淺談生物化學(xué)物質(zhì)代謝部分的教學(xué)體會(huì)

何佺 歐文斌 代琦 盛清

【摘要】生物化學(xué)是生命科學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，這門課程的物質(zhì)代謝部分內(nèi)容龐大繁雜，需要記憶的內(nèi)容很多，是教學(xué)的難點(diǎn)之一。本文從教學(xué)內(nèi)容的整體把握、重點(diǎn)內(nèi)容的講授兩方面對(duì)如何提高這部分內(nèi)容的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行了初步探討。

【關(guān)鍵詞】生物化學(xué) 物質(zhì)代謝 教學(xué)研討

【中圖分類號(hào)】G42 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）10-0163-01

生物化學(xué)是利用化學(xué)的理論和方法從分子水平探討生命現(xiàn)象的一門學(xué)科，是生命科學(xué)的基礎(chǔ)語言，內(nèi)容繁多抽象，前沿發(fā)展迅速。這門課程的物質(zhì)代謝部分，內(nèi)容繁雜，知識(shí)點(diǎn)多，涉及到大量需要記憶的化學(xué)過程和相應(yīng)的調(diào)節(jié)酶，在教學(xué)課時(shí)有限的情況下，如何講好這部分內(nèi)容歷來是教學(xué)的一大挑戰(zhàn)。學(xué)生也普遍反映這部分內(nèi)容非常抽象枯燥，要記憶的東西非常多，學(xué)習(xí)過程中經(jīng)常發(fā)生相互混淆的情況，反映在考試中這部分內(nèi)容也是主要的丟分點(diǎn)。為使學(xué)生能更好的學(xué)習(xí)掌握物質(zhì)代謝部分的內(nèi)容，筆者在這里將多年來的一些教學(xué)心得體會(huì)做一介紹，希望能對(duì)從事這門教學(xué)的教師有所啟發(fā)和借鑒。

一、在教學(xué)中要注意把握好知識(shí)的整體性

生物化學(xué)物質(zhì)代謝部分主要包括糖代謝（糖酵解、三羧酸循環(huán)、磷酸戊糖途徑、糖異生、糖原代謝）、脂類代謝（脂肪代謝、磷脂代謝、糖脂代謝、脂肪酸代謝、膽固醇代謝）、生物氧化（呼吸鏈和氧化磷酸化）、氨基酸代謝、核苷酸代謝以及物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)等[1]。這些代謝途徑是相互聯(lián)系、相互影響、相互制約的統(tǒng)一整體；有些代謝途徑共享一些生化反應(yīng)，比如糖酵解和糖異生就共享六個(gè)可逆生化反應(yīng)，這些共享的反應(yīng)所涉及的酶也相同，只不過這些可逆反應(yīng)在這兩種代謝途徑中發(fā)生的方向正好相反；也有些代謝途徑最終交匯于一處，比如糖、脂和蛋白質(zhì)三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)經(jīng)不同的分解代謝途徑最終都轉(zhuǎn)化為中間代謝物乙酰輔酶A，然后三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化成為其最后分解的共同代謝途徑。因而，在講授這些代謝途徑時(shí)，要注意引導(dǎo)學(xué)生從整體上把握各知識(shí)點(diǎn)。一般講課都是先介紹各種代謝途徑，然后在最后再講授這些代謝途徑之間的聯(lián)系。但是這樣的講授帶來的弊端就是，學(xué)生在學(xué)習(xí)各種代謝途徑時(shí)往往被各種繁復(fù)易混的知識(shí)點(diǎn)搞暈，經(jīng)常陷入到各種代謝途徑的繁瑣細(xì)節(jié)之中，腦子里各種途徑、反應(yīng)零亂地夾雜在一起，從而忽略了代謝途徑之間的整體聯(lián)系。等到教師最后講授到各種代謝之間的聯(lián)系的時(shí)候，早已被充斥頭腦的各種途徑和反應(yīng)弄得暈頭轉(zhuǎn)向，此時(shí)教師最后一次性的提綱挈領(lǐng)的綜合講授學(xué)生往往難以完全接受，融會(huì)貫通。學(xué)生學(xué)習(xí)得異常痛苦，教學(xué)效果大打折扣。我們認(rèn)為，在代謝部分講授的一開始，就應(yīng)該先向?qū)W生介紹三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝之間的相互聯(lián)系，這些聯(lián)系應(yīng)該做成一張?jiān)敿?xì)的總圖的形式，然后在最初的講授中就向?qū)W生介紹各種代謝途徑，比如糖酵解，是位于這張圖的哪一個(gè)位置，這一代謝途徑和周邊的那些代謝有相互影響、聯(lián)系等。這樣，學(xué)生在起始階段就對(duì)代謝有一個(gè)整體的認(rèn)知，從而不至于在學(xué)習(xí)到各個(gè)具體的代謝通路時(shí)有墜入云霧之感。然后，在具體講到每一個(gè)代謝通路時(shí)，都反復(fù)向?qū)W生提及代謝的整體聯(lián)系，讓學(xué)生再次復(fù)習(xí)代謝的整體聯(lián)系圖，清楚知曉某一通路是處在代謝整體過程中的哪個(gè)位置，從而在腦子里對(duì)代謝的整體內(nèi)容始終有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。這樣到了最后講述物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)時(shí)，一切都將水到渠成，學(xué)生接受起來也更為順暢容易。通過多次從整體上反復(fù)介紹各種代謝并在最后進(jìn)行專門總結(jié)，學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)效率就會(huì)大大增強(qiáng)，學(xué)習(xí)效率的增強(qiáng)不僅是體現(xiàn)在對(duì)局部知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，同時(shí)也體現(xiàn)在對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)的整體把握上。這樣的教學(xué)方式，不僅深化了學(xué)生對(duì)生物化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握和理解，對(duì)后續(xù)其它各門生物課程的學(xué)習(xí)也將帶來不可估量的正面影響。另外，在講授三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解代謝時(shí)，還應(yīng)注意按照這些分解代謝途徑發(fā)生的先后次序來向?qū)W生依次講授。有些生物化學(xué)課本，在章節(jié)的安排上，將生物氧化（呼吸鏈和氧化磷酸化）放在糖/脂代謝等的前面，如果在教學(xué)中也按照這樣的安排，那么實(shí)際上就是將分解代謝的最后步驟（呼吸鏈和氧化磷酸化）提前到最前面來講授，這就容易導(dǎo)致學(xué)生的邏輯混亂與學(xué)習(xí)困惑，增大學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。這是教師在講授分解代謝時(shí)應(yīng)該要加以注意的。

二、在課時(shí)有限的情況下專注于重點(diǎn)內(nèi)容的講授

目前生物化學(xué)這門課程的課時(shí)一般為70-80課時(shí)。分配給物質(zhì)代謝部分的課時(shí)一般在27-33課時(shí)左右。對(duì)代謝部分所包含的內(nèi)容來講，這些課時(shí)數(shù)是非常有限的。因而在教學(xué)中只能做到擇重點(diǎn)而教，重點(diǎn)內(nèi)容多講，非重點(diǎn)內(nèi)容少講，甚至不講而以學(xué)生課后自學(xué)為主。代謝部分的重點(diǎn)包括糖酵解、三羧酸循環(huán)、磷酸戊糖途徑、糖異生、脂肪酸代謝、氨基酸代謝和生物氧化等。針對(duì)各個(gè)重點(diǎn)代謝途徑要引導(dǎo)學(xué)生注意其發(fā)生部位、重要中間產(chǎn)物和終產(chǎn)物、重要的酶和調(diào)控位點(diǎn)，以及生理意義等，應(yīng)要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)熟悉這些重點(diǎn)內(nèi)容。如糖酵解發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中，三羧酸循環(huán)發(fā)生于真核生物的線粒體基質(zhì)和原核生物的細(xì)胞質(zhì)中，而呼吸鏈和氧化磷酸化則發(fā)生于真核生物的線粒體內(nèi)膜或者原核生物質(zhì)膜上。又如丙酮酸是糖酵解途徑的終產(chǎn)物，又是承啟三羧酸循環(huán)的起始物質(zhì)，因而是分解代謝中一個(gè)重要的中間產(chǎn)物。糖類的分解代謝的生理意義主要是為生物體供能，而磷酸戊糖途徑則主要為生物體提供起還原作用的NADPH分子和核酸合成原料磷酸戊糖，等等。在教學(xué)過程中應(yīng)結(jié)合前述的代謝聯(lián)系總圖，反復(fù)回顧這些重點(diǎn)內(nèi)容，從整體和局部?jī)煞矫娌粩嗉由顚W(xué)生的印象，鞏固所學(xué)知識(shí)。由于各種代謝途徑步驟繁多，傳統(tǒng)的按部就班平鋪直敘的講授往往會(huì)令學(xué)生覺得枯燥乏味、思維游離，影響到課堂講授效果。針對(duì)這種情況，我們?cè)诟鱾€(gè)反應(yīng)步驟講授完畢后再結(jié)合相應(yīng)的動(dòng)畫視頻，來對(duì)整條代謝途徑做一全景展示，從而令學(xué)生對(duì)這一代謝途徑有一個(gè)整體上的把握，同時(shí)也使學(xué)習(xí)變得較為輕松愉快，學(xué)習(xí)效率也相應(yīng)得到提高。另外，代謝生物化學(xué)仍是一門處于快速發(fā)展過程中的學(xué)科，每年都有大量的最新研究進(jìn)展，因此在講授中要注意適當(dāng)向?qū)W生介紹相關(guān)的一些研究進(jìn)展。比如，2015/16學(xué)年我們?cè)诮o生化本科全英語班學(xué)生講授糖酵解途徑時(shí)，就及時(shí)向?qū)W生介紹了清華大學(xué)顏寧教授同年發(fā)表在Nature上的與糖酵解調(diào)控相關(guān)的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT3識(shí)別轉(zhuǎn)運(yùn)底物的分子機(jī)制[2]。通過對(duì)最新研究進(jìn)展的實(shí)時(shí)介紹，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到代謝生物化學(xué)不只是那些幾十年前的陳舊知識(shí)，了解到人們對(duì)生化代謝的理解仍然處于一個(gè)不斷深入的活躍過程之中，從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、結(jié)語

總之，雖然生物化學(xué)代謝部分知識(shí)點(diǎn)眾多，內(nèi)容紛紜繁雜，學(xué)習(xí)起來較為枯燥，容易混淆迷失，但只要教師注意把握好內(nèi)容講授的整體性，做好整體信息和局部知識(shí)的有效結(jié)合，注意重點(diǎn)，就可以有效提高教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容有更好的理解和掌握。

參考文獻(xiàn)：

[1]查錫良，周春燕.生物化學(xué)（第七版）[M]. 北京： 人民衛(wèi)生出版社， 2008.

[2]Dong Deng， Pengcheng Sun， Nieng Yan， etc. Molecular Basis of Ligand Recognition and Transport by Glucose Transporters [J]. Nature， 2015， 526： 391-396.

作者簡(jiǎn)介：

何佺，男，1975年1月生，漢族，留美博士，講師，目前主要從事生物化學(xué)的全英語教學(xué)工作。