摘要：流式细胞术广泛应用于生命科学研究的各个领域,因其所涉及的原理及操作比较复杂,本科生较难通过一次学习掌握,通过使用流式细胞术检测细胞周期、细胞吞噬和细胞凋亡等3个内容递进的实验,使本科生系统性学习流式细胞术在细胞生物学研究中的应用,这有助于培养其科研思维和实验技能,促进学生主动学习和探索。在教学过程中,设计层层递进的授课内容,讲授流式细胞仪基础知识、荧光信号的收集及显示方法、如何圈门、设置阈值及多荧光检测的荧光补偿等。教学结果表明,“渐进式”的实验设计,加深了学生对流式细胞仪基础知识的理解和掌握,学生逐步学习了细胞标本制备、实验操作和数据处理,提升了学生动手操作与科研分析能力,为科研工作打下了良好的基础,同时探索了先进仪器在本科生实验教学中的应用。

摘要：RNA干扰是由双链小RNA介导的基因沉默现象,已成为一个被广泛应用的反向遗传学研究技术。为了让学生更好地理解该技术,本实验教学让学生自己选择靶基因,设计小干扰RNA和引物,然后检测小干扰RNA介导的基因沉默效果。以2018年第五组为例,该组挑选了小鼠长链脂酰辅酶A合成酶1(acyl-CoAsynthetase long-chain family member 1,Acsl1)为靶基因,设计了两对特异性靶向Acsl1 mRNA的小干扰RNA,通过电穿孔的方式将其转染到3T3-L1中,然后提取细胞总RNA和合成cDNA,最后用相对定量PCR检测mRNA的表达量。结果显示两对小干扰RNA都有60%以上的沉默效果。近3年内,大约83%的学生都能独立完成所有实验并最终成功筛选到至少一对有效的小干扰RNA。该教学实践增强了学生对RNA干扰原理和实验的理解,锻炼了学生的实验与科研能力。

摘要：生命活动包括细胞分化、生长、衰老、死亡等一系列变化,是一个连续发展的过程,而在当前的细胞生物学实验教学中,针对独立、单个知识点的实验设计仍占多数,这不利于学生系统、有机地理解生命现象。该研究以U-937细胞分化过程为对象,设计了3个相互联系的实验,分别为:(1)分化对细胞形态影响的观察;(2)分化对细胞周期影响的观察;(3)分化对细胞吞噬功能影响的观察。通过对实验结果的观察,学生发现分化后,(1)细胞由悬浮生长转变为贴壁生长,细胞形态由圆形变为不规则多边形,并伸出伪足;(2)细胞周期则会发生G1/S期阻滞,停留在G1期;(3)分化后的细胞对细菌的吞噬能力明显增强。该教学设计巧妙地将3个知识点有机整合在一起,旨在通过细胞分化这一生命现象,让学生深入理解细胞在发育成熟过程中形态学、分裂增殖及吞噬功能的变化,帮助学生充分理解生命活动是动态发展这一本质,且能很好地培养学生全面思考、分析及解决问题的能力,进而提升学生对教学实验的兴趣,发挥学习的主观能动性。

摘要：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。

摘要：生物化学实验、分子生物学实验是生命科学各专业的基础必修课,笔者将生物化学实验与分子生物学实验课程相互整合,运用当前科研主流的分子生物学技术研究生物大分子的性质与功能。在整个实验系统中,我们将传统的彼此独立的实验进行整合,设计成有机联系的整体,使每个实验之间相互联系,前一次实验的产物作为下次实验的材料,环环相扣。通过这种实验设计,除了可以让学生在实验的过程中掌握基本操作技能之外,更为重要的是可以激发学生的学习兴趣,训练学生的科学思维方法,提高解决实际问题的能力。

摘要：课程利用"以学生为中心"的教学理念,探索了植物生理学实验的教学设计。在充分考虑学生学习需求和学科发展的前提下,课程根据植物生理学的知识体系设计了模块实验和项目实验,采用多任务并行的形式组织课堂教学,同时设计了多角度、多维度的课程考评体系。实践表明这种教学设计可有效激发学生的学习兴趣,培养学生的综合科学素养,提高学习效率,提升教学效果。