一、細(xì)胞生物學(xué)實驗的定位與實驗內(nèi)容
細(xì)胞生物學(xué)是當(dāng)今生命科學(xué)中的重要基礎(chǔ)學(xué)科和前沿學(xué)科,是教育部規(guī)定的生命學(xué)科各專業(yè)學(xué)生必修的7門主干課程之一。在生命科學(xué)各分支學(xué)科中,細(xì)胞生物學(xué)還作為研究生入學(xué)考試的必考課程,因此細(xì)胞生物學(xué)的教學(xué)在生命科學(xué)人才培養(yǎng)中占有特別重要的地位。
細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容量大面廣,對學(xué)生的知識、能力和素質(zhì)具有直接和長遠(yuǎn)的影響。教學(xué)內(nèi)容要反映當(dāng)前國際生命科學(xué)的發(fā)展,細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展日新月異,新內(nèi)容層出不窮。因此,要求學(xué)生牢固掌握細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和功能及各細(xì)胞器間的關(guān)系的基本知識,并且能夠了解細(xì)胞生物學(xué)的熱點領(lǐng)域中的研究進(jìn)展和未來的發(fā)展趨勢,包括細(xì)胞增殖、分化、衰老與凋亡、細(xì)胞信號傳遞、基因表達(dá)與調(diào)控等內(nèi)容。細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)根據(jù)理論教學(xué)大綱,讓通過顯微鏡了解各種細(xì)胞器的的結(jié)構(gòu)和功能,通過基礎(chǔ)訓(xùn)練使學(xué)生掌握細(xì)胞化學(xué)顯示技術(shù)、染色體技術(shù)、細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)以及細(xì)胞器分離技術(shù)。通過綜合設(shè)計實驗培養(yǎng)學(xué)生對細(xì)胞生物學(xué)的研究興趣和勇于探索科學(xué)真理精神,使學(xué)生能夠從生命現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)細(xì)胞生命活動的內(nèi)在本質(zhì)和規(guī)律,能夠運(yùn)用已學(xué)到的細(xì)胞生物學(xué)知識去研究和探索生命科學(xué)中與細(xì)胞生物學(xué)有關(guān)的課題,最終達(dá)到提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力和創(chuàng)新能力的目的,為本科生今后從事生命科學(xué)的研究與深造打下堅實的基礎(chǔ)。
本科細(xì)胞生物學(xué)實驗根據(jù)不同專業(yè)方向的要求,實驗學(xué)時一般在24~48學(xué)時之間,細(xì)胞生物學(xué)實驗內(nèi)容的選擇既要考慮對細(xì)胞生物學(xué)理論知識進(jìn)行驗證,鞏固和加強(qiáng)基礎(chǔ)理論知識的理解,又要熟悉細(xì)胞生物學(xué)研究的一些基本方法,培養(yǎng)細(xì)胞生物學(xué)實驗設(shè)計和科研能力;更重要的是使學(xué)生能夠通過綜合設(shè)計實驗加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。因此,必須強(qiáng)調(diào)實驗教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性,綜合性實驗內(nèi)容的典型性,設(shè)計性實驗內(nèi)容的創(chuàng)新性。
細(xì)胞生物學(xué)實驗主要包括三個部分,第一部分主要是顯微鏡技術(shù)和細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察以及部分細(xì)胞化學(xué)技術(shù),第二部分為細(xì)胞生物學(xué)基本實驗技術(shù),第三部分為綜合設(shè)計實驗,特別是設(shè)計內(nèi)容可以讓學(xué)生自由選題,開展與細(xì)胞生物學(xué)相關(guān)的課題研究,鼓勵學(xué)生進(jìn)入教師的科研課題,為學(xué)生提供更好的實驗環(huán)境。
下面是我國幾所重點院校開設(shè)的細(xì)胞生物學(xué)實驗內(nèi)容:
細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)觀察及大小測定;細(xì)胞器的提取分離及理化性質(zhì)的鑒定;活細(xì)胞的鑒定;組織滲透勢的測定;吞噬細(xì)胞吞噬活動的觀察;細(xì)胞酶學(xué)實驗如堿性磷酸酶的顯示;細(xì)胞的有絲分裂;染色體標(biāo)本的制備及核型分析;動物染色體分帶技術(shù);細(xì)胞培養(yǎng)及凍存與復(fù)蘇;細(xì)胞活力測定和細(xì)胞長曲線測定;細(xì)胞融合實驗;細(xì)胞凋亡;植物組織培養(yǎng)實驗;細(xì)胞免疫熒光顯示技術(shù);流式細(xì)胞儀原理及細(xì)胞分析。
二、遺傳學(xué)實驗的定位與實驗內(nèi)容
遺傳學(xué)是生物學(xué)的一個重要分支學(xué)科,生物學(xué)專業(yè)的核心主干課程。主要包括典遺傳學(xué)和現(xiàn)代遺傳學(xué)。課程內(nèi)容主要涵蓋遺傳學(xué)介紹孟德爾的三大定律,基因與染色體作圖,病毒、細(xì)菌及真核生物的遺傳分析,細(xì)胞質(zhì)遺傳,染色體變異,基因突變及修復(fù)機(jī)理,群體遺傳和數(shù)量性狀遺傳。實驗課程的教學(xué)目標(biāo)是相關(guān)實驗內(nèi)容使學(xué)生通過實驗操作,一方面加強(qiáng)對書本知識的理解,為學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)課程以及今后從事科研、教學(xué)、生產(chǎn)和開發(fā)工作建立比較牢固的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。另一方面還可以培養(yǎng)學(xué)生的操作技能和創(chuàng)新意識。讓學(xué)生掌握遺傳物質(zhì)基因及其載體染色體的遺傳和變異傳遞規(guī)律、傳遞機(jī)理及相關(guān)的研究方法。
實驗內(nèi)容的選擇,既要包括經(jīng)典的實驗內(nèi)容,如減數(shù)分裂,果蠅唾液腺染色體的制備與觀察等;又要有該學(xué)科前沿的研究技術(shù),或綜合性較強(qiáng)的實驗,如:同功酶遺傳標(biāo)記分析,熒光原位雜交實驗等,在同一實驗的內(nèi)容上盡量能融合更多的知識,更好地培養(yǎng)學(xué)生對遺傳學(xué)興趣和愛好。最好在課程結(jié)束后給學(xué)生一段時間,讓他們用已學(xué)會及掌握的知識去自行設(shè)計實驗,或參與到教師的科學(xué)研究中去進(jìn)行科研訓(xùn)練。
下面是某些院校開設(shè)的遺傳學(xué)實驗內(nèi)容:
植物細(xì)胞的減數(shù)分裂觀察和永久片制作;動物減數(shù)分裂過程中染色體行為的觀察;細(xì)胞核內(nèi)脫氧核糖核酸(DNA)的定性鑒定;孟德爾分離定律和自由組合定律的驗證;果蠅的性狀觀察和伴性遺傳;果蠅的三點測交;果蠅的唾腺染色體的觀察;植物遺傳和變異現(xiàn)象的觀察;染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異;植物染色體核型分析;植物染色體核型分析;人類性染色質(zhì)小體的制備與觀察;X-性染色質(zhì)制片觀察;人類染色體核型分析;粗糙鏈孢霉的雜交;大腸桿菌的遺傳轉(zhuǎn)化;大腸桿菌雜交及基因定位;轉(zhuǎn)座子插入引起的基因突變;P1噬菌體介導(dǎo)的普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo);l噬菌體介導(dǎo)的局限性轉(zhuǎn)導(dǎo);人工誘發(fā)多倍體;生物誘變劑的微核測試。
三、細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)實驗室的規(guī)劃與建設(shè)
1、實驗室平面布置
根據(jù)招生規(guī)模60人,實驗室設(shè)計規(guī)模一般為每班30-32人,2人一組,共16組;細(xì)胞生物學(xué)實驗室與遺傳學(xué)實驗室合并建設(shè),平面分布為:細(xì)胞生物學(xué)實驗預(yù)備室25平方米,共享儀器室50平方米,學(xué)生操作室100平方米,超凈接種室25平方米,遺傳學(xué)實驗預(yù)備室25平方米。
2、實驗教學(xué)基本配置:
1、多媒體教學(xué)系統(tǒng)1套(包括計算機(jī)、投影機(jī)、實物投影儀、數(shù)碼照相機(jī))
2、實驗室裝備:學(xué)生操作室半島實驗臺8個,儀器室中央臺1個,四周邊臺、教師預(yù)備室根據(jù)實際需要布置實驗臺;
3、實驗室安裝吸頂式空調(diào)、通風(fēng)櫥、煙霧火警報警系統(tǒng)、消防設(shè)施、門警系統(tǒng)。
4、實驗設(shè)備
編號 | 設(shè)備名稱 | 數(shù)量 | 編號 | 設(shè)備名稱 | 數(shù)量 |
1 | 電熱鼓風(fēng)干燥箱 | 1 | 21 | 二孔電熱恒溫水箱 | 16 |
2 | 真空干燥箱 | 1 | 22 | 生物顯微鏡 | 32 |
3 | 低溫冰箱(-20℃)(可共用) | 1 | 23 | 體視顯微鏡 | 32 |
4 | 低溫 (-80℃)(可共用) | 1 | 24 | 熒光顯微鏡 | 4 |
5 | 普通冰箱 | 1 | 25 | 相差顯微鏡 | 4 |
6 | 立式冷藏柜 | 1 | 26 | 倒置顯微鏡 | 4 |
7 | 生化培養(yǎng)箱 | 1 | 27 | 搖床(全溫) | 4 |
8 | 光照培養(yǎng)箱 | 1 | 28 | 細(xì)胞融合儀 | 4 |
9 | 制冰機(jī)(可共用) | 1 | 29 | 數(shù)字酸度計 | 4 |
10 | 電蒸溜水器 | 1 | 30 | 超凈工作臺 | 6 |
11 | 超純水儀(可共用) | 1 | 31 | 電子天平10mg/200g | 8 |
12 | 冷凍切片機(jī) | 1 | 32 | 臺式高速離心機(jī) | 8 |
13 | 脫水機(jī) | 1 | 33 | CO2培養(yǎng)箱 | 2 |
14 | 切片烘干機(jī) | 1 | 34 | 顯微圖象分析系統(tǒng)(選) | |
15 | 電子天平0.1mg/100g | 2 | 35 | 流式細(xì)胞儀(選) | |
16 | 電熱恒溫水箱400*600 | 2 | 36 | 基因擴(kuò)增儀(選) | |
17 | 高速冷凍離心機(jī) | 2 | 37 | 電泳儀(選) | |
18 | 恒溫恒濕培養(yǎng)箱 | 2 | 38 | 凝膠成像分析系統(tǒng)(選) | |
19 | 光照培養(yǎng)箱 | 2 | 39 | ||
20 | 超聲清洗器 | 2 | 40 |
細(xì)胞培養(yǎng)室儀器設(shè)備
編號 | 設(shè)備名稱 | 型號 |
1 | CO2培養(yǎng)箱 | Forma 3111 |
2 | 二級生物安全柜 | Esco AC2-4S1 |
3 | 生物潔凈工作臺 | CJT-12 |
4 | 細(xì)胞培養(yǎng)室建設(shè)費(fèi) | 萬級凈化工作間 |
5 | 恒流泵 | BT-100 |
6 | 自動蒸汽滅菌鍋 | D-1 |
7 | 臺式離心機(jī) | TDL-40B |
8 | 液氮罐(貯存用) | YDS-35-125 |
9 | 液氮罐(運(yùn)輸用) | 10L YDS-10B |
10 | 渦漩混合器 | GL-866 |
11 | 電熱恒溫水槽 | DK-8D |