小鼠骨髓細胞染色體制備實驗優化與探索

雷宇華，趙 娟，廖崢嶸，趙俊霞

（河北醫科大學基礎醫學院，河北 石家莊 050017）

染色體標本的制備是進行染色體核型分析和遺傳病細胞學診斷的重要基礎。小鼠與人類基因高度相似，且因其成本低、取材方便、不需要無菌操作等特點，常作為染色體標本制備的理想材料，所以在醫學遺傳學實驗課程中，“小鼠骨髓細胞染色體制備”是經典的實驗[1-2]。該實驗過程中學生動手操作多，參與程度高，也是學生最感興趣的一個實驗。但是，由于該實驗流程復雜，用到的器材和試劑多，課堂耗時較長，學生操作不熟練等因素，導致課堂秩序較為混亂，也會由于某些操作疏忽而導致實驗失敗。為此，近年來，授課教師對該實驗課進行了以下改進和優化，取得了滿意的實驗效果。

1 實驗內容的優化

秋水仙素處理骨髓細胞有兩種方法。方法一，取材前3～4小時為小鼠腹腔注射0.04%的秋水仙素0.3 ml/只（按2μg/g小鼠體重）。方法二，用生理鹽水沖洗骨髓細胞到離心管中，體積4 ml，加入0.04%的秋水仙素1 ml，混勻后37℃恒溫水浴中低滲30分鐘。其余步驟均相同。多年實驗表明，秋水仙素在體作用時效果好，還節約課堂時間，所以選擇方法一。

2 任務驅動式課前預習

任務驅動式教學的理念是以解決問題、完成任務為主，其特點是學生學習目標明確，有利于激發學生的學習動機[3]。由于該實驗操作步驟多，所用試劑多，如果不提前預習實驗內容，不理解實驗原理，直接采用講授式教學方式滿堂灌，學生往往只是簡單機械地模仿教師的操作，會感到眼花繚亂，還常導致實驗結果失敗，所以有針對性地帶著任務的課前預習就顯得尤為重要。授課教師精心準備了與實驗相關的教學視頻、PPT課件和學習任務單（見表1）并提前發給學生，要求學生結合實驗教材和各種學習資料于實驗課前完成預留的學習任務。這樣保證了學生在實驗課堂上操作有條不紊，心中有數。

表1 學習任務單

3 合理安排實驗時間

該實驗課堂中有很多等待的空余時間，比如得到骨髓細胞需要在水浴鍋里37℃恒溫低滲30分鐘后才能進行下一步驟。如果任課教師先把實驗流程講解完再開始帶領學生取材做實驗，那么這個實驗耗時勢必會很長，所以對時間進行了合理的統籌安排。開始上課時教師只需先把取材的步驟講解清楚，緊接著就帶領學生取骨髓細胞，在低滲30分鐘的空余時間中接著講解后面的實驗步驟。

實驗過程中，要求從取材得到骨髓細胞開始各個實驗組學生統一操作，離心、低滲、固定、滴片等步驟都要同步進行。對于剛進入大學一年級的新學生來說，這個實驗步驟煩瑣，用到的器材和試劑較多，很多器材都是初次接觸。要求統一操作可以避免由于步驟進度不同而引起亂上添亂，還有利于學生之間針對實驗內容互相討論和提示，避免出現差錯。同時也有利于教師提醒和強調實驗步驟，統一解答實驗過程中出現的各種疑問。

4 實驗講解中注意細節，化繁為簡

細節決定成敗，在講解實驗流程時，一些操作細節需要詳細指出并特別強調，否則可能會出現取材失敗、染色體伸展和分散不好、背景模糊、分裂象細胞少等情況而影響實驗效果。比如取材這個步驟的細節就尤為關鍵，取出股骨后一定要注意把股骨外肌肉剔除干凈，以免污染骨髓細胞，導致制作的涂片背景不整潔，影響最后的實驗觀察效果。把實驗中需要詳解的注意事項整理如下（見表2）。通過對這些細節的強調，學生制作的涂片細胞分裂相增多，背景也更加干凈清晰（見圖1）。

表2 實驗操作注意事項及原因

圖1 實驗優化前后小鼠骨髓細胞染色體比較

該實驗的詳細步驟比較煩瑣，包括“取材，離心棄上清，低滲，離心棄上清，固定，離心棄上清，制作細胞懸液，滴片，干燥，染色，沖洗，觀察”等十幾步，對于初步接觸動物實驗的大一新生來說顯得錯綜復雜。針對這種情況，化繁為簡概括為“取材、低滲、固定、滴片、染色、觀察”等幾個重要步驟。在學生掌握重點的基礎上，讓學生理解其他的幾個步驟都是為這幾個主要步驟服務的。比如每一次的“離心棄上清”就是為了保留骨髓細胞，為下一步實驗做準備。這樣提綱挈領把復雜的事情簡單化的教學方法，在教學中往往會取得事半功倍的效果。

5 結語

多年的教學實踐表明，通過以上精心組織設計的教學改革，不僅縮短了課堂實驗時間，也改變了課堂秩序混亂的現象，實驗成功率和實驗效果均有了明顯提高。目前信息技術迅猛發展，開展虛擬仿真實驗教學是提升實驗教學質量的重要舉措[4]。隨后，我們將著手開展“小鼠骨髓細胞染色體的制備”虛擬仿真實驗教學，與傳統實驗教學相結合，以期提高實驗教學效果。