淺談生物化學物質代謝部分的教學體會

何佺 歐文斌 代琦 盛清

【摘要】生物化學是生命科學專業的基礎課程，這門課程的物質代謝部分內容龐大繁雜，需要記憶的內容很多，是教學的難點之一。本文從教學內容的整體把握、重點內容的講授兩方面對如何提高這部分內容的教學質量進行了初步探討。

【關鍵詞】生物化學 物質代謝 教學研討

【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）10-0163-01

生物化學是利用化學的理論和方法從分子水平探討生命現象的一門學科，是生命科學的基礎語言，內容繁多抽象，前沿發展迅速。這門課程的物質代謝部分，內容繁雜，知識點多，涉及到大量需要記憶的化學過程和相應的調節酶，在教學課時有限的情況下，如何講好這部分內容歷來是教學的一大挑戰。學生也普遍反映這部分內容非常抽象枯燥，要記憶的東西非常多，學習過程中經常發生相互混淆的情況，反映在考試中這部分內容也是主要的丟分點。為使學生能更好的學習掌握物質代謝部分的內容，筆者在這里將多年來的一些教學心得體會做一介紹，希望能對從事這門教學的教師有所啟發和借鑒。

一、在教學中要注意把握好知識的整體性

生物化學物質代謝部分主要包括糖代謝（糖酵解、三羧酸循環、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代謝的聯系與調節等[1]。這些代謝途徑是相互聯系、相互影響、相互制約的統一整體；有些代謝途徑共享一些生化反應，比如糖酵解和糖異生就共享六個可逆生化反應，這些共享的反應所涉及的酶也相同，只不過這些可逆反應在這兩種代謝途徑中發生的方向正好相反；也有些代謝途徑最終交匯于一處，比如糖、脂和蛋白質三大營養物質在體內經不同的分解代謝途徑最終都轉化為中間代謝物乙酰輔酶A，然后三羧酸循環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，要注意引導學生從整體上把握各知識點。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系。但是這樣的講授帶來的弊端就是，學生在學習各種代謝途徑時往往被各種繁復易混的知識點搞暈，經常陷入到各種代謝途徑的繁瑣細節之中，腦子里各種途徑、反應零亂地夾雜在一起，從而忽略了代謝途徑之間的整體聯系。等到教師最后講授到各種代謝之間的聯系的時候，早已被充斥頭腦的各種途徑和反應弄得暈頭轉向，此時教師最后一次性的提綱挈領的綜合講授學生往往難以完全接受，融會貫通。學生學習得異常痛苦，教學效果大打折扣。我們認為，在代謝部分講授的一開始，就應該先向學生介紹三大營養物質的代謝之間的相互聯系，這些聯系應該做成一張詳細的總圖的形式，然后在最初的講授中就向學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、聯系等。這樣，學生在起始階段就對代謝有一個整體的認知，從而不至于在學習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，都反復向學生提及代謝的整體聯系，讓學生再次復習代謝的整體聯系圖，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容始終有一個清晰的認識。這樣到了最后講述物質代謝的聯系與調節時，一切都將水到渠成，學生接受起來也更為順暢容易。通過多次從整體上反復介紹各種代謝并在最后進行專門總結，學生對這部分內容的學習效率就會大大增強，學習效率的增強不僅是體現在對局部知識點的學習，同時也體現在對這些知識點的整體把握上。這樣的教學方式，不僅深化了學生對生物化學基礎知識的掌握和理解，對后續其它各門生物課程的學習也將帶來不可估量的正面影響。另外，在講授三大營養物質的分解代謝時，還應注意按照這些分解代謝途徑發生的先后次序來向學生依次講授。有些生物化學課本，在章節的安排上，將生物氧化（呼吸鏈和氧化磷酸化）放在糖/脂代謝等的前面，如果在教學中也按照這樣的安排，那么實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，這就容易導致學生的邏輯混亂與學習困惑，增大學生的學習難度。這是教師在講授分解代謝時應該要加以注意的。

二、在課時有限的情況下專注于重點內容的講授

目前生物化學這門課程的課時一般為70-80課時。分配給物質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容來講，這些課時數是非常有限的。因而在教學中只能做到擇重點而教，重點內容多講，非重點內容少講，甚至不講而以學生課后自學為主。代謝部分的重點包括糖酵解、三羧酸循環、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。針對各個重點代謝途徑要引導學生注意其發生部位、重要中間產物和終產物、重要的酶和調控位點，以及生理意義等，應要求學生通過學習熟悉這些重點內容。如糖酵解發生在細胞質中，三羧酸循環發生于真核生物的線粒體基質和原核生物的細胞質中，而呼吸鏈和氧化磷酸化則發生于真核生物的線粒體內膜或者原核生物質膜上。又如丙酮酸是糖酵解途徑的終產物，又是承啟三羧酸循環的起始物質，因而是分解代謝中一個重要的中間產物。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。在教學過程中應結合前述的代謝聯系總圖，反復回顧這些重點內容，從整體和局部兩方面不斷加深學生的印象，鞏固所學知識。由于各種代謝途徑步驟繁多，傳統的按部就班平鋪直敘的講授往往會令學生覺得枯燥乏味、思維游離，影響到課堂講授效果。針對這種情況，我們在各個反應步驟講授完畢后再結合相應的動畫視頻，來對整條代謝途徑做一全景展示，從而令學生對這一代謝途徑有一個整體上的把握，同時也使學習變得較為輕松愉快，學習效率也相應得到提高。另外，代謝生物化學仍是一門處于快速發展過程中的學科，每年都有大量的最新研究進展，因此在講授中要注意適當向學生介紹相關的一些研究進展。比如，2015/16學年我們在給生化本科全英語班學生講授糖酵解途徑時，就及時向學生介紹了清華大學顏寧教授同年發表在Nature上的與糖酵解調控相關的葡萄糖轉運蛋白GLUT3識別轉運底物的分子機制[2]。通過對最新研究進展的實時介紹，讓學生認識到代謝生物化學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，從而激發了學生的學習興趣。

三、結語

總之，雖然生物化學代謝部分知識點眾多，內容紛紜繁雜，學習起來較為枯燥，容易混淆迷失，但只要教師注意把握好內容講授的整體性，做好整體信息和局部知識的有效結合，注意重點，就可以有效提高教學質量，使學生對這部分內容有更好的理解和掌握。

參考文獻：

[1]查錫良，周春燕.生物化學（第七版）[M]. 北京： 人民衛生出版社， 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的全英語教學工作。