN史、孕妇同种抗体动态水平、胎儿血型基因型预测、抗体功能活性测定等进行综合判断,可将HDN预测准确性提高到95%[8]。综合诊断及评价方法为(1)流产史、HDN史;(2)母血型为O/RhD(-),父为A或B或AB/RhD(+);(3)孕妇妊娠期抗-A/B或抗-D水平的变化:①ABO抗体效价≥64时,建议复查;≥256时,可疑HDN;≥512时,高度怀疑HDN;既往HDN史且本次≥512时,建议换血。②RhD抗体效价≥8时,会有中度HDN风险;≥16时,很危险,可考虑换血;③高危病例可采集羊水用PCR方法进行早期基因定型。

[参考文献]

1 李勇,杨贵贞.人类红细胞血型学理论与实验技术.北京:中国科学技术出版社,1999,173-181.

2 Voak D, Mitchell R, Scott M, et al. Guidelines for blood grouping and red cell antibody testing during pregnancy. Transfusion Med,1996,6:71.

3 Hadley AG.A comparision of in vitro tests for predicting the severity of heamolytic disease of the fetus and the newborn. Vox Sang,1998,74(Suppl 2):375.

4 Clark AC. Red cell antibodies in pregnancy evidence overturned. Lancet,1996,347:485.

5 Anderson KC,Ness PM. Scientific Basis of Transfusion Medicine. Implication for Clinical Practice. Philadelphia:Saunders,2000,102.

6 Bowman J. The management of heamolytic disease of the fetus and newborn. Semin Perinatol,1997,21(1):39.

分子生物学技术范文5

[关键词] 中药学研究生;分子生物技术;知识结构;医学教育

[中图分类号] G643 [文献标识码] C [文章编号] 1674-4721(2012)02(c)-0153-02

Improve the knowledge structure of graduates by strengthening the study of molecular biotechnology

WANG Lili DAI Liping CHEN Suiqing

Pharmacy College of Henan University of TCM, Zhengzhou 450008, China

[Abstract] In order to improve the knowledge structure, research and innovation ability of graduates who major in traditional Chinese medicine, a variety of ways and means were performed to enhance their study in molecular biotechnology, these ways include basic theory strengthening, experimental ability training, cooperation with enterprise etc..

[Key words] Graduate; Molecular biotechnology; Knowledge structure; Medical education

几千年来,中医药已形成独特的、系统的医药学理论,其中,中药学传统理论是中药体系中不可或缺的重要组成部分,是中药学教育的核心体系。但是如果我国的医药教育尤其是中药研究生教育仍停留在传统的中药学知识教育的层面上,将会面临知识结构落伍的困境。目前,大量在读硕士研究生已逐渐成为中药科技创新体系中的生力军,因此,研究生教育关系到国家自主创新能力的提升,意义重大[1]。当今分子生物技术、基因工程技术的发展日新月异,为中药的发展增添了新的驱动力。以中药材为例,分子生物技术在中药栽培、育种,建立动植物基因库,稀缺天然成分的转化,贵重药材的分子鉴别,药材的种质资源研究等方面取得了重大进展。因此,加强对现代分子生物学技术的研究,从基因水平上对中药材进行分析和鉴别,是现代研究生需要掌握的一项基本技能。在《中国药典》2010年版中已经收载了蕲蛇和乌梢蛇的聚合酶链式(PCR)的鉴别方法[2],由此可见,生物技术已经成为中药研究生教育的必修课。为了培养和促进研究生对现代生物技术的掌握,本研究室为中药学专业研究生开辟了多条途径,以期能够完善其知识结构,提高其科研能力和水平。

1 加强基础生物学课程的学习

由长期在科研和教学一线工作的教师来进行《现代生物技术》、《分子生药学》和《生物工程技术概论》等基础课程的讲授,注重基础理论知识和基本理论的讲解。由于生物技术发展迅速,时效性较强,任课教师应及时查阅国内外该学科的新进展、新技术、新方法,并对这些新技术、新方法进行大致分析与介绍,突出其在中药研究中的意义,尽可能使课程内容与最新的前沿研究同步,使研究生尽可能接触最新的研究进展,拓宽科研思路。同时,本学科的发展和分子生物技术的结合应该作为重点内容来讲述。以中药质量标准为例,分子生物学手段特别是DNA分子遗传标记技术,可从分子水平鉴别药材主流品种及其种下等级的遗传背景差异,为生药品种标准化提供先进可行的方法和稳定可靠的标准,进而为中药质量标准规范化奠定坚实的基础。近年分子诊断技术也广泛应用于生药的鉴别中,限制性片段长度多态性(RFLP)分析、随机扩展多态性DNA(RAPD)分析、扩增片段长度多态性(AFLP)技术等的出现,为生药的鉴别特别是贵重药材的鉴别提供了分子水平的依据。与此同时,应该培养研究生的阅读能力,为其介绍国内外一流的分子医药学期刊及网站,加强其文献检索的能力,扩大其眼界和知识面。

2 通过多种途径,培养研究生的动手能力

动手能力是科研能力的重要保证之一,是实验研究能力和实验创新能力的基础。为了提高研究生的实际操作能力,使研究生在理论学习阶段提前进入实验室进行实际操作训练。本校中药学实验室开展了分子中药鉴定、细胞培养等多个方向的研究生课题,使研究生在学习理论知识的同时,了解PCR扩增、蛋白质电泳、植物愈伤组织培养、细胞培养等的基本原理和操作规程,从而提高理论和实际动手能力,在实际操作中,发现问题,解决问题,提高科研能力和水平。以PCR扩增为例,首先需要了解微量移液器、PCR扩增仪等仪器的使用方法,该实验实际操作过程繁琐,试剂种类较多,试剂量是以微升进行计量,加入量有时肉眼难以看到,对操作者要求较高。因此,必须对研究生进行实验操作规程和技能的训练,培养其观察和分析问题的能力,使其能够独立解决实验过程中出现的异常现象和问题,增强科研实践和创新能力。

3 加强与外单位科研院所合作交流

定期选派研究生赴中国医学科学院等合作单位进行中药生物工程技术方面的学习与交流,鼓励和支持研究生参加高水平学术交流活动,为研究生提供更多更优质的创新平台与机会。充分利用校外优质资源, 扩大学校与政府、科研院所、企事业单位的研究生联合培养,加强教育科研资源的整合,科学发挥科研中心的高层次教育功能,加强与生物医药公司的合作,形成产、学、研一条龙,共同培养中药行业需求的高层次应用型、复合型人才。

4 组织研究生到生物制药企业、农业生物园区等参观见习

为了使研究生加深对生物药品生产过程的了解,应该组织研究生到生物制药企业进行参观见习,提供企业和研究生深层次交流的机会。通过这样的交流,研究生可以更多的了解企业需求,针对企业生产过程中需要的知识进行学习调整,使研究生明确如何适应企业要求找到适合自己的岗位,为以后顺利就业打下基础。企业也可以把技术革新等方面的需求反映给研究生,增强研究生的创新实践能力,为其研究思路指明方向。通过参观学习,可以开拓研究生的思维,刺激其学习兴趣,增强其在实用技术方面创新的能力。这样既增加研究生的就业机会,也使企业得到充足的人才储备,达到校企双赢。

研究生学习阶段的一个重要任务就是拓宽研究视野,结合自己的研究方向及时更新和调整知识结构,及时把握本学科发展的大致方向与研究方法。随着现代生物工程技术的发展,一批新兴的交叉学科应运而生,中药的研究也面临着诸多挑战[3-4],生物工程技术发展使中药栽培、中药鉴别等达到了分子及细胞水平,因此,加强分子生物技术的学习,对中药学研究生知识结构的构建有着重大意义。

[参考文献]

[1] 段文卓,孙宏伟. 提高普通高校研究生培养质量方法初探[J]. 中国高等医学教育,2010(10):108.

[2] 国家药典委员会. 中华人民共和国药典[M]. 北京:中国医药科技出版社,2010.

[3] 肖培根,王永炎. 加速中药研究的创新步伐[J]. 中国中药杂志,2010, 35(16):1047.

分子生物学技术范文6

关键词:分子生物学;教学改革;经验介绍

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)31-0176-02

分子生物学主要研究DNA的复制、转录、蛋白质的翻译及其相关调控规律的学科,它是高等学校生物相关专业开设的核心课程之一。虽然分子生物学是近二十年才被写入高校生物类及相关专业本科及研究生培养大纲,但是分子生物学已成为生物类等很多专业的核心专业课程之一。分子生物学理论和实验结合最紧密的课程之一,不但是生物科学和其他生物技术专业的基础课,而且广泛应用于生命科学实验的各个领域。分子生物学这门课程内容繁杂,微观概念繁多,并且其理论体系演变发展很快,也对其课程教学带来了巨大的挑战。

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。

如可能的话,教师可以介绍自己研究团队的一些有趣的研究。比如笔者所在的团队,是搞泌乳调控机制的研究的。首先,向学生简单介绍研究泌乳调控机制的背景(泌乳对母亲和婴儿的重要作用)。我们在研究过程中发现一个小RNA对泌乳调控有重要作用,它可以影响乳蛋白的合成。进一步向学生介绍这个实验的设计思路,研究过程中所采用的试验方法。这种讲解,可以使学生对小RNA有深刻的印象,大大激发他们的科研兴趣。

六、实行双语教学

分子生物学,可以说是发展最快的生物学领域,因此分子生物学课程内容相应地也在迅速更新。大多数分子生物学的新发现,主要以英文论文形式发表在各种期刊杂志及其他媒体上。这要求教师不光要给学生讲授分子生物学的理论内容,同时还要培养学生通过英文杂志媒体了解、掌握分子生物学的前沿进展。双语教学在分子生物学教学过程中体现了很大的优势。我校分子生物学课程组自2004年起开始了双语教学的尝试,积累了一些经验。首先,在教材方面,我们选用了内容简洁的英国经典分子生物学教材《Molecular Biology》(Turner)。该教材涵盖了分子生物学绝大多数的基本知识点,且篇幅较短,特别适合本科生使用。第二,在教学方法方面,采用循序渐进、分步实施的办法。即开始是中英文对照,逐渐改为全英文,让学生逐步适应,减少因畏惧产生厌学。教学过程中,采用多媒体教学手段,教学课件中尽量多选用形象、精美的图片,将高深的抽象概念转变成直观的图像、动画,调动学生的学习积极性。注意搜集国外分子生物学视频,特别是一些标准英文配音的动画视频。这些动画视频形象地把一些分子生物学过程展示给同学,极大引起学生的兴趣。视频所配的标准英文介绍,可以帮助学生纠正一些专业词汇的正确读音,演示后,教师加以中文解释可进一步加深学生对相关知识的理解。

参考文献:

[1]王子健,张超,刘群红.生物化学和分子生物学课程整合的教学探索[J].基础医学教育,2011,13(12):1061-1063.

[2]Weaver.R.F.分子生物学[M].郑用琏,译.北京:科学出版社,2010.

[3]谢兆辉.小RNAs作用机制的研究进展[J].遗传,2009,31(12):1205-1213.