本書是全國高等院校生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)十三五規(guī)劃教材。華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心自2003年成立以來,在注重本科生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能教學(xué)的同時(shí),一直致力于綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與教學(xué)。本書將十多年來積累的實(shí)驗(yàn)方案收集、整理,并結(jié)合近年來生物研究技術(shù)的新進(jìn)展,推陳出新,積集成冊(cè)。本書內(nèi)容由三十五個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)方案組成。本書為開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)而設(shè)計(jì)、編寫,旨在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)根據(jù)需要解決的問題,靈活運(yùn)用實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),并通過合理規(guī)劃實(shí)驗(yàn)過程,獨(dú)立完成課題研究。本書不僅可以作為高等學(xué)校高年級(jí)本科生綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的參考實(shí)驗(yàn)方案,還可以作為各校研究生實(shí)驗(yàn)教材,填補(bǔ)了這方面的教材空缺。
★本書可為擬學(xué)習(xí)相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和研究內(nèi)容的所有讀者提供幫助,也可為從事生命科學(xué)本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師提供有價(jià)值的參考。相信該書的出版能為其它院校的本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到很好的促進(jìn)和示范作用。
★內(nèi)容體系整體優(yōu)化,在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇和編寫上突出綜合設(shè)計(jì)、實(shí)踐能力和學(xué)科交叉,集綜合設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究于一體,在實(shí)驗(yàn)原理、步驟等環(huán)節(jié)提供了實(shí)驗(yàn)探索與設(shè)計(jì)的思路及分析方法。
★本書的某些關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)技術(shù)還采用了錄像、動(dòng)畫等數(shù)字課程,大量圖片配有彩色圖片,均以二維碼的形式展現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了紙數(shù)融合、學(xué)習(xí)方式多元的立體化教材。
華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心自2003年成立以來,在注重本科生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能教學(xué)的同時(shí),一直致力于綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與教學(xué)。經(jīng)過十多年的努力,已經(jīng)形成了一批適用于本科生學(xué)習(xí)的綜合實(shí)驗(yàn)方案,包括反映經(jīng)典生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,和體現(xiàn)學(xué)科前沿、學(xué)科交叉等特色的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。這些實(shí)驗(yàn)方案在生物科學(xué)大實(shí)驗(yàn)、生物技術(shù)大實(shí)驗(yàn)、生物物理大實(shí)驗(yàn)等綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程中經(jīng)過積極使用和研究,激發(fā)了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性,提高了學(xué)生綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰,為大批學(xué)生在省、國家、國際等各級(jí)生物學(xué)競賽中取得優(yōu)異的成績奠定了很好的基礎(chǔ)。
我們將十多年來積累的實(shí)驗(yàn)方案收集、整理,并結(jié)合近年來生物研究技術(shù)的新進(jìn)展,推陳出新,積集成冊(cè)。本書內(nèi)容由三十五個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)方案組成。實(shí)驗(yàn)一至實(shí)驗(yàn)六以擬南芥、大腸桿菌、秀麗隱桿線蟲、黑腹果蠅、斑馬魚、小鼠等常用模式生物的培養(yǎng)及觀察技術(shù)為主,使學(xué)生能掌握規(guī)范的模式生物實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)及實(shí)驗(yàn)技術(shù),為應(yīng)用模式生物研究生命現(xiàn)象打下實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)七至實(shí)驗(yàn)十七以核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的提取、純化實(shí)驗(yàn)技術(shù)為主。實(shí)驗(yàn)方案根據(jù)各類分子不同的理化特性,采用離心分離、沉淀分離、吸附層析技術(shù)、離子交換層析技術(shù)、凝膠層析技術(shù)、親和層析技術(shù)、膜分離技術(shù)、等點(diǎn)聚焦等一種或多種分離純化方法,將DNA、RNA、蛋白質(zhì)等生物大分子或花青素等生物活性小分子從菌液、動(dòng)植物組織細(xì)胞、天然材料等生物材料中提取、純化出來,并進(jìn)行濃度、純度、活性、性質(zhì)、得率等方面的檢測(cè)與鑒定,保證提取物的質(zhì)與量。實(shí)驗(yàn)十八至三十五主要是以目前生物學(xué)功能、結(jié)構(gòu)、材料等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域常用的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)為主,含有基因工程、免疫熒光、組織切片、遺傳篩選、細(xì)胞工程、生物物理、生物材料等領(lǐng)域常規(guī)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的規(guī)范操作及其在基礎(chǔ)研究中的綜合應(yīng)用。
本書編寫時(shí),努力從學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)的角度出發(fā),在內(nèi)容結(jié)構(gòu)上強(qiáng)調(diào)了以下幾個(gè)方面:
1.每個(gè)實(shí)驗(yàn)方案都有明確的問題和需達(dá)到的具體要求,幫助學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),準(zhǔn)確把握實(shí)驗(yàn)任務(wù)與方向;
2.既有實(shí)驗(yàn)原理,也有供學(xué)生參考的、以流程圖形式出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,便于學(xué)生快速掌握解決問題的思路;
3.在實(shí)驗(yàn)操作步驟中,一些較復(fù)雜的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技術(shù)或?qū)嶒?yàn)儀器的操作以圖片、動(dòng)畫、虛擬仿真操作或錄像等形式供學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)參考學(xué)習(xí),另有一些易錯(cuò)、難做、危險(xiǎn)等的操作細(xì)節(jié)也以文字的形式在相應(yīng)的操作環(huán)節(jié)中加以提醒。
4.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論部分,幫助學(xué)生學(xué)會(huì)展示、呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,厘清實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論思路,學(xué)會(huì)有條理地針對(duì)實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果展開分析與討論,并得出結(jié)論。
本書為開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)而設(shè)計(jì)、編寫,旨在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)根據(jù)需要解決的問題,靈活運(yùn)用實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),并通過合理規(guī)劃實(shí)驗(yàn)過程,獨(dú)立完成課題研究,所有實(shí)驗(yàn)方案不能以常規(guī)的教學(xué)學(xué)時(shí)來衡量。
生命科學(xué)發(fā)展日新月異,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展需要與時(shí)俱進(jìn)。本書的實(shí)驗(yàn)方案只是拋磚引玉,教師及學(xué)生在使用本書時(shí)可以圍繞新的問題,重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),將相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)再次組合,形成新的實(shí)驗(yàn)方案用于研究、教學(xué)或?qū)嶒?yàn)。
本書不僅可以作為高等學(xué)校高年級(jí)本科生綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的參考實(shí)驗(yàn)方案,還可以作為各校研究生實(shí)驗(yàn)教材,填補(bǔ)了這方面的教材空缺。
感謝華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的劉亞豐、謝青、肖靚、周愛文等老師對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的教學(xué)與應(yīng)用,感謝?←、陳明潔、汪盛、韓家鵬、劉飛、黃毓文、劉希良、呂月霞、徐旋等老師與同學(xué)在實(shí)驗(yàn)試做、圖片采集等方面的辛苦工作。
由于編寫倉促,水平有限,疏漏難免,誠懇希望廣大高校生物科學(xué)教師提出寶貴建議和意見,以使得本書能夠更好地滿足教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的需要。
唐朝暉,女,博士,華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心副主任,研究方向?yàn)槿祟惣膊∵z傳及疾病基因功能研究、實(shí)驗(yàn)教學(xué),教授遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)、發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、高級(jí)生化與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、生科大實(shí)驗(yàn),榮獲校教師競賽一等獎(jiǎng)。
目 錄
實(shí)驗(yàn)一
大腸桿菌的培養(yǎng)及其生長曲線的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)二
擬南芥的培養(yǎng)與觀察
實(shí)驗(yàn)三秀麗隱桿線蟲的培養(yǎng)與觀察
實(shí)驗(yàn)四
黑腹果蠅的培養(yǎng)與觀察
實(shí)驗(yàn)五
斑馬魚的人工飼養(yǎng)及繁殖
實(shí)驗(yàn)六
小鼠的飼養(yǎng)管理及基本實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)七
質(zhì)粒的大量提取純化與分析
實(shí)驗(yàn)八
人血液基因組DNA的提取純化與分析
實(shí)驗(yàn)九
擬南芥基因組DNA的提取純化與分析
實(shí)驗(yàn)十
擬南芥葉片總RNA的提取純化與分析
實(shí)驗(yàn)十一
動(dòng)物細(xì)胞總RNA的提取純化與分析
實(shí)驗(yàn)十二
血紅蛋白的提取純化與分析
實(shí)驗(yàn)十三
藻藍(lán)蛋白的提取純化與分析
實(shí)驗(yàn)十四
酵母蔗糖酶的提取純化與分析
實(shí)驗(yàn)十五
大蒜超氧化物歧化酶的提取純化與分析
實(shí)驗(yàn)十六 Taq酶的誘導(dǎo)提取純化與分析
實(shí)驗(yàn)十七
紫薯花青素的提取純化及分析
實(shí)驗(yàn)十八
利用熒光標(biāo)記技術(shù)觀察目的蛋白亞細(xì)胞定位
實(shí)驗(yàn)十九 DNA芯片技術(shù)分析基因組片段拷貝數(shù)差異
實(shí)驗(yàn)二十
熒光實(shí)時(shí)定量PCR檢測(cè)細(xì)胞mRNA的表達(dá)
實(shí)驗(yàn)二十一
花序侵染法轉(zhuǎn)化擬南芥
實(shí)驗(yàn)二十二 CRISRR/Cas9技術(shù)在敲除細(xì)胞目的基因中的應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)二十三 RNA干擾靶基因表達(dá)對(duì)細(xì)胞的影響
實(shí)驗(yàn)二十四
秀麗隱桿線蟲RNA干擾技術(shù)
實(shí)驗(yàn)二十五 GST-pull down實(shí)驗(yàn)技術(shù)分析相互作用蛋白
實(shí)驗(yàn)二十六
酵母雙雜交技術(shù)在研究蛋白質(zhì)相互作用中的應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)二十七
細(xì)菌蛋白質(zhì)組雙向電泳分析體系的建立
實(shí)驗(yàn)二十八
斑馬魚全胚原位雜交
實(shí)驗(yàn)二十九
利用冷凍切片及免疫熒光技術(shù)觀察動(dòng)物組織結(jié)構(gòu)
實(shí)驗(yàn)三十
利用石蠟切片及免疫組化技術(shù)觀察植物組織結(jié)構(gòu)
實(shí)驗(yàn)三十一
電壓門控鈉離子通道膜片鉗實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)三十二
利用電融合技術(shù)構(gòu)建重組酵母菌株
實(shí)驗(yàn)三十三
酵母細(xì)胞的固定化及發(fā)酵特性研究
實(shí)驗(yàn)三十四
基于膠原蛋白的人工皮膚支架制備
實(shí)驗(yàn)三十五
絲素蛋白提取及人工血管的制備
附錄