導(dǎo)語(yǔ)：案例法在生物化學(xué)教學(xué)的應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：以“脂肪酸β-氧化”為例，探討生物化學(xué)教學(xué)中案例法的應(yīng)用。即在授課過(guò)程中，引入與課程內(nèi)容密切相關(guān)的長(zhǎng)期饑餓的動(dòng)物案例，通過(guò)自制動(dòng)畫(huà)、左旋肉堿咖啡實(shí)物展示、課堂討論及啟發(fā)式教學(xué)等多種手段，清晰、生動(dòng)地展示了脂肪酸β-氧化的授課內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生積極思考和討論，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)的興趣。

關(guān)鍵詞：教學(xué)方法；生物化學(xué)；脂肪酸β-氧化；案例法；分組討論；學(xué)習(xí)興趣

生物化學(xué)課程是生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)的必修課，在生命科學(xué)人才培養(yǎng)中發(fā)揮重要作用[1]。生物化學(xué)的研究?jī)?nèi)容包括生物大分子結(jié)構(gòu)與功能、物質(zhì)代謝以及遺傳信息傳遞。物質(zhì)與能量代謝部分包括糖代謝、脂類代謝、氨基酸代謝和核苷酸代謝，涉及不同的代謝途徑，每個(gè)代謝途徑中又有多步反應(yīng)，其中參與催化反應(yīng)的酶數(shù)量眾多[2]。如果只是介紹每條代謝途徑的生理學(xué)意義、每一步反應(yīng)的過(guò)程和參與的蛋白酶，會(huì)讓學(xué)生覺(jué)得枯燥，不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也體會(huì)不到物質(zhì)代謝的奇妙之處。為此，筆者在教學(xué)過(guò)程中，精心備課，并對(duì)課程進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)引入案例，并結(jié)合多種教學(xué)手段，不但使學(xué)生很好地掌握了生物化學(xué)知識(shí)，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使他們感覺(jué)到學(xué)習(xí)生物化學(xué)的過(guò)程是快樂(lè)有趣的，同時(shí)能體會(huì)到生物化學(xué)知識(shí)不是抽象無(wú)用的，而是和生活密切相關(guān)的。本文以“脂肪酸的β-氧化”一節(jié)為例，探討案例法在生物化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。

1通過(guò)生活實(shí)例，引入課程內(nèi)容，啟發(fā)學(xué)生思考

課程引入時(shí)，以汶川地震中廢墟下被埋36d仍奇跡生還的“豬堅(jiān)強(qiáng)”為例，講述“豬堅(jiān)強(qiáng)”的體質(zhì)量在震前是150kg，震后只有50kg，減少了三分之二。被埋期間，它吃木炭喝雨水，但木炭只能充饑，不能提供營(yíng)養(yǎng)，那這36d里是什么物質(zhì)在給它提供能量呢？震前的“豬堅(jiān)強(qiáng)”是膘肥體壯，震后則是瘦骨嶙峋。“膘”不見(jiàn)了，膘是什么呢？引出體內(nèi)儲(chǔ)存脂肪的重要性。脂肪是由脂肪酸和甘油構(gòu)成，脂肪酸分解后能夠產(chǎn)生大量的能量和水分。請(qǐng)學(xué)生們思考，假如“豬堅(jiān)強(qiáng)”在地震前就是一只瘦骨嶙峋的豬，那它還能活下來(lái)嗎？通過(guò)引入案例的方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣和積極性。在活躍的氣氛中，開(kāi)始學(xué)習(xí)脂肪酸分解過(guò)程。

2通過(guò)研究歷史追溯、自制動(dòng)畫(huà)和舉例等

多種教學(xué)手段，介紹脂肪酸β-氧化過(guò)程首先，介紹1904年FranzKnoop通過(guò)一個(gè)經(jīng)典而巧妙的標(biāo)記實(shí)驗(yàn)研究了脂肪酸的分解，他使用難以被動(dòng)物代謝的苯環(huán)標(biāo)記脂肪酸喂狗，然后在狗尿液中檢測(cè)代謝產(chǎn)物。當(dāng)飼喂奇數(shù)碳原子脂肪酸(如苯丙酸)時(shí)，狗尿液中檢測(cè)到的是苯甲酸，脫去了兩分子碳，但這兩分子碳是逐個(gè)脫下的，還是一起脫下的，還不能確定；然后他又用苯環(huán)標(biāo)記偶數(shù)碳脂肪酸苯丁酸，在狗尿液中檢測(cè)到了苯乙酸。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)就證明了，脂肪酸分解每次脫去2分子碳。隨后，介紹1940年AlbertLehninger研究證實(shí)β-氧化是在細(xì)胞的線粒體內(nèi)進(jìn)行。AlbertLehninger是學(xué)生們都比較熟悉的被稱為“生物化學(xué)圣經(jīng)”的經(jīng)典教材“PrinciplesofBiochemistry”的編者，通過(guò)介紹AlbertLehninger的研究工作，也使學(xué)生們對(duì)科學(xué)家有了更深的了解。在學(xué)習(xí)“β-氧化”的過(guò)程中，首先指導(dǎo)學(xué)生了解脂肪酸的活化是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，強(qiáng)調(diào)消耗了2個(gè)高能磷酸鍵，為脂肪酸β-氧化能量的計(jì)算做鋪墊。教學(xué)過(guò)程中可以提問(wèn)同學(xué)：活化后的脂酰-CoA能直接在細(xì)胞質(zhì)中開(kāi)始氧化分解嗎？學(xué)生們可結(jié)合之前介紹的AlbertLehninger的研究結(jié)果，即β-氧化在細(xì)胞的線粒體內(nèi)進(jìn)行，得出脂酰-CoA還需要從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體中的結(jié)論，由此引出“肉堿轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)”。在介紹肉堿轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)前，先告訴學(xué)生們：肉堿在肉中含量豐富，由此而得名；可以從食物獲取肉堿，機(jī)體自身也可以合成。筆者自制了動(dòng)畫(huà)，清晰地展示了肉堿將脂?；鶑募?xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體的過(guò)程。通過(guò)介紹肉堿來(lái)源及自制動(dòng)畫(huà)，使學(xué)生們不但直觀地了解了肉堿將脂?；鶑募?xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到線粒體基質(zhì)的過(guò)程，而且為之后關(guān)于減肥藥“左旋肉堿”的課堂討論奠定了基礎(chǔ)。以16C的脂肪酸-棕櫚酸為例，教學(xué)以PPT為主，配合板書(shū)，引導(dǎo)學(xué)生了解脂肪酸β-氧化的四步過(guò)程——氧化、水合、氧化、硫解，最終生成乙酰-CoA和14C脂酰CoA，并伴隨著FADH2和NADH的產(chǎn)生。乙酰-CoA可以進(jìn)入三羧酸循環(huán)，產(chǎn)生GTP、NADH和FADH2，而脂肪酸β-氧化和三羧酸循環(huán)產(chǎn)生的NADH和FADH2可以進(jìn)入電子傳遞鏈，生成ATP和水。學(xué)生們經(jīng)過(guò)計(jì)算，得出每1分子16C脂肪酸徹底氧化分解可釋放106分子的ATP和123分子的水。1分子的脂肪酸就能產(chǎn)生這么多能量，那么“豬堅(jiān)強(qiáng)”的體內(nèi)儲(chǔ)存著大量這樣的脂肪酸，氧化分解就能產(chǎn)生大量的能量和水分，這就是它為什么能支撐36d的原因了。這樣呼應(yīng)了課程引入時(shí)提出的“豬堅(jiān)強(qiáng)”為什么能存活36d的問(wèn)題，使學(xué)生們切實(shí)了解到脂肪酸β-氧化的重要性。為了使學(xué)生們進(jìn)一步了解脂肪酸β-氧化的重要性，筆者進(jìn)一步舉例說(shuō)明脂肪酸分解產(chǎn)生的能量和水對(duì)很多動(dòng)物生理活動(dòng)的維持都是至關(guān)重要的，比如冬眠的熊。熊在冬眠數(shù)月的時(shí)間里不吃不喝，但是每天仍然消耗高達(dá)6000kcal的熱量，這些能量的來(lái)源就是冬眠前大量?jī)?chǔ)存的脂肪。在冬眠過(guò)程中，熊的呼吸仍在正常進(jìn)行，通過(guò)呼吸也損失了很多水分，而脂肪酸氧化分解產(chǎn)生的水就在不斷補(bǔ)充著呼吸時(shí)水分的損耗。還有很多動(dòng)物也依賴脂肪酸提供能量和水，比如遷徙的鳥(niǎo)。有些鳥(niǎo)在長(zhǎng)達(dá)幾十小時(shí)的飛行過(guò)程中是不進(jìn)食進(jìn)水的，能量和水的來(lái)源就是脂肪酸。還有一些生活在干旱地區(qū)的動(dòng)物，比如駱駝和沙鼠，脂肪酸氧化對(duì)它們來(lái)說(shuō)也很重要。駱駝的駝峰中儲(chǔ)存著大量的脂肪，這些脂肪是它長(zhǎng)途跋涉時(shí)能量和水分的重要來(lái)源。學(xué)生們通過(guò)這些熟悉的動(dòng)物實(shí)例，進(jìn)一步體會(huì)到了脂肪酸β-氧化的奇妙和重要性，不再將生物化學(xué)代謝看成一個(gè)無(wú)趣的反應(yīng)，從而激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，活躍了課堂氣氛，擴(kuò)展了生物學(xué)知識(shí)。

3實(shí)物展示和課堂討論，強(qiáng)化課程內(nèi)容，引發(fā)學(xué)生思考

通過(guò)多媒體PPT、自制動(dòng)畫(huà)等方式介紹了脂肪酸β-氧化過(guò)程之后，筆者進(jìn)一步通過(guò)展示減肥產(chǎn)品“左旋肉堿”銷售圖片和“左旋肉堿咖啡”實(shí)物，調(diào)動(dòng)課堂學(xué)習(xí)氣氛，學(xué)生們可以結(jié)合課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，進(jìn)行討論，從而強(qiáng)化脂肪酸β-氧化的學(xué)習(xí)內(nèi)容。因?yàn)榛罨闹舅嵝枰ㄟ^(guò)肉堿將其從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體，因此肉堿是脂肪酸代謝過(guò)程中的重要成分。市場(chǎng)上有一類根據(jù)脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程制作的減肥產(chǎn)品，叫“左旋肉堿”，銷量非常好。課程中，筆者對(duì)網(wǎng)絡(luò)上一些左旋肉堿相關(guān)產(chǎn)品的圖片及銷售記錄進(jìn)行了截屏，使學(xué)生們先有一個(gè)很直觀的感受。而“左旋肉堿咖啡”實(shí)物的展示又進(jìn)一步提高了學(xué)生興趣，感受到生物化學(xué)與實(shí)際生活的密切聯(lián)系。課堂上提供了某左旋肉堿產(chǎn)品的說(shuō)明書(shū)，說(shuō)明書(shū)中寫(xiě)到“促進(jìn)脂肪轉(zhuǎn)化成能量，而且只消耗脂肪，不減少水分和肌肉，也不會(huì)引起厭食、腹瀉和乏力等不良反應(yīng)?？梢灶A(yù)防脂肪堆積，結(jié)合運(yùn)動(dòng)，效果更明顯?！闭?qǐng)學(xué)生們根據(jù)課上講過(guò)的知識(shí)，分析此類產(chǎn)品應(yīng)用了怎樣的生物化學(xué)機(jī)制？為什么聲稱沒(méi)有不良反應(yīng)？為什么說(shuō)結(jié)合運(yùn)動(dòng)，效果會(huì)更明顯？你認(rèn)為它的減肥效果如何？學(xué)生們先分組討論，然后老師再請(qǐng)各組同學(xué)談?wù)勊麄儗?duì)這種產(chǎn)品的的看法。為了達(dá)到好的討論效果，討論前先提醒學(xué)生在分析過(guò)程中需要考慮到以下4點(diǎn)：(1)肉堿的來(lái)源；(2)肉堿在體內(nèi)的功能；(3)正常機(jī)體是否需要額外補(bǔ)充肉堿？(4)什么情況下或何種特殊人群可能需要額外補(bǔ)充肉堿？通過(guò)這種以市場(chǎng)上的減肥產(chǎn)品為例，并進(jìn)行實(shí)物展示，理論聯(lián)系實(shí)際，極大地引發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課堂討論氣氛非常熱烈。在鞏固理論知識(shí)的同時(shí)，運(yùn)用課堂上學(xué)習(xí)到的生物化學(xué)理論知識(shí)，以及查閱資料，提高了學(xué)生分析解答實(shí)際生活中遇到問(wèn)題的能力。

4結(jié)語(yǔ)

如何將生物化學(xué)知識(shí)生動(dòng)有趣地傳授給學(xué)生，使學(xué)生們感覺(jué)到學(xué)習(xí)生物化學(xué)的過(guò)程是快樂(lè)的，這是生物化學(xué)教師一直在思考的問(wèn)題，也是現(xiàn)在和將來(lái)繼續(xù)努力的方向。因此，在平時(shí)生活和工作中，需要注意搜集與生物化學(xué)相關(guān)的資料，包括研究歷史、科學(xué)家研究經(jīng)歷、文獻(xiàn)、新聞、市場(chǎng)上相關(guān)的產(chǎn)品等。在備課過(guò)程中，認(rèn)真設(shè)計(jì)，將這些資料在合適時(shí)機(jī)引入到授課內(nèi)容中，達(dá)到引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、活躍課堂氣氛的目的。在授課過(guò)程中，通過(guò)案例、課堂討論和實(shí)物展示等多種教學(xué)手段，生動(dòng)有趣地講解課程相關(guān)的研究歷史、科學(xué)家及主要內(nèi)容，使學(xué)生們?cè)谡莆丈锘瘜W(xué)知識(shí)的同時(shí)，了解生物化學(xué)與實(shí)際生活的密切聯(lián)系和應(yīng)用實(shí)例，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，享受學(xué)習(xí)過(guò)程。

作者:韓海棠 單位:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心

參考文獻(xiàn)

[1]鄭昌學(xué).生物化學(xué)教學(xué)之我見(jiàn)——2012年全國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)術(shù)大會(huì)發(fā)言.生命的化學(xué),2013,33(1):101-104

[2]NelsonDL,CoxMM.Lehningerprinciplesofbiochemis-try.6thed.NewYork:W.H.FreemanandCompany,2012.