生物化學的研究進展范例6篇

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生物化學的研究進展

生物化學的研究進展范文1

關鍵詞:訶子;化學成分;藥理活性

中圖分類號:R285.6 文獻標識碼:A 文章編號:1673-2197(2008)06-046-03

中藥訶子為使君子科植物訶子(Terminalia chebula Retz.) 或絨毛訶子(Terminalia.chebula Retz.var.tomentella kurz) 的干燥成熟果實[1] 。秋冬兩季果實成熟時采收,除去雜質,曬干。訶子原產印度、緬甸等地,我國云南、、廣東、廣西等地均有分布。訶子具有澀腸斂肺,降火利咽之功效,在臨床上應用廣泛。其炮制方法歷史記載頗多,分有凈制、切制、炒制、煨制、輔料制等幾大類,十幾種炮制方法。近年來,對訶子常用的煨、麩煨、炒、去核或帶用等炮制法已有研究報道,并取得了一定的科學依據。目前國內對訶子的研究較少,為進一步探明其成分功效以及進一步開發利用訶子植物資源,本文對其化學成分與藥理活性及應用的研究進展進行了綜述。

1 化學成分

訶子主要含三萜酸類成分,如2α-羥基馬可莫酸、馬斯里酸、2α-羥基烏蘇酸、粉蕊黃楊醇酸、阿江欖仁素、阿江欖仁酸、訶子醇、arjunglu-coside,chebuloside Ⅰ和Ⅱ、沒食子酰葡萄糖類、沒食子酰的簡單酯類化合物等[2~9]和氨基酸[10]、酚酸類[11~13]及番瀉甙A、鞣酸酶、多酚氧化酶、過氧化物酶、抗壞血酸氧化酶、阿拉伯糖、果糖、葡萄糖、蔗糖、鼠李糖(rhamnose)等碳水化合物[14]。

林勵等[15]對陰干的訶子成熟果實進行了揮發性成分含量測定(結果見表1)。

2 藥理作用

1.1 抗菌作用

體外實驗證明,訶子對4~5種痢疾桿菌都有效[16],尤以訶子殼為佳。訶子水煎液(100%)除對各種痢疾桿菌有效外,且對綠膿桿菌、白喉桿菌作用較強,對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、肺炎球菌、溶血性鏈球菌、變形桿菌、鼠傷寒桿菌亦有作用(紙片法);對痢疾桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌的有效濃度分別為1∶32,1∶128,1∶64(試管法)[17]。訶子在體外有良好的抗傷寒桿菌作用,用鹽酸提取的乙醇提取物具有更高的抗菌及抗真菌作用[18]。

1.2 強心作用

大劑量訶子的苯及氯仿提取物具有中等強心作用,乙酸乙酯,丁酮,正丁醇和水的提取物具有很強的強心作用。醋酸乙酯提取物100、300、500μg,使心臟收縮力增加3%~20%,心輸出量增加2%~10%,而心率不變;013~3mg劑量使收縮力過低的小鼠心臟收縮增加4%~36%。丁酮和正丁醇提取物也有相似作用,而這些作用不被心得安阻斷,提示提取物的作用不是通過心臟的β1受體所致,而是直接作用于心臟所致。

1.3 抗氧化作用

訶子對活性氧有清除作用,醇提取物比水提取物作用強。訶子的醇提取物10~20μg/mL,水提取物200~400μg/mL,能顯著抑制維生素C合并硫酸亞鐵誘發的小鼠肝及肺勻漿及線粒體膜脂質過氧化。訶子醇提取物25μg/mL,水提取物100μg/mL能顯著清除核黃素加光引起的過氧陰離子和對抗H2O2引起的溶血。訶子醇提取物20μg/mL顯著抑制十四?;鸩ù家阴u?TPA)20ng/mL誘發的人白細胞化學發光,50μg/mL明顯對抗TPA100ng/mL和香煙煙霧凝集物400μg/mL引起的人白細胞DNA斷鏈作用[19]。訶子提取的鞣質亦有抗氧自由基和促癌物的作用,小鼠灌胃訶子鞣質25~50mg/kg可有效對抗亞硝酸鈉和氨基比林引起的小鼠肝臟的急性損傷,減少NO2-離子的生成。其機制可能是阻止氨基比林在胃內硝基化,從而對抗了亞硝酸鈉加氨基比林對小鼠的毒性。訶子鞣質10~20μg/mL顯著抑制維生素C合并硫酸亞鐵誘發的小鼠肝線粒體脂質過氧化,明顯抑制H2O2和HPD(血卟啉衍生物)加光引起的溶血[20]。楊懷霞等[21]把訶子風干恒重,過20目篩,分別由乙醇提取、水溶、乙酸乙酯反萃,得提取物,用菜籽油過氧化值測定法(碘量法)衡量各提取物抗氧化活性以及復配作用。結果表明訶子提取物為優良的天然抗氧化劑,其復配產品的抗氧化效果更好。

1.4 抗HIV作用

張燕明等[22]采用酶聯免疫吸附試驗測定訶子對培養上清液HBsAg、HBeAg的抑制作用。訶子醇提物濃度6.25mg/mL時,對HBsAg、HBeAg抑制率分別為99.67%、71.40%。

1.5 其它作用

從干果中用80%乙醇提得的訶子素,對家兔平滑肌有罌粟堿樣解痙作用[16];除鞣質外還有致瀉成分,故與大黃相似,先致瀉而后收斂;含訶子的中藥復方有抗癌效果[2];從中提取的幾種鞣質具有明顯的抗腫瘤活性[19]及抗艾滋病毒活性[20];含訶子的中藥復方曾報道具有抗生育作用;含訶子的中藥復方具有解毒(蛇毒、蟲毒、藥物中毒等)及調和藥性,祛除病邪等作用[23];訶醋酸可治療急慢性濕疹;訶子口服可增強膽囊造影[24];含訶子中藥在體內及體外有對抗Ⅱ型單純性皰疹病毒和阿昔洛韋耐藥的I型單純性皰疹病毒的作用;訶子散可治梅核氣等[25]。姚婕等[26,33]從訶子中分離出的組分具有顯著的拮抗內毒素活性。

3 臨床應用

(1)訶子有六味、八性、十七效,治二十屬性病,臨床應用非常廣泛,凡風熱疹毒、咽喉干痛、暴發火眼、濕熱黃疸、中風不遂、肝區刺痛、脾濕胃脹、積滯不化、慢性泄瀉、心悸癲狂等均可用之[27]。訶子性平、味澀,具有調節“三素”(赫依、協日、巴達干),祛除病邪,解毒等獨特的作用[28]。

(2)訶子也是中藥收斂劑中的一味常用藥,但其應用范圍相對較小,臨床主要用于消化系統病癥:如泄瀉、痢疾、心腹痛、痞滿、納呆、便秘及嘔吐、積聚等呼吸系統病癥:如失音、咳嗽、喘證等[29],以及中氣下陷之脫肛。

(3)訶子也是藏藥中的一種常用藥,近年來有訶子復方治療乙型肝炎及牛皮癬[30]等報道。

4 結語

訶子是一種常用蒙藥材,在我國資源豐富且具多方面的生理活性,特別是其抗腫瘤及抗艾滋病毒作用應引起廣泛重視。雖然目前對其化學成分與藥理作用研究較多,但其廣泛而顯著的藥理作用的物質基礎和構效關系還有待進一步深入研究,以使這一民族醫藥中的瑰寶更好地為人類的健康服務。

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生物化學的研究進展范文2

關鍵詞:課程設計;生物化學,啟發

1教材分析

1.1教學內容在教材中的地位

生物化學教材內容多且學時少,學生普遍感到生物化學難學,但也有學好這門課程的愿望。本課程所用教材是楊麗萍主編的《生物化學》第四版,緒論是第一課,是對本課程的高度概括,是學習生物化學的前導。講好緒論,對激發學生的學習興趣起著非常重要的作用。

1.2學情分析

授課對象為生物技術專業本科的學生,之前已經學習過無機化學和有機化學,化學基礎相對較好,學習主動性、積極性、理解分析能力較強。所以在教學過程中要將緒論講的新鮮有趣,就可以激發學生對生物化學的學習興趣,產生求知欲。有了這種求知欲,將為后續深入學習生物化學課程打下良好的基礎[1]。

1.3教學目標

知識目標:(1)掌握生物化學研究的內容與范圍;(2)熟悉生物化學發展的歷史;(3)掌握生物化學的知識框架,熟悉生物化學的學習方法。能力目標:培養學生掌握正確的學習方法和生物化學的知識框架。

2教法和學法指導

2.1教法

(1)層層遞進提問法:提問貫穿于本次課程教學過程,其目的是學生可以帶著疑問去思考。不僅激發學生的求知欲,還能課程內容逐步深入、前后貫通。(2)直觀教學法:利用多媒體課件和合理的板書設計,加深學生了對緒論知識目標的理解掌握,從而為后續深入學習生物化學課程打下良好的基礎。(3)啟發對比法:這種方法變學生被動性學習為主動學習,培養了學生分析、歸納總結問題的能力。(4)列舉實例法:學生自己探究問題,分析問題,提高了運用所學生物化學知識點分析、解決實際問題的能力。上述的四種傳統教學方法的綜合運用,結合了教師的主導作用和學生的主體作用,培養了學生分析、歸納總結問題的能力,提高了學生的綜合能力。

2.2學法

(1)學生應課前做好預習;(2)課上注意聽講、記好筆記;(3)課后做好復習。老師應介紹怎樣預習、如何記筆記、及時復習和回顧已學的知識點等。把學生引導到生物化學知識的范圍中來,同時教導學生學會用生物化學的理論去思考問題,提高學生分析、總結生物化學問題的能力[2]。

3教學程序設計

3.1引入課題(10min)

由生物界的各種現象引出生物化學的概念—是研究生物體的化學。在學生理解后設置問題:自然界中生物體的化學現象多種多樣且復雜多變應如何分析?此處設此問題以調動學生的求知欲。如果學生回答不準確或不能回答,則繼續問:怎樣揭示生物化學現象的內在規律?啟發學生回答:要研究生物界這個復雜結構體系的物質組成及其變化規律的基本原理,基于生物組成及變化規律的一致性建立生命現象基本原理整體框架。進一步設置問題:如何研究?再啟發學生舉例回答,從而進入下一環節--生物化學發展簡史[3]。

3.2講授生物化學發展簡史(15min)

3.2.1生物化學研究的啟蒙階段在中華民族的歷史中很早就出現了釀酒、制醬、做醋等應用;在唐代藥王孫思邈的《千金翼方》中就有“治腳氣常做谷白皮粥防之”,即使用含大量維生素B1的食物對腳氣病進行治療。同時還用豬肝治療雀目(夜盲癥)。講到此處時用多媒體課件展示相關圖片提高學生的學習興趣;也可使老師的文字敘述變得更感性。3.2.2生物化學研究的初始階段生物化學自18世紀中后期作為一個獨立學科出現后,涌現出很多卓越的科學家。講到此處,用多媒體課件詳細解讀相關研究。原因有三:(1)吸引學生的注意力,激發學生的學習興趣;(2)為后續內容如糖酵解、三羧酸循環和脂質代謝等的生理現象的講解做鋪墊;(3)為之后知識拓展埋下伏筆。3.2.3生物化學研究的快速發展時期生物化學研究中諾貝爾獎獲得者也不乏其人,對生物化學的發展起著深遠的影響。講到此處可與3.2.2的內容做對比,有利于學生對知識點的理解和記憶。然后設置過渡問題:從這些研究中可以總結出生物化學研究的什么規律?

3.3生物化學的知識框架和學習方法(20min)

首先設置問題如“生物體的化學組成是什么?”,引導學生思考。此處講授人體每天都和環境進行物質的交換,即新陳代謝。新陳代謝中酶催化了絕大部分生化反應,與此同時生物體具有精密的自我調控方法。這點從幾個層面為學生理清思路,進行下一步學習奠定基礎。為了使學生能更深層次地理解和掌握這一知識重點,可適當舉例說明。從“種瓜得瓜”推導出遺傳的概念,結合本學科的最新研究進展介紹遺傳的相關知識點[4]。授課過程中引導學生討論能激發學生探究問題的活躍氣氛,應提倡學生積極參與回答問題。用多媒體課件展示相關知識點,同時穿插知識點覆蓋的實例。

4課堂小結

在緒論的教學過程中應不拘泥于教科書,不能生搬硬套、平鋪直敘、枯燥乏味的講解是扼殺積極性的。緒論課最重要的目的是讓學生形成主動學習的意愿。因此可介紹一些目前在基因診斷及其基因治療方面的成功事例,讓學生明白生物化學是和我們生活健康密切相關的,從而激發學習的積極性和主動性。與此同時,緒論最有價值的知識是關于方法的知識。生物化學是一門記憶與理解并重的學科,在記憶的基礎上理解并融會貫通才能牢固記憶[5]。

5課堂效果分析

通過四種教學方法的綜合運用,激發了學生學習生物化學的興趣,不僅讓學生學習相關知識,同時學生也在分析、理解及融會貫通中建立了科學的思維方式[6]。

作者:朱會霞 孫金旭 單位:衡水學院

參考文獻

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生物化學的研究進展范文3

基金項目:河南省教育科學“十一五”規劃2009年課題(編號:2009一JKGHAG一0395)Educational Science in

Henan’s Eleventh Five-year Plan (2009一JKGHAG一0395),河南省教育科學“十一五”規劃2010年課題(編號:E20L03一JKGHAG一0312)Educational Science in Henan’s Eleventh Five-year Plan (E20L03一JKGHAG一0312),河南中醫學院博士基金(編號:BSJJ2010-34)Doctoral foundation of Henan University of TCM (BSJJ2010-34)。

【摘要】生物化學是中醫院校一門非常重要的基礎學科。由于生物化學課程自身的特點,如課程內容難懂、知識面較大、結構復雜以及很難記憶等,使得學生在學習生物化學時具有畏難情緒。如何有效地提高中醫院校生物化學教學質量是一個非常重要的問題。作者根據自己在中醫院校多年從事生物化學的經驗提出幾點看法。

【關鍵詞】生物化學;教學;興趣;教法

中圖分類號:G4 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)01(b)-0000-00

生物化學是從分子水平研究生命過程的化學變化規律和生命本質的學科,講述正常人體內的物質代謝以及疾病發生過程中與代謝異常相關的問題,與醫學有著緊密的聯系。在中醫院校的教學中,生物化學也是一門非常重要的基礎課程,其理論、方法和技術已滲透至基礎醫學與臨床醫學的各個領域;學習并掌握這門課程,對于學習基礎醫學的其它課程和臨床課程,乃至以后從事臨床和科研工作都具有重要意義[1]。但是,學生在學習過程普遍感到生物化學內容比較抽象、枯燥,有些原理及生化反應難以理解,且不易記憶,因而學生普遍會產生畏難情緒,從而影響了教學效果。如何有效的提高中醫院校生物化學的教學質量是值得相關部門和教師去探究的一個關鍵問題。結合多年的教學實踐,本文將從以下幾個方面探討解決這個問題的方法。

一 提高學生學習生物化學的興趣,發揮其學習的主動性

學生是學習的主體,而興趣是學生學習的動力和最好的老師。美國著名教育家約翰洛克說過,教師最

重要的技能是集中并保持學生的學習興趣[2],因此,怎樣才能提高學生的學習興趣是教學過程中的一個重要問題。生物化學內容繁多、理論抽象,概念枯燥難懂,如代謝過程冗長乏味,代謝反應錯綜復雜,且相互聯系、相互影響,學生很難掌握。長期以來,大多數學生在學習生物化學時,都是采用完全記憶的方式來應付考試,很少理解其豐富的內容,缺乏學習的興趣和動力,更不用提進行深入研究。此外,目前中醫院校使用的生物化學教材編寫時存在較多的問題,如體系較為紊亂,內容劃分不太恰當,前后不連貫,闡述條理不清,語言枯燥和乏味,且與學生的專業聯系較少。因此,學生在接觸這門課時在心理上通常產生畏難情緒,在學習中常處于被動狀態,很少有學習的主動性。鑒于存在的以上問題,在生物化學的教學中要求教師在教學的開始階段,就應針對學生各自的專業特點,合理設計教學內容,靈活地運用多種教學方法和手段,激發學生學習生物化學的興趣,培養他們學習生物化學的主動性。例如,在生物化學的第一節課-緒論的教學過程中就應該把整個生物化學的課程特點進行分析歸納,把生物化學的主要內容,即四大類物質:蛋白質、糖類、脂類和核酸,和其它的次要內容條理清晰地呈現給學生,加深其對生物化學的理解,避免因對內容不清楚,而產生的畏難情緒。此外,教師還可以利用案例教學和PBL教學等多種教學方法,把書本中難懂的理論和臨床案例聯系起來,如通過對糖代謝紊亂和脂類代謝異常學習,加深對糖尿病和高脂蛋白血癥發病機制的理解。由教師激發和引導學生學習生物化學的興趣,使其學習變得積極主動。

二 合理地運用多種教學方法,提高教學效果

中醫院校很多專業的學生構成都是文科生和理科生各占一半,很多文科生在高中階段沒有很好地學習過生物學和化學兩門學科。在大學階段,學習生物化學-這樣一門涉及到生物和化學兩門學科的課程,對這此學生來說是非常困難的。因此,他們會產生畏難情緒,從而放棄這門課程,這樣對他們以后的學習和工作來說都是不利的。因為以上種種原因,在中醫院校的生物化學教學中,必須針對中醫院校學生的特點,靈活地、合理地使用多種教學方法,降低學習生物化學的難度,讓學生充分了解和掌握生物化學的基礎知識,以達到提高教學質量的目的。

(一) 傳統教學方法

傳統教學方法是在教學活動中以教師為主體的教學方法,也是很多教師在課堂教學中常用的一種教學法。這種方法的特點是在教學過程中教師進行“填鴨式”的知識輸出,學生則是被動吸收。因此,該方法不利于培養學生的學習興趣和發揮他們學習的主動性,但在一些內容枯燥難懂,需要教師進行指導學習的部分,如:生物化學中四大營養物質代謝途徑的反應條件、反應部位、重點反應步驟等,通過教師系統講解,則有利于學生掌握,所以該教學方法也是一種行之有效的教法,能夠突出重點.降低學習難度,有利于學生從整體上理解并掌握生物化學的知識體系,但對教師教學能力要求較高。傳統教學方法的教學效果與教師的綜合素質密切相關,包括知識儲備、知識結構、語言表達、教育心理、多媒體使用等。

(二) 案例式教學法加深對理論與實踐相結合的理解

生物化學的傳統教學法中一直存在只重視講解理論知識,而輕視甚至忽視與臨床的聯系的問題,造成理論與臨床脫離,影響了學生創造性思維能力的發揮,教學效果不盡人意。所以改革教學方法,提高教學質量是教學工作的一個重點。而源于20世紀20年代的案例教學法,則被實踐證明是一個行之有效的教學模式[3]。該方法以案例為基本教學材料,通過師生、學生之間的雙向或多向互動,將學生引入教育實踐的情境中,提高學生面對復雜情況的決策和行動能力,從而激發學生的學習興趣和發揮其學習的主動性,培養其創造能力及分析、解決問題的能力。案例教學法的最大優點在于:以學生為主體,使之與教師的引導相結合;在教學過程中,學生與教師對具體案例發表各自的見解,使教學真成為雙邊或多邊互動的過程;同時,它可以把抽象難懂的理論和現實生活中生動典型的例子相結合,活躍課堂氣氛,加深學生對課本上知識的認識和理解,從而提高教學效果。通過此方法,還可以培養學生帶著問題去思考和查閱文獻的能力,使學生的探索、研究的熱情得以充分激發。

(三) 充分利用多媒體等現代教學手段

生物化學課程中概念、符號繁多,生物化學中的物質組成、結構、代謝過程都是微觀內容,看不見摸不著,大多數理論知識相對抽象、難以理解,傳統的板書教學手段常導致大多數學生產生嚴重厭學情緒。此外,生物化學中的各種生命物質,如蛋白質、糖和脂肪在人體內的相互轉化、代謝的過程,都是要在酶的作用下經過一系列的生化反應后才能完成,如果只是單純的理論教學肯定會很枯燥,隨著更多難以聽懂的理論知識的灌輸,就會導致學生厭學。

隨著計算機技術和互聯網科技的發展,多媒體已經是一種十分普遍的輔助教學手段。多媒體教學能綜合處理和控制多種文字、符號、圖像、聲音等多種信息,并把它們進行恰當的組合,使教材中難懂的闡述和復雜的物質代謝過程以聲像、圖文的形式展示教學內容,也可以隨時進行更新或添加新的內容。多媒體教學可以豐富多彩的表現形式,充分延伸和拓展學習內容和領域,使學生在較短的時間內獲取大量的信息,從而激發學生學習興趣。當代生命科學飛速發展,基因組學、轉錄組學、蛋白質組學等新學科的產生和發現,極大地改變生物化學的發展現狀。多媒體教學能使學生在專業課學習時能夠及時接觸前沿學科、邊緣學科的進展,有利于綜合素質的全面提高。在教學活動中,通過多媒體教學把教材中的重點、難點,如DNA的雙螺旋結構、蛋白質高級結構、呼吸鏈等學生難以理解的內容,以影視、動畫、圖像等形式表現出來,使學生充分理解該部分內空。此外,多媒體教學不僅能活躍教學氣氛,降低學習的難度,還可以啟發學生的形象思維,加深學生對重點、難點的理解和把握。

(四) 以解決問題為中心的教學方法(Problem Based Leaning,PBL)

“以問題為基礎的學習”(Problem-Based Learning,PBL) 教學法最早源于醫學教育,由美國神經病學教授Barrow s于l969年提出,該教法是以學生為學習主體,從學生學習的角度設計的一種教學模式[4]。PBL教學以問題為基礎,突出學生在教學中的主體地位,以提高學生學習的興趣和積極性,培養學生獨自分析、思考和解決問題的綜合能力和素質為目的。該方法注重培養學生的興趣和對學習過程的參與,有利于培養出符合社會發展需要的實用型和創新型的醫學人才。但是,因其對于學生與教師的綜合素質要求都比較高,且教師備課強度非常大,所以該方法只適合在30人左右小班進行。授課前,教師先按教學大綱,根據所授內容選擇合適的病例,設計問題,授課時再向學生提出,讓學生充分思考后,各自講述自己的觀點,總結、歸納形成小結;隨后,學生通過查詢資料,小組集體討論等形式,達到自己解決相關問題的目的。如此,則不僅可以讓學生較為全面和系統地掌握理論知識,也使他們能夠把教材上的知識和臨床實踐聯系起來,達到提高教學質量的目的。此外,通過教師的正確引導,使醫學相關的各學科基礎知識與臨床實踐有機結合,使之相互滲透融合、為以后的臨床教學乃至工作打下較為堅實的理論基礎。PBL教學法也可以活躍課堂氣氛,使學生在和諧的教學氛圍中既學到了知識,又鍛煉了能力。

三 提高教師專業素質,緊跟生物、醫學發展的前沿

教師素質的高低是教育成敗的關鍵所在,因此,提升教師的專業素質是提高教學質量的根本保證。醫學院校的多數學生畢業后,都將從事醫學或與臨床相關的工作。因此,醫學院校的教師除了應該具備較高的師德修養外,也要有扎實的理論基礎和豐富的臨床知識。在教學過程中,教師要讓學生了解醫生不僅要知道怎么治病,更應該清楚了解疾病發生的原因和機理。隨著生物科學和醫學科技的快速發展,生物科學或基礎醫學與臨床醫學的聯系也在逐漸加深,一些生物科學或基礎醫學的重大研究成果不斷地應用到臨床治療中。這就要求醫學院校的教師應該緊跟生物和醫學發展的前沿,了解其中一些重要研究進展,好讓學生盡早知道當今生物和醫學發展的現狀。這將激發學生學習生物化學的興趣,使之掌握較新的醫學知識,為以后醫學實踐工作打下堅實的基礎。

總之,隨著科學技術的飛速發展,學科分化和交叉增多,培養方案的調整等,使得生物化學的教學課時不斷減少,因此,中醫院校的生物化學教師應該不斷地改進教學方法,以適應現代醫學發展的要求。學生是學習的主體,教師是學生學習過程中的幫助者和促進者。教師可以通過提高自己的專業素質,來加強教學能力,以合理的教學方法培養學生學習生物化學的主動性,以取得事半功倍的效果。老師可以充分利用學生對醫學知識的渴望心理,將授內容最大程度地與臨床醫學、生活實際聯系起來,為我國培養出更多的高層次醫學人才而不懈努力。

參考文獻:

[1] 王鏡巖, 朱圣庚, 徐長法. 生物化學[M]. 北京:高等教育出版社,2005:1.

[2] 劉秀財, 郭紅艷, 李淑燕, 張梅. 有效方法促進教學一生物化學教學方法的探討[J]. 科技創新導報, 2012, 31:185.

生物化學的研究進展范文4

關鍵詞:生物化學;學習興趣;生活案例

中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)27-0165-03

生物化學是從分子水平研究生物體化學組成及其生命活動過程中的化學變化的一門學科,是有機化學、分析化學、生物學、物理化學和生理學交叉而產生的一門邊緣學科,也是高等學校本科相關專業主要核心課程之一。從生物化學的定義可將其分為兩部分,即研究生物體內化學組成的靜態生物化學部分和研究生物體內化學過程的動態生物化學部分。生物化學課程素以“難、繁、雜”著稱,概念多,內容雜,特別是大分子結構抽象難懂,代謝途徑錯綜復雜。所以,學生普遍認為生物化學是一門較難掌握的基礎課程,學習過程中容易感到抽象、枯燥、乏味、無興趣,導致生物化學課程教學難度大,學習效果差[1-4]。

“興趣是最好的老師”,如何提高學生的學習興趣,消除畏難情緒,改善教學效果,是生物化學教學的重點之一。而生物化學又與我們的日常生活息息相關,許多與生物化學有關的話題甚至是公眾關注的焦點,教師如果能自如地將生物化學教學與實際生活緊密聯系起來,在生物化學與日常生活之間架起一座教與學的橋梁,學生學習興趣就會長久保持,并讓學生在獲得知識的同時提高思維能力,理論聯系實際,使得學生利用生物化學知識解決實際問題的意識和能力就會不斷提高,從而增強學習生物化學的信心和動力。因此,本文將根據筆者近幾年的教學經驗談談如何利用生活中的生物化學提高學生學習《生物化學》的興趣。

一、緒論階段的針對性引導

緒論是《生物化學》第一次課的內容,是授課教師和學生相互第一印象形成的時機。因此課程緒論的精彩度,很大程度上左右了學生對本課程的興趣程度。緒論包含了生物化學發展簡要歷程、含義、地位、作用及其學習方法等。緒論不僅需要對本課程的知識進行整理梳理,還應該盡量介紹與本課程相關的有趣的知識點、最新的研究進展[4]。大部分《生物化學》教材中緒論內容較為簡單,為提高學生興趣,可在緒論中加入生物化學發展史上里程碑式的以及近年來與生物化學相關的諾貝爾生理學或醫學獎、化學獎獲獎的情況介紹。比如,1953年Watson(美)與Crick(英)提出DNA分子的雙螺旋結構模型,1962年共獲諾貝爾生理學或醫學獎;1972年Berg(美)在基因工程基礎研究方面作出了杰出成果,1980年獲諾貝爾化學獎;這些都屬于生物化學發展史里程碑式的成就,推進了生物化學和分子生物學的迅猛發展。近年來的諾貝爾獎,比如2010年Edwards(英)因為在試管嬰兒方面的研究獲得諾貝爾生理學或醫學獎;2013年Rothman(美)、Schekman(美)和Südhof(德)因為發現了細胞囊泡運輸系統的運行與調節機制而獲得諾貝爾生理學或醫學獎;2014年Betzig(美)、Hell(德)和Moerner(美)因超分辨率熒光顯微技術領域取得的成就獲得諾貝爾化學獎。當然,對于該部分的介紹,授課教師要做到每年及時更新講義。此外,還可以向學生介紹一些生物化學領域著名的華裔或中國科學家的故事及成就,比如錢永健、王曉東、莊小威、饒毅、施一公等。教師通過對諾貝爾獎和著名華人科學家的介紹,讓學生了解生物化學的經典成就和最新研究進展,也有助于提高學生的學習興趣。

在緒論中,除了“高大上”的諾貝爾獎等的介紹,筆者認為引入“接地氣”的生活中的生物化學常識更能吸引學生的注意力。根據筆者的教學經驗,可讓學生打開教材目錄,然后教師根據教材目錄對本課程的知識進行整理梳理,利用生活中的一些常識或認識誤區來進行預告課程所要學習的知識點。告訴學生通過這些課程內容的學習,可以了解生活中的生物化學常識,尤其是與學生日常生活息息相關的知識。以設下疑問的形式激發學生求知的欲望,提高學生學習的興趣。以鄭集編著的《普通生物化學》為例,可將糖類化學和糖代謝關聯起來,說明通過這兩章的學習,我們可以知道什么是糖,不是所有碳水化合物都是糖,不是所有糖都是碳水化合物,不是所有糖都是甜的,不是所有甜的都是糖;日常生活中說的糖和生物化學的糖是否一樣,為什么糖吃多了容易長胖,吃無糖面包、無糖饅頭等會不會升高血糖等來問題來設疑。同樣地,將脂類化學和脂代謝關聯起來,通過這兩章的學習我們可以知道為什么駱駝在沙漠中長途跋涉可以多天不喝水,大骨湯的主要成分是什么,是否補鈣,糖和脂肪如何相互轉化以及脂肪肝形成的機理是什么等問題。接著是蛋白質化學與蛋白質的分解和氨基酸代謝,通過學習,我們可以了解燙發的生物化學原理是什么,重金屬中毒后喝牛奶是否能夠解毒,膠原蛋白真的能養顏美容嗎,高考“點滴班”學生高考前集體氨基酸輸液是否有必要等問題。通過對核酸化學與核酸的降解和核苷酸代謝的學習,可以回答下面問題:世界上第一個克隆羊是哪里完成的,它的基本原理和過程是什么?可以克隆一個器官嗎?可以布置學生在該章節上課前一個“作業”,觀看電影“逃出克隆島”。對于酶化學一章,可以設疑:為什么慢慢嚼米飯的時候會感覺到甜味?加酶洗衣粉與不加酶洗衣粉有什么不同作用?對于維生素化學,提出問題:大家知道夜盲癥、佝僂病、腳氣病等都是缺乏什么維生素導致的?哪些食物中都富含有哪些維生素呢?對于激素化學,可以提問:為什么說“狗急跳墻”,和生物化學的原理有何關系?侏儒癥、巨人癥、甲亢、大脖子病等都跟什么激素有關?通過提出這些跟日常生活息息相關的問題并適當簡單解釋一小部分,讓學生體會到生物化學是“很有用的”,不是只有復雜的分子結構式,通過大部分問題的懸疑,可以激發學生的學習興趣。

二、章節知識點的生活化案例教學

生活中的生物化學案例,主要來源于現實生活和經典實驗案例,尤其是重大公共安全事件(如三聚氰胺牛奶事件、皮革老酸奶等)和生物化學重大技術突破(如克隆技術、試管嬰兒等),這些案例的積累在生物化學的講授中可以起到重要的作用。在課程講授中,除了回答在緒論中所提出的一些生活中的生物化學常識或問題之外,一些生活中的生物化學案例的應用既能有助于知識點的記憶,又能極大地提高學生的上課注意力。舉例如下:

在講授糖類化學及其代謝的時候,可使用“無糖月餅”在每年中秋前后引發的糖尿病患者扎堆進醫院的案例,從而來說明糖的定義、分類以及淀粉等多糖的分解代謝等知識點,使得學生學習之后也能向身邊人群科普糖化學及其代謝常識,了解“無糖月餅”實際上只是“無蔗糖餡料”,而其他成分如淀粉、豆沙等碳水化合物經人體消化道淀粉酶等逐級水解得到葡萄糖等單糖后,將透過小腸粘膜吸收進入血液。而且,“無糖月餅”所含油脂并不少于普通月餅,熱量仍然較高。類似地,還有“無糖面包”等,對于糖尿病患者來說,都應注意分辨并控制攝入量。

在脂類化學和脂代謝課堂中,可使用市面上大量存在的減肥產品“左旋肉堿”作為案例來講述脂類化學及其代謝的基本原理。脂肪分解為甘油和脂肪酸之后,左旋肉堿是脂肪酸進入線粒體進行進一步氧化分解的載體。如果沒有左旋肉堿,人體就無法燃燒脂肪,可見左旋肉堿有很重要的生理功能。因此,一些左旋肉堿保健品的廣告宣稱服用左旋肉堿可安全減肥,通過額外地補充大量的左旋肉堿可以促進體內脂肪的燃燒。實際上,身體健康的人的肝臟和腎臟都能將賴氨酸和甲硫氨酸合成足夠的左旋肉堿來滿足身體的需要。這兩種氨基酸在食物中很常見,所以左旋肉堿并不是人體必需的營養素。目前尚無實驗表明額外地補充左旋肉堿可以促進脂肪的氧化分解。其實,這也可以通過左旋肉堿保健品的廣告聲稱“只有在運動量較大時,服用左旋肉堿才有助于減肥”,可以看出體重的減輕都是由于運動引起的,與服用左旋肉堿與否并無關系。

對于蛋白質化學與蛋白質的分解和氨基酸代謝,毫無疑問,“三聚氰胺奶粉”事件是一個重大公共安全事件。通過這個案例,可以將目前蛋白質的國標測定方法“凱氏定氮法”的原理與三聚氰胺的含氮量聯系起來,幫助學生了解事件發生的根源。另外,通過“吊瓶班”的案例(即2012年湖北孝感一中高三某班同學在教室內一邊打吊瓶注射氨基酸補充能量,一邊學習備戰高考),來說明蛋白質的水解,氨基酸的吸收以及蛋白質的生物合成等基本原理和過程。科普通過正常飲食,比如一天吃一兩個雞蛋或喝牛奶,攝入蛋白質,經過消化道水解就可以獲得足夠的氨基酸;同理地說明燕窩、鹿茸等高檔補品并不具備比雞蛋、瘦肉等普通食物具有更高的蛋白質營養價值。此外,還可以通過日常生活實例,如煮雞蛋、做豆腐等幫助學生形象地理解蛋白質的理化性質。

在講授核酸化學與核酸的降解和核苷酸代謝的時候,遼寧鐵嶺“骨灰頂包門”可以作為一個案例來說明DNA測序的基本要求和方法。在該事件中,死者還沒火化,家屬已拿到骨灰,且存在骨灰管理混亂的情況;因此,有人提出用骨灰做DNA鑒定??商釂枌W生骨灰是否可以進行DNA鑒定,對依據是什么進行討論,然后再引入DNA測序法的介紹,PCR技術以及鏈終止法等。此外,還可以將“珍奧核酸”補品的騙局風波以及為什么啤酒加海鮮更容易引發痛風等要用到核酸的降解和核苷酸代謝的講解中。

對于酶化學一章,可以通過喝酒和臉紅的關系作為生活案例來說明酶的分類、命名和作用。具體來講,酒精代謝首先經乙醇脫氫酶催化轉化為乙醛,進而在乙醛脫氫酶的幫助下轉化為乙酸。乙酸是體內較常見的代謝產物,能夠參與葡糖糖有氧代謝等多種體內常見代謝途徑,并最終轉換成水和二氧化碳。當乙醇脫氫酶缺乏時,攝入的乙醇只能靠肝臟里的P450慢慢轉化為乙醛再轉化成乙酸,然后進入三羧酸循環而被代謝,而由于P450代謝速度慢,因此主要靠體液來稀釋酒精,但當達到一定酒精濃度將造成酒精中毒危及生命;當乙醇被乙醇脫氫酶代謝為乙醛后,如果缺乏乙醛脫氫酶,將導致乙醛的過量堆積,由于乙醛能夠擴張毛細血管將導致臉紅;進一步將導致心跳加快、血管擴張、血壓下降,為了保證體內主要臟器的血液供應,就必須收縮毛細血管使血壓回升;當面部末稍血管中血流受阻,血量減少,臉就呈青色。當一個人同時富含高活性的這兩種酶時,酒精飲料就真正成為了“液體面包”。此外,還可以向學生介紹體檢時肝功能重要指標谷丙轉氨酶的意義,說明原理:谷丙轉氨酶在肝臟含量最多,當肝有病變時,引起肝細胞通透性增加,大量谷丙轉氨酶從肝細胞內釋放到血液,使血液中谷丙轉氨酶增高,其增高程度與肝細胞病變程度基本呈正相關,因此測定谷丙轉氨酶對多種肝病的診斷有參考價值。

筆者通過近年來的教學發現,通過引入生活中的生物化學案例,學生在課堂上注意力非常集中,對相關知識非常感興趣,對生物化學教學效果的促進具有顯著性的積極作用。因此,有必要對生活中的生物化學經典案例進行不斷積累或編撰,以期在生物化學教學中得到不斷應用。

三、合理安排互動式課堂主題報告

除了教師的課堂講授,學生的課堂參與也是提高學生學習興趣的重要手段之一。筆者近年來的生物化學教學均安排學生以三人左右為一組,以“生活中的生物化學”作為主題,積極做好演講材料,在講授完靜態生物化學之后依次上講臺以“專家”身份做報告,并接受大家質疑,時間約為15分鐘左右。筆者發現,該環節一直以來都是學生最期待和興奮的部分,尤其是安排在連續三節課的最后一節。學生積極查閱資料,制作ppt,練習演講,大家也踴躍提問參與,最后教師再進行點評總結相關的生物化學知識點?;仡櫧陙韺W生所選的主題,除了當時出現的公共食品安全事件,比如“皮鞋很忙”、“健美豬”之外,關于“健身”、“減肥”、“化妝品”“美容”、“整容”等與學生日常生活息息相關的生物化學主題幾乎是每年學生的熱門主題,通過這些專題報告和討論,可以引導學生利用生物化學知識正確認識目前廣泛存在的一些誤區或分辨一些虛假廣告。學生通過這種方式參與課堂,不僅鍛煉了學生查閱資料、制作ppt和演講的能力,還增加師生互動環節,從而改變教師一人在臺上唱獨角戲的乏味局面。同時,該形式還可以增加學生的學習主動性,而且能夠在一定程度上也促進授課教師的經驗積累。

四、興趣導向培養科學精神與邏輯思維

通過生活中的生物化學案例,除了提高學生的學習興趣,筆者認為還有很重要的一個作用就是培養學生的科學精神和邏輯思維,以科學的態度、思辨的眼光看待生活中的種種。目前,網絡上的資訊五花八門,真假難辨,尤其是各種“養生知識”以及偽科學充斥網絡并且傳播廣泛。比如,網上廣泛傳播的各種謠言,比如“微波爐加熱導致蛋白質變性致癌”等;此外,學生在做報告時候就出現講解所謂“食物搭配禁忌”、“酸性體質與堿性體質”等內容。在這些案例中,可以引導學生運用相關的生物化學知識,以科學思維去偽存真。比如在各種“食物搭配禁忌”幾乎都有一條“雞蛋與豆漿不能同食”,否則將導致營養流失;所宣稱原因有二:一是豆漿中有胰蛋白酶抑制物,能夠抑制蛋白質的消化,降低營養價值;二是雞蛋中的粘性蛋白與豆漿中的胰蛋白酶結合,形成不被消化的物質,大大降低營養價值。而實際上,豆漿和雞蛋同食不存在營養損失的問題,豆漿里確實含有胰蛋白酶抑制物,但并不只是針對雞蛋里的蛋白質,加之一般豆漿和雞蛋都是煮熟的,加熱已經破壞它的活性。在這類流言中,要引導學生多問為什么,機理是什么,是否與生物化學基本原理相符,這對于學生科學精神與邏輯思維的培養具有積極意義。

五、結語

生活中的生物化學案例因其內容的生活化,對學生興趣的激發效果不是其他案例所能比擬的。引入這些案例,讓學生參與課堂尋找生活中的生物化學原理,培養學生的科學精神和邏輯思維,對于提高學生學習生物化學的興趣,改善教學效果,提高學生綜合素質具有積極的意義,對生物化學經典案例的不斷積累或編撰也具有一定的必要性。當然,生物化學教學是一項系統工程,生活中的生物化學案例在課堂中的應用僅是眾多教學方法中的一種,在運用這種教學方法時,教師也不能一味求新、求異、求有趣,更應圍繞生物化學教學目標、教學任務等進行創造性地運用,才能更好地上好生物化學。

參考文獻:

[1]盧美貞,楊振平.化工類生物化學課堂教學設計的實踐探索[J].教育教學論壇,2014,(28):201-203.

[2]涂碩,黃春洪,揭克敏.提高本科醫學生物化學教學質量的策略探討[J].教育教學論壇,2013,(3):71-72.

生物化學的研究進展范文5

1.1選擇適合藥學專業的教材

合適的教材對于不同專業的學生來說至關重要,教材選擇很大程度上影響教師授課的邏輯性以及學生學習的系統性。生物化學課程相關教材種類繁多,如何選擇適合藥學專業學生以及符合課程安排的教材顯得十分重要。王鏡巖的《生物化學》第3版無疑是最為權威的一版教材。這本教材吸收了國內外生物化學領域的最新進展,內容豐富,圖文并茂;章節按比較傳統的先“靜態”后“動態”組織編排,符合我國生物化學的教學習慣,便于教師教學和學生自學。但是這套教材內容過于詳盡,具有一定深度,對初學者難度較大,并且該教材著重于生物化學領域知識,鮮有與藥學專業特殊性相關的知識拓展,同時價格昂貴,增加了學生的經濟負擔,因此我們將這部教材列為參考書目。經過篩選,我們將姚文兵主編、人民衛生出版社出版的《生物化學》(第7版)作為我校藥學專業生化指定教材。這部教材是普通高等教育“十二五”國家級規劃教材,作者姚文兵和主審吳梧桐均是我國生物技術與生化藥學專家。主編姚文兵是我國生物技術與生化藥學專家、中國藥科大學教授,他承擔教育部國家基礎科學研究與教學人才培養基地和名牌課程藥學生物化學基礎的創建工作;主審吳梧桐也是我國生物技術與生化藥學專家,他長期倡導生命科學與化學相結合的現代藥學教育模式,建立了以生物化學和分子生物學為基礎,工業微生物學與現代藥學相結合的綜合性生物制藥學科體系,主持創辦了生物制藥專業和生物制藥學院,其權威地位也保證了本教材的高水平呈現。該教材在第6版的基礎上,對部分內容進行了適當調整,增加了第三篇遺傳信息的傳遞和第三章維生素與微量元素的內容,還加強了遺傳信息傳遞和結構分子生物學的內容,以及基因組學、蛋白質組學和系統生物學的研究進展;充實了維生素與微量元素,物質代謝、代謝調控與基因表達調控的內容;擴充了生物藥物的近代概念,介紹了生物藥物研究的最新進展;書末附有生物化學專業名詞英語注解等。教材重點闡述了現代生物化學的基礎理論、基本知識和基本技能,并盡可能反映生命科學與化學相結合的現代藥學研究模式的特點,突出了生物化學的基礎理論與現代生物技術的進展及其在現代藥學研究中的地位與作用,非常適合作為藥學專業生化課程學習的教材。

1.2優化理論教學內容

指定的教材在順序上仍然是先靜態后動態的模式,但這種傳統的編排方式并不利于學時較少的藥學專業學生在短時間內掌握了解生物化學課程的核心內容和精髓。因此我們改變了先靜態后動態的傳統教學模式,將整本教材內容劃分為三大模塊,即能量代謝模塊(包括糖化學、糖代謝、生物氧化、脂類化學、脂類代謝)、蛋白質代謝模塊(包括蛋白質化學、酶學、蛋白質代謝)和核酸代謝模塊(包括核酸化學、核酸代謝、遺傳信息傳遞)。每個模塊在知識構件上,以某一生物大分子的代謝過程為主線,其他知識內容為支線,構成一個完整的知識體系,這樣的優化設計有利于學生對于生化過程的系統理解。以能量代謝為例,能量代謝模塊以葡萄糖分解代謝為主線,首先用較少的學時介紹糖的結構及糖的化學性質,以及在消化道內的吸收過程,然后詳細講解進入細胞后的徹底生物氧化過程,包括經過無氧分解代謝為丙酮酸,再經過脫氫作用以乙酰輔酶A的形式進入檸檬酸循環完成C的最終氧化形成CO2,最后由攜H的載體將H帶入線粒體內膜系統經過電子傳遞最終形成H2O并釋放出能量。在掌握這一條葡萄糖的分解代謝的主線之后,其他的知識點例如磷酸戊糖途徑、糖異生、糖原合成與降解等過程作為這條主線的支線知識內容,二者結合最終成為一個復雜而又有邏輯關系的能量代謝知識體系。這樣有利于學生對各個途徑的生理功能代謝過程有更深刻的理解。

1.3優化實驗教學內容

實驗課是生化教學課程的重要組成部分,通過實驗課,應當使學生加深學生對理論知識的理解,同時培養學生綜合運用知識及分析、解決問題能力。然而傳統的實驗教學,照本宣科的現象比較嚴重,即實驗目的、實驗原理、實驗方法、實驗流程和實驗結果都在實驗前給學生描述清楚,學生的實驗過程僅僅是重復流程觀察結果而已,缺少主動思考和探索的過程。因此我們針對傳統實驗教學的不足,在理論課上抽出時間,將實驗課要進行的實驗做預先的鋪墊,引起學生的興趣,在實驗課上以引導為主,讓學生自主參與實驗過程,得出一些結果并討論分析。例如油脂酸價測定這一實驗,在理論課上講解油脂酸價測定的原理方法,然后提出問題:我們平時的食用油的酸價是否正常?經過暴曬后的食用油酸價是否會發生變化?反復油炸后的食用油酸價是否正常?以此提高學生解決這些問題的興趣,也可由學生自行采樣,在實驗課上進行不同樣品食用油酸價的檢測,得出結果后再進一步討論分析。這樣既可以加深學生對該實驗方法原理的理解,也可以學以致用,增強學生的學習興趣并解決生活中的實際問題。

1.4跟蹤生化研究動態

由于生物化學理論和技術發展迅速、信息量大,學生在獲取專業知識的同時,重視前沿知識和相關學科滲透知識的掌握,是新型人才的需要,也是學生自身發展所必需的。對于生物化學課程的授課教師來說,科研工作的內容能夠極大地豐富生物化學理論教學的水平,對生物化學前沿研究的把握也是對教師綜合素質的高要求。將生物化學前沿成果融入生物化學課程的教學過程當中,能夠幫助學生更好地掌握書本內容。例如在講授細胞膜轉運蛋白的內容時,可穿插介紹2014年4月由清華大學醫學院顏寧教授領導研究組在英國《自然》雜志上發表的一項研究成果,即在世界上首次解析了人源葡萄糖轉運蛋白GLUT1的晶體結構。該轉運蛋白的作用在于轉運葡萄糖,從而為細胞提供能量,該研究成果將有利于人們掌握轉運蛋白GLUT1的工作機理,可能實現葡萄糖轉運的人工干預,切斷它的轉運過程,從而“餓死”癌細胞。通過這種具體的、最新的科研成果的描述,不但使學生較為形象地理解了轉運蛋白生理作用方面的知識,還對于轉運蛋白作為藥物靶點的作用有了更深入的理解,同時也極大提高學生對于該課程的學習及科研興趣。

2教學方法優化

2.1合理高效利用多媒體教學

教學全程為多媒體課件教學。多媒體技術集聲音、圖像、文本、動畫為一體,為學生營造出形象逼真的學習環境,可以使不同感官在同一時間內接受到同一信息源的信息,從而有助于學生對知識的接受和理解。但是多年的多媒體教學經歷也使我們看到了多媒體教學的弊端。例如有些教師過分依賴預先制作好的多媒體課件,在課堂上僅充當“解說員”角色,缺乏恰當、生動、形象的講解,使課堂教學枯燥無味,影響學生學習積極性;對學生而言,多媒體教學講授速度快,單位時間傳授的信息量大,導致少數學生課堂筆記跟不上,有的學生甚至干脆放棄記筆記的過程,而以下課拷貝課件取代之,因此學生的學習主動性減弱,缺少主動性的思考,對教學內容掌握不扎實。如何發揮多媒體教學的優勢,避免弊端,關鍵在于教師的綜合素質、駕馭課件的能力及組織教學的能力。因此學院加強了對教師綜合素質的培養,創造條件培養教師制作、使用多媒體的技能,還建立了課件共享平臺,為不同教師制作準備課件提供了大量的素材。在課件制作上,教師應以學生為中心精心設計課件,合理設計課件的程序形式、播放順序,設法調動學生的積極性,提高學生的興趣。并在授課過程中,多設計與學生互動的環節,每個章節結束后對本章節進行小結,并列部分習題,以提高學生對課程的興趣和學習的主動性。

2.2啟發式教學

啟發式教學的核心是充分調動學生的學習積極性,激發學生的學習興趣和愛好,使學生主動探求知識,培養學生分析問題、解決問題的能力。對于知識點繁多的生物化學課程,利用啟發式教學使學生掌握復雜的代謝過程顯得尤為重要。例如在生物氧化一章,電子傳遞鏈的傳遞過程十分抽象,學生學習起來較為困難,用比喻啟發的方法,在教學中把線粒體內膜上按一定順序排列的遞氫體和電子傳遞體比喻為接力賽的參賽者,而把電子比喻為接力棒,使得整個電子傳遞的過程形象而生動;此外諸如糖酵解與糖異生,以及脂肪酸的合成與分解的生化過程,看似相互可逆的過程,但是卻有著極大的差別以及截然不同的生理生化作用,因此可以利用對比啟發的方法,列表顯示各個生化過程的異同,這樣可以引起學生的高度注意,促進積極思維,加深對教材的理解和鞏固,又可培養進行對比分析鑒別的能力。啟發式教學的方法有很多,如設問啟發、聯系啟發、案例啟發、懸念啟發等,多種方式的啟發可以使生物化學課程當中抽象的概念和代謝過程變得生動形象,利于學生對知識的掌握。

2.3網絡教學

網絡已成為重要的信息交流平臺。高校學生具有較高的文化知識,對網絡的接受程度和使用率也較高,已成為多數青年學生日常生活的一部分。進行生物化學網絡教學具有非常深遠的意義,不但能夠彌補課堂教學的不足,而且還可以在很大程度上實現教育資源共享。我校依托校園網絡,定制課程包括課程簡介、教師簡介、教學大綱、學習綱要、課程錄像、課件共享、網上交互等板塊,其中課程簡介、教師簡介、教學大綱以及學習綱要板塊主要為學生了解本門課程提供參考,并且提示每章節重難點;課程錄像為教師上課的錄像,為學生課余時間學習提供了便利條件;課件共享為教師上課所用課件,可作為學生課下學習的重要參考資料,同時為廣大教師的備課過程提供了豐富的資源;網上交互板塊中,學生可以在網上提出學習過程中遇到的各種問題,由教師在線回答,增強了教師與學生之間的互動與交流,極大地提高了學生的學習興趣。網絡教學突破了傳統課堂教學的時空限制,學生在任何時候、任何地點都能上網瀏覽,大大增加了學生學習的靈活性,充分體現了在恰當的時間應用合適的學習環境達到最好的學習目標的教學理念。此外,這種交互式、開放式的自主學習環境最大限度激發了學生的學習熱情,有利于提高學習效率。

3結語

生物化學的研究進展范文6

【關鍵詞】鈦;種植體;表面改性;生化方法

【中圖分類號】R783 【文獻標識碼】A 【文章編號】1004-7484(2013)06-0149-01

1 概述

鈦及其合金材料在生物醫學領域應用廣泛,由于其優越的生物相容性,良好的耐腐蝕性及優良的生物安全性,使得其在與其他傳統的合金的相比中顯示出了優勢。鈦種植體比重輕,彈性模量小,可以減少金屬植入體和骨界面的應力集中[1],也就減少了種植體植入后折斷、脫落等并發癥發生的機會。在鈦及鈦合金應用的早期,化學純Ti 和Ti-6Al-4V得到了廣泛的研究和應用,現如今,現代鈦合金和正畸用的β鈦合金也得到了一定的發展。

基于它的優良性能,鈦廣泛的應用于人工骨骼,關節硬組織的替代品及牙科的種植體領域[2]。作為牙種植體,可根據其植入的位置分為,牙內種植體,粘膜下種植體,骨內種植體等。這些種植體從單個牙的缺失到全口牙列的缺失都可以應用,牙種植體和自身骨組織之間形成“骨整合”,使得種植體在口內得以發揮良好的作用。一些種植體的表面改性技術,例如化學酸蝕術,噴砂術等,經常被用來提高牙種植體的骨整合性能

2 表面改性及其生化方法

2.1 鈦的表面結構及改性原因

現如今,關于鈦和鈦合金的結構、組成、性能方面已有大量的研究和報道。鈦的很多性能源自于其表面的氧化層,眾所周知,當鈦暴露在空氣中時,其表面會自發的形成一層氧化膜,正是這個幾微米厚的薄膜,使得鈦擁有了較強的化學惰性,耐腐蝕性及其生物相容性。

種植體植入體內后,材料表面和生物環境之間會相互影響,并發生一系列生物學反應,同時也會出現由機體導致的特殊應答反應。雖然鈦有很多良好的生物學特征,但鈦種植體還是和骨組織有很多不同的性質,鈦本身是惰性材料,它與骨組織的結合是一種機械鎖合,而不能像很多生物材料一樣與骨組織發生化學結合,所以通過表面的生化改性植入生物活性物質,可以使一般的物理結合達到穩定化學結合,在促進術區愈合的同時縮短愈合時間[3]。同時為了提高鈦表面的生物學特征,也需要相應的表面改性來獲得一些特殊的表面性質,例如,為了達到生物整合,良好的骨成形性是十分必要的,通過新的生物材料的植入,可以加強骨組織的誘導性,使其與種植體牢固的結合,并增強種植體在體內的長期穩定性;還有在一些生物裝置中,可以通過生化改性,來獲得材料良好的耐磨耗性、耐腐蝕性和種植體表面的穩定性。

2.2 表面改性的生化方法

目前很多種植體表面改性的方法為物理機械法,例如噴砂,酸蝕等,通過改善金屬表面特征來達到提高材料生物相容性的目的,但是此種方法屬于比較間接的改性方法。而生物化學技術是利用細胞粘附、分化、重組等生物學知識,將酶、蛋白質、多肽等有機分子引入種植體表面,使其具有更優良的生物活性,因而具有更直接、更有效的特點[3]。生化改性技術通過表面移入新的分子生物材料,引發所需的特異生物反應,使其能按照研究者的要求,促進某些有利于組織愈合的反應的發生。

2.2.1 蛋白阻抗及蛋白移植術

蛋白移植技術是通過生物化學方法將有生物活性的多肽或蛋白質引入材料表面,以改善材料的生物性能,將某些具有促進骨組織生長的蛋白質移入種植體表面,可以增強對成骨細胞的誘導能力,加快組織的愈合過程。

很多種與骨生長相關的生長因子(如IGF-1,FGF-2等)都對骨組織在種植體表面的生長起到促進作用,如何提供一種途徑,將這些生長因子引入種植體-骨界面是一直以來研究的課題,一種最簡單的方法是將種植體浸入帶有這種蛋白質的溶液中,然后進行種植手術[10],通過這種方法將轉化生長因子β引入種植體表面,可以促進成骨細胞在種植體表面的生長,用同樣的方法將堿性磷酸酶植入,也可得到類似的結果。

2.2.2 自組裝單分子膜技術(Self-assembled mono-layers,SAMs)

自組裝單分子膜(SAMs),現如今已成為一種重要的材料表面生化改性的新技術,其原理是將需改性的表面物質置于帶有活性的有機溶液中,活性劑分子與表面物質發生自動連續的化學反應,并形成緊密有序的自組裝單分子膜,由于其堆積緊密和結構穩定,因而具有防止腐蝕,減小摩擦及降低磨損的作用,同時SAMs具有空間有序性,是生物醫學領域良好的研究模型,包括細胞表面相互作用的研究,以及通過接觸模擬體液而造成的自發礦化的表面化學的研究等。

通過SAMs可以引入不同的末端基團,其中硅烷化的方法是一個簡便且通用的提高材料表面性能的方法,使用硅烷化有助于將生物分子移植于種植體表面,以用來提高材料的生物相容性。同時,硅烷化這一過程根據在化學粘附過程中,參與反應的多肽和蛋白的殘基分類,可以分為三種類型,即巰基,氨基和羧基指導的反應[15]。

最近由磷酸鹽形成的單層分子膜已應用于鈦表面,它可以用來提高材料表面的理化性質,如增強潤濕性和改善表面電荷[16,17]。SAMs也被廣泛應用于材料表面生物污染的研究[18],一些含有磷脂膽堿的表面層由于能起到降低生物污染的作用,吸引了相關研究者的興趣。如今,氯,羧酸,磷酸等化合物相繼被提出制成SAMs,用于更進一步的生物學研究。

2.2.3 光化學技術

光化學也可以將生物分子移植到鈦表面,現在兩種方法已經提出[19]。第一種方法就是合成一種生物共軛化合物,它既包含生物活性體,又包含光敏體,這種共軛化合物吸附至鈦表面后,通過被光或熱激活引發非特異性反應,理想情況下,這種激活的光敏反應體應該只與材料表面反應,并且形成一個均勻的單層。

2.2.4 其他

鈦表面自發形成的氧化物對于很多蛋白的吸附是有益處的。但是在一些應用中,例如支架或傳感器一類的血液接觸裝置,就需要減少表面蛋白的吸附。最簡單的控制蛋白吸附的方法是用一層惰性蛋白使表面鈍化,例如可以使用白蛋白[16]。研究表明,將聚乙二醇(PEG)移植于鈦表面也可以降低蛋白的吸附[26]。

3 總結

綜上所述,現如今,鈦及其合金的應用在生物醫學等領域已占有重要的位置,對其表面結構和改建方法的研究也日益加深,通過硅烷化,光化學技術等生化改建方法,可以提高鈦表面的生物活性,生物相容性等性能,同時也可以達到消除污染,表面凈化的目的[27],有利于鈦種植體在體內更好的發揮作用,最終實現良好的骨整合效應。相信通過進一步的改進和研究,會不斷的推出新的表面改建方法,提高種植體的成功率,并能滿足臨床上多種情況的需求。

參考文獻:

[1] 唐浩方,馮穎芳.鈦合金植入物材料的表面改性研究進展,鈦工業進展,2003.20(4~5):53-55.

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