淺談生物化學(xué)物質(zhì)代謝部分的教學(xué)體會

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】G42 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】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)心得體會做一介紹，希望能對從事這門教學(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，要注意引導(dǎo)學(xué)生從整體上把握各知識點(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)各種代謝途徑時往往被各種繁復(fù)易混的知識點(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)該做成一張詳細(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)生在起始階段就對代謝有一個整體的認(rèn)知，從而不至于在學(xué)習(xí)到各個具體的代謝通路時有墜入云霧之感。然后，在具體講到每一個代謝通路時，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位置，從而在腦子里對代謝的整體內(nèi)容始終有一個清晰的認(rèn)識。這樣到了最后講述物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)時，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)生對這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)效率就會大大增強(qiáng)，學(xué)習(xí)效率的增強(qiáng)不僅是體現(xiàn)在對局部知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，同時也體現(xiàn)在對這些知識點(diǎn)的整體把握上。這樣的教學(xué)方式，不僅深化了學(xué)生對生物化學(xué)基礎(chǔ)知識的掌握和理解，對后續(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，在講授三大營養(yǎng)物質(zhì)的分解代謝時，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應(yīng)該要加以注意的。

二、在課時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)這門課程的課時一般為70-80課時。分配給物質(zhì)代謝部分的課時一般在27-33課時左右。對代謝部分所包含的內(nèi)容來講，這些課時數(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。針對各個重點(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，從整體和局部兩方面不斷加深學(xué)生的印象，鞏固所學(xué)知識。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。針對這種情況，我們在各個反應(yīng)步驟講授完畢后再結(jié)合相應(yīng)的動畫視頻，來對整條代謝途徑做一全景展示，從而令學(xué)生對這一代謝途徑有一個整體上的把握，同時也使學(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)年我們在給生化本科全英語班學(xué)生講授糖酵解途徑時，就及時向?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識別轉(zhuǎn)運(yùn)底物的分子機(jī)制[2]。通過對最新研究進(jìn)展的實(shí)時介紹，讓學(xué)生認(rèn)識到代謝生物化學(xué)不只是那些幾十年前的陳舊知識，了解到人們對生化代謝的理解仍然處于一個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。