分子生物学实验技术(精选9篇)
1997年被批准为内蒙古自治区首批重点实验室之一,2000年被教育部批准为哺乳动物繁殖生物学与生物技术重点实验室,2010年被科技部批准为省部共建国家重点实验室培育基地,依托单位内蒙古大学。
研究方向:哺乳动物早期胚胎发育机理的研究,早期胚发育过程中的表观遗传调控机制,家畜繁殖生物学与繁殖技术,哺乳动物精子发生及精原干细胞研究,家畜体细胞克隆与转基因技术研究,胚胎冷冻保存技术与种质资源保存研究。
学科优势:是国家动物学重点学科,内蒙古大学动物硕士、博士学位授权点,博士后科研流动站和长江学者计划特聘教授岗位,自治区生殖生物学重点学科,内蒙古大学国家“211工程”计划重点建设学科。
基础设施:科研条件达到国际先进水平拥有先进的仪器设备、国家级标准化实验动物设施和多个体外受精与胚胎移植(IVF-ET)技术产业化示范基地。科研用房面积4500平方米,仪器设备总值1300多万元。目前本实验室拥有一座国内规模最大的良种牛“试管胚”保存库。
研究队伍:本实验室负责人李光鹏教授,长江学者特聘教授。实验室现有固定科研人员17人,其中中国工程院院士1人、长江学者1人和副高以上人员8人,博士10人,硕士3人。平均年龄37岁,形成了一支高素质、具有开拓精神和敬业精神的年轻的学术梯队。1
人才培养:注重人才培养,先后有二十人次青年学者被选派出国进修。多年来为国家培养了博士35人,硕士58人。
科研成果:近五年来,累计承担国家重大科技专项,国家“863”、“973”计划项目,国家发改委产学研合作高新技术产业化示范项目等国家级、省部级和国际合作项目,共计58项,取得多项成果。在国内率先开展了以牛、羊体外受精技术为中心的家畜生殖生物学及生物技术的研究,成功地培育出我国首批“试管绵羊”和“试管牛”,填补了我国在该领域的空白;提出了牛、羊“试管胚”工厂化生产和规模化移植的一整套技术路线,其卵母细胞的体外成熟率、受精率、发育率、冷冻保存存活率和胚胎移植成功率等各项技术指标均达到了国际先进水平;在鄂尔多斯恩格贝生态建设示范区建立了绒山羊生物技术繁育基地,利用体外受精、胚胎移植及胚胎冷冻保存技术进行了绒山羊快速繁育研究,培养出500多只高产优质白绒山羊,开创了从1只供体母羊一次得到12只羔羊的纪录;创造性地提出了“试管内杂交育种”的新概念、新技术,培育出了“试管内杂交育种”第三代羔羊,为家畜育种理论与技术的发展做出了新的贡献;在体细胞克隆和转基因家畜技术研究方面取得了突破性进展,建立起了牛体细胞克隆技术以及通过转基因克隆的方法制备乳腺生物反应器的一系列工艺流程,获得了体细胞克隆胚胎的生产方法,培育出3头体细胞克隆牛犊和1头转基因克隆牛犊。
发表论文252篇,其中三大检索机构收录25篇、国内核心期刊发表207篇;出版专著5部。申请专利9项,其中获得授权专利2项。获奖总数12项,其中获国家自然科学二等奖1项、国家科技进步二等奖1项,省部级奖7项,其他3项。
开放服务能力:本着资源共享的原则,大型仪器设备已列入内
蒙古自治区大型仪器协作网,向社会进行开放,提高使用效率。同时还以多种形式对国内外研究机构和学者开放,设有开放课题科学基金,资助在本实验室中进行并与本实验室研究方向相关的基础研究和应用基础研究,利用实验室的仪器设备进行单独或合作研究工作。对那些意义重大、有创新思想、属于学科前沿和有应用前景的研究项目予以优先支持,促进科技合作和学术与人才交流。
实验室主任:李光鹏教授、生殖生物学博士、博导
联系方式:0471-4994329
E—mail: guangpengli@yahoo.com
依托单位网址:http://
内蒙古大学科技处处长:王志平
联系方式:0471-4992538
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。
摘要:本文通过完善实验教材建设、加强实验的设计性和综合性、优化实验教学方法、完善实验考核体系等方面, 探讨生物技术专业分子生物学实验的教学改革, 并重点探讨分子生物学实验的教学方法。
关键词:生物技术专业,分子生物学,实验教学,改革
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.
关键词:现代分子生物技术;研究生;创新型实验教学体系;构建与思考
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)01-0110-02
国家主席胡锦涛于2006年1月9日在全国科技大会上宣布中国未来15年科技发展的目标:2020年建成创新型国家,使科技发展成为经济社会发展的有力支撑。建立创新型国家的关键之一是建立创新型人才培养体系,培养大批优秀的创新型人才。国内很多高校已经开展了创新型人才培养模式的改革与实践。海南大学自2008年被教育部批准进行211工程建设以来,在国家211工程建设资金的支持下,积极开展了创新型人才培养的改革探索,建立研究生创新型实验教学平台即为教学改革的内容之一。在构建创新型实验教学体系之前,笔者认为我们必须首先弄明白什么是创新与创新人才。根据美国布法罗州立大学创新研究中心主任杰拉·德普希欧博土的解释,每个人都可以创造性地思维,都可以通过培训而具备创新的能力,美国《创新杂志》给创新所下的定义是:运用已有的知识想出新办法、建立新工艺、创造新产品。创新的特点包括:1.创新必须经过人的努力才能产生;2.创新需要战胜社会成见的挑战;3.创新需要付出艰辛的劳动并承担一定风险;4.创新来自原创力、责任感和坚强的毅力;5.人们可对创新加以识别、学习和应用。所谓创新人才,是指能够孕育出新观念,并能将其付诸实施,取得新成果的人,创新人才通常表现出灵活、开放、好奇、精力充沛、坚持不懈、注意力集中、想象力丰富以及富于冒险精神等特点。一个人的创新能力不仅表现为已有知识的获取、改组和运用,对新思想、新技术、新产品的研究与发明,而且也表现为一种追求创新的意识,一种发现问题、并积极探求的心理取向,一种善于把握机会的敏锐性,一种积极改变自己并改变环境的应变能力。
21世纪是生命科学的世纪。现代分子生物技术是生命科学领域的前沿技术,其核心则为基因操作技术。基于这样的认识,我们首先以碱性磷酸酶为目标构建了从基因组DNA模板的制备、基因序列的数据库检索与分析、基因克隆用PCR引物的设计、分析与合成、PCR扩增目的基因与基因验证(测序)、表达系统的选择与重组表达载体的构建、转化一直到重组菌的诱导表达及表达产物的分离纯化与蛋白鉴定及活性分析这样一个实验教学体系。我们的研究生从这样的实验教学体系中能得到什么呢?传统的实验教学是教师准备好实验,学生进行简单的操作以验证实验结果,从这样的实验教学体系中学生所得非常有限,常常是“知其然,而不知其所以然”,离开了老师就一筹莫展。这与培养创新型人才的目标是背道而驰的,也与本人一贯坚持的“建构主义”的教学思想相去甚远。在我们的实验教学体系中,在老师的引导下,学生们围绕着一个明确的、确定的目标,自主探索实现目标的途径与方法,在此过程中可能会遇到很多的困难与挫折,在查找失败原因、解决实验难题的过程中,学生们的创新意识和创新能力自然而然地得到了极大的提高。仅仅知道基因的基本操作是远远不够的。我们还要能够对目标蛋白及其基因进行改造,以获得比天然蛋白性能更为优异的、更加符合我们需要的生物技术产品或生物技术药物。这就是蛋白质工程的研究内容。蛋白质工程是全球生物技术未来发展的重点方向之一,具有广阔的前景。基于这样的认识,我们又构建了以绿色荧光蛋白(GFP)为载体的实验教学体系,让学生们自主进行探索与研究,以获得将蛋白质工程与基因工程结合起来,对目标蛋白及其基因进行有目的的、合理的结构改造的知识与能力,从而为将来进一步开发创新技术与创新产品奠定知识和能力基础。以上是在实验室里进行基因操作必需具备的知识和技能。那么仅有这些是否就够了呢?答案是否定的,因为“没有生物信息学,很难设想如今还能在生命科学领域做出具有真正前沿水平的工作成果”(杨焕明)。学生只有在学习分子生物学基本理论的同时,不断强化分子生物学实验技能和生物信息学计算机操作技能,才能为全面提高从事科学研究、技术发明和产品开发的综合创新能力奠定基础。基于以上认识,我们又设计了与基因操作和蛋白改构密切相关的生物信息学系列实验,内容包括:核酸序列分析、蛋白质序列分析、蛋白质结构预测、分子力学和分子动力学模拟、生物大分子三维结构显示与分析、分子对接、虚拟筛选、进化分析、计算机辅助免疫原性预测等在计算机上进行的实验。这样就把实验室里进行的基因操作实验与计算机上进行的生物信息学实验融合成一个有机的整体,有利于训练学生全面的创新意识与创新能力。
第三,是关于配套的实验教材建设的思考与实践。与实验课程配套的创新型特色教材采用案例式、探索型的编写思路,建设一体化设计的多种媒体有机结合的立体化教材。其中实验部分由文字、图解及实例图片组成,计算机操作部分由理論讲解与实例操作组成。对技术要点与注意事项详细点评,对背景知识与拓展技能予以介绍,引导学生进一步查阅并研读经典文献。如何培养创新型科技人才,这是一个宏大的命题。全国以至全球的教育界都在为培养创新型人才展开了不懈的探索。笔者通过这样一个教改项目的建设,初步得出了这样一个认识,即培养生命科学领域的创新型科技人才必须做到如下两点:①研究生的实验教学必须模拟正常的科研活动过程,以完成特定的目标、解决特定的问题为导向,在教师的指导下,进行探索型、研究式学习,唯此方能培养研究生的创新思维能力与实践动手能力;②生命科学发展到当前阶段,生命科学相关专业的研究生必须既要熟练掌握现代分子生物学实验技术,也要熟练掌握生物信息学应用技能,唯此方有可能成为创新性人才,做出创新性成果。以上做法与观点是否恰当?请同道们不吝指正。愿我们共同为培养创新型人才加一块砖、添一份力。
参考文献:
[1]http://news.xinhuanet.com/ziliao/2006-01/12/content_4043
283.htm.
[2]李俊龙,徐翔,胡锋,王恬,林江辉.农科拔尖创新人才培养模式的探索与实践[J].中国大学教学,2011,(1):24-26.
[3]http://www.360doc.com/content/11/0214/10/872587_92872704.shtml
[4]田德新,张喜荣.美国创新人才培养机制[J].西安外国语学院学报,2003,11(3):85-87.
[5]李军.建构主义学习理论对药物分析教学的启示[J].药学教育,2008,24(3):28-29.
基金项目:海南大学211工程研究生教育教学改革研究项目。
作者简介:李军,男,博士,副教授。
作者:梅金娟 指导老师:潘君风
摘 要:在潘军风老师的指导下,生命科学学院生物工程134班开展了分子生物学实验技能学习。整个实验围绕“地高辛标记的Southern杂交”为中心,包括要求较高的实验(如RT-PCR扩增目的基因cDNA和Southern杂交)和基础的分子生物学实验。基础实验包括:质粒DNA的提取,琼脂糖凝胶电泳,多聚酶链式反应,植物RNA的提取及电泳,小麦基因组DNA提取、酶切、电泳分析,感受态细胞的制备及转化等。大部分实验进展顺利,只是提取出的RNA和DNA质量不是很好。另外,RT-PCR的产物电泳结果显示只有引物,没有目的基因。最终分析失败原因可能为材料冻存时间过长。
(1了解实验室规则与安全;(2了解分子生物学实验室的常规仪器、设备、耗材;枪头,离心管的灭菌(3掌握本实验所用仪器的功能和使用方法,尤其是移液枪的使用。(4学会常用溶液的配置。【实验原理】
生物技术实验不可避免地需要与各种有毒化学药品、废气废液以及病原微生物等打交道,所以安全工作是实验工作中的重中之重。忽视生物安全可导致实验室工作人员的感染,有毒物质的泄漏可造成严重后果,因此实验室生物安全问题已越来越受关注,并且已成为全世界共同关注的问题。
溶液的配置和用具的灭菌是实验的第一步,也是很实验成功与否很关键的一步。
【实验器具、药品试剂】
一、实验器具
1L 蓝盖瓶4个,500mL 蓝盖瓶1个,精细天平,1L量筒2个,500mL量筒2个, 1L烧杯2个,移液枪2套,高压灭菌锅, 白色枪头1袋,黄色枪头1袋,蓝色枪头1袋,枪头盒3种各5个,离心管3种规格各1袋,铝饭盒,PH试纸
二、药品试剂
Tris,HCl,NaCl,EDTA,NaOH,ddH2O,无水乙醇 【实验内容】
一、实验室常见事故分析及若干安全管理对策
二、常规仪器设备的使用
(一温度控制系统:冰箱,液氮罐,培养箱,水浴锅,烘箱(二水的净化装置:蒸馏水皿,离子交换器,超纯水
(三菌消毒设备:蒸汽消毒锅,紫外线、75%乙醇、0.1%SDS(消毒剂,滤器滤膜, 煮沸消毒
(四计量系统:称量系统,液体体积的度量,pH值测量,OD值测量,(五离心机:普通离心机,高速离心机,超速离心机,台式超速离心机(六电泳系统:(七PCR仪:电泳装置,电泳槽装置,(八凝胶成像分析系统:(九干燥设备:真空加热干燥箱,电泳凝胶干燥箱,液氮冷冻干燥,真空泵(十其他:微波炉,制冰机,磁力搅拌器,Tip头、Eppendorf管,常规的玻璃或塑 料器皿
(十一移液器的使用
三、常用储液的配置 1.1 L 灭菌双蒸水 2.1 L 1 M Tris HCl pH 8.0
取121.1 g Tris加入到700 ml H2O中,用HCl调PH值到8.0(大约需要50 ml HCl, 定容到1 L。
高温高压灭菌后,室温保存。
注意:应使溶液冷却至室温后再调定pH值,因为Tris溶液的pH值随温度的变化差异很大,温度每升高1℃,溶液的pH值大约降低0.03个单位。
3.500 mL 0.5 M EDTA(pH 8.0 取98.06g EDTA,加入到350 ml H2O中,用NaOH调节pH值至8.0(约10 g NaOH。
注意:pH值至8.0时,EDTA才能完全溶解。定容至1 L。
适量分成小份后,高温高压灭菌。室温保存。4.1×TE Buffer 10 ml 1 M Tris HCl pH 8.0 2 ml 0.5 M EDTA 定容至1 L。5.1 L 5 M NaCl 取292.2 g NaCl到700 ml H2O溶解(不要一次加入所有的NaCl,这样很难溶解 定容至1 L。
高温高压灭菌后,4℃保存。
6.70% EtOH(乙醇
7.5 ×TBE 配方1L(Tip: 5 ×TBE较10 ×TBE更稳定 54g Tris +27.5g硼酸+20mlEDTA(0.5M,PH8.0 ddH2O定容至1L 8.10%APS:1g 过硫酸铵溶于10ml 的ddH2O。临用前配制,盛于棕色瓶,存放在4℃冰箱,长时间不用的应弃掉,重新配制。
四、储液,枪头,离心管的灭菌 1.储液的灭菌
试剂1,2,3,4,5在高压灭菌锅中灭菌15-20min。冷却至室温后放入4度冰箱中保存待用。(注意:灭菌时瓶盖不要拧太紧
2.枪头的灭菌: 枪头装入枪头盒中湿热灭菌。121度,15-20分。
为了避免水蒸气困扰,可以在枪头盒外包上报纸,或者灭菌后置于温箱中干燥。3.离心管: 离心管用报纸包好或放于铝饭盒中,121度灭菌15-20分钟,灭菌后置于温箱中干燥。【思考题】
1、如何处理对环境有污染的试剂?
2、如何正确使用微量移液器?使用中应特别注意哪些事项?
3、如何改变微量移液器的移液量?应自大调到小,还是自小调到大?为什么?
分子生物学成为21世纪药学高等教育的核心课程,为适应当前药学高等教育的.探索性、研究性和创新性要求,针对药学分子生物学实践性很强的特点,我们对药学分子生物学实验课程体系进行改革,结合教学实际,设置具有特色的实验课程体系,减少了验证性实验内容,充分利用开放式实验室,增加综合性、设计性实验项目.并运用合理的实验考核方法,尤其是将实验报告整理为小论文形式,作为成绩评定内容,既保证实验成绩评定的客观性和准确性,又调动学生的学习积极性,提高实验教学的质量.
作 者:安丽萍 王焕琦 刘德慧 韩笑 徐广宇 杜培革 作者单位:安丽萍,王焕琦,韩笑,徐广宇,杜培革(北华大学,药学院,吉林,吉林,13)
刘德慧(韶关学院,校医院,广东,韶关,51)
1 分子生物学实验教学现状分析
通过对本校历届分子生物学实验教学开设情况的调研, 发现分子生物学实验教学环节整体现状如以下几个方面:
1.1 对实验教学重视程度不够。
由于需要较高的经费投入, 师资不足等原因, 将分子生物学实验课作为理论课的辅助, 存在重理论轻实践, 重知识传授轻能力培养, 学生记忆了大量的知识, 但动手能力和独立分析问题、解决问题的能力并未得到很好的发展。
1.2 传统的分子生物学实验缺乏系统性和完整性。
实验一般是几个基本的操作技术:DNA提取与检测、PCR技术、感受态细胞制备、目的基因连接与转化等, 独立的小实验忽视了分子生物学实验技术与其他学科的融会贯通, 无法使学生形成完整的科研思路, 限制了学生创新能力的培养。
1.3 验证性实验多, 综合性和设计性实验少。
因为实验课教学从属于理论课, 以验证课堂教学理论为主要目的, 学生实验主要是按教师设计好的实验路线去作, 以保证成功率。学生是“依葫芦画瓢”, 抑制了他们思维和创造能力的发挥。
2 分子生物学实验教学改革的初步探索
本文基于对以上分子生物学实验教学现状的分析, 对分子生物学实验教学进行了初步的改革探索。
2.1 转变实验教学思想
实验课教学的主要指导思想是培养学生动手能力、实践能力和创新能力[1]。面对高等教育的人才培养模式由原来的“传授知识”向“全面素质教育”模式的转变, 分子生物学实验教学必须适应这一时代发展的需要。在教学中应该将“重理论轻实验、重原理轻操作、重实验报告轻实验过程”的思想, 转向以培养学生的实践能力和创新能力的教育观念上。
2.2 优化实验教学内容
在教学内容上做到重点、难点突出, 避免交叉重复。由于本课程学时数较少, 因此授课内容务求精练、易懂。对于与生物化学和遗传学中的交叉内容, 如蛋白质、核酸的结构与组成, 我们采取复习和提问的方式, 让学生进一步加深对这些内容的记忆和理解, 为难点内容的学习打好基础。同时, 可以做到由易到难、循序渐进, 使学生不会出现抵制、厌学情绪。这样一方面可以突出分子生物学实验具有循序渐进的特点, 另一方面也明确了分子生物学的教学重点, 保证了课程的完整性和系统性[2]。
2.3 更新实验教学方法
乔尹斯和韦尔认为, “教学模式是构成课程的作业、选择教材、提高教师活动的一种范型或计划”[3]。随着科技的发展, 需要对原有的教学方法进行改革, 以适应现阶段对具有积极性、主动性、独立性、创造性和适应性大学毕业生的需求。2.3.1规范教学过程, 加强课前预习。每一个分子生物学实验都是针对某个基础理论设计的, 学生只有对这些理论以及实验中的一些技术原理充分理解, 才能开展实验。为此, 实验前, 教师应让学生充分预习实验内容, 并做好两个方面:一是要求学生理解该实验所验证的理论, 通过老师检查, 合格的才能开展实验;二是要求学生必须明确实验目的步骤, 并对该实验中可能遇到的一些技术环节和理论有充分的理解。2.3.2忠于实验结果, 及时总结经验。实验结果的误差是科学实验的正常现象, 是试验本身的真实反映[4]。因此, 应该要求学生实事求是地记录实验结果, 不能因为自己的结果和标准有出入就认为自己的记录不正确, 而照抄实验讲义所列应观察到的实验结果。好的实验经验是操作者细心观察现象, 不断纠正操作不当, 系统总结的结果。因此, 要求学生详细记录实验过程的每一步操作, 这样不仅能总结正确的操作经验, 也便于对实验结果出现的偏差作合理解释。只有通过严格化和规范化, 才能培养学生实事求是的科研精神和严谨的学习态度, 有利于学生将来走上工作岗位后, 能在生产实践中独立地进行各项操作。
经过几年的实验教学实践, 我们逐渐摸索出了分子生物学实验教学的一些方法和技巧, 并通过教学思想、教学内容和教学方法的改革提高了分子生物学实验教学的效果, 让学生养成了独立思考的习惯, 树立了理论联系实际的作风, 端正了实事求是的科学态度, 适应了当今“全面素质教育”的人才培养模式。
参考文献
[1]冯九焕, 张桂权, 刘向东.本科遗传学实验课开设模式探讨[J].中国农业教育, 2003 (1) :29-30.
[2]杨海灵.分子生物学实验教学改革的探索与实践[J].成都大学学报 (教育科学版) , 2008, (4) :70-71.
[3]桑青松.当代西方社会型教学模式理论对高师教育教学改革的启示[J].教育科学, 2003, 19 (3) :33-37.
关键词:分子生物学;实验内容;教学方法;成绩评估;改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)12-0245-02
核酸为生命的最基本物质之一。核酸根据化学组成不同,核酸分为脱氧核糖核酸(简称DNA)和核糖核酸(简称RNA)。DNA是储存、复制和传递遗传信息的主要物质基础;RNA在蛋白质合成过程中起着重要作用。核酸不仅是基本的遗传物质,而且在蛋白质的生物合成上也占有重要位置,因而在生长、遗传、变异等一系列重大生命现象中起决定性的作用。因此它在生物学、医学、药学、农学等研究中的地位十分重要。
分子生物学实验是一门主要以核酸为研究对象的实验性课程。它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。但是目前传统分子生物学实验的内容缺乏系统性、完整性和综合性,验证性实验居多,存在理论课与实验课脱节等现状。本文结合我们多年来的教学体会和做法,从实验教学内容的优化、实验教学方法的改进、实验成绩的科学评定等方面谈一些体会,以取得更好的实验教学效果,提高学生的实验技能和培养学生的创新思维。
一、实验内容的优化
目前,传统的分子生物学实验一般是几个基本的操作技术:感受态细胞的制备及转化;质粒DNA的提取;质粒DNA的酶切及电泳检测;目的DNA片段的回收及鉴定;DNA连接反应;重组克隆子的鉴定;PCR基因扩增;外源基因在大肠杆菌中的诱导表达;SDS-PAGE;等等。独立的各个实验忽视了不同实验之间的关联性、连贯性和整体性,更缺少将分子生物学实验技术与其他学科的融会贯通,无法使学生形成完整的科研思路,限制了学生创新能力的培养。我们将分子生物学实验内容进行了改革,实验内容调整为:DH5α感受态细胞制备;质粒pEGFP-N3和pET28-a(+)转化;质粒pEGFP-N3和pET28-a(+)小量提取与电泳检测;质粒pEGFP-N3和pET28-a(+)的限制性酶切分析;GFP(BamHI-NotI-cut)和pET28-a(+)(BamHI-NotI-cut)片段的琼脂糖胶回收;pET28-GFP连接产物转化感受态细胞DH5α;重组克隆子DH5a/pET28-GFP的菌落PCR检测;重组质粒pET28-GFP提取与限制性酶切分析(BamHI-NotI);重组质粒pET28-GFP转化BL21感受态细胞;重组绿色荧光蛋白GFP的诱导表达;重组绿色荧光蛋白GFP的纯化;重组绿色荧光蛋白GFP的SDS-PAGE电泳检测。整个课程以绿色荧光基因及其蛋白为对象,将所有的各个基本的分子生物学实验串起来,通过两年的实践,学生参与实验的积极性和趣味性大大提高,培养了学生的科学思维,课堂也收到了良好的实验效果。
二、教学方法的改进
目前,国内部分条件较好的高校及综合性大学的生物学、药学和医学等专业都开设了内容不同的分子生物学实验课程。但总体模式都是以教师按照实验名称、实验目的、实验原理、实验操作、实验结果与讨论的程序讲授各个不同的基本分子生物学实验,然后学生被动地完成这些基础的试验操作。这种教学方式主要是教师主导、学生参与的一种被动式知识灌输,不利用创新思维和人才的培养。学生的主观能动性得不到大的提高。在分子生物学实验教学方法方面,我们进行了一些改革尝试。在学期中间,我们给学生提出在完成了基本分子生物学的各个实验后,学生查阅文献,介绍一个“分子生物学新技术”。要求:每2人一组介绍1个分子生物学新技术的原理、步骤与用途;以PPT形式报告;一位学生报告PPT内容,另一位学生接受全班学生和老师的提问。整个课程通过两年的实践,学生参与实验的积极性增强了,学生的科学思维与表达能力得到了提高,同时培养了学生查阅文献的能力,课堂也收到了良好的实验效果。
另外,在每一个分子生物学实验课程完成的学期末,我们要求每一位学生给分子生物学实验课程做一个全面的评价,包括授课的质量、主讲老师和实验老师的工作态度、实验内容的安排、教学的效果、课程的体会以及课程的建议。每一届学生都给分子生物学实验课程提出了许多非常中肯的建议和希望。如加强实验课内容的整体性设计;扩大学生自主实验内容和增加开放性试验内容;增设每一次分子生物学试验结果的点评;了解每一次实验报告的评价;加强最新分子生物学实验的最新技术进展的介绍等。又如建议将目的基因改成学生自己感兴趣的基因,老师可以提供几种选择,这样最后鉴定检测的时候也可以让学生自己设计实验方案,使实验更具有自主性与创新性。还如授课的时候多介绍一些实验设计方面的知识以及实验中重要试剂的作用原理以及有哪些替代物,等等。经过这几年的教学实践,我们的这些做法,大大改进和完善了分子生物学实验课程的授课体系,改善和提高了分子生物学实验课程的授课质量。
三、实验成绩的科学评定
分子生物學实验课程的主旨就是要提高生物学相关专业学生的动手能力、思考能力以及科研工作能力。考核实验成绩是对学生所掌握的与实验有关的理论知识、实验技能和综合应用能力的评定,通过考核能够促进学生重视实验、认真操作实验,从而提高学生的综合素质。传统的分子生物学实验考核主要以实验结果和撰写的实验报告为主。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。
我们在分子生物学实验教学中,增加了一次理论考试,设置了一个500道题的分子生物学实验题库,这些题目主要是基础实验的原理、操作、实验过程出现的问题分析等。每一位学生随机抽签,口试回答题目。经过两年的教学实践,这对巩固学生的分子生物学理论、加强分子生物学理论与实验的联系,起到了很大的帮助,进一步优化了分子生物学实验的考核体系。
总之,分子生物学实验作为一门基础和基本的生物学实验,我们教师应该与时俱进,优化分子生物学实验的教学内容,丰富教学方法,提高教学水平,改进考核方式等,为将来学生从事科学研究及其他相关工作打下坚实的基础。
参考文献:
[1]何华纲,朱姗颖,王勇,等.生物技术专业分子生物学实验教学改革初探[J].中国校外教育,2011,(5):120-120.
[2]曹杏芝,刘明新.生物化学与分子生物学实验教学改革的探讨[J].理化生教学研究,2011,(7):117-118.
[3]任峰,李兵,虢华珊,等.研究型分子生物学实验课程体系建立与实践[J].实验室研究与探索,2011,(10):315-317.
[4]王晓霞,解军,张悦红,等.研究生分子生物学实验教学改革探讨[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2011,(11):1091-1092.
[5]周烨.研究生分子生物学实验教学体会[J].中国医药指南,2011,(9):169-170.
1mol/L精胺(Spermine : 溶解 3.48g 精胺于足量的水中,使终体积为 10ml。分装成小份贮存于-20℃。10mol/L乙酸胺(ammonium acetate: 将 77.1g 乙酸胺溶解于水中,加水定容至 1L 后,用 0.22um 孔径的滤 膜过滤除菌。
10mg/ml牛血清蛋白(BSA :加 100mg 的牛血清蛋白(组分 V 或分子 生物学试剂级,无 DNA 酶于 9.5ml 水中(为减少变性, 须将蛋白加入水中,而不是将水加入蛋白,盖好盖后,轻轻摇动,直 至牛血清蛋白完全溶解为止。不要涡旋混合。加水定容到 10ml ,然后 分装成小份贮存于-20℃。
8mol/L乙酸钾(potassium acetate: 溶解 78.5g 乙酸钾于足量的水中,加水定容到 100ml。3mol/L乙酸钠(sodium acetate:
溶解 40.8g 的三水乙酸钠于约 90ml 水中, 用冰乙酸调溶液的 pH 至 5.2, 再加水定容到 100ml。
0.5mol/L EDTA: 配制等摩尔的 Na2EDTA 和 NaOH 溶液(0.5mol/L , 混合后形成 EDTA 的三钠盐。或称取 186.1g 的 Na2EDTA·2H2O和 20g 的 NaOH ,并溶 于水中,定容至 1L。
1mol/L HCl: 加 8.6ml 的浓盐酸至 91.4ml 的水中。25mg/ml IPTG: 溶解 250mg 的 IPTG(异丙基硫代-β-D-半乳糖苷 于 10ml 水中, 分成 小份贮存于-20℃。
100mmol/L PMSF: 溶解 174mg 的 PMSF(苯甲基磺酰氟 于足量的异丙醇中, 定容到 10ml。分成小份并用铝箔将装液管包裹
或贮存于-20℃。
20mg/ml蛋白酶 K(proteinase K: 将 200mg 的蛋白酶 L 加入到 9.5ml 水中,轻轻摇动,直至蛋白酶 K 完 全溶解。不要涡旋混合。加水定容到 10ml ,然后分装成小份贮存于-20℃。10mg/ml Rnase A(无 DNase : 溶解 10mg 的胰蛋白 RNA 酶于 1ml 的 10mmol/L的乙酸钠水溶液中(pH 5.0。溶解后于水浴中煮沸 15min , 使 DNA 酶失活。用 1mol/L的 Tris-HCl 调 pH 至 7.5,于-20℃ 贮存。(配制过程中要戴手套
10N 氢氧化钠(NaOH : 溶解 400g 氢氧化钠颗粒于约 0.9L 水的烧杯中(磁力搅拌器搅拌 , 氢 氧化钠完全溶解后用水定容至 1L。
100%三氯乙酸(TCA : 在装有 500gTCA 的试剂瓶中加入 100ml 水, 用磁力搅拌器搅拌直至完 全溶解。(稀释液应在临用前配制
2.5%X-gal(5-溴-4-氯-3-吲哚-β-半乳糖苷: 溶解 25mg 的 X-gal 于 1ml 的二甲基甲酰胺(DMF , 用铝箔包裹装液 管,贮存于-20℃。
10%SDS(十二烷基硫酸钠: 称取 100gSDS 慢慢转移到约含 0.9L 的水的烧杯中,用磁力搅拌器搅 拌直至完全溶解。用水定容至 1L。
2mol/L山梨(糖醇(Sorbitol : 溶解 36.4g 山梨(糖醇于足量水中使终体积为 100ml。DEPC(焦碳酸二乙酯处理水: 加 100ul DEPC 于 100ml 水中, 使 DEPC 的体积分数为 0.1%。在 37℃ 温浴至少 12h ,然后在 15 psi 条件下高压灭菌 20min ,以使残余的 DEPC 失活。DEPC 会与胺起反应,不可用 DEPC 处理 Tris 缓冲液。甲酰胺(deionized formamide: 直接购买或加 Dowex XG8 混合树脂于装有甲酰胺的玻璃烧杯中, 用磁 力搅拌器轻轻搅拌 1h ,可去除甲酰胺中的离子。经 Whatman 1号滤纸 过滤除去树脂后分成小份,充氮气于-80℃ 贮存(防止氧化。
苯酚 /氯仿 /异戊醇: 将 Tris-HCl平衡苯酚与等体积的氯仿 /异戊醇(24:1均匀混合后,移 入棕色玻璃瓶中 4℃ 保存。
PBS Buffer: 组份 :137 mM NaCl, 2.7mM KCl, 10 mM Na2HPO4, 2 mM KH2PO4配置方法(1L: 1.称量下列试剂,置于 1L 烧杯中。NaCl 8 g KCl 0.2g Na2HPO4 1.42 g KH2PO4 0.27g 2.向烧杯中加入约 800 mL的去离子水,充分搅拌溶解。
3.滴加 HCl 将 pH 值调节至 7.4,然后加入去离子水将溶液定容至 1L。4.高温高压灭菌后,室温保存。
注意:上述 PBS Buffer中无二价阳离子, 如需要, 可在配方中补充 1mM CaCl2和 0.5 mM MgCl2。
磷酸缓冲液(phosphate buffer:
按照下表所给定的体积, 混合 1 mol/L 的磷酸二氢钠(单碱 和 1mol/L 磷酸氢二钠(双碱 贮液, 获得所需 pH 的磷酸缓冲液。配制 1 mol/L 的 磷酸二氢钠(NaH2PO4·H2O贮液:溶解 138g 于足量水中,使终体 积为 1L;1mol/L 磷酸氢二钠(Na2HPO4贮液 :溶解 142g 于足量水中 使终体积为 1L。
1mol/L 磷酸二氢钠(ml 1mol/L 磷酸氢二钠(ml 最终 pH 值 77 850 815 775 735 685 625 565 510 450 390 330 280 123 150 185 225 265 315 375 435 490 550 610 670 720 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9
7.0 7.1 7.2 Tris 缓冲液(Tris-HCl buffer: 将 121g 的 Tris 碱溶解于约 0.9L 水中,再根据所要求的 pH(25℃下 加一定量的浓盐酸(11.6N ,用水调整终体积至 1L。
浓盐酸的体积(ml pH 8.6 14 21 28.5 38 46 56 66 71.3 76 9.0 8.8 8.6 8.4 8.2 8.0 7.8 7.6 7.4 7.2 TE(用于溶解和贮存 DNA 成分及终浓度 配制 100ml 溶液各成分的用量 10mmol/L Tris-HCl 1mmol/L EDTA
水
1ml 1mol/L Tris-HCl(pH7.4-8.0, 25℃ 200ul 0.5 mol/L EDTA(pH 8.0 98.8ml 二.电泳缓冲液、染料和凝胶加样液 10mg/ml的溴化乙锭(ethidium bromide: 小心称取 1g 溴化乙锭,转移到广口瓶中,加 100ml 水,用磁力搅拌器 搅拌直到溶解,分装成小份 4℃避光保存。
电泳缓冲液
50×Tris-乙酸(TAE 缓冲液
成分及终浓度 配制 1L 溶液各成分的用量 2mol/L Tris碱 1mol/L 乙酸 100 mmol/L EDTA 水 242g 57.1 ml的冰乙酸(17.4 mol/L 200ml 的 0.5 mol/L EDTA(pH 8.0 补足 1L 5×Tris-硼酸(TBE 缓冲液
成分及终浓度 配制 1L 溶液各成分的用量 445 mmol/L Tris碱
445 mmol/L 硼酸盐 10 mmol/L EDTA 水 54g 27.5g 硼酸 ml的 0.5 mol/L EDTA(pH 8.0 补足 1L 6×DNA Loading buffer蔗糖凝胶上样液(室温贮存 成分及终浓度 配制 10ml 溶液各成分用量 0.15%溴酚蓝 0.15%二甲苯青 FF 5 mmol/L EDTA 40%聚蔗糖 水
1.5ml 1%溴酚蓝 1.5ml 1%二甲苯青 FF 100ul 0.5mol/L EDTA(pH8.0 4g 补足到 10ml
10×DNA Loading buffer(终止反应 十二烷基硫酸钠 /甘油凝胶上样液(室温贮存 成分及终浓度 配制 10ml 溶液各成分用量
0.2%溴酚蓝 0.2%二甲苯青 FF 200 mmol/L EDTA 0.1%SDS 50%甘油 水 20mg 20mg 4ml 0.5mol/L EDTA(pH8.0 100ul 10% SDS 5ml 补足到 10ml 30%(W/V Acrylamide 组份浓度 30%(W/V Acrylamide 0.05% 配制量 1L 配置方法 : 1.称量下列试剂,置于 1L 烧杯中 Acrylamide 290g BIS 10g 2.向烧杯中加入约 600mL 的去离子水,充分搅拌溶解 3.加入去离子水将溶液定容至 1L ,用 0.45μm 滤膜滤去杂质。4.于棕色瓶中 4℃ 保存。
注意:丙稀铣胺具有很强的神经毒性,并可通过皮肤吸收,其作用有积 累性,配制时应戴手套等。聚丙烯酰胺无毒,但也应谨慎操作,因为有 可能含有少量的未聚合成份。
40%(W/V Acrylamide 组份浓度 40%(W/V Acrylamide 0.05% 配制量 1L 配置方法
1.称量下列试剂,置于 1L 烧杯中 Acrylamide 380g BIS 20g 2.向烧杯中加入约 600mL 的去离子水,充分搅拌溶解 3.加入去离子水将溶液定容至 1L ,用 0.45μm 滤膜滤去杂质。4.于棕色瓶中 4℃ 保存。
注意:丙稀铣胺具有很强的神经毒性,并可通过皮肤吸收, 其作用有 积累性,配制时应戴手套等。聚丙烯酰胺无 毒,但也应谨慎操作,因 为有可能含有少量的未聚合成份。
10%(W/V过硫酸铵
组份浓度 10%(W/V过硫酸铵 配制量 10mL 配置方法 1.称取 1g 过硫酸铵。
2.加入 10mL 的去离子水后搅拌溶解。3.贮存于 4℃。
注意:10%过硫酸胺溶液在 4℃ 保存时间可使用 2周左右, 超过期限 会失去催化作用。
考马斯亮蓝 R-250染色液
组份浓度 0.1%(W/V考马斯亮蓝 R-250, 25%(V/V异丙醇, 10 %(V/V冰醋酸 配制量 1L 配置方法
1.称取 1g 考马斯亮蓝 R-250, 置于 1L 烧杯中。2.量取 250mL 的异丙醇加入上述烧杯中,搅拌溶解。3.加入 100mL 的冰乙醋酸,均匀搅拌。4.加入 650mL 的去离子水,均匀搅拌。5.用滤纸出去颗粒物质后,室温保存。考马斯亮蓝染色脱色液
组份浓度 10%(V/V醋酸, 5%(V/V乙醇 配制量 1L 配置方法
1.量取下列溶液,置于 1L 烧杯中。醋酸 100mL
乙醇 50mL dH2O 850mL 2.充分混合后使用。显影液
组份浓度 0.005%(V/V柠檬酸, 0.02%(V/V甲醛(SDS-PAGE银 氨染色用 配制量 1L 配置方法
1.称取下列试剂,置于 1L 试剂瓶中。柠檬酸 50mg 甲醛 0.2mL 2.加入 1L 去离子水后,摇动混合后溶解。3.室温保存。5×Tris-GlycineBuffer 组份浓度 0.125M Tris , 1.25M Glycine, 0.5%(w/v SDS(SDS-PAGE 电泳缓冲液 配制量 1L 配置方法
1.称取下列试剂,置于 1L 烧杯中。Tris 15.1g
Glycine 94g SDS 5.0g 2.加入约 800mL 的去离子水,搅拌溶解。3.加去离子水将溶液定容至 1L 后,室温保存。三.常用培养基 LB 培养基
将下列组分溶解在 0.9L 水中: 蛋白胨 10g 酵母提取物 5g 氯化钠 10g 如果需要用 1N NaOH(~1ml 调整 pH 至 7.0,再补足水至 1L。注:琼脂平板需添加琼脂粉 12g/L,上层琼脂平板添加琼脂粉 7g/L。
SOB 培养基
将下列组分溶解在 0.9L 水中: 蛋白胨 20g 酵母提取物 5g 氯化钠 0.5g 1 mol/L 氯化钾 2.5ml 用水补足体积到 1L。分成 100ml 的小份,高压灭菌。培养基冷却到室 温后,再在每 100ml 的小份中加 1ml 灭过菌的 1mol/L氯化镁。
SOC 培养基
成分、方法同 SOB 培养基的配制,只是在培养基冷却到室温后,除了 在每 100ml 的小份中加 1ml 灭过菌的 1mol/L氯化镁外, 再加 2ml 灭菌 的 1mol/L葡萄糖(18g 葡萄糖溶于足够水中,再用水补足到 100ml , 用 0.22um 的滤膜过滤除菌。
TB 培养基
将下列组分溶解在 0.9L 水中: 蛋白胨 12g 酵母提取物 24g 甘油 4ml 各组分溶解后高压灭菌。冷却到 60℃ ,再加 100ml 灭菌的 170mmol/L KH2PO4/0.72 mol/L K2HPO4的 溶 液(2.31g 的 KH2PO4和 12.54gK2HPO4溶在足量的水中,使终体积为 100ml。高压灭菌或用 2×YT培养基
将下列组分溶解在 0.9L 水中: 蛋白胨 16g 酵母提取物 10g 氯化钠 4ml 如果需要用 1N NaOH(~1ml 调整 pH 至 7.0,再补足水至 1L。注:琼脂平板需添加琼脂粉 12g/L,上层琼脂平板添加琼脂粉 7g/L。
YPD 培养基
将下列组分溶解在 0.9L 水中: 蛋白胨 20g 酵母提取物 10g 葡萄糖 20g 用水补足体积为 1L 后,高压灭菌。建议在高压灭菌之前,对色氨酸营 养缺陷型每升培养基添加 1.6g 色氨酸, 因为 YPD 培养基是色氨酸限制 型培养基。为了配制平板,需要在高压灭菌前加入 20g 琼脂粉。四.常用抗生素
氨苄青霉素(ampicillin(100mg/ml
溶解 1g 氨苄青霉素钠盐于足量的水中, 最后定容至 10ml。分装成小份 于-20℃ 贮存。常以 25ug/ml~50ug/ml的终浓度添加于生长培养基。羧苄青霉素(carbenicillin(50mg/ml 溶解 0.5g 羧苄青霉素二钠盐于足量的水中,最后定容至 10ml。分装成 小份于-20℃ 贮存。常以 25ug/ml~50ug/ml的终浓度添加于生长培养 基。
卡那霉素(kanamycin(10mg/ml 溶解 100mg 卡那霉素于足量的水中, 最后定容至 10ml。分装成小份于-20℃ 贮存。常以 10ug/ml~50ug/ml的终浓度添加于生长培养基。甲氧西林(methicillin(100mg/ml 溶解 1g 甲氧西林钠于足量的水中,最后定容至 10ml。分装成小份于-20℃ 贮存。常以 37.5ug/ml终浓度与 100ug/ml氨苄青霉素一起添加于 生长培养基。
氯霉素(chloramphenicol(25mg/ml 溶解 250mg 氯霉素足量的无水乙醇中, 最后定容至 10ml。分装成小份 于-20℃ 贮存。常以 12.5ug/ml~25ug/ml的终浓度添加于生长培养基。链霉素(streptomycin(50mg/ml 溶解 0.5g 链霉素硫酸盐于足量的无水乙醇中,最后定容至 10ml。分装
成小份于-20℃ 贮存。常以 10ug/ml~50ug/ml的终浓度添加于生长培养 基。萘啶酮酸(nalidixic acid(5mg/ml 溶解 50mg 萘啶酮酸钠盐于足量的水中,最后定容至 10ml。分装成小 份于-20℃ 贮存。常以 15ug/ml的终浓度添加于生长培养基。
四环素(tetracyyline(10mg/ml 溶解 100mg 四环素盐酸盐于足量的水中,或者将无碱的四环素溶于无 水乙醇,定容至 10ml。分装成小份用铝箔包裹装液管以免溶液见光, 于-20℃ 贮存。常以 10ug/ml~50ug/ml的终浓度添加于生长培养基。
五、核酸及蛋白质常用数据
1.核苷三磷酸的物理常数 化合物 分 子 量
λmax(pH7.0 1摩尔溶液(pH7.0 中 λmax 时的最大吸 收值
OD 280/OD260 ATP 507 259 15400 0.15 CTP 483 271 9000 0.97 GTP 523 253 13700 0.66 UTP 484 262 10000 0.38 dATP 494
259 15200 0.15 dCTP 467 271 9300 0.98 dGTP 507 253 13700 0.66 dTTP 482 267 9600 0.71 2.常用核酸的长度与分子量 核酸 核苷酸数 分子量
λDNA 48502(双链环状 3.0×107 pBR322 4363(双链 2.8×106 28SrRNA 4800 1.6×106 23SrRNA 3700 1.2×106 18SrRNA 1900 6.1×105 19SrRNA 1700 5.5×105 5SrRNA 120 3.6×104 tRNA(大肠杆菌 75 2.5×104 3.常用核酸蛋白换算数据(1重量换算
1μg=10-6g 1pg=10-12g 1ng=10-9g 1fg=10-15g(2分光光度换算: 1A 260双链 DNA=50μg/ml 1A 260单链 DNA=30μg/ml
1A 260单链 RNA=40μg/ml 4.常用蛋白质分子量标准参照物
(1高分子量标准参照(2中分子量标准参照(3低分子量标准参照 肌球蛋白 分子量 磷酸化酶 B 97, 400 碳酸酐酶 31, 00 肌球蛋白 212, 000 牛血清白蛋白 66, 200 大豆脻蛋白酶 21, 500β-半 乳 糖 甘
酶 B 116, 000 谷氨酶脱氢酶 55, 000 抑制剂
磷酸化酶 B 97, 400 卵白蛋白 42, 700 马心肌球蛋白 16, 900牛 血 清 白 蛋 白
66, 200 醛缩酶 40, 000 溶菌酶 14, 400过氧化氢酶 `57, 000 碳酸酐酶 31, 000 肌球蛋白(F1 8, 100 醛缩酶 40, 000 大豆脻蛋白酶 21, 500 肌球蛋白(F2 6, 200 抑制剂 肌球蛋白(F3 2, 500 溶菌酶 14, 400 5.常用 DNA 分子量标准参照物
λDNA/HindⅢ λDNA/EcoRⅠ λ/HindⅢ +EcoRⅠ pBR322/HaeⅢ 23130 21226 21227 587 123 9416 7421 5148 405 104 6557 5804 4973 504 89 4361 5643 4268 458 80 2322 4843 3530 434 64 2027 3530 2027 267 57 564 1904 234 51 125 1584 1375 974 831 564 125 213 192 184 124 21 18 11 7 2.常用的电泳缓冲液 缓冲液 使用液 浓贮存液(每升)50×:242g Tris 碱 57.1ml 冰乙酸 100ml EDTA(pH8.0 Tris-磷酸(TPE)1×:0.09mol/L Tris-磷酸 10×:10g Tris 碱 15.5ml85%
磷酸(1.679g/ml)40ml 0.5mol/L EDTA(pH8.0 Tris-硼酸(TBE)a 0.5×0.045mol/L Tris-硼酸 0.001mol/L EDTA 5×:54g Tris 碱 27.5 硼酸 20ml 0.5mol/L EDTA(pH8.0 碱性缓冲液 b Tris-乙酸(TAE)1×:0.04mol/L Tris-乙酸 0.001mol/L EDTA 0.5mol/L
六、常用缓冲液 1.磷酸缓冲液(1)25℃下 0.1mol/L 磷酸钾缓冲液的配制 pH 5.8 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 1mol/L K2HPO4(ml 8.5 13.2 19.2 27.8 38.1 49.7 61.5 71.7 80.2 86.6 90.8 94.0 ※ ※ 0.002mol/L EDTA 1mol/L KH2PO4(ml 91.5 86.8 80.8 72.2 61.9 50.3 38.5 28.3 19.8 13.4 9.2 6.2 说明: Tris-甘氨酸 c 1×:50mmol/L NaOH 1mmol/L EDTA 1×:25mmol/L Tris 250mmol/L 甘氨酸 0.1% SDS 1×:5ml 10mol/L NaOH 2ml 0.5mmol/L EDTA(pH8.0 5×:15.1g Tris 94g 苷氨酸(电泳级)(pH8.3)50ml 10% SDS(电泳级 ①TBE 溶液长时间存放后会形成沉淀物,为避免这一问题,可在室温下 用玻璃瓶保存 5×溶液,出现沉淀后则予以废弃。以片都以 1×TBE 作为使用液(即 1:5 稀释浓贮液)进行琼脂糖凝胶电 泳。但 0.5×的使用液已具备足够的缓冲容量。目前几乎所有的琼脂糖 胶电泳都以 1:10 稀释的贮存液作为使用液。进行聚丙烯酰胺凝胶垂直槽的缓冲液槽较小,故通过缓冲液的电流量 通常较大,需要使用 1×TBE 以提供足够的缓冲容量。②碱性电泳缓冲液应现用现配。③Tris-甘氨酸缓冲液用 SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳。2×SDS 凝胶加样缓冲液: 100mmol/L Tris·HCl(6.8 200mmol/L 二硫苏糖醇(DTT)4%SDS(电泳级)0.2%溴酚蓝 20%甘油 不含 DTT 的 2×SDS 凝胶加样缓冲液可保存于室温,应在临用前取(2)25℃下 0.1mol/L 磷酸钠缓冲液的配制 pH 5.8 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 1mol/L Na2HPO4(ml 1mol/L NaH2PO4(ml 7.9 12.0 17.8 25.5 35.2 46.3 57.7 68.4 77.4 84.5 89.6 93.2 92.1 88.0 82.2 74.5 64.8 53.7 42.3 31.6 22.6 15.5 10.4 6.8 1mol/L 贮存液现加于上述缓冲液中。3.凝胶加样缓冲液 缓冲液类型 6×缓冲液 0.25%溴酚蓝 Ⅰ 0.25%二甲苯青 FF 40%(W/V)蔗糖水溶液 4℃ 贮存温度 ※: 用 蒸 馏 水 将 混 合 的 两 种 1mol/L 贮 存 液 稀 释 至 1000ml,根 据 Henderson-Hasselbalch 方程计算其 pH 值: pH=pK’+1g([质子受体]/[质子供体]在此,pK’=6.86(25℃。徐州溥博生物科技有限公司 6 0.25 溴酚蓝 Ⅱ 0.25%二甲苯青 FF 15%聚蔗糖(Ficoll400 0.25%溴酚蓝 Ⅲ 0.25%二甲苯青 FF 30%甘油水溶液 0.25%溴酚蓝 Ⅳ 40%(W/V蔗糖水溶液 碱性加样缓冲
液: 300mmol/L NaOH 6mmol/L EDTA 18%聚蔗糖(Ficoll400 Ⅴ 0.15%溴甲酚绿 0.25%二甲苯青 FF 使用以上凝胶加样缓冲液的目的有三:增大样品密度;以确保 DNA 均 匀进入样品孔内;使样品呈现颜色,从而 使加样操作更为便利,含有 在电块中能以可预知速率向阳极泳动的染料。溴酚蓝在琼脂糖中移动的 速率约为二甲苯青 FF 的 2.2 倍,而与琼脂糖浓度无关。以 0.5×TBF 作电泳液时,溴酚蓝在琼脂糖中的泳动速率约与长 300bp 的双链线状 DNA 相同,而二甲苯青 FF 的泳动则与长 4kb 的双链线状 DNA 相同。在琼脂糖浓度为 0.5%~1.4%的范围内,这些对应关系受凝胶浓度变化 的影响并不显著。选用哪一种加样染料纯属个人喜恶。但是,对于碱性凝胶应当使用溴甲 酚绿作为示踪染料,因为在碱性 pH 条件下其显色较溴酚更蓝为鲜明。4.各种 pH 值的 Tris 缓冲液的配制 各种 pH 值的 Tris 缓冲液的配制 所需 pH 值(25℃)7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 8.0 8.1 8.2 8.3 0.1mol/L HCl 的体积 45.7 44.7 43.4 42.0 40.3 38.5 36.6 34.5 室温 4℃ 4℃ 4℃ 5.常用缓冲液的 pKa 值 缓冲液 Tris a b 分子量 12.1 283.3 209.3 304.3 195.2 pKa 值 8.08 7.47 7.15 6.76 6.09 缓冲范围 7.1~7.9 7.2~8.2 6.6~7.8 6.2~7.3 5.4~6.8 HEPES MPOSc PIPES MES e d a:三羟甲基氨基甲烷;b:N-2-羟乙基哌嗪-N’-2-乙磷酸;c:3-(N吗啉代)丙磺酸;d:N,N’-双(2-乙磺酸)哌嗪;e:2-(N-吗啉代)乙磺酸。32.0 29.2 26.2 22.9 19.9 6.温度对常用缓冲液 pH 的影响 缓冲体系 Mes Ada pKa(20℃ 6.15 6.60 △pKa/10℃-0.110-0.110 徐州溥博生物科技有限公司 7 PiPes Aces Bes Mops Tes Hepes Tricine Tris Bicine Glycylglycine 6.80 6.90 7.15 7.20 7.50 7.55 8.15 8.30 8.35 8.40-0.085-0.200-0.160-0.013-0.200-0.014-0.210-0.310-0.180-0.280 细级 超细 Sephadex G-75 20~80 10~40 30,000 10,000 9~11 5.0±0.3 6 2 40~120 3,000~ 1,000~ 12 ~ 3.92 7.5±0.5 15 24 3 15.86 ~ 超细 10~40 70,000 950,000 Sephadex G-100 40~120 4,000~ 1,000~ 15 ~ 超细 10~40 1,500,000 150,000 20 溶胀最 少平衡 Sephadex G-150 20 ~ 柱头压力 40~120 5,000~ 1,000~ 30 18 ~ 超细 10~40 400,000 150,000 22 Sephadex G-200 15.0±1.5 72 5 3.53 0.88 ~ 10.0±1.0 48 5 9.41 2.35 ~
七、常用凝胶的技术参数 1.葡聚糖凝胶的某些技术数据 床体积 分子量分级范围 毫升/ 干颗粒直径 种类(μ)葡 聚 糖
克干分 得水值 肽及球形 蛋白质 分子)Sephadex 40~ 120 G-10 Sephadex 40~ 120 G-10 Sephadex G-25 100~300 粗级(≈5 ~ 100 目 1,000~ 50~150 中级(≈100~200 100~ ~1500 1500 3.5 2.5 ~ 1.5±3.5 ~700 ~700 2~ 3 1.0±0.1(线 性 子筛 时 间(h)(kPa)沸 室 水 温 浴(2.5cm 直径柱 3 1 40~120 5000~ 1000~ 30 ~ 40 3 1 10~40 800,000 200,000 20 ~ 20.0±2.0 25 72 5 0.39 1.57 ~ 2.聚丙烯酰胺凝胶的技术数据 排阻的下限 型号(分子量 Bio-gel-P-2 Bio-gel-P-4 6 2 4~6 5,000 5,000 1.5±0.2 Bio-gel-P-6 Bio-gel-P-10 Bio-gel-P-30 Bio-gel-P-60 1,600 3,600 4,600 10,000 30,000 60,000(分子量 200~2,000 500~4,000 1,000~5,000(ml/g 干凝胶 3.8 5.8 8.8 时间(室温,h 2~4 2~4 2~4 2~4 10~12 10~12 分级分离范围 膨胀后的床体积 膨 胀 所 需 最 少 目 5,000~17,000 12.4 20,000~50,000 14.9 30,000~70,000 19.0 40,000 ~ 19.0 100,000 20 细级 ~ 800(≈200~ 400 目 超细 Sephadex G-50 粗级 中级 10~40 Bio-gel-P-100 100,000 24 Bio-gel-P-150 150,000 50,000~150,000 24.0 80,000 ~ 34.0 200,000 24 100~200 50~150 1,500~ 500~ Bio-gel-P-200 200,000 48 Bio-gel-P-300 300,000 100~400,000 40.0 48 徐州溥博生物科技有限公司 8 3.琼脂糖凝胶的技术数据 琼脂糖含量 排阻的下限 分级分离的范围(分 型号 %(W/W)(分子量)子量)Sepharose 4B Sepharose 2B Sagavac 10 Sagavac 8 Sagavac 6 Sagavac 4 Sagavac 2 Bio-gel A-0.5M Bio-gel A-1.5M Bio-gel A-5M Bio-gel A-15M Bio-gel A-50M 4 2 10 8 6 4 2 10 8 6 4 2 2.5×105 7×10 2×10 5 7.染料在非变性聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速度 生产厂家 0.3×10 ~3×10 2×10 ~25×10 6 6 6 凝胶浓度(%)3.5 溴酚蓝 100bp 65bp 45bp 20bp 15bp 12bp 二甲苯青 FF 460bp 260bp 160bp 70bp 50bp 45bp Pharmacia 6 5.0 8.0 12.0 15.0 20.0 1×104~2.5×105 2.5×10 ~7×10 5×10 ~2×10 4 6 4 5 6 15×10 6 2×10 ~15×10 5 6 Seravac
八、遗传密码 密码子的第二位 150×106 0.5×10 1.5×10 5×10 6 6 5×105~15×107 <1×10 ~0.5×10 <1×10 ~1.5×10 1×10 ~5×10 4 6 4 4 6 U UUU UUC Phe Phe C UCU UCC Ser Ser A UAU UAC Tyr Tyr 终 止 G UGU UGG Gys Gys 终(白)止 琥 UGG Trp G 密 码 CGA CGC CGA CGC AGU AGC AGA AGC GGU GGC GGA Arg Arg Arg Arg Ser Ser Arg Arg Gly Gly Gly U C A G U C A G U C A G 子 的 第 三 位(3 端’)止 乳A U C 6 6
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