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分子生物学技术

分子生物学技术

分子生物学技术范文第1篇

关键词:药学分子生物学;生物学技术;课堂教学;教学方法

药学分子生物学是在药学、遗传学和生物化学等学科的基础上发展融合形成的新学科;它是将分子生物学的新理论、新技术渗入药学研究领域,从而使药物学研究由化学、药学的培养模式转化成为生命科学、药学和化学相结合的新药模式;同时它还是当代生物科学发展的引擎,是现代生物技术的基石。[1]近年来随着分子生物技术的发展,它的应用领域也在不断拓宽,它与医学和药学方面的交叉也越来越多,因此,分子生物学在今后已经不再只是生物技术专业的必修课,它也成为药学院学生的重要必修的基础课之一。

分子生物学主要是从分子水平上阐述生命现象和本质的科学,是现代生命科学的“共同语言”。分子生物学技术把研究技术提高到了基因分子水平,可应用于遗传性疾病的研究和病原体的检测及肿瘤的病因学、发病学、诊断和治疗,新药开发等方面的研究。所以,常用分子生物学技术是现代分子生物学研究的重要核心内容之一。掌握了常用分子生物学技术,并能将理论和实际操作结合,也就相当于掌握了一把从微观世界揭示生物学奥秘的钥匙。经过多年教学,笔者将对此章节的教学体会总结如下。

一、介绍本学科最新前沿动态,提高学生兴趣

分子生物学是一门发展快速的前沿学科,由其发展带来的成果和研究进展日新月异。由于教材跟不上分子生物学发展速度,在授课时我们及时将最新的分子生物学进展补充到教学内容之中。以基因敲除技术为例,教材主要介绍传统第一代同源重组方法,这种方法是经典基因敲除方法,但效率低(1 per 106 cells),实验周期长,可以说基本被淘汰的方法。随后又出现了锌指核酸酶(ZFN)[2]、TALEN、CRISPR/Cas9等方法。尤其是2012年出现最新CRISPR/Cas9方法,以能够实现任意敲除、成功率高、打靶效率很高、脱靶率高、周期非常快等优点著称。这种方法构建的基因突变动物具有显著高于传统方法的生殖系转移能力,是一种高效、快速、可靠的构建敲除动物模型的新方法,所以在动物模型构建的应用前景将非常广阔。

将这些最新的分子生物学科学进展补充到教学内容之中,一方面可以提高学生学习兴趣,另一方面使学生了解本学科最近发展动态,从动态中学习,而非死记硬背书本内容,有助于大学生的能力和素质培养。

二、注重融会贯通,重点突出,便于学生掌握重难点

以分子杂交技术为例,该技术可分为核酸分子杂交、蛋白质分子杂交、原位杂交、生物芯片等,所涉及的概念、原理、方法操作较多。如何将这些纷繁复杂的内容在一次理论教学中完成,我们进行了深入的思考和探索,在授课时注意淡化概念,注重联系实际和实验操作,使学生对整体分子杂交技术有感性的、总体上的认识,然后记忆各个方法概念、知识点,这样使各个知识点不是孤立存在,而是统一形成网络,使学生学到的不是一个个孤立的知识点。将分子杂交技术与前面学到的基因、复制、转录、翻译衔接紧密,介绍每种方法应用及其临床意义,在教学中注意融会贯通和启发式教学。以核酸分子杂交为例,核酸分子杂交又可分为Southern印迹和Northern 印迹,通过启发式教学方法,学生通过短暂的回忆和思考,使思维进入到“基因复制和转录”的空间中,再介绍两种方法的原理和应用范围,从而学生能很好理解Southern印迹主要应用于DNA检测,而Northern 印迹用于分析mRNA的转录或mRNA分子大小,此时再进行讲授每种方法的操作流程,突出重点,便于学生掌握重难点,会取得更好的效果。

三、应用多媒体教学,对学生进行启发式教学

多媒体资源已经广泛应用于教学中,它可以使课堂教学内容生动活泼、丰富多彩,并彻底改变传统的教学模式和学生的认知过程。俗话说好钢要用在刀刃上。多媒体在教学中的应用也是同样需要用在“刀刃上”,这样才能发挥其关键的作用。教学的“刀刃上”是指教学中的重难点以及衔接点、导入点、启发点、思维盲点等,所以只有处理好这些关键点,才能上好这门课程。笔者通过网上查阅资料、Flash 动画和自制彩色图片等方式,使复杂的分子生物学操作流程变得形象直观、易记忆和理解,初步取得了较好的教学效果。每节课程结束前还进行小结,将重难点内容和图片回放,并提出思考题让学生思考,这样既有助于理解和掌握本节课的内容,又可排除学生对新知识的畏难和对学习的抵触情绪,逐步养成起学生对分子生物学学习的兴趣和信心。另外,每节课程结束后还进行习题讲解和课后答疑,利用QQ或邮件等手段与学生交流和互动解答问题,这样可及时巩固课堂知识和建立师生之间互信。因此,将多媒体应用于教学中,可以使授课过程更加丰富多彩和灵活多样,同时可使课堂教学更具有创新性。

四、将自身科研经验运用到教学中,让教学内容更丰富多彩

作为高校教师,我们在承担教学任务的同时还从事一些科研工作,科研工作是将自己所学理论知识运用于实践。在教学过程中,为了丰富教学内容,笔者将自己的科研成果和经验穿插于教学中,这样从实际出发可以使授课效果更生动、具体和形象,让学生更容易理解并加深印象。这种教学方式既可帮助学生更容易理解本课程内容,并且还可将抽象的书本知识具体形象化,还开拓了学生的视野,激发学生学习兴趣和动力,使其不再认为科学遥不可及。另外,利用课堂时间向学生介绍常用的科学文献检索方法和常用网址,让学生在课余时间可以通过这些方式摄取相关知识,了解本学科最新研究动态,扩展视野,逐步培养学生自发地阅读国内外文献,增强对科学研究的兴趣,为以后研究生的学习打下基础。

总之,针对常用分子生物学技术这章内容在药学分子生物学的重要性,以及其内容的抽象性和复杂性的特点,我们通过不断地实践和探索,建立了高效的教学方法,并得到学生广泛的好评。

参考文献:

[1]苏 娇.药学分子生物学教学语言艺术的探索[J].吉林医学,2010,31(21).

分子生物学技术范文第2篇

关键词:现代分子生物技术;研究生创新型实验教学体系

1创建全新生物技术实验教学体系

社会科技的不断发展,分子生物技术的实验教学体系也在不断完善。社会发展对于专业的生物技术实践人才需求越来越大,高校也在逐步增加现代分子生物技术创新实验教学,将综合分子生物学的基本实验进行科学分解,并且安排分子生物学实验教学环节、生物技术实验教学和高级生物实验教学三部分,形成了全新的生物技术创新实践教学体系。通过将三门的生物实验教学内容独立分开,又能够将三门实验教学内容相互衔接,通过完整规划分子生物技术创新实践教学体系,使研究生通过理论知识内容能够有效的与实践技能相结合,增强了研究生的科研开发能力、动手能力,研究生在实践过程中,培养了自身的数据分析能力、问题解决能力和钻研能力,并且完善了研究生的创新科学思维方式。通过建立全新的现代分子生物技术实验教学体系,能够有效开发研究生的发展潜能,解决了生物教学过程中的专业技能训练和理论知识的脱节问题,有效提高了专业人才的培养质量。

2创新型实验教学体系创建办法

2.1自主实验设计教学

在教学过程中,教师应该鼓励研究生自主开发实验,并且对实验进行独立研究,积极培养研究生的独立操作能力、创新意识、学习兴趣。自主实验设计应该包含:资料的整理查阅、实验选题、实验方案设计、自主操作实验环节、实验总结。督促研究生将研究性问题和实验过程中的数据信息完善整理,鼓励研究生通过期刊、电子文献等资源完善自己的实验体系,增加数据资料的收集途径,有效的训练研究生开发能力和实验能力。

2.2教学内容和科研成果结合

教师在教学过程中,应该将最新的教学科研成果和前沿的实验发现有效的引用到教学实验中,有效丰富了教学内容,提高了教学内容的先进性,例如:教师在教学实验中将钙调蛋白磷酸酶的克隆技术和分离净化结构的研究数据作为教学内容,增加了教学课堂的先进性。

2.3增加全新的科研动态教学

实验教学中,教师应该不断向研究生传递全新的英语前沿科技文献,并且结合教学内容选择教学方法,让研究生通过实验教学内容了解实际科研的过程,增强研究生对于实验材料的搜集意识,加强了研究生对于实验课堂项目的参与感和投入感。

2.4多媒体教学

在实验教学过程中使用多媒体教学设备,让研究生通过多媒体教学设备感受教学实验中视频、音频、文字内容,更加直观的感受到生物实验教学的转换过程。例如:在分子生物实验教学中,对于实验的基本操作和设备使用等内容设置成视频形式,通过生物实验将分子筛层分析原理进行动画视频展示,促进了研究生对于生物技术的直观认识,促进了实验教学的代入感,提升了研究生的学习兴趣。

2.5网络教学

社会科技不断发展,教学形式不断发生改变,通过网络教学平台创建实践教学课程,将教学理论内容、教学参考资料和实验仪器操作技术等等方面直观展示给研究生,拓展了研究生的学习渠道,并且增加了研究生自主选择学习时间的自由,增加了研究生的学习机会,加强了研究生的自我管理能力。

2.6多元化教学评估方式

在教学过程中,教学成绩应该由日常成绩和年度考核成绩组合而成,日常成绩包含出勤、实验记录完整性、实验参与态度、实验基础常识、实验报告、教学课堂参与性等等。年度考核成绩一部分是实验操作技能测试,教师针对每位研究生的操作技术进行科学评估,一部分是自主创新实验,包含实验目标设计、实验环节操作、实验结果展示、论文分析和实验总结汇报等等,一部分是教学实验中的总结感受。教师对所有实验环节都进行严格管理。

2.7开放教学法

高校通过开放生物技术教学实验室,增加研究生的参观机会,加强教学内容相关联的实验设备讲解,积极促进研究生参加生物技术专业学术报告会,拓展研究生的视野,促进研究生对于分子生物技术的了解,提高对于分子生物技术创新实验的兴趣,加强了研究生的自我探索能力。

3结语

通过建立现代分子生物技术研究生创新生物技术教学体系,能够促进我国的实验教学方式发展,并且结合自身实际情况,有针对性的开发有自身特色的实验教学体系。通过不断完善和创新,能够加强实验教学体系的构建,积极推动了我国高校实验教学体系的发展,提高实验教学质量,为我国分子生物技术的发展奠定坚实基础。

参考文献:

[1]李军,黄霞,姚雪梅,等.现代分子生物技术研究生创新型实验教学体系的构建与思考[J].教育教学论坛,2012(2):110~111.

[2]谢胜松,刘向东,曾翠平,等.CRISPR/Cas9技术在分子生物学创新性实验教学中的应用[J].生命的化学,2016(1):117~125.

分子生物学技术范文第3篇

关键词:羊肉;鸭肉;分子生物学;鉴别

Abstract: This study has established a molecular biological method for the identification of mutton adulterated with duck meat. Based on the target genes, namely the mitochondrial cytochrome b gene (cytb) sequences of mutton and duck, we designed one universal forward primer (F) and two specific reverse primers (Rmutton and Rduck) and mixed them in a certain proportion. The target DNA fragments were obtained by one cycle of polymerase chain reaction (PCR) amplification. By the sizes of the DNA bands in the agarose gel, we judged whether the mutton was adulterated with duck. Results indicated that duck adulteration in the tested samples could be confirmed by the appearance of specific bands at both 367 and 480 bp. On the other hand, the appearance of specific bands at 367 bp but not at 480 bp could not confirm mutton adulteration with duck. The proposed method in this study was accurate, reliable, simple, quick and useful for meat species screening and the detection and supervision of adulterated meat.

Key words: mutton; duck; molecular biology; identification

DOI:10.7506/rlyj1001-8123-201705009

中D分类号:TS251.7 文献标志码:A 文章编号:1001-8123(2017)05-0046-05

羊肉性温,中医认为进食羊肉可以补虚益气,促进人体血液循环,提高抵抗力,因此羊肉成为冬季滋补及抗寒的重要食物来源[1]。近年来,随着生活水平的不断提高,羊肉及其制品的消费量不断上升,涮羊肉、烤羊肉等都深受消费者的喜爱[2]。然而部分商贩为了获取不法利益,利用食品质量检测手段的不足,用价格相对低廉的肉类冒充羊肉或者将其掺入羊肉中进行贩卖,尤其是羊肉卷和羊肉串等加工后的羊肉制品,消费者难以从形态纹理和肉质口感上对其进行识别,这种掺假造假的行为严重干扰市场秩序,影响消费者的身体健康和合法权益[3-5],因此加强对该类食品的品质鉴别十分必要。

早期的肉源鉴别技术主要依靠光谱、色谱及酶联免疫吸附测定等技术[6-10],但因操作复杂、耗时耗力且对样品要求高而不能满足对肉制品进行准确、快速鉴别的需求。随着基因工程的普及推广,以聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)检测为代表的分子生物学检测手段已成为各类食品掺假检测的标准化方法[11-12],也是转基因食品判别技术研究的热点方向。

根据线粒体基因组DNA序列差异设计物种特异性引物在常规PCR方法中已见报道[13-14],但多数方法一次只能扩增一个目的片段,如果单独检测每一个项目,则存在费时费力、步骤繁琐和消耗试剂量大等弊端。因此,亟需建立一套准确度高、重复性好且特异性强的分子生物学检测方法,为规范市场秩序、保障食品安全提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜羊肉、鸭肉、鸡肉和牛肉样品均购买于农贸市场。

动物组织全基因组提取试剂盒 北京全式金公司;Taq DNA聚合酶、PCR缓冲液、琼脂糖 生工生物工程(上海)股份有限公司;dNTP、核糖核酸酶A、DS2000 DNA Marker、1 kb DNA Ladder Marker、蛋白酶K溶液、胶回收试剂盒 日本TaKaRa公司;其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

Thermal Cycler PCR仪 美国Hybaid公司;Dyy-11凝胶电泳仪及电泳槽 中国六一机械厂;AlphaImager HP凝胶成像系统 美国Alpha Inotech公司;Microfuge 22R高速冷冻离心机 美国Beckman公司。

1.3 方法

1.3.1 DNA提取

1.3.1.1 纯肉样DNA提取

称取羊肉、鸭肉、鸡肉和牛肉各20 mg左右,分别置于研钵中用液氮研磨至粉末,使用DNA提取试剂盒提取各肉样总DNA。并对提取得到的DNA进行纯化,除去残存蛋白质和RNA,使用紫外分光光度仪和凝胶电泳测试DNA的浓度及纯度,并将DNA稀释至质量浓度为20 ng/μL备用。

1.3.1.2 羊肉、鸭肉混合样品的制备及DNA提取

分别称取99 g羊肉和1 g鸭肉,将两者绞碎并混合,再用电动组织匀浆器进行研磨、匀浆,制成掺杂鸭肉的混合肉样,取20 mg混合肉样按1.3.1.1节的方法提取其DNA并进行检测,将DNA稀释至质量浓度为20 ng/μL备用。

1.3.2 引物设计

在GenBank中检索得到羊(accession EM130780.1)和鸭的线粒体基因序列(accession KC466567.1)。通过LaserGene中的MegAlign工具在基因库中分析和比对羊、鸭的线粒体基因保守序列,确定针对不同物种线粒体细胞色素b基因(cytb)中的特定片段,分别设计2 种物种的相同上游引物F和具有各自物种特异性的下游引物(羊引物R羊、鸭引物R鸭),引物信息详见表1。

1.3.3 引物特异性验证

分别用羊肉、鸭肉、鸡肉和牛肉的全基因组作为PCR扩增模板,加入羊肉特异性引物(F/R羊)得到PCR扩增a物,取5 μL产物进行凝胶电泳检测,验证羊肉引物的特异性。鸭肉引物(F/R鸭)的特异性验证同羊肉引物。

1.3.4 羊肉、鸭肉成分的鉴定

将羊肉特异性引物和鸭肉特异性引物混合,使用提取的羊肉、鸭肉及其混合肉样的DNA作为模板进行PCR扩增,多次优化实验以确定引物配比,其最佳反应体系见表2。

最佳PCR反应条件为:94 ℃、5 min;94 ℃、30 s;50 ℃、30 s;72 ℃、30 s;32 个循环;最后72 ℃延伸8 min。取5 μL产物进行凝胶电泳检测。

1.3.5 羊肉真伪鉴别

随机抽取在售羊肉5 批,按照1.3.1.1节的方法提取肉样DNA,并按照1.3.4节进行PCR检测和凝胶电泳,鉴定此5 批肉样中是否含有鸭肉成分。将市售羊肉PCR检测扩增出的条带进行切胶回收,分别送至青岛擎科生物技术有限公司进行测序,并将测序结果与GenBank数据库中羊和鸭的线粒体Cytb基因序列进行比对。

2 结果与分析

2.1 肉样DNA质量及纯度检测

采用1.3.1节中的方法提取的羊肉、鸭肉、鸡肉、牛肉及混合样的DNA凝胶电泳结果见图1。

由图1可知,所有样品的条带清晰,无明显拖带且电泳孔亮度不明显,说明提取的总DNA无降解、无蛋白质残留。用紫外分光光度仪测得DNA样品的OD260 nm/OD280 nm均在1.8~2.0之间,符合进行PCR的要求。

2.2 引物特异性检测

基于PCR手段对样品进行鉴别时,首先必须确定合成的引物是否具有特异性,以确保用此引物进行的PCR反应能得到特异性目的片段,进而确定其能否满足检测需要。按1.3.3节的方法分别使用羊肉引物(F/R羊)、鸭肉引物(F/R鸭)对4 种肉样进行PCR扩增,结果见图2~3。

由图2~3可知,仅在羊肉样品中检测到单一目的条带,而在其他肉类中未检测到条带,说明本实验设计的羊肉引物(F/R羊)具有特异性;使用鸭肉引物进行PCR反应,同样仅在鸭肉中检测到明显的目的条带,说明设计的鸭肉引物(F/R鸭)特异性良好。

2.3 羊肉中鸭肉成分的鉴定

按1.3.4节配制PCR扩增体系并进行PCR扩增,羊肉、鸭肉及其混合肉样的电泳结果如图4所示。

由图4可知,经过调整引物比例和优化反应参数,在相同的反应体系下,单一模板及混合模板的PCR产物条带均清晰、单一,并与引物设计中的预期条带大小一致,且混合模板的电泳条带差别明显,说明本研究用于羊肉中鸭肉掺假鉴别的PCR检测方法可以达到预期效果,2 种肉类均可实现特异、高效的PCR扩增与鉴别。

2.4 市售羊肉的PCR检测

根据上述检测方法,随机抽取5 份市场流通中的羊肉进行检测。由图5可知,第1批羊肉在480 bp和367 bp处出现2 条特异性条带a1和a2,表明该批羊肉中掺杂有鸭肉;第2、5批羊肉只在367 bp处出现羊的特异性目标条带b和e,表明该2 批羊肉中未掺杂鸭肉;而第3、4批羊肉则只在490 bp处出现鸭的特异性目标条带c和d,说明该2 批羊肉为假冒产品。阴性对照样品未出现条带。

将条带a1、a2、b、c、d、e的测序结果与GenBank数据库中羊和鸭的线粒体Cytb基因序列进行比对,结果如图6~7所示。

由图6~7可知,a2、b和e序实位于羊线粒体Cytb基因序列上,a1、c和d序实位于鸭线粒体Cytb基因序列上。

3 讨 论

市场调研结果表明,流通领域中的羊肉有不同程度的掺伪造假现象,其中尤以掺杂鸭肉现象最为突出[15],羊肉的质量安全逐渐受到消费者和市场监管部门的重视。因此,建立一种准确度高、重复性好的检测方法,对于相关部门加强对市场的监管十分必要。本研究采用的PCR鉴定方法较其他方法具有更高的灵敏性、特异性和便捷性,因此其在肉类品种鉴定分析上起到重要作用[16-18]。

研究表明,在物种进化过程中,线粒体DNA的进化速度要快于细胞核内的DNA[19],因此线粒体DNA具备更明显的种间多态性和种内多态性,能够更精准地将有较近亲缘关系的物种区分开来[20-21]。另一方面,细胞中线粒体DNA的含量是核DNA的1 000 倍以上,线粒体内DNA具有更加稳定的环状结构,跟细胞核内DNA相比,线粒体DNA的提取比较简单,并可以应用于PCR反应中[22]。

因此在国内外的研究中,用于肉类来源鉴定的序列主要位于线粒体上,其中最常用的序列为12S rDNA、16S rDNA、Cytb和D-loop等[23-26]。

本研究通过对羊、鸭的线粒体Cytb进行分析比对,根据分析结果在序列保守区设计羊、鸭通用的上游兼并引物,并分别在两者的序列特异区设计特异性下游引物,采用一次PCR反应的方法鉴别羊肉中是否掺杂鸭肉,经反复实验证明,该方法可实现在一个反应体系中体现出2 个不同物种的特异性,且引物序列具备灵敏性和稳定性;所建立的PCR检测方法样品用量少,可在几小时内准确、快速地得出结果,具有较强的实用性。

随着生物技术(基因芯片、蛋白质芯片等)的飞速发展和其他新兴技术的不断涌现,在后续的工作中,需要进一步加强基因检测等多种检测技术的结合使用,扩大应用领域[27-28]。例如:基于基因的多态性,在PCR的基础上发展指纹图谱技术和DNA条形码技术,不仅可以鉴定物种还可以追踪溯源[29-30];在生产及检测过程中引入大数据技术,构建数据库,共享物种的特征数据及模型;在现有的检测技术基础上,研发更加低成本、高通量、准确可靠的检测方法,提高掺假检测鉴别的能力,完善肉类掺假检测技术体系,为我国肉类食品的质量安全做好保障,这些工作需要在今后的研发中作进一步的探索。

参考文献:

[1] 郑灿龙. 羊肉的营养价值及其品质的影响因素[J]. 肉类研究, 2003, 17(1): 47-48.

[2] 丁存振, 肖海峰. 我羊肉供需现状及趋势分析[J]. 农业经济与管理, 2016, 37(3): 86-96.

[3] 张慧霞, 宗卉, 吴建平, 等. 应用SYBR GreenⅠ实时荧光PCR溶解曲线检测鹌鹑源性成分[J]. 中国畜牧杂志, 2010, 46(17): 70-72.

[4] HUBALKOVAL Z, KRALIK P, TREMLOVA B, et al. Methods of gadoid fish species identification in food and their economic impact in the Czech republic: a review[J]. Veterinarni Medicina, 2007, 52(7): 273-292.

[5] 张驰, 邱皓璞, 张筠, 等. 荧光定量PCR检测肉制品中鸭源性成分[J]. 食品科学, 2013, 34(18): 154-157.

[6] 马永征, 马冬, 白娣斯, 等. 免疫学检测肉类制品掺假研究进展[J]. 肉类研究, 2012, 26(9): 26-29.

[7] MAGDSIENA M, EDWARD P. Species identification of meat by electrophoretic methods[J]. Acta Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria, 2007, 6(1): 5-16.

[8] XU Y J, JIN M L, WANG L J, et al. Differential proteome analysis of porcine skeletal muscles between Meishan and Large White[J]. Journal of Animal Science, 2009, 87(8): 2519-2527. DOI:10.2527/jas.2008-1708.

[9] SENTANDREU M ?, SENTANDREU E. Authenticity of meat products: tools against fraud[J]. Food Research International, 2014, 60(6): 19-29. DOI:10.1016/j.foodres.2014.03.030.

[10] MONTOWSKA M, POSPIECH E. Species-specific expression of various proteins in meat tissue: proteomic analysis of raw and cooked meat and meat products made from beef, pork and selected poultry species[J]. Food Chemistry, 2013, 136(3/4): 1461-1469. DOI:10.1016/j.foodchem.2012.09.072.

[11] AIDA A A, CHEMAN Y B, WONG C M, et al. Analysis of raw meats and fats of pigs using polymerase chain reaction for Halal authentication[J]. Meat Science, 2005, 69(1): 47-52. DOI:10.1016/j.meatsci.2004.06.020.

[12] SHARMA A, KMMAR S, SHARMA N, et al. Prospects in bioscience: addressing the issues[M]. India: Springer, 2013: 49-54. DOI:10.1007/978-81-322-0810-5.

[13] 李通, 尹艳, 王海, 等. 聚合酶链式反应快速鉴别5 种常见肉类别[J]. 食品科学, 2013, 34(8): 249-252.

[14] HOPWOOD A J, FAIRBROTHER K S, LOCKLEY A K, et al. An actin gene-related polymerase chain reaction (PCR) test for identification of chicken in meat mixtures[J]. Meat Science, 1999, 53(4): 227-231.

[15] 王彤, 刘显军. 混合羊肉卷的鉴别与管理[J]. 黑龙江畜牧兽医, 2013, 33(16): 69-70. DOI:10.13881/ki.hljxmsy.2013.16.033.

[16] ABBAS D, PAYAM G D, EBRAHIM R. Molecular assay to fraud identification of meat products[J]. Journal of Food Science and Technology, 2014, 51(1): 148-152. DOI:10.1007/s13197-011-0456-3.

[17] 李潇, 曲焱焱, 张丕乔, 等. 聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性和芯片生物分析技术用于渤海地区鱼种鉴定[J]. 色谱, 2011, 29(7): 673-676.

[18] 范丽丽, 李培, 傅春玲, 等. 实时荧光聚合酶链式反应法检测食品中猪源性成分[J]. 食品科学, 2013, 34(8): 224-227.

[19] HEBERT P D N, RATNASINGHAM S, WAARD J R D. Barcoding animal life: cytochrome c oxidase subunit 1 divergences among closely related species[J]. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2003, 270(Suppl1): 96-99. DOI:10.1098/rsbl.2003.0025.

[20] DAVID S, SCOTT E M. DNA barcoding a useful tool for taxonomists[J]. Nature, 2005, 435: 17. DOI:10.1038/435017b.

[21] SACCONE C, de GIORGI C, GISSI C, et al. Evolutionary genomics in Metazoa: the mitochondrial DNA as a model system[J]. Gene, 1999, 238(1): 195-209. DOI:10.1016/S0378-1119(99)00270-X.

[22] CHANDRIKA M, ZAINONMOHD N, MAIMUNAH M, et al. Meat species identification and Halal authentication analysis using mitochondrial DNA[J]. Meat Science, 2009, 83(1): 57-61. DOI:10.1016/j.meatsci.2009.03.015.

[23] MIGUEL V, MEIKE T, ARIE M, et al. Comparative performance of the 16S rRNA gene in DNA barcoding of amphibians[J]. Frontiers in Zoology, 2005, 2(1): 1-12. DOI:10.1186/1742-9994-2-5.

[24] RAMADAN H A I. Sequence of specific mitochondrial 16S rRNA gene fragment from Egyptian buffalo is used as a pattern for discrimination between river buffaloes, cattle, sheep and goats[J]. Molecular Biology Reports, 2011, 38(6): 3929-3934. DOI:10.1007/s11033-010-0509-0.

[25] HSIEH H M, CHIANG H L, TSAI L C, et al. Cytochrome b gene for species identification of the conservation animals[J]. Forensic Science International, 2001, 122(1): 7-18. DOI:10.1016/S0379-0738(01)00403-0.

[26] 王康h, 金红, 蒋利, 等. 藏系绵羊、新疆细毛羊及阿勒泰羊mtDNA D-loop基因序列分析及系统进化研究[J]. 中国畜牧兽医, 2014, 41(1): 160-166.

[27] 欧阳小艳, 莫帮辉, 余华丽. DNA条形码识别-DNA条形码与DNA芯片识别蚊媒准确性的比较[J]. 中国国境卫生检疫杂志, 2007, 30(6): 349-352.

[28] ESCHER N, KAATZ M, MELLE C, et al. Posttranslational modifications of transthyretin are serum markers in patients with mycosis fungoides[J]. Neoplasia, 2007, 9(3): 254-259. DOI:10.1593/neo.06805.

分子生物学技术范文第4篇

[关键词] 分子生物学;双语教学

[中图分类号]G642.4 [文献标识码]B [文章编号]1673-7210(2008)02(c)-101-02

The experience of bilingual teaching in laboratory technology of molecular biology

LI Yu-chao, HOU Gan, LIU Xin-guang

(Institute of Laboratory Medicine of Guangdong Medical College,Dongwan 523808,China)

[Abstract] Molecular biology is an advancing study of life sciences which has been acquiring prompt development, the new theory and techniques of molecular biology change with each passing day. Therefore it is important to carry out bilingual teaching in molecular biology which can make the students master the knowledge and follow up currently worldwide developments of molecular biology more efficiently.

[Key words] Molecular biology; Bilingual teaching

分子生物学是生物学科中最为重要且又进展迅速的前沿学科。当前我国分子生物学研究进展略显滞后,新知识、新技术的获得主要通过查阅相关外文文献和与国外专家的学术交流。有关专家认为,即使以最快的速度把含有最新成果的外文书籍或文献翻译、制定成教材,也要落后于国际前沿数年,而国内绝大多数的医学生掌握的专业词汇较少,很难直接阅读专业书籍,影响了其直接学习国外最新知识、跟踪世界科学发展动态的能力,从而限制了国内分子生物学的发展,也限制了学生尽快掌握前沿科学的能力。鉴于此,教育部高教司在2001年4号文件中制定了推动“双语教学”的相关文件,并强调生物学(主要是分子生物学)是提倡双语教学的重点课程。这将有利于教师和学生及时追踪当前国际分子生物学的最新动态。

我校检验专业(广东省名牌专业)自2004年开展《分子生物学检验技术》双语教学,现将经验体会进行总结,以期更好地促进分子生物学检验技术理论知识的掌握和双语教学的实施及完善。

1 培养兴趣、克服畏难情绪

当前大学阶段的英语学习仍像中学时一样,明显偏重于阅读、语法等应试技能,而对听、说等实际运用能力较为淡化。而作为医学检验专业中补考率明显高于其他课程的《分子生物学检验技术》,由于其理论多为复杂抽象的概念,即使以中文讲解,都被学生视为一门艰涩难懂的课程,为了理解领悟所学内容,往往要花费不少的时间进行复习,这就与其公认更为实用和重要的四、六级考试产生冲突。因此,大部分学生缺乏学习的兴趣,而现在用双语进行授课,更被部分学生视为“洪水猛兽”。很多学生在开课之初就缺乏信心,甚至产生抵触情绪。为此,我们充分做好学生们的心理工作,在开课前,邀请有经验的双语教师及部分高年级学生代表和同学们进行座谈,不仅讲述双语教学的重要性,更让学生们明白双语教学不仅锤炼了听、说等实际应用能力,同时也可以感受国外《分子生物学检验技术》教学的内容与我们的差距。另外,由于加强了对专业课中时常出现的复杂长句的分析研究,也会对公共英语的学习有明显的促进作用,从而提高了学生的学习兴趣和热情。

2 循序渐进,过渡式教学

双语教学不是单纯的英语教学,而是要培养学生能以英语进行思考和学习专业知识的能力,专业知识的理解和掌握是教学的首要目的。为达此目的,必须保证学生对授课内容的完全领会。由于学生的英语水平参差不齐,在开课之初,除对一般性和易懂的内容以英文讲解外,对重点、难点内容,例如在讲授核酸的分离与纯化、DNA重组技术等学生们普遍反映较难理解的章节时,则实行“三明治”式授课法,即先用中文,继以英文,最后再用中文总结的方法,反复演练,强化记忆,以使学生融会贯通。根据学生的反馈信息,当其逐渐适应后,可逐步增加专业英语的部分,直至基本上使用英语教学。但就目前情况而言,为了避免语言滞后造成学生的思维障碍[1],中文讲解仍是必不可少的。

3 调动学生的积极性和主动性

为改变学生上课时被动、机械的角色,我们通过增加随堂问答、随堂测验,并增设多种加分项目,充分调动学生的积极性,具体如下:①在加强预习及复习的情况下,每节课留出一定时间,进行提问及答疑,当学生难以用英语进行回答或提问时,允许其中英文混用,并鼓励学生对授课内容大胆提出异议,对于回答问题正确或提出有价值建议者,除表扬外,还作酌情加分的奖励。这种举措极大地调动了学生的积极性和主动性,也促进了授课教师对课程的精益求精。②由于检验专业学生较医疗本科学生少,我们在《分子生物学检验技术》教学中可以采取不定期的、简单的随堂测验(如名词解释或举例说明本技术在临床检验中的作用等),将测验的成绩以一定比例(20%~30%)记入最终成绩[2]。此举不仅保证了学生养成预习、复习的习惯,也促其在听课时进入集中状态,能更加清养成晰地把握各章节的重点、难点,并减轻了同学们的期末考试的压力。③教学中我们发现,某些学生对电脑知识及技能掌握得相当熟练,遂让其承担制作及维护教学网页的工作,通过该网页上传、下载课件,使大家在上课时能更专心听讲。我们还在网页中开辟讨论板块及前沿进展板块,不仅对课程中的重点、难点进行交流讨论,还鼓励同学们利用互联网进行文献检索,尽可能多地阅读相关资料文献,及时追踪诸如克隆技术、分子标记技术、基因表达调控等理论与技术的最新进展,并加强与老师和其他同学的交流讨论。对于网页制作维护、上传高质量文献的同学亦给予加分的奖励。④由于分子生物学检验技术发展的日新月异,要求其教学内容也必须不断丰富并跟进,同时应及时淘汰陈旧甚至错误的知识。现因种种原因,国内各校普遍存在缺乏合适双语教材的现象。初期,我们自己动手查找、翻译国外文献或教材进行补充,但工作量巨大且繁重,现在当学生对本专业有了一定认识后,我们发动其进行文献资料或教材的查找、翻译、思考,如此不仅缓解了教材老化短缺,还调动了学生的积极性、主动性。很多学生的阅读及翻译水平也随之明显提高。⑤为鼓励学生的学习积极性,我们还从有限的教学经费中给本课程学习优秀者以物质奖励和精神奖励。

4 提高授课及听课效率

《分子生物学检验技术》双语教学中新的专业词汇较多,其特点决定了在同一时段内信息的传递和接收要明显少于中文教学[1],且学生较易疲劳。因此,我们通过下列措施来提高授课及听课效率:①精简教程,尽量删除陈旧的内容,减少板书代之以增加实物模型、图片、动画、录像等来讲解课程中诸多抽象的概念,例如在讲授PCR反应过程时,通过电脑动画展示其变性、退火、延伸这三个步骤,从而明显提高了授课的效率及进度。②为活跃气氛,课中偶尔插入一些颇富趣味性的背景知识(如Southern blot中的虹吸现象)或短小的背景音乐(如细胞凋亡如秋天落叶般凄凉)等,寓教于乐,使得整个课堂氛围始终处于积极、主动的状态,避免了单一文字教学方式常出现的学习疲劳现象。③为使学生上课时认真听讲,不分心于做笔记,我们在授课前就把有关本章节的双语内容资料提前发给学生,同时建议有条件的同学采用录音笔、MP3等工具对授课进行录音,课后认真复听、集体讨论、及时反馈。

5 提高授课教师的素质

为提高自身口语水平,尽力做到以规范、纯正的英语为学生授业解惑。我们加强了同本校外语教研室及其他有经验的双语教学高校的学习交流,并定期开展专业英语培训及试讲,由长期从事双语教学的教师对年轻教师进行传帮带,并在年轻教师授课时做好严格的督导工作。另外,由于年轻教师大多具有扎实良好的英语功底,同时也是将来双语教学的中流砥柱,故虽在资金不充裕的情况下,我们学校也尽量创造条件优先选送部分优秀年轻教师去国外接受专业培训,并在其归来后,做好经验推广,从而为双语教学长期良性发展提供了保障。

推进双语教学是培养高素质医学人才的必行之路。虽然在目前的检验专业《分子生物学检验技术》教学实施中存在诸多问题和困难,但只要能科学、系统地规划,认真总结、积累教学经验,改进教学方法,《分子生物学检验技术》双语教学以及其他医学或检验课程必将不断得到改进和完善。

[参考文献]

[1]孔璐, 余和芬, 潘颖,等.医学生物化学与分子生物学实行双语教学的思考[J].中华医学教育杂志, 2006,26(2):41-42.

分子生物学技术范文第5篇

[关键词]现代分子生物学技术;食品药品;微生物检测;应用

中图分类号:S803文献标识码:A文章编号:1009-914X(2018)24-0163-01

随着食品行业与药品行业的快速发展,食品药品安全问题与质量问题对人们的生命健康及安全有着密切的联系,并产生直接的影响,但从目前情况来看,食品药品安全问题不断发生,主要是由于当前的食品药品检测技术较为落后,难以满足食品药品行业发展的要求,因此对于新食品药品检测技术的研究与探讨是具有重要的现实意义的。而现代分子生物学技术主要是由多种技术所共同组成的,根据行业专家学者对于DNA分子双螺旋结构进行不断深入探索,并对基因与染色体研究发展成熟,使传统食品药品检测技术的缺点得到克服,在食品药品微生物检测中得到广泛应用,为食品药品安全及质量提供充足的保障。

一、现代分子生物学技术分析

(一)聚合酶链式反应技术

聚合酶链式反应技术,即PCR,从实质上来看可以将其作为DNA的一种体外复制,该技术主要是将大量微量DNA扩增,并根据染色体和基因来对微生物基因型加以明确,因此在微生物检测中得到广泛应用。聚合酶链式反应技术主要是在体外对特定DNA分子片段进行高速扩增,并在满足外界高温等条件下,对双链DNA进行解旋,使其变为单链,并降低其温度,在DNA聚合酶作用下将其和引物互补配对,从而形成新的DNA双链结构。合成新双链结构可以将其作为继续扩增模板,并给予合适温度与环境,进行无限扩增。该技术重点是严格控制其温度,PCR技术虽然比传统的食品药品微生物检测方法灵敏度较高,且检测时间短,特异性较强,但同时也存在诸多问题,该技术合成引物对于技术性要求较高,PCR技术的灵敏度较高,在检测过程中会出现将微量外源污染DNA作为有害微生物,从而产生假阳性。

(二)基因芯片技术

基因芯片技术是将固定标记与已知序列DNA探针进行杂交,并进行核苷酸测序,对样品进行分析与检测。在这一技术中还包括有计算机学科、物理学科与化学学科等,是一种高度交叉的技术,在微生物检测、新基因寻找和临床药物检测和临床诊断中得到广泛应用。该技术同时具有自动性、多样性、微型化等特点,在同一芯片中对于多种类生物分子进行检测,当前基因芯片技术在食品与药品检测中还没有得到应用,而在基因表达分析与蛋白质检测中取得了显著的成效。

(三)变性梯度凝胶电泳技术

变性梯度凝胶电泳技术主要是DNA在不同浓度变性剂中会产生不同的连接程度,所产生的电泳迁移率也会不同,而根据不同的电泳迁移率碱基分离所组成的DNA片段也会不同,该项技术与DNA测序技术可以联合使用,从而对食品药品菌落组成成分进行分析。变性梯度凝胶电泳技术在对微生物检测中可以对微生物种群动态活性与多样性进行探究,为人类对自然生物群落的研究指明了方向,但不可避免的是该项技术仍然存在一定的局限性,当前仍不能检测出微生物代谢活性与数量。

二、现代分子生物学技术在食品药品微生物检测中的应用

(一)聚合酶链式反应技术在食品药品微生物检测中的应用

1.在转基因食品检测中的应用

现阶段转基因食品大量出现在人们的生活中,而这些食品的出现是基于现代基因技术发展而来的,在转基因食品中含有大量新的DNA和蛋白质,转基因食品安全问题一直是人们密切关注和重视的问题,只有加强对转基因视频的专业检测,才能确保消费者可以大胆、放心购买。当前对于转基因食品检测方法主要有蛋白质检测法、PCR检测法和蛋白酶活性检测法等,其中聚合酶链式反应技术是所有检测方法中最为安全的,与其他两种方法相比具有不同的优势,由于酶和蛋白质主要成分为蛋白质,蛋白质的易变性失活,因此在专业检验中并不适用。PCR技术作为一种具有较高灵活性、特异性和敏感性的技术,可以对于低含量转基因成分进行检测。而荧光定量技术属于新型PCR技术,在该项技术中加入荧光基因,在PCR检测过程中应用了荧光信号,对于传统PCR檢测方法中的假阳性问题与准确度低的问题成功解决。

2.在致病食品微生物检测中的应用

在致病食品中的微生物主要包括有肉毒梭菌、弧菌、沙门氏菌和单核细胞增生性李斯特氏菌,在对这类致病微生物检测中采用PCR技术具有较高的敏感性和迅速性特点,这也是传统检测技术所无法解决的问题。在牛奶等食品中单核细胞增生性李斯特氏菌是主要病原菌,在对食品中DNA提取中采用裂解法来进行提取,用半套式PCR技术进行检测,通过特殊合成引物来进行特异性扩增,对于其他菌类不会产生反应。与传统PCR技术相比较而言,半套式PCR检测技术的敏感性较高,检测时间较短,通常只需5、6个小时。而肉毒梭菌是肉类食品中常见的致病菌,在检测过程中传统的检测技术对肉毒梭菌进行提取需要多天,对肉毒神经霉素的检测,选择相应的基因序列,通过合成特定引物来对A、B、E等多种毒素基因进行复制,加快检测速度,但由于PCR技术只能检测出是否存在肉毒梭菌,但无法对于霉素与菌是否并存状态进行判断。因此在对肉毒梭菌检测中PCR技术只能作为一种参考。

3.在药品检测中的应用

在药品微生物检测中主要采用的是PCR实时荧光技术,与传统检测技术相比更加准确、迅速的对药品中金黄色葡萄球菌进行检测。

(二)变性梯度凝胶电泳技术的应用

在对菌落变化和食源性致病菌检测中变形地图凝胶技术得到广泛应用,通过对变形梯度凝胶技术与聚合酶链式反应技术进行优化,并与DNA测序技术相结合,对于不同地区中川穹真菌差异性进行分析,从而得出川穹种群系统结构多样性的特点。

结语