组织特异性基因敲除小鼠生产的动物遗传学综合实验设计.pdf
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1、 第卷 第期 年月:组 织 特 异 性 基 因 敲 除 小 鼠 生 产 的 动 物 遗 传 学综 合 实 验 设 计熊燕,熊 显 荣,李 志 雄,付伟,王利,林 亚 秋(西 南 民 族 大 学 畜 牧 兽 医 学 院,成 都)摘要:设 计 了 脂 肪 组 织基 因 特 异 敲 除 小 鼠 生 产 及 基 因 型 鉴 定 的 综 合 实验。该 实 验 采 用 线 上 线 下 混 合 的 形 式,以 科 研 成 果 组 蛋 白 赖 氨 酸 去 甲 基 化 酶 基 因 编 辑 杂 合 小 鼠 和 脂 联 素()介 导 的 环 化 重 组 酶(,)工 具 小 鼠 为 材 料,通 过 设 计 小 鼠 的
2、 杂 交 实 验方 案,获 得代 小 鼠。采 用 聚 合 酶 链 式 反 应(,)技术 对代 小 鼠和的 基 因 型 进 行 鉴 定,筛 选 脂 肪 组 织 特 异基 因 敲 除 小 鼠()。该 实 验 设 计 涵 盖 经 典 遗 传 学 孟德 尔 分 离 定 律 和 自 由 组 合 定 律、分 子 遗 传 学 的 基 本 理 论、分 子 生 物 学 检 测 技 术、基因 编 辑 技 术、介 导 组 织 特 异 性 基 因 敲 除 等 知 识 与 技 能。具 有 综 合 性、设 计性 及 研 究 性 的 特 点。关 键 词:基 因 敲 除 动 物;基 因 型 鉴 定;线 上 线 下 混 合 模
3、 式;动 物 遗 传 学 实 验中 图 分 类 号:文 献 标 志 码:文 章 编 号:(),(,):“”,:;收 稿 日 期:基 金 项 目:四 川 省 高 等 教 育 人 才 培 养 质 量 和 教 学 改 革 项 目();西 南 民 族 大 学 教 育 教 学 研 究 与 改 革 重 点 项 目()作 者 简 介:熊燕(),女,羌 族,四 川 茂 县 人,博 士,副 教 授,主 要 研 究 方 向 为 动 物 遗 传 育 种 与 繁 殖。:;:通 信 作 者:林 亚 秋(),女,内 蒙 古 阿 荣 旗 人,博 士,教 授,副 院长,主 要 研 究 方 向 为 动 物 遗 传 育 种 与
4、繁 殖、实 验 室 管 理。:;:引言在“双 一 流”高 等 教 育 背 景 下,学 生 对 课 程 知 识 的掌 握 程 度 只 是 评 价 教 学 质 量 好 坏 的 标 准 之 一,学 生 的应 用 能 力 和 创 新 思 维 培 养 才 是 关 键。实 验 教 学 是理 工 农 医 等 学 科 专 业 课 教 学 必 不 可 少 的 实 践 环 节。高 质 量 的 实 验 教 学 不 仅 要 实 现 对 理 论 教 学 内 容 的 内化,而 且 更 要 注 重 学 生 实 践 能 力、创 新 能 力 及 解 决 复 杂第期熊燕,等:组 织 特 异 性 基 因 敲 除 小 鼠 生 产 的
5、 动 物 遗 传 学 综 合 实 验 设 计问 题 综 合 能 力 的 培 养。目 前 动 物 遗 传 学 课 程 实 验教 学 主 要 以“教 师 演 示学 生 照 做”的 教 学 模 式 进 行授 课。教 师 提 前 准 备 好 实 验 相 关 试 剂 耗 材;按 照实 验 指 导 书 给 学 生 进 行 讲 解 和 指 导,缺 乏 多 元 化 和 现代 化 教 学 手 段,学 生 的 参 与 度 有 限,较 难 提 高 学 生 对 实验 的 兴 趣 和 主 动 性。随 着 信 息 技 术 的 快 速 发 展,针 对上 述 实 验 教 学 中 的 普 遍 存 在 的 问 题,融 合 线 上
6、 线 下 的教 学 平 台,教 学 设 计 体 现 学 生 的 主 体 地 位,采 用 混合 式 教 学 模 式 将 极 大 提 高 学 生 的 参 与 度 和 积 极 性。高 等 教 育 教 学 活 动 和 科 学 研 究 相 辅 相 成,年教 育 部 发 布 关 于 深 化 本 科 教 育 教 学 改 革 全 面 提 升 人才 培 养 质 量 的 意 见 ,鼓 励 教 师 将 最 新 科 研 成 果 转 化为 教 学 内 容。可 见 高 校 科 研 与 教 学 相 结 合 进 行 创新 人 才 培 养 是 时 代 的 需 要,也 是 高 校 坚 持“以 本 为 本”的 体 现,同 时 亦
7、是 提 高 实 验 教 学 水 平 的 有 效 途 径。本 教 学 团 队 成 员 长 期 围 绕 组 蛋 白 去 甲 基 化 酶基 因 探 索 其 在 胚 胎 发 育、骨 骼 肌 生 长 和 脂 肪 沉 积 中 的生 物 学 功 能,构 建 了 基 因 编 辑 小 鼠,保存 有 卵 母 细 胞、骨 骼 肌()和 脂 肪 组 织()特 异 表 达 基 因 启 动 子 介 导表 达 的 工 具鼠。以 教 研 团 队 的 基 因 编 辑 小 鼠()和工 具 鼠 科 为 材 料,通 过 设 计代 杂 交 实 验方 案,提 取 小 鼠 基 因 组,采 用技 术 检 测和的 基 因 型,旨 在 获 得
8、脂 肪 组 织 特 异 的基 因 敲 除 小 鼠。该 实 验 教 学 设 计 采 用 线 上 线下 混 合 的 模 式,融 入 经 典 遗 传 学 与 本 学 科 前 沿 知 识 与技 能,具 有 综 合 性、设 计 性、研 究 性 及 趣 味 性 的 特 点;教学 设 计 以 学 生 为 中 心,充 分 提 高 学 生 的 参 与 度 及 主 动性,真 正 培 养 了 学 生 实 践 能 力、创 新 能 力 及 解 决 复 杂 问题 的 综 合 能 力。实 验 教 学 设 计随 着 基 因 编 辑 技 术 的 快 速 发 展 及 应 用 优 势 的 不 断突 显,该 技 术 已 加 入 最
9、新 版 动 物 遗 传 学 教 材 中,在生 物 技 术 其 他 相 关 课 程 作 为 独 立 章 节 进 行 介 绍。在 动物 生 产 中,研 究 者 利 用 该 技 术 制 备 了 基 因 编 辑 猪、羊 等家 畜 动 物,在 生 物 医 学 和 动 物 分 子 育 种 领 域 取 得 了 重大 突 破。因 此 紧 密 结 合 学 科 发 展 前 沿 及 产 业 需 求,本 实 验 教 学 设 计 了 基 于 基 因 编 辑 技 术 及 检 测 手 段 的 综合 实 验(见 图),实 验 内 容 丰 富、新 颖 有 趣;在 教 学 方式 上,融 合 线 上 和 线 下 实 践 平 台,在
10、 课 前、实 践 课 堂 和课 后 多 个 维 度 调 动 学 生 的 积 极 性 及 参 与 度。课 前 学 习通 过 小 规 模 专 有 在 线 课 程(,)平 台 学 习 基 因 编 辑、等 实 验 相关 前 沿 技 术 原 理、熟 悉 实 验 操 作 手 册、发 布 获 得 脂 肪 组织 特 异敲 除 小 鼠 的 任 务,引 导 学 生 利 用图 基 因 脂 肪 组 织 特 异 敲 除 小 鼠 获 得 及基 因 型 鉴 定 实 验 教 学 设 计 和小 鼠 设 计 杂 交 原 理 获 得 小 鼠 的 实 验 方 案,满 足 学 生 的个 性 化 学 习 的 需 求;小 鼠 杂 交 实
11、验 操 作 相 对 简 单,但 整 个 周 期 较 长,鉴 于 本 教 学 团 队 在 科 研 项 目 实 施 过程 中 已 获 得代 的 小 鼠,教 师 仅 需 课 前 准 备代 小鼠 即 可。课 堂 学 习首 先 实 验 小 组 以形 式 汇 报 小 鼠 杂 交 方 案,学生 互 动,教 师 给 予 点 评 指 导,优 化 实 验 方 案,以 期 快 速高 效、最 低 成 本 获 得 脂 肪 组 织 特 异基 因 敲 除小 鼠;然 后 教 师 解 析 小 鼠纯 化 及 基 因 型 分 型 关 键步 骤,并 强 调 注 意 事 项;学 生 正 式 开 始 实 验,教 师 及 时指 导 学 生
12、 的 实 验 过 程,并 做 好 学 生 实 践 情 况 的 详 细 记录,作 为 实 验 成 绩 的 评 价 指 标 之 一。课 后 学 习学 生 完 成 实 验 后,分 析 实 验 数 据 并 按 要 求 撰 写 实验 报 告;将 实 验 报 告 上 传 至的 作 业 模 块,每 份 实验 报 告 至 少 由位 同 学 进 行 互 评,系 统 自 动 去 掉 最 高分 与 最 低 分,获 得 平 均 分;教 师 根 据 实 验 课 的 过 程 记录、结 果 讨 论 及 分 析,对 实 验 成 绩 进 行 确 认;最 后 反 思整 个 教 学 设 计 及 实 施 过 程,线 上 补 充 薄
13、弱 知 识 点,进 行线 上 互 动 和 讨 论。实 验 部 分 实 验 目 的()深 入 理 解 基 因 编 辑 技 术 的 原 理 及 在 动 物 生 产中 的 应 用;()正 确 设 计 动 物 杂 交 实 验 方 案,获 得 基 因 敲 除动 物;()熟 练 运 用技 术 对 动 物 进 行 基 因 分 型 及第卷个 体 鉴 定。实 验 动 物、仪 器 及 试 剂实 验 动 物基 因 编 辑 杂 合 小 鼠()和小 鼠。试 剂组 织提 取 试 剂 盒(天 根 生 化 科 技 有限 公 司)、引 物、琼 脂 糖、核 酸 染 料、等。仪 器组 织 超 声 破 碎 仪、离 心 机、水 平 电
14、 泳 仪、凝胶 成 像 系 统、仪、超 微 量 紫 外 分 光 光 度 计()。基 因 编 辑 纯 合 小 鼠 杂 交 方 案 设 计根 据 现 有 两 个 品 系 小 鼠 基 因 型 分 别 为 和小 鼠,利 用 孟 德 尔 的 基 因 分 离 定 律 和 自由 组 合 定 律 原 理,通 过 设 计代 的 杂 交 实 验,最 后 获 得基 因 型 为,并 画 出 遗 传 图 谱。小 鼠 耳 组 织 基 因 组纯 化小 鼠 耳 组 织 的纯 化 按 照 天 根 生 化 科 技 有 限公 司(货 号:)的 操 作 手 册 进 行 实 验,关 键 步 骤如 下:()小 鼠 耳 组 织 超 声 打
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- 关 键 词:
- 组织 特异性 基因 小鼠 生产 动物 遗传学 综合 实验设计
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