浅谈生物化学物质代谢部分的教学体会

何佺 欧文斌 代琦 盛清

【摘要】生物化学是生命科学专业的基础课程，这门课程的物质代谢部分内容庞大繁杂，需要记忆的内容很多，是教学的难点之一。本文从教学内容的整体把握、重点内容的讲授两方面对如何提高这部分内容的教学质量进行了初步探讨。

【关键词】生物化学 物质代谢 教学研讨

【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）10-0163-01

生物化学是利用化学的理论和方法從分子水平探讨生命现象的一门学科，是生命科学的基础语言，内容繁多抽象，前沿发展迅速。这门课程的物质代谢部分，内容繁杂，知识点多，涉及到大量需要记忆的化学过程和相应的调节酶，在教学课时有限的情况下，如何讲好这部分内容历来是教学的一大挑战。学生也普遍反映这部分内容非常抽象枯燥，要记忆的东西非常多，学习过程中经常发生相互混淆的情况，反映在考试中这部分内容也是主要的丢分点。为使学生能更好的学习掌握物质代谢部分的内容，笔者在这里将多年来的一些教学心得体会做一介绍，希望能对从事这门教学的教师有所启发和借鉴。

一、在教学中要注意把握好知识的整体性

生物化学物质代谢部分主要包括糖代谢（糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径、糖异生、糖原代谢）、脂类代谢（脂肪代谢、磷脂代谢、糖脂代谢、脂肪酸代谢、胆固醇代谢）、生物氧化（呼吸链和氧化磷酸化）、氨基酸代谢、核苷酸代谢以及物质代谢的联系与调节等[1]。这些代谢途径是相互联系、相互影响、相互制约的统一整体；有些代谢途径共享一些生化反应，比如糖酵解和糖异生就共享六个可逆生化反应，这些共享的反应所涉及的酶也相同，只不过这些可逆反应在这两种代谢途径中发生的方向正好相反；也有些代谢途径最终交汇于一处，比如糖、脂和蛋白质三大营养物质在体内经不同的分解代谢途径最终都转化为中间代谢物乙酰辅酶A，然后三羧酸循环和氧化磷酸化成为其最后分解的共同代谢途径。因而，在讲授这些代谢途径时，要注意引导学生从整体上把握各知识点。一般讲课都是先介绍各种代谢途径，然后在最后再讲授这些代谢途径之间的联系。但是这样的讲授带来的弊端就是，学生在学习各种代谢途径时往往被各种繁复易混的知识点搞晕，经常陷入到各种代谢途径的繁琐细节之中，脑子里各种途径、反应零乱地夹杂在一起，从而忽略了代谢途径之间的整体联系。等到教师最后讲授到各种代谢之间的联系的时候，早已被充斥头脑的各种途径和反应弄得晕头转向，此时教师最后一次性的提纲挈领的综合讲授学生往往难以完全接受，融会贯通。学生学习得异常痛苦，教学效果大打折扣。我们认为，在代谢部分讲授的一开始，就应该先向学生介绍三大营养物质的代谢之间的相互联系，这些联系应该做成一张详细的总图的形式，然后在最初的讲授中就向学生介绍各种代谢途径，比如糖酵解，是位于这张图的哪一个位置，这一代谢途径和周边的那些代谢有相互影响、联系等。这样，学生在起始阶段就对代谢有一个整体的认知，从而不至于在学习到各个具体的代谢通路时有坠入云雾之感。然后，在具体讲到每一个代谢通路时，都反复向学生提及代谢的整体联系，让学生再次复习代谢的整体联系图，清楚知晓某一通路是处在代谢整体过程中的哪个位置，从而在脑子里对代谢的整体内容始终有一个清晰的认识。这样到了最后讲述物质代谢的联系与调节时，一切都将水到渠成，学生接受起来也更为顺畅容易。通过多次从整体上反复介绍各种代谢并在最后进行专门总结，学生对这部分内容的学习效率就会大大增强，学习效率的增强不仅是体现在对局部知识点的学习，同时也体现在对这些知识点的整体把握上。这样的教学方式，不仅深化了学生对生物化学基础知识的掌握和理解，对后续其它各门生物课程的学习也将带来不可估量的正面影响。另外，在讲授三大营养物质的分解代谢时，还应注意按照这些分解代谢途径发生的先后次序来向学生依次讲授。有些生物化学课本，在章节的安排上，将生物氧化（呼吸链和氧化磷酸化）放在糖/脂代谢等的前面，如果在教学中也按照这样的安排，那么实际上就是将分解代谢的最后步骤（呼吸链和氧化磷酸化）提前到最前面来讲授，这就容易导致学生的逻辑混乱与学习困惑，增大学生的学习难度。这是教师在讲授分解代谢时应该要加以注意的。

二、在课时有限的情况下专注于重点内容的讲授

目前生物化学这门课程的课时一般为70-80课时。分配给物质代谢部分的课时一般在27-33课时左右。对代谢部分所包含的内容来讲，这些课时数是非常有限的。因而在教学中只能做到择重点而教，重点内容多讲，非重点内容少讲，甚至不讲而以学生课后自学为主。代谢部分的重点包括糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径、糖异生、脂肪酸代谢、氨基酸代谢和生物氧化等。针对各个重点代谢途径要引导学生注意其发生部位、重要中间产物和终产物、重要的酶和调控位点，以及生理意义等，应要求学生通过学习熟悉这些重点内容。如糖酵解发生在细胞质中，三羧酸循环发生于真核生物的线粒体基质和原核生物的细胞质中，而呼吸链和氧化磷酸化则发生于真核生物的线粒体内膜或者原核生物质膜上。又如丙酮酸是糖酵解途径的终产物，又是承启三羧酸循环的起始物质，因而是分解代谢中一个重要的中间产物。糖类的分解代谢的生理意义主要是为生物体供能，而磷酸戊糖途径则主要为生物体提供起还原作用的NADPH分子和核酸合成原料磷酸戊糖，等等。在教学过程中应结合前述的代谢联系总图，反复回顾这些重点内容，从整体和局部两方面不断加深学生的印象，巩固所学知识。由于各种代谢途径步骤繁多，传统的按部就班平铺直叙的讲授往往会令学生觉得枯燥乏味、思维游离，影响到课堂讲授效果。针对这种情况，我们在各个反应步骤讲授完毕后再结合相应的动画视频，来对整条代谢途径做一全景展示，从而令学生对这一代谢途径有一个整体上的把握，同时也使学习变得较为轻松愉快，学习效率也相应得到提高。另外，代谢生物化学仍是一门处于快速发展过程中的学科，每年都有大量的最新研究进展，因此在讲授中要注意适当向学生介绍相关的一些研究进展。比如，2015/16学年我们在给生化本科全英语班学生讲授糖酵解途径时，就及时向学生介绍了清华大学颜宁教授同年发表在Nature上的与糖酵解调控相关的葡萄糖转运蛋白GLUT3识别转运底物的分子机制[2]。通过对最新研究进展的实时介绍，让学生认识到代谢生物化学不只是那些几十年前的陈旧知识，了解到人们对生化代谢的理解仍然处于一个不断深入的活跃过程之中，从而激发了学生的学习兴趣。

三、结语

总之，虽然生物化学代谢部分知识点众多，内容纷纭繁杂，学习起来较为枯燥，容易混淆迷失，但只要教师注意把握好内容讲授的整体性，做好整体信息和局部知识的有效结合，注意重点，就可以有效提高教学质量，使学生对这部分内容有更好的理解和掌握。

参考文献：

[1]查锡良，周春燕.生物化学（第七版）[M]. 北京： 人民卫生出版社， 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.

作者简介：

何佺，男，1975年1月生，汉族，留美博士，讲师，目前主要从事生物化学的全英语教学工作。