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细胞生物学是生物技术专业的基础课程,它主要从显微、亚显微和分子三个水平研究生命活动的基本规律,目前在生物学、医学、生物制药方面都有广泛的应用。而细胞生物学实验课的开设就是要让学生将课堂上学习的理论知识与实践操作相互结合,加强对理论知识的理解,同时提高学生分析问题、解决问题的能力和综合素质。目前,呼职院开设的细胞生物学实验为12课时,开设的实验内容主要是细胞膜通透性的观察、叶绿体的提取等,这些实验操作简单,学生锻炼的机会少,间接影响了专业课程的学习。等到第四学期开设专业课程实验时(如细胞培养实验),会发现学生的动手能力较弱,不利于高级应用型人才培养。所以,如何通过教学改革,改变传统的实验教学模式,既能激发学生的学习热情,又能达到较好的教学效果,是教育者们一直探索和思考的问题。
一、调整授课时间――使理论知识和实践操作密切结合
目前我院细胞生物学实验课在学期末开设,等理论课内容讲完,集中时间上实验课。这就给学生造成“理论是理论,实验是实验”,没有把它们有机结合起来;另外,学期初讲过的理论内容等到做实验的时候学生已经印象模糊,在上实验课的时候,老师还得花大量时间导入理论内容,才能开始本次实验的操作,不利于课时的充分利用。针对这个问题,要合理调整实验课的授课时间,让实验和理论“并排走”。在理论教学中,教师有针对性地在相关知识点上有意留下悬念,引导学生带着疑问去实验中寻找答案。这种方式,不仅解决了理论教学中存在的问题,还大大激发了学生学习的主动性和积极性,促进教学效果的提高。如讲到细胞凋亡和细胞坏死时,学生很容易混淆它们的特征,通过及时做“细胞凋亡现象的观察”这个实验,学生学到了知识,还能主动发现问题,和老师探讨或自己查阅资料尝试解决它,完成了既定任务的同时也完成一种学习实践活动。
二、调整教学方式――使学生由“被动”变“主动”
以往的实验教学是以教师为中心的知识传授型,教师会讲解实验目的、原理,学生不用动脑思考本实验开设的依据,只是机械的接受这些内容。如此看来,实验课和理论并无二致;而且由于时间的限制,教师都会提前做好学生在实验操作中所用的溶液或者对样品的长时间处理,学生只是重复实验书上的操作步骤。这种“教师包办”的教学方式降低了学生学习的主动性,也不利于培养学生的创新能力。基于存在的这些问题,我们逐渐改变教学方式,主要采用任务驱动教学法。在实验课中,我们以学生为主体,教师安排组织学生有序进行实验操作并对实验过程中产生的问题进行引导和帮助。学生在教师的帮助下,围绕教师安排的任务操作,在完成任务动机的驱动下, 通过对理论课所学知识的主动涉猎和认真思考,充分调动了学生学习的主动性和实验时的责任感, 学生积极参与,完成任务后可收获成就感。
三、调整考核方式――全面考核学生的实验操作能力
以往细胞生物学实验成绩主要是根据学生的实验报告进行评定,造成学生只重视实验报告的书写,很多学生上课敷衍了事,严重影响教师上课的积极性。针对这种情况,我们对考核评价方法进行了改革。实验总成绩由以前的实验报告90%+出勤10%,改变为实验设计占30%,实验操作占45%,实验报告结果占20%,出勤占5%,每次实验都要以这种方式给成绩,总成绩为每次实验成绩的平均。这种成绩评定方式增加了教师的工作量,但是它能准确、客观地评价每个学生对实验操作的学习态度、学习方法和学习效果,也制止了某些学生偷懒、浑水摸鱼取得实验成绩,鼓舞了勤奋好学的学生,真正达到以评促学的效果。
四、结语
实验课程的开设是将理论知识和实际操作有机结合的一门课程,如何上好实验课,不但对教师有严格要求,对教学设备亦有要求。实验课教师除了具备扎实的理论知识,还要具有丰富的实践经验。细胞生物学实验需要较复杂的仪器设备,这就要求学校加大投入,为学生开阔视野、加强实践操作能力提供便利条件。总之,要想让实验课达到理想的教学效果,还需要教师继续努力,精心设计实验内容、合理安排时间和公平公正的考核制度,为培养全方位、高素质、能力强的应用型人才奠定基础。
参考文献:
兴趣是学习最好的老师,但是现在单一的教学方式往往使学生处于被动地位。因此,改变学生的学习地位,配合多元化的教学方式来调动学生学习的积极性成为亟待解决的问题。
1.1变被动学习为主动学习
中国当前的教育模式几乎仍是填鸭式教学,而实验课的教授更是老师讲解为主,学生完全处于被动地位。许多学生在细胞生物学实验过程中不知前因后果,只是草率结束实验,课后将实验内容抛之脑后,一无所知。为调动学生的主观能动性,在实验开始前,只是简单介绍相关的知识,提出实验目标。然后由学生在课下预习实验内容,查找资料,熟悉每一个实验步骤的原理、所需试剂的作用及配备方法,做好充足的准备工作。在细胞生物学实验结束后,分组讨论在实验过程中出现的问题,及对结果的多样性进行分析,鼓励大家畅所欲言,探讨该次实验内容能够用于解决哪些实际的问题。最后,要求学生认真整理出一份实验报告。在整个实验过程中,老师只起到引导、鼓励及评价的作用,而使学生处于主动地位。突然之间的角色转变使很多同学学习起来有些吃力,但是坚持一学期下来,发现学生的自主学习能力明显提高,这正是“授之以鱼,不如授之以渔”。
1.2变传统教学为多元化教学
现在一些高校的细胞生物学实验课教学方式仍为传统的板书讲解,这种教学方式早已不符合时代的发展。为使学生更直观生动的了解实验过程,将实验过程制作成录像,上课前通过多媒体播放教学示范录像。例如,对于原代培养细胞实验,前期的准备工作繁琐,耗时长,不可能每个同学都参与,这时通过播放教学示范录像,使学生深刻了解整个实验的来龙去脉。另外,在实验课上由“老师讲”变为“学生讲”。课前要求学生预习实验目的、原理及注意事项等,上课时随机挑选学生为大家讲解,其他同学对讲解的内容进行补充和纠正。在显微镜的使用实验课中,将学生分为2~3人的小组,小组中的每位同学分别操作显微镜,其他同学在旁观看,指出这位同学在操作过程中存在的问题,进而加深学生对显微镜使用方法及注意事项的印象。
2考核方法的改革
随着对实验课的重视程度提高,细胞生物学实验课成绩在总成绩中所占比例也相应增加。实验课的考核不再只依靠实验报告,而在于对学生实验原理的掌握及实验操作能力的评价。通过课前提问形式,了解学生的预习情况并给予一定评分。在实验课结束时,随机抽取部分学生,考核其对该次实验中关键技术的掌握,如显微镜、离心机、天平等仪器的正确使用及临时装片的制备,并叙述在操作过程中的注意事项等,从而对学生的操作技能进行测试。另外,在批改实验报告时,主要依据学生对实验数据的分析及总结程度给予评分,强化学生的分析思考能力。
3结语
关键词:细胞生物学实验;综合性实验;研究性实验;开放教学
细胞生物学作为生命科学中的一门重点学科,其实验教学在课程教学中起着举足轻重的作用,不仅有助于学生对细胞生物学中重要知识点的学习和理解,同时对培养学生的细胞学实验技能与创新思维起至关重要的作用。但现行的实验教学由于诸多因素很难行之有效,主要表现在以下两点:第一,单一的实验教学枯燥,很难让学生积极主动地去学习;第二,实验内容简单过时,基本上是验证性实验,缺乏综合性、设计性。在实验教学中开展综合性实验内容、实行开放式管理的创新实验教学模式是高等教育培养创新人才、实现素质教育目标的重要途径,也是为学科专业竞赛提供人才、为教师科研提供助手的重要途径。为了更好地发挥综合性实验的教学特色,教师要以培养学生的创新意识为主,鼓励学生探索知识,提高学生的整体素质。笔者针对细胞生物学综合性实验的安排和实施、存在的问题和解决方案等环节进行一定的探索,以期探索一套开放式、研究型的综合性实验教学模式。
一、开放式、研究型的综合性实验教学模式
1研究型教学内容的安排
细胞生物学作为生物学的专业基础课,实验教学的开设与之相辅相成,是对理论教学的重要补充和巩固。在以往的教学中,由于实验条件等硬件设备的限制,实验课程的开设局限于显微观察等较为简单的内容。对于那些推动细胞生物学快速发展的新技术、新方法,特别是在现今实验室广泛采用的实验技术等,由于实验教学平台的不足而导致综合性实验无法开设,客观上造成了学生在实验课堂上仅能学到较为简单的实验操作,而对先进技术方法的认识和理解停留在书面上,造成实验教学与理论教学的脱节。
细胞生物学作为生物学的专业基础课,实验教学的开设应与理论教学相辅相成,并作为理论教学的有力补充和巩固。我校细胞生物学的理论课往往在大二第一学期,学生刚刚接触专业课,并且生物学相关知识和实验技能缺乏,甚至连显微镜的基本操作都不熟练。因此,综合实验的开设应建立在基础实验的基础上,而且不能脱离学生对理论知识的理解。
基于上述相关情况,笔者在细胞生物学实验教学后期针对不同专业提供一系列相关的综合性实验,教师可以针对学生的不同兴趣来制订实验方案;学生则可以自由模拟实验的内容和方案;实验中的缺点和漏洞必须由教师指点后,方可开展。综合性实验开设在课程后期,具体完成由学生自由支配时间,在学院实验室内完成实验。比如,基于水稻原生质体转化的亚细胞实验。原生质体转化实验在各实验室里广泛应用,已成为一种非常重要的细胞生物学类实验技术,但由于该实验操作时间长而且实验教学不具备荧光共聚焦显微镜平台等局限,导致此类实验很难在实验课上开设。但是,这些条件可以在科研实验室内得到满足,因此,综合性实验的开设首先从地点上由传统的实验教学平台转移到科研实验室。水稻原生质体转化实验是依赖纤维素酶进行酶解水稻幼苗分离原生质体,后续利用PEG将外源片段转入原生质体15~20小时,观察荧光蛋白在原生质体中的表达情况。该实验的重点是如何增加外源片段的转化效率,其影响因素很多,包括培养的幼苗生长状态、选取的幼苗部位、w维素酶酶解时间、PEG浓度以及转化时间等。这些影响因子能够给予学生更多的思考空间,使原本枯燥、简单、机械的实验操作变得更具有研究性,能够很好地激发学生的创造性思维,利于培养学生分析问题、解决问题的能力。另外,外源片段的选取来自于已经报道的融合荧光蛋白的各类细胞器标志性蛋白,如内质网、细胞核和质膜等,最终通过荧光蛋白的观察可以更形象地帮助学生认识植物细胞中各种细胞器的形态。本实验跟理论课中介绍的细胞培养、细胞转化、荧光蛋白标记和细胞器结构等知识点有机地联系在一起,更深刻地加深学生对理论知识的理解。
2教学内容的实施
(1)课前准备。综合性实验的开设应基于过硬的基本技能和扎实的理论知识,不能忽视学生的接受能力,一味地追求创新性、研究性试验的开设而放弃基本技能的培养,因此,综合性试验开设应基于一些基本实验,如显微操作和细胞培养等。同时,实验课内容的选取也应与理论课的开设保持一致,这样既能避免知识的重复讲述浪费时间,也有利于学生对实验内容的更好理解,增强实验课的实验质量和课堂效果。同时,针对学生对综合性实验相关理论与技术上的欠缺,一方面,教师可以加强学生的课前预习,针对实验内容督促学生加强文献阅读,根据自身情况制订具体的实验方案,并提前准备实验材料和试剂;另一方面,教师可以充分利用多媒体教学手段,制作规范的操作视频,并在课前展示给学生,直观生动地阐述实验难点。这样既有助于提高学生的实验积极性,还能增大课堂教学的信息量,提高课堂效率,为开放式实验模式的顺利采用打下基础。
(2)实验分组。为了既能培养学生的独立思维能力,又使其具有相互协作的团队精神,要求每4~5个学生为一组。教师按照学生拟定的实验计划充分提供实验试剂和操作平台,最大限度地给学生创造实验操作机会,争取每一个实验环节都由学生亲自动手,包括课前实验试剂的配制和实验材料的准备,充分锻炼学生的动手能力。
(3)实验操作。综合性实验在科研实验室中的开设是开放式的。实验开始时,学生自己动手,依靠教师的机会减少;教师也不能像平时上课一样随时指点学生,因此学生自己动手创新的时间增多,以此来看,实验式教学的效果有效。学生的实验操作规范是否正确,直接影响实验教学质量和教学效果。针对上述问题,除了课前多媒体教学视频的示范,实验室中的研究生会为学生及时提供技术支持和实验安全监督,保证实验的顺利进行。
3课后反馈
实验结束后,实验结果的总结和实验方法的优化是综合性实验开设的重要环节,是研究性实验的重要体现。由于各种因素的影响,各组实验效果不尽一致,甚至会因某些实验环节考虑不周、操作不当而导致实验失败,比如,在溶液配置过程中,仅仅考虑了融合剂的浓度而容易忽视溶液PH值的调节,影响质粒的转化效率而导致实验效果均不理想;还有没有考虑水稻幼苗的生长状态,导致分离的水稻原生质体状态不佳影响实验效果,等等。而通过实验课后的分析和总结对实验设计的优化,不仅使学生了解到科研实验的基本流程,同时也培养了学生严谨的实验态度和思考分析问题的能力。学生对这种能使自己主动实验的课程持欢迎态度,实验效果得到极大的提高。
二、结论
笔者利用正常教学周的周末在个别班级探索性地进行开放性、研究型的综合实验教学模式的摸索,在内容上体现从单一实验到研究性实验的渐进,从教学方式上体现从常规教学到半开放教学的转变,以期在教学目标上达到训练基本技能与基本理论到综合实验能力、创新实验能力与素质的提高,取得了一致好评。多名学生因为综合性实验的吸引对生物学实验产生浓厚的实验兴趣,他们在上好课的前提下利用课余时间主动加入本课题组中参与更深入的科学研究,并获得了国家、省和校级创新课题的资助,且所参与的课题部分取得了不错的进展。最令人欣慰的是,学生并没有因为花费大量时间在实验室而影响课程的学习,他们每年几乎都能获得国家等各级奖学金,多人被保送到著名大学和科研院所,并获得导师的好评。
开放性、研究型细胞生物学实验教学体系相对于传统实验教学模式,在教学模式和教学理念方面都有所改进,但随着细胞生物学学科的发展及实验条件的改善,笔者认为还可以从以下几个方面进一步完善这一教学体系:第一,紧跟细胞生物学学科前沿,密切联系科研技术,逐步更新完善实验内容。例如:细胞转化实验可以同时提供烟草表皮细胞农杆菌注射、洋葱表皮细胞基因枪法以及水稻原生质体法等试验方法供学生选择,比较各种方法的实验效果并进行相关改进等。第二,合理加大设计实验在日常教学中的比例。遵循“通”与“专”结合,充分尊重个人专业兴趣,尽可能为感兴趣的学生提供进一步训练的实验条件,充分调动学生的主观能动性和实验积极性,挖掘学生潜能及创造力。
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关键词:细胞生物学;医学遗传学;实验教学;教学质量
中图分类号:G40-034 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2015)03-0085-01
细胞生物学和医学遗传学是医学院校的基础课程,也是一门实验性很强的学科。细胞生物学和医学遗传学的教学分为理论教学和实验教学两部分。实验教学与理论教学联系密切,相辅相成,不可或缺。细胞生物学和医学遗传学实验教学要重视对学生独立观察、思考和操作能力的培养,学习能力和创新能力的培养,以及分析问题、总结问题能力的培养。综合多年来对临床医学、口腔医学等专业学生的实验教学实践和探索,笔者就实验教学提出几点体会,以期培养出高素质专业型医学人才。
一、提高教师自身素质
首先,教师应通过网络高校教师在线培训和查阅最新文献,不断学习新的理论和技术,应用到日常实验教学中,让学生了解一些科学前沿的知识,充实教学内容。其次,基础学科教师还要兼具临床医学方面的知识,为学生日后走向临床打下坚实的基础。另外,高素质的师资队伍是保证实验教学水平不断提高的关键。近年来,我科室教师不断提升自己的学历,通过在职进修、脱产学习等方式提升师资队伍的学历水平。
二、改变教学模式,提高学习兴趣
在以往的教学中,学生的一切实验行为都由教师安排,教师是主体,学生只是被动地接受,忽视了学生的自主意识。标本片都是教师给准备好的,直接在显微镜观察即可。整个教学过程学生缺乏主动性,教学效果欠佳。如学生进入教室,首先就把教师提前在黑板上写好的目的、原理和实验步骤抄写下来,显微镜下观察标本片也是敷衍看看,结果有的就按照书上画,或者互相抄袭,如同完成任务一样完成实验报告。事实上,在细胞生物学和医学遗传学实验课中,学生也应该是实验的参与者,而不是任务的执行者。因此,适当地安排一些由学生自己动手制作完成的实验用品对于提高学生的学习兴趣能起到很好的作用。如以前我们实验课学习显微镜的使用,我们让学生学会显微镜如何操作后,给学生一些已经制作好的各种组织的标本片进行观察。而现在,我们让学生自己动手制作标本片,取材更是取自学生自己的口腔上皮细胞,这样,学生的制作热情和观察热情就被激发了出来。每个学生都积极地制作一张自己的口腔上皮细胞标本片,放在显微镜下仔细观察,认真绘图。有的学生还用手机拍下来,看着自己亲手制作的标本片,很有成就感和参与感,教学效果显著提高。
三、采用多种教学手段辅助教学
有些实验理论较为抽象,学生理解起来有一定的难度。尤其是对于文科学生,细胞生物学和医学遗传学的知识以前几乎没有学习过,基础薄弱。怎么能让这些学生快速入门呢?我们除了常规的板书以外,应利用现代科技手段、多媒体动画辅助教学,真正做到抽象的理论直观化,让学生对于整个实验原理是如何发生发展的一目了然。举例来说,在细胞有丝分裂观察实验中,细胞有丝分裂的过程既是重点又是难点,复杂且抽象。但是借助于三维立体动画展示,可把整个有丝分裂过程,即两组完全一样的染色体如何精确分离的过程清晰明了的呈现在学生眼前。通过这样的展示,学生轻松地掌握了实验理论,为接下来的细胞形态观察和画图打下了良好的理论基础。
四、改进教学方法,理论与实际相结合
教师在教学过程中常规使用的教学方法是讲授法,这样学生理解起来比较被动,只能跟着教师的思路走,忽视了学生对知识获得的自主性和能动性。现在,我们除了讲授法外还加入启发式教学,并注重理论与实际结合起来,调动了学生思维的主动性,为学生的持续发展创造了更广阔的空间。例如人类染色体观察与核型分析实验中,在讲授正常染色体形态、数目前,先提问学生是否见过先天愚型的人。学生在教师的启发下开始积极思考,回答出自己见过哪些人,有什么样的特征,如表情呆滞、发育迟缓、身材矮小等。教师接着提问这些人为什么有这样的缺陷,学生一般答不上来。教师就可以解释因为他们多了一条23号染色体,就造成了人生这么大的缺憾,所以今天我们要先把正常染色体的形态数目了解清楚,才能对一些遗传学疾病采取积极地预防措施。通过这样的讲解,学生明白了学习和研究染色体的重大意义,学习态度也认真了许多。同时,还激发了学生投身科研、造福人类的热情。
五、教学相长,亦师亦友
传统教学中,学生对老师是比较敬畏的,课堂气氛也比较严肃,教师在前面讲,学生在下面做笔记。实际上,我们应该改变这种刻板的场景,与学生多一些交流与沟通。如可让学生畅谈自己对于某些理论、某些现象的看法,教师给予纠正和补充,从而加深学生对知识的理解与记忆。尤其是实验课,学生有任何问题随时都可以提出来让老师帮助解决,或者学生有更好的建议可以应用于实验教学,这样才能做到教学相长。
通过以上几点,充分调动了学生的学习积极性,活跃了课堂气氛,丰富了教学内容,培养了学生严谨的实验态度和科研意识,细胞生物学和医学遗传学实验教学取得了较好的教学效果。
参考文献:
[关键词]腭裂;瘢痕;成纤维细胞;rhIFNα-2b;rhIFN-γ
[中图分类号]R619+.6R782.2 [文献标识码]A [文章编号]1008-6455(2011)06-0926-03
Empirical study of interferon affecting on the fibroblasts of the exposed bone surface from cleft palate scar
TAO Ming1,2,HU Chao3,DING Ding1,ZHAO Li-li1,ZHAN Jia1,SUN Hui1,SUN Hui1,WANG Yuan-yin1,ZHOU Jian1
(1.Stomatological Hospital,Anhui Medical University,Hefei 230032,Anhui,China;2.Department of Stomatology,Yijishan Hospital of Wannan Medical College,Wuhu 24100,Anhui,China;3.Department of Stomatology,The Third Military Medical University,Chongqing 400037)
Abstract:ObjectiveTo study the effects of interferon to the biological activities of fibroblasts origined from the exposed bone surface from cleft palate scar in vitro cultural. MethodsMaking rabbit cleft palate scar models, in vitro culture,observed by MTT assay and flow cytometry, analysis the effects of interferon to the biological activities of fibroblasts origined from the exposed bone surface of cleft palate scar. Data using analysis of variance and q test treatment. ResultsCompared with the control group,after added interferon, cleft palate fibroblast's growth trends and value-added activity of experimental group was inhibited significantly. Percentage of cells decreased during the S-G2-M stage.ConclusionsInterferon on the growth trends and value-added activity of the cleft palate fibroblast has significant inhibitory effect, indicating that cleft palate in the prevention of scar formation of the exposed bone surface has some value.
Key words:cleft palate;scar;fibroblast;rhIFNα-2b;rhIFN-r
先天性腭裂发病率约占人口出生率的1/700左右,严重影响患者的口腔颌面部器官的形态与功能及心理健康。虽然目前的外科技术已能实现对腭部裂隙的良好修复,有助于语音及吞咽功能的恢复,但大量的临床与基础研究证实,术后患者上颌骨的生长发育继发畸形会变得更为严重,对患者的颌面形态与功能构成严重危害。腭裂术后上颌骨继发生长畸形的病理解剖学基础已经探明是腭裂术后遗留在上颌骨硬腭的骨面瘢痕挛缩所致[1-2]。因此,如何防治腭裂术后骨面瘢痕形成是目前口腔颌面外科领域亟待解决的难题之一。在瘢痕的形成与增生过程中,成纤维细胞是主要的效应细胞,其功能状态是影响瘢痕发生、发展、以及转归的主要因素。干扰素(IFN)具有抗病毒、抗肿瘤、影响细胞增殖分化等多种生物学效应。临床上已经有将干扰素用于防治瘢痕形成的报道,但用干扰素观察腭裂术后骨面瘢痕成纤维细胞生物学行为的影响尚未见报道,本实验通过体外观察和研究干扰素对腭裂术后骨面瘢痕成纤维细胞的生物学作用,可为寻求应用干扰素治疗腭裂术后骨面瘢痕提供实验依据。
1材料和方法
1.1 实验试剂:DMEM培养基(低糖 美国Sigma公司),新生小牛血清(杭州四季青生物工程材料有限公司),胰蛋白酶(美国Sigma公司),PBS(pH7.2~7.4)液,Hank's(pH7.2~7.4)液(自配),rhIFNα-2b和rhIFN-γ(安徽安科生物工程股份有限公司),MTT溶液(5mg/ml)(美国Amresco公司),二甲亚砜(DMSO,分析纯)。
1.2 实验方法
1.2.1兔腭裂术后骨面瘢痕动物模型的制备:成年大耳白兔6只(合肥工业大学控释药物研究中心动物室提供),体重2千克,3%戊巴比妥钠溶液按30mg/kg进行耳缘静脉注射麻醉,仰卧位固定四肢,张口,沿腭中缝做纵行切口,逐层切开腭部软组织,骨膜分离器左右分离软组织,显露出上腭骨面,彻底止血后沿切口缝合。麻醉效应过后,兔肢体可自由活动,术后连续5天每日肌注80万单位青霉素,术后4周在全麻下沿原切口切开,取腭部骨面上的瘢痕组织以进行下一步实验。
1.2.2腭裂术后骨面瘢痕成纤维细胞的原代培养及传代:采用组织块法进行成纤维细胞原代培养(见照片2),用含15%新生小牛血清DMEM培养液于37℃、5%CO2孵箱中培养,2~4天更换培养液,待原代培养长出的成纤维细胞接近或达到融合时,用0.25%胰酶消化传代。
1.2.3细胞生长增殖情况(MTT测定法):取第3~5代生长状态良好的对数生长期细胞,消化后用15%新生小牛血清DMEM培养液制成细胞悬液,调整细胞数位1×106/ml,接种于96孔培养板中,共2板,每孔加入200μl,并留下不含细胞和培养液的调零孔,将96孔板移入37℃、5%CO2孵箱中培养24h。取出96孔板,弃上清液,每孔加入200μl无血清DMEM培养液继续培养24h。取出96孔板,换新培养液,实验1组分别加入浓度为2 000、4 000、6 000、8 000、10 000U/ml的rhIFNα-2bDMEM培养液,实验2组分别加入浓度为2 000、4 000、6 000、8 000、10 000U/ml的rhIFN-γDMEM培养液每孔液体总量为200μl;对照组加相同容积的DMEM培养液;每一浓度药物设6个平行孔。将96孔板置入37℃、5%CO2孵箱中分别培养24、48h。
MTT测定法:取出96孔板,每孔加入MTT溶液(5mg/ml)20μl,继续培养4h后取出,小心吸去孔内上清液,每孔加入150μlDMSO,振荡10min,使结晶物充分溶解;选择570nm波长,在酶联免疫检测仪上测定各孔光吸收(OD)值。
1.2.4细胞周期分析(流式细胞术):取第6~8代生长状态良好的对数生长期细胞,消化后制成单细胞悬液,调整细胞数为1×106/ml,接种于25cm2的细胞培养瓶内,培养24h。弃原培养液,加入无血清DMEM培养液继续培养24h,进行细胞同步化处理。实验1组分别加入终浓度为2 000、4 000、6 000、8 000、10 000U/ml的rhIFNα-2bDMEM培养液;实验2组分别加入终浓度为2 000、4 000、6 000、8 000、10 000U/ml的rhIFN-γDMEM培养液;对照组加入相同容积的DMEM培养液,每组3瓶。将培养液置入37℃、5%CO2孵箱中培养48h;0.25%胰酶消化后制成单细胞悬液,1 000r/min离心5min,弃上清,收集细胞,70%冰乙醇固定18h,4℃保存;PI综合染液室温下避光染色30min,300目尼龙网膜过滤,流式细胞仪测细胞周期。
1.3统计学处理:实验结果用x±s表示,采用方差分析及q检验,P<0.05为差异有统计学意义。
2结果
2.1 干扰素抑制腭裂术后瘢痕成纤维细胞生长增殖:MTT比色实验测定结果显示,加入rhIFNα-2b和rhIFN-γ培养24h后实验组于对照组OD值之间差异无统计学意义(P>0.05),培养48h后,与对照组比较,2 000U/ml浓度组差异无统计学意义(P>0.05),4 000、6 000、8 000、10 000U/ml浓度组差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01),提示rhIFNα-2b和rhIFN-γ对腭裂术后骨面成纤维细胞的增殖有抑制作用(见表1、表2)。
2.2干扰素对腭裂术后瘢痕成纤维细胞的细胞周期的影响:流式细胞术测定结果显示:对照组成纤维细胞培养48h处于S-G2-M期的百分比为(44.54±3.21)%,加入rhIFNα-2b和rhIFN-γ作用48h,与对照组比较,2 000U/ml浓度组差异无统计学意义(P>0.05);而4 000、6 000、8 000、10 000U/ml浓度组处于S-G2-M期的百分比均明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01)(见表3)。
3讨论
国内外研究已表明,腭裂术后硬腭部骨面的形成及瘢痕修复将抑制患者上颌骨的生长,引起患者颜面部凹陷,反牙合等畸形和功能障碍。有研究表明骨面的瘢痕组织,由于缺少大血管和弹力纤维,胶原纤维呈横向走行并通过纤维附着于硬腭骨上,而且粘骨膜与牙周韧带相延续,因此在收缩时,对牙弓产生向内的牵张力,从而导致了面中份骨的发育不足[3]。创伤愈合是人体组织修复的一种过程,而瘢痕形成则是过度愈合或愈合紊乱。瘢痕中的成纤维细胞是创面愈合、瘢痕形成、增生和挛缩的功能性细胞,其增殖、活化、分化的异常直接导致病理性瘢痕的形成。干扰素是一类具有抗病毒、抗肿瘤以及免疫调节等多种生物活性的细胞因子。它是目前比较明确的瘢痕增生负性调节因子[4-5]。近年来,许多体外研究表明干扰素具有抑制成胶原的合成,促进胶原降解以及激活胶原酶的活性,起到对病理性瘢痕中成纤维细胞的抑制作用[5-6]。临床上也有局部注射干扰素来治疗病理性瘢痕的报道[7-8]。然而,干扰素是否对腭裂术后骨面瘢痕来源的成纤维细胞有抑制作用,之前未见报道。本实验将干扰素作用于体外培养的兔腭裂术后骨面瘢痕成纤维细胞中,结果表明对细胞增殖产生明显的抑制作用。
我们为了能够将干扰素应用到预防腭裂术后的继发畸形中,于是在此首先观察了rhIFNα-2b和rhIFN-γ对体外培养的腭裂术后骨面瘢痕来源的成纤维细胞的作用,以便为后续研究打下基础。本实验显示,IFN在较高浓度时对瘢痕成纤维细胞的生长增殖具有明显的抑制作用。本实验中采用MTT法检测IFN对成纤维细胞生长增殖的影响,结果发现当加入IFN48h后,4 000~10 000U/ml浓度组OD值明显低于对照组(P<0.05,P<0.01),说明实验组的细胞比对照组细胞生长要慢,活细胞数相对较少,提示IFN对细胞增殖活性产生了抑制作用。但实验组细胞48h的OD值与24h相比仍然有所增加,说明rhIFNα-2b不能绝对抑制细胞增殖,而是抑制了细胞的增长趋势。由于MTT比色法测定反映的是细胞总数,于是我们又应用流式细胞仪测定了细胞总数中各细胞周期的百分比,反映细胞中处于分裂期的总体比例,能准确地揭示群体细胞中具有分裂能力的细胞量。结果显示加入IFN后在短时间内(24 h)与对照组无明显差别,而延长观察时间(48h) 则整体瘢痕成纤维细胞中处于S-G2-M期的比例降低(2 000 U/ml浓度组除外)。说明加入的IFN的抑制活性与细胞数量改变之间有一定的时间浓度依赖关系。我们预测:高浓度的IFN在促使瘢痕组织软化、预防和治疗瘢痕挛缩方面可以发挥作用。
本研究分析测定了IFN对瘢痕成纤维细胞的生物学效应。体外实验肯定了IFN对腭裂术后骨面瘢痕的成纤维细胞的生长趋势及增殖具有显著的抑制作用。虽然其具体的作用机制目前尚未完全清楚,但为进一步进行活体实验提供了依据,也为临床上预防和治疗腭裂术后骨面瘢痕形成及术后上颌骨继发畸形提供了重要的参考信息。
[参考文献]
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关键词 细胞生物学 自主学习 合作研究 教学模式
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.10.049
Research and Practice of Autonomous Learning and Cooperative
Research Model in "Cell Biology" Teaching
HOU Lixia, ZHANG Yuxi, YANG Hongbing, LIU Xin
(College of Life Sciences, Qingdao Agricultural University, Qingdao, Shandong 266109)
Abstract Cell biology is one of the four basic disciplines in the life sciences, but also a frontier-based experiments. "Autonomous learning, cooperative research" mode is especially important for students in the habit of lifelong learning, this paper discusses the teaching mode in cell biology course in practice.
Key words cell biology; autonomous learning; cooperative research; teaching mode
细胞生物学是生命科学领域的四大基础学科之一,在生命科学中占有举足轻重的位置,细胞生物学课程是生物科学和生物技术专业的必修课。其教学质量的好坏直接影响到生命科学学院学生的基本素质和质量。“自主学习、合作探究”的学习模式是“终身学习”的基础,可以使学生终身受益,正所谓“授之以鱼”不如“授之以渔”,也是培养应用型人才、创新型人才的手段之一。结合笔者的教学经验,对该模式进行了探索与实践。
1 “自主学习、合作研究”教学模式的涵义
自主学习、合作探究的教学模式重视学生学习和探索的过程,注意学生在学习中的体验。自主学习的特点主要表现在:自主性、独立性、自控性、过程性。①自主性是指学生处于主体地位,积极参与较教学过程,也就是有学习的内在需要;独立性是指学生能够总结出适合自己的学习方法,从而独立解决学习中遇到的问题;自控性是指学生对学习的过程能够按照自己遇到的问题总结经验并且进行修正;过程性是经过学生分析、比较、判断等过程进行总结,并最终得出结论,强调的是在过程中学习。
合作探究的特点主要表现在互动性,交往性,问题性和开放性。②互动性是指老师与学生的互动以及学生之间的互动,尤其是后者容易被忽略。合作学习的倡导者们认为:在课堂上,学生之间的互动关系对于其学习成绩、社会化和发展的影响力至关重要;交往性主要是指在学习过程中,除了对知识的掌握和理解,也是一种人与人之间的交往过程;问题性是指整个学习的过程就是发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的过程。开放性是指给学生一个自由发展的空间,有利于学生思维的活跃。
2 “自主学习、合作研究”教学模式的必要性
传统的教学中,教师往往着重知识传授而轻视了思维的训练,着重知识的单点深入而轻视了纵横联系;着重理论知识的记忆而轻视实践操作。这种模式不利于学生思维的发展,而且抑制了学生的个性。③为了学生充分理解和掌握细胞生物学的基本内容和研究方法,同时,在遇到最新的研究课题时能够独立思考,找到解决问题的思路和方法,“自主学习、合作探究”的教学模式是很有必要的。此外,“终身学习”一直以来都是教育工作者们所倡导的一种学习方式,可以使学生终身受益,正所谓“授之以鱼”不如“授之以渔”,学生在“自主学习、合作探究”的氛围中愿学、乐学、会学、善学,养成终身学习的习惯,④锻炼学生的思维能力,提高学生解决问题的能力和创新能力。
3 “自主学习、合作研究”教学模式的实施
3.1 激发学习动机,使学生的学习具有持久的动力
3.1.1 讲好第一节绪论课,激发学生的好奇心
绪论课是一门课程的开始,这节课的效果直接影响学生对细胞生物学的学习兴趣,甚至影响学生对这门课的学习效果。在绪论中要强调细胞生物学领域的一些新发现、新技术、新兴的研究领域、著名科学家的事迹等来激发学生潜在的主动学习兴趣。此外还要注意理论联系实际,介绍日程生活中应用到的细胞生物学的知识和技术,激发学生的好奇心。
3.1.2 成立兴趣小组,关注细胞生物学领域的某方面的研究进展
老师设计题目,如:细胞信号转导与癌症的关系;植物细胞凋亡研究进展;细胞器与遗传病等内容,或者选择自己感兴趣的领域,让学生们自己结成5人左右的小组,负责关注本领域的新闻,新的科学发现,新的成果应用等信息,并阶段性总结汇报。
3.2 以思维训练为中心,使学生学会思考问题
关键词:植物细胞;分裂方向;学生演示
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)29-0079-02
《植物学》是高等农林院校植物生产类和生物类各专业本科生必修的专业基础课[1],是一门研究植物形态解剖、生长发育、生理生态、系统进化、分类以及与人类关系的综合性科学,是生物学的分支学科。通常的讲课方式都是以教师的讲解为主,无论利用什么教具,如实物、挂图,甚至运用多媒体教学,但作为学生往往是被动接受,如果让学生参与到课程中来,效果会更佳。细胞是构成生物体的结构和功能的基本单位,细胞分裂是一个母细胞分裂成两个子细胞的过程。细胞分裂有其重要意义,比如保证了遗传物质的连续性与稳定性;是细胞增多的一种方式等。尤其是相对于被子植物中的双子叶植物来讲,植物体的长高和增粗的过程就是由植物体内的次生分生组织细胞进行细胞的分裂、分化而来的。而作为植物体内的细胞来讲,它的分裂是有方向性的。对于细胞分裂方向的内容,比较抽象,首先是因为细胞本身就很小,肉眼不可见;同时细胞分裂是一个动态的过程,而这个过程和结果在一般条件下也很难观测的到。在作者授课的过程中,每每讲到这里,绝大多数学生都反应,这部分内容太抽象,难以理解。经过多年的摸索和积累,我们摸索出来了一个小方法,就是在讲解过程中,让学生参与演示,让他们亲自感受细胞的分裂和分裂方向,这样既提高了趣味性,还使学生记忆深刻,收到了很好的效果。
一、关于细胞分裂方向的几个概念
分生组织的细胞具有各种不同方向的分裂,其可能向一切方向发生分裂,但通常有三个主要的分裂方向,这三个主要的分裂方向在植物学上叫做切向分裂、径向分裂和横向分裂。就细胞壁面方向而言,假定细胞是方形立体的,它的壁面方向按在器官中的位置可分为内外切向壁、左右径向壁、上下横向壁等六个对称面[2]。
1.切向分裂和切向壁。切向分裂是细胞分裂与器官的圆周最近处切线平行,细胞分裂后所生成的新细胞壁在横切面上和植物体或植物器官的半径线垂直。新壁为切向壁。理解上可认为两个子细胞是内外排列或沿半径方向排列。切向分裂的结果,增加细胞的内外层次,使器官加厚,故切向分裂又叫平周分裂。
2.径向分裂和径向壁。径向分裂是细胞分裂与器官的圆周最近处切线垂直,细胞分裂后所生成的新细胞壁在横切面上和植物体或植物器官的半径线平行。新壁为径向壁。理解上可认为两个子细胞时左右排列或沿切线方向排列。径向分裂的结果,扩展细胞组成的圆周。
3.横分裂和横向壁。横分裂是细胞分裂与器官的横切面相平行,细胞分裂后所生成的新细胞壁横切植物体或植物器官纵轴。新壁为横向壁。理解上可认为两个子细胞是上下排列或纵向排列。横分裂的结果,增加了植物体或植物器官的长度。径向分裂和横分裂又称垂周分裂,因为细胞经径向分裂或横分裂后所生成的新细胞壁与植物体或植物器官的外表面是垂直的。
二、学生参与演示的过程
在邀请学生演示的过程中,要注意讲解的科学性,要用书面用语,而且要与概念相结合;除此之外,还要注意其趣味性,增加学生的兴趣从而加强其理解与记忆。首先,邀请几名学生围成一个圆(他们之间不要有太大的空隙),代表植物器官横切面,而每个学生代表圆周上的“细胞”。最好学生面向外,他们的前胸、后背代表内外切向壁,臂膀代表左右径向壁,头顶、脚底代表上下横向壁。然后,再找同样数量的学生站在他们各自的前面,每两名学生内外站立,代表原来圆周上的细胞分裂后产生的细胞,其分裂是内外分裂,代表切向分裂结果,而二人之间的相邻部分即外侧学生的后背和内侧学生的前胸部分为新生成的切向壁,此为切向分裂(注意讲解概念)。而站在的学生(代表细胞)所在的圆周增长,而“细胞”数量未发生变化,所以站在外侧学生之间会出现较大的空隙,这就需要进行左右排列的细胞分裂,即需要细胞进行径向分裂来扩展圆周。横向分裂即每个细胞向头顶和脚底的方向(即向上和向下)进行分裂,比较容易理解。让学生参与演示细胞分裂的过程,形象生动,能取得很好的结果。
三、教学效果自我总结与思考
经过学生参与细胞分裂过程的演示,学生对本部分内容知识掌握有了明显提高,同学对此也表现出了浓厚的兴趣。传统教学模式是教师在课上讲课,布置作业,学生课下进行复习,其实,学习的真正主体是学生,让学生参与到教学中来,甚至使学生同时成为教学过程的实施者和接受者,其效果不亚于原本教师课堂内讲授知识的效果。
参考文献:
【摘要】
目的探讨四物汤对环磷酰胺所致贫血小鼠血清促红细胞生成素(EPO)及肾EPO mRNA表达的影响。方法用环磷酰胺腹腔注射建立小鼠贫血模型,同时给小鼠灌服四物汤,ELISA方法检测小鼠血清EPO的含量;Trizol试剂提取肾组织总RNA,反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)方法检测肾组织EPO mRNA表达情况(β-actin为内对照标准)。结果四物汤能显著升高小鼠血清EPO水平,明显促进肾组织EPO mRNA的表达。结论四物汤能抑制环磷酰胺所致的小鼠贫血,其作用机制可能是通过促进肾组织EPO mRNA的表达,使肾脏合成EPO增多,从而促进红系细胞生长。
【关键词】 四物汤;促红细胞生成素;基因表达
Abstract:ObjectiveTo investigate the effect of Siwu Tang on erythropoietin(EPO) and EPO mRNA expression of Anemia induced by cyclophamide in mice.MethodsAnemia was induced by cyclophamide in mice,and Siwu Tang were administered.Serum EPO level was measured by ELISA.Total RNA was isolated by Trizol reagent.The mRNA expression of EPO in mouse kidney was measured by RT-PCR(β-actin gene as a control).ResultsSiwu Tang could significantly increase serum EPO level and promote the mRNA expression of EPO in kidney.ConclusionSiwu Tang has inhibitory effects on Cyclophamide-induced anemia in mice and the mechanism may be related to increasing EPO production by promoting the mRNA expression of EPO in kidney,and stimulating the growth of erythroid cells.
Key words:Siwu Tang; Erythropoietin; Gene expression
四物汤是祖国医学补血调血的经典方剂,其功用是补血调经,主治血虚兼血滞,疗效显著,但其作用机理尚未完全阐明清楚。本研究用环磷酰胺(cyclophamide ,CY)腹腔注射建立小鼠贫血模型,拟考察四物汤对小鼠血清促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)及肾脏EPO mRNA表达的影响,从分子水平探讨四物汤补血作用的机理。
1 材料与仪器
1.1 动物昆明种小鼠,6~8周龄,体重20~25 g,雌雄不限,由赣南医学院实验动物中心提供。
1.2 四物汤的组成及煎制四物汤由熟地、当归、白芍、川芎组成,购于本院附属医院中药房。按《太平惠民和剂局方》规定的剂量称取,熟地15 g,当归10 g,白芍10 g,川芎6 g,共计41 g/d。按《中药药理研究方法学》[1]计算小鼠的等效剂量为10 g/(kg·d)。传统方法煎制两次,合并后过滤、浓缩,配制成1∶1的药液(即每毫升药液含生药1 g),置4℃保存备用。
1.3 仪器及试剂TGL-16G型高速冷冻离心机(上海安亭科学仪器厂);全自动PCR扩增仪(2700型,美国Applied Biosystems公司);电泳仪(北京六一仪器厂);紫外分光光度计(2100型,美国Amersham Biosciences公司);凝胶数字成像系统(法国EEB公司);环磷酰胺(江苏恒瑞医药公司,批号03041521),Trizol试剂、Oligo(dT)16、Taq DNA聚合酶和dNTP(上海生工)、M-MuLV 反转录酶和50bp DNA Marker(MBI)、EPO检测试剂盒(德国BM公司),其余试剂均为国产分析纯。
2 方法
2.1 动物模型的建立小鼠常规饲养数天适应环境后,按小鼠体重100 mg/kg于给药第1天用CY腹腔注射1次,造成贫血模型[1]。
2.2 动物分组及给药方法30只昆明种小鼠随机分成3组,每组10只,分别为正常对照组(对照组)、CY组、CY+药物组(药物组),灌胃给药。药物组给予四物汤,对照组与CY组给予等体积蒸馏水,连续7d。
2.3 血清EPO的测定小鼠眼眶取血,按常规方法分离收集血清,采用ELISA方法测定血清EPO含量(严格按试剂盒说明书操作)。
2.4 肾脏总RNA的提取断颈处死小鼠后取肾,取100 mg肾组织用1 ml Trizol试剂提取总RNA(按说明书操作),1%琼脂糖-甲醛变性凝胶电泳及用紫外分光光度计测定OD260/OD280比值鉴定RNA质量。
2.5 反转录(RT)取总RNA 1 μg, Oligo(dT)16 0.5 μg在70℃变性5 min后,依次加入5×反转录缓冲液4 μl,10 mM 4 dNTP 2 μl,RNA酶抑制剂20U,混匀后置37℃ 5 min,再加入M-MuLV反转录酶200 U,总反应体积20 μl,混匀后置42℃反应60 min,然后于70℃加热10 min,终止反应。
2.6 聚合酶链反应(PCR)小鼠EPO cDNA引物与β-肌动蛋白(β-actin)引物由上海生工生物工程技术服务有限公司合成。EPO cDNA引物序列为:5'-CTC TGG GCC TCC CAG TC- 3'和5'-TGT TCG GAG TGG AGC AG- 3';小鼠特异性的β-actin引物序列为:5'-GTG GGC CGC TCT AGG CAC CA -3'和5'-CGG TTG GCC TTA GGG TTC AGG GGG-3'。EPO cDNA 与β-actin cDNA PCR扩增片段长度分别为410bp与245 bp。PCR反应总体积为50 μl,其中含反转录产物2 μl,EPO cDNA引物各0.08 μmol/L,β-actin引物各0.04 μmol/L,dNTP 0.2 mmol/L,Taq DNA聚合酶2.5 U, MgCl2 3.0 mmol/L,10×PCR缓冲液5 μl。PCR扩增条件:94℃预变性2 min,然后94℃ 30 s,55℃ 45 s,72℃ 1 min,循环30次,最后72℃延伸5 min。
2.7 凝胶扫描将PCR产物于2.0%的琼脂糖凝胶电泳(50bp DNA Marker作分子量标准),在凝胶成像系统中扫描并分析电泳带的灰度,以特异的EPO cDNA扩增带灰度与同管扩增的β-actin cDNA扩增带灰度之比表示EPO mRNA表达水平。
2.8 统计学处理所有资料均以±s表示,组间比较采用t检验,所有数据资料采用统计软件包SPSS11.0完成。
3 结果
3.1 对小鼠血清EPO的影响注射CY后小鼠血清EPO含量明显升高,CY组与正常对照组比较差异非常显著(P<0.001);四物汤能促进EPO的合成,与正常对照组(P<0.05)和CY组(P<0.01)比较均有显著性差异。四物汤对血清EPO的影响见表1。表1 四物汤对小鼠血清EPO的影响(略)
3.2 四物汤对小鼠肾脏EPO mRNA表达的影响经凝胶成像系统扫描并分析电泳带的灰度,CY组与正常对照组比较,肾脏EPO mRNA表达无显著差异(P>0.05);四物汤能促进小鼠肾脏EPO mRNA表达,与正常对照组和CY组比较均有显著差异(P<0.05)。四物汤对小鼠肾脏EPO mRNA表达的影响见表2。表2 四物汤对小鼠肾脏EPO mRNA表达的影响(略)
4 讨论
在造血过程中,骨髓干细胞首先增殖分化为各系定向祖细胞,包括红系祖细胞(CFU-E)、粒-单核系祖细胞(CFU-GM)、巨核系祖细胞(CFU-MK)和淋巴系祖细胞(CFU-TB),然后逐渐分化成前体细胞(幼稚细胞)和终末血细胞。EPO是一种特异性作用于红系祖细胞的激素糖蛋白,主要在肾脏合成,并通过与促红细胞生成素受体(erythropoietin receptor,EPOR)相结合而发挥作用。缺氧和贫血是刺激EPO合成的主要因素[2]。红系祖细胞(CFU-E)表面存在EPO受体,为EPO反应细胞,EPO与EPOR结合后,激活蛋白激酶,导致反应细胞内蛋白质磷酸化,刺激红系祖细胞不断增殖、分化、成熟,从而促进红系造血。
抗肿瘤药物环磷酰胺(CY)对骨髓干细胞增殖有明显的抑制作用,是引起肿瘤患者化疗后贫血的主要原因之一。CY以其细胞毒作用抑制细胞分裂,损伤骨髓造血机能,引起血红蛋白减少,包括红细胞在内的多系细胞数量减少。研究表明,四物汤能明显减轻CY对骨髓的抑制、促进骨髓干细胞增殖[3~5]。本实验在注射环磷酰胺后CY组小鼠血清EPO显著升高,与正常对照组比较差异非常显著,而肾脏EPO mRNA表达与正常对照组EPO mRNA表达无显著性差异,说明CY诱发小鼠贫血后血清EPO水平升高与肾脏EPO mRNA表达不呈平行关系。可能的原因是,CY抑制了红系祖细胞的生长,使EPO反应细胞减少,EPOR也相应减少,使EPO不能与EPOR结合,即红系祖细胞对EPO的消耗利用减少,使血清EPO水平增加;而CY引起的贫血对EPO mRNA表达的刺激作用不明显或刺激时间不够长,故CY组EPO mRNA表达无明显增加。药物组EPO mRNA表达明显高于正常对照组与CY组,表明四物汤不但能拮抗CY所引起的骨髓抑制,使骨髓干细胞增殖能力恢复正常,而且具有很强的促进小鼠肾脏EPO mRNA表达的作用,从转录水平使肾脏合成EPO增加并释放入血,从而使血清EPO含量增加。故即使有部分EPO与EPO反应细胞上的EPOR结合,即EPO被消耗利用,药物组小鼠血清EPO仍然明显升高。
四物汤是经典的中医补血活血方剂,本实验结果表明四物汤能明显增加CY所致贫血小鼠肾脏EPO mRNA的表达,从转录水平使其血清EPO含量增加,是减轻CY毒副作用、增强其疗效的一种有效途径,可用于肿瘤患者化疗后改善贫血状况的辅助治疗。
【参考文献】
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【关键词】 细胞生物学 实验教学 科研素质
细胞生物学是生命科学中重要的组成部分,它能够反映生命科学的形成进程,同时也体现生命科学的最新进展。该学科是由实验研究产生和发展起来的。因此,细胞生物学研究技术和方法的作用及地位显得尤为突出,细胞生物学实验课教学是培养本科生科研素养的重要环节。是研究性学习的重要内容,也是最必要的形式和过程。
1.开设实验课,是生命世纪所需。细胞生物学的发展经历了经典细胞学、实验细胞学及细胞生理学、现代细胞生物学等阶段,推动学科理论内容的产生、发展及丰富的动力是实验研究。例如:显微镜观察方法导致了细胞学的产生,而电子显微镜及其它更精细观察显像技术的应用,可以观察细胞内部的亚显微结构、甚至单一生物分子的位置,更加准确描述细胞的结构与功能。
在大三开设细胞生物学实验课是适时的。大三本科生经过动植物学的学习初步了解动植物细胞的一般特性:通过微生物学的学习,则了解微生物在细胞形态、结构及功能等方面的特殊性;生理学与生物化学的学习,掌握了细胞生命活动的动态性,并且有了相应的实验技能。在此基础上,本科生能够适应较为复杂的细胞生物学实验课的学习和操作。
细胞生物学实验技术直接与当今生命科学的前沿技术接轨,在高年级开设这样的课程,有助于本科生迅速进入毕业论文研究的状态,有助于考研进入更深层次的研究工作。
2.选择实验课内容,注重基本能力和创新能力的培养。参考国内主要细胞生物学实验教材,自编实验教材,编写过程中,注重介绍与某一个实验项目相关的背景知识和实验原理。例如:光学显微镜的使用是最基本的细胞生物学实验,是从事生物学教学和科研必备的基本技能,在实验教材中,作详细介绍,列出不同放大倍数物镜的镜口率、工作距离、景深和视野直径等参数,使学生明确“放大倍数小的物镜工作距离大,放大倍数大的物镜工作距离小,物镜是显微镜中关键部件”等基本规律,有助于使用和选择显微镜。
设计了染色体制备和分带的内容,可以允许每个人动手操作,完成整个实验程序,得到预处理、样品制备、离心、显微镜使用等综合技术的训练。事实反映出操作认真、严谨的同学能获得较理想的实验结果。
选编了细胞培养、荧光显微镜技术等较高要求的实验内容,并附编了相应的前沿技术,如激光共聚焦显微镜原理。这些都是从事细胞生物学科研工作所需的研究技术,该类实验内容的开设,使学生初步了解细胞生物学研究的基本技术路线和实验方法,使学生对实验课的认识从完成操作、获得学分过渡到科研综合性、探索性,乃至创新性的高度。
详尽描述实验操作步骤,特别是不可忽视的、影响实验成败的关键细节,以及实验试剂、药品的配制和仪器实验注意事项等内容。注意操作过程与实验原理的结合,增加图解。例如小鼠骨髓细胞染色体标本制备和C带分析实验,操作步骤多,影响因素多,相对成功率较低,学生兴趣浓。操作程序的清晰、严格要求是完成实验的重要保障。
设计具有启发性的创新性实验及实验后思考题,以激发学生利用所学理论知识和实际动手经验,熟悉怎样设计实验、组建哪些实验技术达到实验目的、哪些步骤是控制实验的关键及其影响因素,甚至可提出修改的方案。
3.注重课前准备,确保实验质量。教师持之以恒动手从事科研实验工作,掌握或了解本学科研究技术的过去、现在及将来。坚持与实验员设计、商讨、准备实验,要有预瞻性,掌握实验中可能出现的问题,以便在课堂及时准确回答学生问题。
作为实验教学的主体,学生的临阵状态也很重要。不少学生习惯于课前不预习,课堂上一边对照实验指导,一边操作,经常导致操作混乱、时间延长甚至实验失败。目前,此类现象仍然较普遍,教师需注意检查督促,进行关键性问题提问、请个别学生上台操作示范,教师再对其中的注意事项、操作错误重点强调。另外,可将预习作为实验成绩的一部分,学生有备而来,提高实验质量。
4.细致指导,重视基本技能训练。细胞生物学实验包括形态、结构观察性实验,也包括操作复杂、技术综合的实验,要求学生牢固地掌握基本实验技能,如显微镜及特殊显微镜的熟练操作,微观世界的确认,临时与永久玻片制作,实验动物解剖,生物绘图方法,离心机的使用,细胞生物学染色体方法,细胞培养过程的无菌要求,这些基本技能都是每个学生必需的。教师必修逐个指导、示范和纠正,培养学生正确的规范的操作习惯。严谨的科学态度、创新的精神和严格的实验习惯,是科研最基本的素养,而本科细胞生物学实验是训练的最好平台。
5.诱导启发,培养创造性思维。细胞生物学实验项目广泛,材料具有多样性和普遍性,教师给学生安排的实验是挑选了典型的材料和经典的实验方法。教师应鼓励学生在完成实验指导指定实验基础上,提出衍生性的实验题目,让学生书面自行设计实验(包括实验材料、方法、目的),有条件情况下,少部分同学进行创新性实验。强调科研协作的重要性,鼓励同学之间互相学习,有利于同学们开阔视野、培养敏捷的思维,激发对科学的求知欲和对本课程的兴趣。