实验视频在农学专业《遗传学》教学中的应用与探
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建立研究型大学如今已经成为国内综合性大学的办学目标，这集中体现了高等教育中科研与教学相互依赖、相互促进的关系。众所周知，培养研究型创新人才是研究型大学的教学目标之一，但对于《遗传学》这类教学内容复杂，专业性和实践性强的学科如何进行教学与科研的互动，并进一步培养学生的创新能力还处于探索阶段[1-6]。
《遗传学》是实践性、应用性很强的学科，绝大部分知识点都是通过实验获得。同时，遗传学与生物化学、微生物学、细胞生物学、数学及计算机科学等学科相互交叉渗透，但可供理论教学的课时数有限，涉及概念多且相对抽象，缺乏感性认识，难以理解。
近年来，随着生命科学研究领域的飞速发展，现代遗传学的教学重点已从经典遗传学逐渐转到基因的分子结构与功能分析以及基因组学。因此，在将遗传学理论教学向教学科研结合转变的实践中，为了进一步启发学生的思维，提高学生对科学研究的兴趣，培养学生的实践动手能力，课程组结合教师的科研工作，因地制宜，以《遗传学》课程中涉及《分子生物学》和《基因工程》的相关内容为出发点，制作了总时长为24分13秒的实验视频。视频涵盖了植物基因组DNA提取→目的DNA（基因）的分离、纯化→目的DNA和载体的连接及转化→阳性克隆检测及测序分析→质粒DNA提取和酶切→拟南芥遗传转化，共6个内容上相互关联但又相对独立的教学内容，视频引导学生在真实的情景中感受、体验对遗传物质及基因所做的相关研究，通过获取直接经验来加深对基本概念的认识和所学知识的理解与消化。
结合学生实际观看视频的心得体会，文章对该教学视频的主要内容、特点及在教学实践中对学生的引导、启发进行了概述和总结，并通过视频播放的效果评价，探讨了重演实验过程的视频教学方法在农学专业《遗传学》及相关课程中的应用问题。 一、视频主要内容与特点简介
1.植物基因组DNA提取和检测。视频采用植物基因组DNA大量提取法，通过文字独白和实验展示的形式介绍了植物基因组DNA大量提取的过程和原理。在DNA提取中以近距离展示了50ml离心管中DNA在-20℃ 100%乙醇中析出时团起的场景，并将白色絮状的DNA用移液器枪头勾出，清晰地将遗传物质——DNA展示给学生。基因组总DNA的检测和浓度测定结果由琼脂糖凝胶电泳法和微量核酸蛋白测定仪共同完成。
2.目的DNA片段的获得和纯化。获得目的DNA是基因工程的第一步，常用的方法有聚合酶链式反应（Polymerase chain reaction，PCR）法、化学合成法、cDNA文库法等。其中PCR法是DNA扩增技术的主要手段之一。扩增的目的DNA通过电泳分离后，可以进行片段回收和纯化。
该视频以特异引物PCR为主，详细介绍了目的DNA片段获得的各个操作环节，将PCR技术的全过程展示给了学生。在目的DNA片段纯化中，对紫外灯照射下可以观察到的橘红色条带给予特写镜头，并将DNA纯化结果用琼脂糖凝胶电泳图片显示出来，使学生能身临其境地感受目的DNA条带的切割和后续使用试剂盒对切割条带进行纯化的全过程。
3.目的DNA和载体的连接及大肠杆菌的转化实验。纯化后的目的DNA片段，需要选择适当的克隆质粒载体，进行DNA片段与载体间的体外连接，获得重组DNA分子。经转化的重组DNA可以进入到相应的宿主菌中，用于对目的基因的扩增和表达，还可用于基因的序列分析和转基因等相关研究。
视频对重组DNA分子的感受态细胞转化进行了重点拍摄。
内容包括超净工作台的使用，固体LB培养基上菌液涂布实验及蓝白斑筛选。播放内容一气呵成，全面展示了重组DNA分子遗传转化的基本实验过程和相关细节，具有重要的演示和示范作用，通过实验过程的细致讲解及演示，帮助学生理解实际的基因操作技术和基因工程的核心理论。
4.重组DNA分子的筛选和测序。重组DNA分子可以在蛋白质水平和基因水平进行鉴定，蛋白质水平鉴定有插入失活双抗生素对照筛选和插入失活LacZ基因的蓝白斑筛选等；基因水平的鉴定有PCR鉴定、酶切鉴定、核酸杂交和基因序列分析等。视频四是在视频三蓝白斑筛选的基础上进行阳性克隆的PCR检测和基因序列分析，并将转化子的琼脂糖凝胶电泳检测和阳性克隆测序结果展示为图1。图中具体显示了转化子阳性克隆和假阳性的琼脂糖凝胶电泳检测结果，结合阳性克隆菌液的DNA测序结果，可进一步分析重组DNA分子的基因序列。
视频四中介绍了目前基因及基因组学研究的前沿技术——DNA测序技术。该技术长期以来一直是基因分析相关研究中最常用的技术手段之一。测序技术在人类基因组计划、微生物基因组测序、转录组分析、单核苷酸多态性分析及基因组学中的广泛应用，不但使该技术自身得到了快速、深入的发展，也最大限度地促进了其他生物学领域的研究和发展。
5.质粒DNA提取和酶切。碱裂解法是常用地从大肠杆菌细胞中高效提取质粒DNA的方法。视频为了体现质粒DNA提取和酶切實验的有效性，选用试剂盒提取质粒DNA，并将提取的质粒DNA琼脂糖凝胶电泳检测结果显示为图2。同时，添加质粒及质粒载体结构和特点的讲解内容，使学生能够了解它们在基因工程中所起的重要作用。分离获得的重组质粒DNA经限制性内切酶酶切，并经琼脂糖凝胶电泳检测能够确定酶切片段的准确性（图2）。
6.农杆菌介导的拟南芥遗传转化。植物遗传转化又称转基因
实验视频在农学专业《遗传学》教学中的应用与探索
