基于CRISPR/Cas9基因编辑技术的本科教学实验体系的创建与实践

CRISPR/Cas9是新兴的基因编辑技术,在生命科学研究中发挥着重要的作用。将它引入本科生的实验教学,使本科生了解这项前沿科研技术很有意义。我们创建了一个基于CRISPR/ Cas9技术的本科教学实验体系。该实验体系侧重CRISPR/Cas9技术在哺乳动物细胞中的应用,选用一株基因组上被插入mCherry基因的小鼠胚胎成纤维细胞为实验材料,命名为STO-82。首先设计靶向mCherry的sgRNA,构建CRISPR-Cas9/sgRNA共表达质粒。经测序验证无误后,转染到STO-82细胞。采用流式细胞仪分析检测mCherry阴性和阳性两群细胞,分选出阴性单细胞并扩大培养。最后用测序检验单克隆细胞中靶标DNA序列的编辑情况。结果显示,靶位点有插入或缺失突变,说明体系创建成功。该实验体系将sgRNA设计、CRISPR-Cas9/sgRNA共表达质粒的构建、细胞转染、单细胞分选、单克隆细胞培养、测序序列分析等内容融合为一个综合实验,用于高年级本科生的实验教学。根据实际情况,将教学实践内容分解分块教学,也可以做完整性项目教学。本教学实践采用10人左右的小班分块教学,2人一组,经过3个班（共13组）的实践,绝大部分学生都能完成实验,得到预期结果。通过这个实验,学生加深了对CRISPR/Cas9技术的原理和实验流程的理解,锻炼了实验操作能力和严谨的科研思维,也使学生对该技术的医疗应用风险有了一些认识。     

中华蜜蜂AcNPC2b的原核表达和鉴定

[目的]中华蜜蜂Apis cerana cerana(简称中蜂),其胞内胆固醇转运体AcNPC2a能够识别并结合几种微生物的细胞壁,AcNPC2存在于该蜂触角,参与嗅觉通讯,关于AcNPC2b的功能尚未见报道.[方法]通过对中华蜜蜂AcNPC2b基因进行原核表达,以纯化的重组蛋白免疫小鼠,制备多克隆抗血清;利用荧光定量PCR和免疫印迹检测AcNPC2b的转录活性及蛋白水平,通过微生物结合测定对AcNPC2b的功能进行探索.[结果]中蜂AcNPC2b含有信号肽和ML结构域,具有3个二硫键,与果蝇Drosophila melanogaster DmNPC2b聚为一个亚枝.荧光定量qRT-PCR检测发现,感染中蜂囊状幼虫病毒(Chinses sacbrood virus,简称CSBV)的幼虫体内AcNPC2b基因的表达呈现出先微弱下调再持续上调的趋势.获得了约16ku的重组蛋白AcNPC2b并制备了多克隆抗体,免疫印迹结果表明,中蜂AcNPC2b蛋白在工蜂头、胸与中肠中的表达量最高,触角、马氏管与脂肪体中次之.AcNPC2b蛋白在正常与感染CSBV病毒的中蜂幼虫中均有表达,且在感染CSBV的中蜂幼虫中有微弱上调.重组蛋白AcNPC2b微生物结合测定实验结果显示中蜂AcNPC2b重组蛋白均能与活的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、芽孢杆菌以及白僵菌结合.[结论]正常与感染CSBV病毒的中蜂幼虫体内AcNPC2b基因转录水平和AcNPC2b蛋白的表达含量存在差异,重组蛋白AcNPC2b具有识别并结合病原菌的能力,为后续深入研究AcNPC2b蛋白的分子功能奠定了一定理论基础.     

通过改进实验器具促进师范院校动物学实践教学的体会

动物学是师范院校生物科学专业的基础课程之一,其教学内容包括理论教学和实践教学,而实践教学是理论联系实际、训练学生观察和动手能力的重要教学环节。因此通过引导学生改进昆虫毒瓶和昆虫展翅板等教具,既调动了学生的学习积极性,也培养了学生的科研能力和创新能力,使动物学实践教学取得了良好的教学效果。     

“层次一体化”教学模式在《环境工程微生物学实验》课程改革中的应用

在《环境工程微生物学实验》课程教学改革中,提出了应用"层次一体化"教学模式的理念,并阐述了具体的实施方案。通过对该课程的教学内容、教学方法和考核方法三个方面的改革,体现该教学模式的层次递进和系统全面的特点。实践表明,该教学模式可有效增强该课程的实践功能,促进教学效果的提高,同时还非常有助于提升学生的综合素质和创新能力。     

实验诊断学PBL教学案例的设计原则

由临床检验专业人员承担的《实验诊断学》教学应以临床检验学为教学重点,案例的教学目标及学习重点应围绕临床检验基本原理,检验结果质量保证和检验结果影响因素三方面进行。案例选择应遵循以下原则：①选择质量保证的过程中容易出现问题的环节;②选择物质代谢过程清楚,相关疾病的病理生理改变明确的检验项目,如血糖;③选择在,临床检验中应用较多的方法,比如酶的连续监测法。     

项目式“微生物学实验”教学模式的构建与实践

微生物学实验是生物类各专业的一门重要的专业基础课程,微生物学实验技术是学生认识微生物、改造微生物和利用微生物的重要方法。课程组结合优质教学资源,以及先进仪器设备和网络技术的助力加持,构建了项目式"微生物学实验"教学模式。通过项目实验的科学设计、实施和评价,对实验教学进行了一系列的改革实践与探索,提高了实验教学效果和效率,使学生对微生物学研究有了更系统的认识,对培养学生的综合实践能力和科学研究思维起到了积极有效的促进作用。     

基于成果导向教育理念的“发酵工程实验”课程内容设计及实践

"发酵工程实验"是生物工程专业的工程类重要主干课之一,是培养学生工程设计、工程实践和创新思维的重要课程。基于构思—设计—实现—运行(conceive—design—implement—operate,CDIO)理念,"发酵工程实验"通过构建模块化课程内容,以构思、设计、实现、运作的项目导向模块开展课程设计,进行目标导向的教学模式改革。以"发酵工程实验"课程为载体,将工程基础知识、发酵工程系统实践能力、团队合作能力、创新能力培养等融为一体。建立基于成果导向教育(outcome-based education,OBE)理念的学生学习效果评价体系,完成"发酵工程实验"课程教学任务。学生对改革后的"发酵工程实验"课程满意度明显提高,教学效果显著。     

PBL (Problem-based learning)教学模式在微生物 制药设计性实验教学中的应用

微生物制药设计性实验是提高学生专业技能和培养创新能力的一种重要途径.为提高教学质量,我们在设计性实验教学中开展了基于问题的学习(PBL)教学模式.PBL教学模式的引入显著地提高了学生的学习积极性,锻炼了学生分析和解决问题的能力,增强了沟通和交流能力.本文报道PBL教学模式在微生物制药设计性实验中的实施情况,并对实施过程中出现的一些问题进行分析和探讨.     

食品微生物学实验课立体化教学体系的构建

通过对食品微生物学实验课教学内容、教学手段和方法以及考核方法等方面进行改革,构建了一套基础性实验—综合提高性实验—创新性实验的立体化实验教学体系,使其教学系统化、课程层次化、内容多样化,使学生的综合能力得到了良好的训练,培养了创新意识和综合实验能力,达到了较好的教学效果.