生命科学综合设计实验指南

 华中科技大学生命科学与技术学院实验教学中心自2003年成立以来，在注重本科生基础实验技能教学的同时，一直致力于综合实验项目的设计与教学。经过十多年的努力，已经形成了一批适用于本科生学习的综合实验方案，包括反映经典生物学实验内容，和体现学科前沿、学科交叉等特色的实验设计。这些实验方案在生物科学大实验、生物技术大实验、生物物理大实验等综合性实验教学课程中经过积极使用和研究，激发了学生参与实验的积极性，提高了学生综合设计实验能力，为大批学生在省、国家、国际等各级生物学竞赛中取得优异的成绩奠定了很好的基础。

 我们将十多年来积累的实验方案收集、整理，并结合近年来生物研究技术的新进展，推陈出新，积集成册。本书内容由三十五个综合实验方案组成。实验一至实验六以拟南芥、大肠杆菌、秀丽隐杆线虫、黑腹果蝇、斑马鱼、小鼠等常用模式生物的培养及观察技术为主，使学生能掌握规范的模式生物实验室培养及实验技术，为应用模式生物研究生命现象打下实验基础。实验七至实验十七以核酸、蛋白质等生物大分子的提取、纯化实验技术为主。实验方案根据各类分子不同的理化特性，采用离心分离、沉淀分离、吸附层析技术、离子交换层析技术、凝胶层析技术、亲和层析技术、膜分离技术、等点聚焦等一种或多种分离纯化方法，将DNA、RNA、蛋白质等生物大分子或花青素等生物活性小分子从菌液、动植物组织细胞、天然材料等生物材料中提取、纯化出来，并进行浓度、纯度、活性、性质、得率等方面的检测与鉴定，保证提取物的质与量。实验十八至三十五主要是以目前生物学功能、结构、材料等基础研究领域常用的先进实验技术为主，含有基因工程、免疫荧光、组织切片、遗传筛选、细胞工程、生物物理、生物材料等领域常规实验技术的规范操作及其在基础研究中的综合应用。

 本书编写时，努力从学生自主完成实验任务的角度出发，在内容结构上强调了以下几个方面：

1.每个实验方案都有明确的问题和需达到的具体要求，帮助学生明确实验目标，准确把握实验任务与方向；

2.既有实验原理，也有供学生参考的、以流程图形式出现的实验设计方案，便于学生快速掌握解决问题的思路；

3.在实验操作步骤中，一些较复杂的基础实验技术或实验仪器的操作以图片、动画、虚拟仿真操作或录像等形式供学生实验时参考学习，另有一些易错、难做、危险等的操作细节也以文字的形式在相应的操作环节中加以提醒。

4.设计“实验结果与讨论”部分，帮助学生学会展示、呈现实验结果，厘清实验结果讨论思路，学会有条理地针对实验过程及结果展开分析与讨论，并得出结论。

本书为开放式实验教学而设计、编写，旨在培养学生学会根据需要解决的问题，灵活运用实验技术进行实验设计，并通过合理规划实验过程，独立完成课题研究，所有实验方案不能以常规的教学学时来衡量。

 生命科学发展日新月异，实验教学的发展需要与时俱进。本书的实验方案只是抛砖引玉，教师及学生在使用本书时可以围绕新的问题，重新进行实验设计，将相关的实验技术再次组合，形成新的实验方案用于研究、教学或实验。

 本书不仅可以作为高等学校高年级本科生综合设计性实验的参考实验方案，还可以作为各校研究生实验教材，填补了这方面的教材空缺。

 感谢华中科技大学生命科学与技术学院的刘亚丰、谢青、肖靓、周爱文等老师对实验方案的教学与应用，感谢常俊丽、陈明洁、汪盛、韩家鹏、刘飞、黄毓文、刘希良、吕月霞、徐旋等老师与同学在实验试做、图片采集等方面的辛苦工作。

 由于编写仓促，水平有限，疏漏难免，诚恳希望广大高校生物科学教师提出宝贵建议和意见，以使得本书能够更好地满足教师教学和学生学习的需要。