滲透式教學法在生物化學教學中的應用

石乃鳳

【摘要】本文以生物化學中的蛋白質(zhì)化學、酶學教學內(nèi)容為例，運用滲透式教學法能激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的知識應用能力和思維能力，提高教學效率。

【關鍵詞】滲透式教學法 生物化學教學 應用

生物化學（以下簡稱生化）是從分子水平上研究和揭示生命現(xiàn)象和本質(zhì)的科學，是生命科學相關專業(yè)（包括醫(yī)學各專業(yè)）一門重要的基礎課程，其理論和實驗技術與其他醫(yī)學基礎和臨床醫(yī)學都有著密切的聯(lián)系。由于生化理論抽象，代謝反應錯綜復雜，知識點交叉聯(lián)系，使它成為醫(yī)學科目中最難學的課程之一。再加上中職學生素質(zhì)普遍下降，文化基礎薄弱，學習主動性和積極性較差，這些都將成為生化教學中要取得良好教學效果的瓶頸。如何突破這些“瓶頸”，是每一位生化教師不斷探索的問題。

傳統(tǒng)的教學模式以“教師為中心”，以“滿堂灌”的方式傳授書本知識，忽視了學生的主觀能動性、主體作用和學生能力的培養(yǎng)，只把學生看作是外部環(huán)境刺激的被動反應者和知識的灌輸對象，具體到生物化學上，勢必造成學生的生化知識點空泛，知識面脆弱，無法遷移應用知識。20世紀80年代我國物理學家楊振寧提出：“學習要么是按部就班地學，要么是滲透性地學”，從此滲透式教學逐步被廣大教育者所提倡。滲透式教學法是指在教學過程中注意全面聯(lián)系的教學法，即把教學與生活相聯(lián)系，把學術課題與實踐相聯(lián)系，把不同的科目相聯(lián)系，使得一門科目的學習內(nèi)容滲透到生活學習的方方面面。筆者結合自身教學體驗，在生化教學中通過生化理論和實驗技術與日常生活、臨床應用的相互滲透，使學生明白生化不是一門空洞的學科，而是與我們的日常生活息息相關，并最終服務于臨床，從而提高學生學習生化的積極性和主動性。下面就蛋白質(zhì)化學、酶學章節(jié)的教學，談滲透式教學法應用的一些體會。

1 滲透日常生活，激發(fā)學生興趣

生化是一門以實驗為基礎的學科，許多生化知識都與我們?nèi)粘Ｉ顚嶋H緊密聯(lián)系，教學的目的是為了培養(yǎng)學生的知識應用能力，是為了培養(yǎng)學生的分析問題能力，而不是讓學生進行簡單的知識記憶。因此，教師在生化教學過程中可以結合生活實際構建情境化問題，以問題為中心，將教學過程融入具體的生活情境，增強學生對生化知識的體驗，將教材中的生化知識更為形象直觀地展現(xiàn)在學生的面前，激發(fā)學生對生化知識學習的興趣，從而大幅度提高課堂教學效率。

2 滲透臨床，學以致用

現(xiàn)代醫(yī)學實踐活動中，各種疾病的病因和發(fā)病機制的闡明，診斷手段、治療方案、預防措施等的實施，無一不依靠生化的理論和技術。生化作為重要的醫(yī)學基礎課程，其研究內(nèi)容與疾病的發(fā)生、診斷和治療緊密聯(lián)系。筆者在酶學、氨基酸分解代謝章節(jié)的教學中，嘗試做如下滲透：

2.1滲透病因，讓學生加深理解

酶是活細胞產(chǎn)生的能夠在體內(nèi)外起催化作用的生物催化劑。體內(nèi)物質(zhì)代謝的一系列化學反應幾乎都是在酶的催化下完成的。某些酶的缺乏，或活性受抑制即可導致體內(nèi)代謝紊亂引起疾病。酶的缺乏所致的疾病多為先天性或遺傳性，如白化病是由于先天性缺乏酪氨酸酶，或酪氨酸酶功能減退，導致黑色素細胞中酪氨酸不能轉變?yōu)楹谏厮鶎е碌倪z傳性白斑病。由于白化病皮膚缺乏黑色素保護，日曬后易發(fā)生日光性唇炎、皮炎，并可能發(fā)生基底細胞癌和上皮細胞癌，應注意保護皮膚，局部搽防曬劑，盡量避免日光。又如，體內(nèi)苯丙氨酸在正常情況下主要經(jīng)苯丙氨酸羥化酶作用生成酪氨酸，次要途徑是脫氨基轉變?yōu)楸奖?。苯丙酮尿癥是一種常見的氨基酸代謝病，是由于苯丙氨酸羥化酶缺陷而使苯丙氨酸不能轉變?yōu)槔野彼?，導致苯丙氨酸及其酮酸蓄積并從尿中大量排出，主要臨床特征為智力低下、生長發(fā)育遲緩、濕疹、皮膚干燥及色素脫失等。苯丙酮尿癥是目前我國法定的新生兒疾病篩查病種之一。新生兒喂奶三日后，采集足跟末梢血，測定血中苯丙氨酸（Phe）濃度。高苯丙氨酸血癥的陽性切值定在Phe≥2mg/dl。診斷一旦明確，應盡早給予低苯丙氨酸飲食。再如，蠶豆病是由于6-磷酸葡萄糖脫氫酶缺乏導致磷酸戊糖途徑障礙，不能提供足夠的NADPH以維持還原型谷胱甘肽（GSH）的還原性（抗氧化作用），在食用新鮮蠶豆或某些藥物后便誘發(fā)紅細胞膜被氧化，產(chǎn)生溶血反應。許多中毒性疾病幾乎都是由于某些酶被抑制所致，如常見的有機磷農(nóng)藥（如敵百蟲、敵敵畏、樂果等）中毒，就是因為它們與膽堿酯酶活性中心必需基團絲氨酸上的羥基結合而使酶失去活性，造成乙酰膽堿堆積，出現(xiàn)一系列的毒蕈堿樣、煙堿樣中毒癥狀。通過上述疾病的病因滲透，加深了學生對有關酶所催化的化學反應及相關代謝的理解，有助于學生對生化知識的掌握。

2.2滲透藥物作用機制，奠定藥物治療基礎

生化代謝途經(jīng)的研究揭開了藥物藥理學的作用機制。如學習酶的競爭性抑制作用時，引入臨床抑制細菌生長的磺胺類藥物、治療高膽固醇血癥的洛伐他汀類藥物、治療痛風的別嘌呤醇，因為這些藥物都是相關酶的競爭性抑制劑，通過競爭性抑制作用原理發(fā)揮其相應的藥物治療作用。具體做如下擴展和滲透：對磺胺敏感的細菌不能直接利用環(huán)境中的葉酸，而是利用環(huán)境中的對氨基苯甲酸和二氫喋啶、谷氨酸在菌體內(nèi)的二氫葉酸合成酶催化下合成二氫葉酸。二氫葉酸在二氫葉酸還原酶的作用下還原成四氫葉酸；四氫葉酸作為一碳單位轉移酶的輔酶，參與核酸前體物（嘌呤、嘧啶）的合成；而核酸是細菌生長繁殖所必需的成分?；前奉愃幬锱c對氨基苯甲酸結構相似，是二氫葉酸合成酶的競爭性抑制劑；磺胺增效劑與二氫葉酸結構相似，是二氫葉酸還原酶的競爭性抑制劑。通過兩者的作用，使細菌體內(nèi)合成的四氫葉酸減少，從而抑制了細菌的生長和繁殖。臨床上可將磺胺類藥物與磺胺增效劑合用（如磺胺甲惡唑與甲氧芐氨嘧啶按5：1比例，制成復方新諾明片），可以使細菌的葉酸合成受到雙重阻斷作用，這不僅增強了抗菌力，同時亦可減少抗藥性產(chǎn)生。為了保證磺胺藥在競爭中占優(yōu)勢，在臨床用藥時應注意采用首次劑量加倍的方法，使血中磺胺的濃度大大超過對氨基苯甲酸的量，從而提高抑菌效果。洛伐他汀類藥物可以競爭性抑制膽固醇合成的關鍵酶HMG-COA還原酶的活性，而由于這種酶的活性具有晝夜周期性改變，在午夜催化合成膽固醇的含量最多，因此選擇在晚上服藥的降脂作用最佳。原發(fā)性痛風是由于先天性嘌呤代謝紊亂和（或）尿酸排泄障礙所引起，尿酸在血液中濃度過高，以鈉鹽結晶的形式沉積在關節(jié)、肌腱或者臟器中，引發(fā)組織異物炎癥，造成劇烈疼痛。尿酸是由黃嘌呤氧化而生成，這一步驟必須要有黃嘌呤氧化酶參與。別嘌呤醇是一種黃嘌呤氧化酶抑制劑，它可抑制尿酸的生成，從而使血尿酸下降，用于痛風的治療。教學中通過上述滲透，不僅有助于學生對競爭性抑制作用概念和特點的深刻理解，更重要的是培養(yǎng)了學生運用競爭性抑制作用的原理闡明某些藥物作用機制的能力，即培養(yǎng)了學生運用生物化學知識解決問題的能力，進而增強了他們的生物化學知識的應用意識。

2.3滲透疾病診斷，縮短臨床距離

目前臨床主要以檢測指標作為依據(jù)對疾病的診斷做出較為準確地判斷。其中，酶學上的應用占了相當一部分。所以，從臨床疾病診斷以及治療的角度去對酶學知識的具體化了解和應用深化是十分有必要的。

當組織細胞損傷時，細胞內(nèi)酶大量入血，使血清（漿）酶活性增高；或因細胞病變使其合成酶的能力下降，使血清（漿）酶活性降低；或一些中毒性疾病時某些酶活性受抑制，使其活性降低。因此，測定體液中這些酶活性的變化有利于疾病的診斷。如診斷急性胰腺炎時，血清淀粉酶活性增升高。體內(nèi)氨基轉移酶種類多，分布廣，其中以丙氨酸氨基轉移酶（ALT）和天冬氨酸氨基轉移酶（AST）最重要。肝中AST含量雖低于心肌，但絕對含量（U/mg）仍高于ALT。只是由于ALT主要存在于細胞質(zhì)中，AST主要存在于線粒體中，病變較輕的肝臟疾病如急性肝炎時血中ALT升高程度高于AST，但在慢性肝炎，特別是肝硬化時，病變累及線粒體，此時AST升高程度超過ALT。一般而言，在急性肝炎時，血清ALT活性高低與臨床病情輕重相平行，又由于ALT半壽期較長，往往是肝炎恢復期最后降至正常的酶，是判斷急性肝炎是否恢復的一個很好指標。再如γ-谷氨?；D移酶（γ-CT）大量存在于肝中毛細膽管上皮細胞膜上，當膽道梗阻、膽汁潴留在肝中時，膽汁酸鹽有表面活性劑作用，可將γ-GT從細胞膜上洗脫下來，而此時不一定伴有細胞膜病變。γ-GT還可用于判斷惡性腫瘤有無肝轉移，腫瘤患者如有γ-CT的升高，常說明有肝轉移。

從20世紀70年代開始，學者逐漸將注意力集中到同工酶測定上來。血清同工酶活性的測定對于疾病的器官定位具有實用意義。乳酸脫氫酶（LDH）同工酶和肌酸激酶（CK）同工酶是臨床常規(guī)實驗室最常測的兩種同工酶，臨床常用于診斷和鑒別診斷心、肝和骨骼肌的疾病。LDH是由兩種不同亞基（心肌型M，骨骼肌型H）組成的四聚體，形成五種結構不同的同工酶，即LDH₁（H₄），LDH₂（H₃M），LDH₃（H₂M₂），LDH₄（HM₃）和LDH₅（M₄）。LDH五種同工酶在體內(nèi)的分布情況不相同。LDH₁主要存在于心肌和紅細胞中，LDH₅則主要存在于肝臟和骨骼肌中，正常血清中同工酶分布為LDH₂>LDH₁>LDH₃>LDH₄>LDH₅，這樣雖然心臟和肝的多種疾病都能引起總LDH升高，但對血清LDH同工酶影響卻大不相同。例如急性心肌梗死時，LDH₁明顯增高以致LDH₁> LDH₂，肝病時將出現(xiàn)LDH₄> LDH₄。急性心肌梗死患者在LDH₁> LDH₂基礎上，又同時出現(xiàn)LDH₅> LDH₄，可懷疑是否有右心衰竭，引起肝淤血。肌酸激酶（CK）是由兩種不同亞基（M和B）組成的二聚體，形成三種結構不同的同工酶，即CK-BB（CK₁），CK-MB（CK₂）和CK-MM（CK₃）。正常血清中用電泳法查不到CK-BB，CK-MB不超過5%。CK-MB由于大量存在于心肌組織中，其他組織和器官中含量很少，所以CK-MB是目前診斷急性心肌梗死的一個極其可靠的生化指標，特異性可達95%乃至更高。急性心肌梗死常用檢測酶中CK增高最早，呈中度升高，常在3000U/L以下。CK-MB的局限性在于骨骼肌損傷時也可能釋放出一定量的CK-MB。骨骼肌中有大量CK，所以CK明顯升高（3000U/L）大都見于肌肉疾病。通過上述血清酶活性測定在臨床疾病診斷中應用的滲透，縮短了酶學知識與臨床實踐的距離，并增強了學生學以致用的意識。

滲透式教學法注重學科間的內(nèi)在聯(lián)系，有助于形成立體性知識結構；注重知識理解的深度和廣度，有助于培養(yǎng)發(fā)散性思維。臨床醫(yī)學貫穿于整個生物化學的教學過程中。當然，值得一提的是，引用醫(yī)學實例要恰當，不要“喧賓奪主”，內(nèi)容要精選，不要生搬硬套，要以基本理論知識服務臨床為目的。