摘 要 通过实例，介绍如何通过作业帮助学生构建知识网络、运用理论知识解决实际问题，并通过剖析似是而非的答案，加深对知识的理解并提高书面表达能力。
关键词 生物化学;作业;知识网络;实验
中图分类号：G645 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2019）08-0077-03
Improve Ability of Knowledge Application with Assign Home-work Reasonably//FENG Juong
Abstract In the paper， many examples were given to explain how to
building knowledge networks， how to solve problems using know-ledge. Moreover， deepening the understanding of knowledge and improving the ability of written expression by analyzing of specious answers were also discussed.
Key words biochemistry; homework; knowledge networks; experi-ment
1 引言
生物化学用化学方法研究生物体的基本组成成分的结构特点、性质和功能，以及这些物质在生物体内降解、合成和相互转化的代谢规律，是从分子水平阐述生命本质的科学。其目的是培养学生正确认识生命现象的本质，使学生系统地了解现代生物化学的基本理论、知识，掌握生物化学的基本实验技术，培养学生应用生物化学的原理分析和解决问题的能力，进行科学研究的初步能力，为以后从事与本专业有关的教学、科研与生产打下良好的基础。
笔者在多年的生物化学教学中发现，一些学生感到上课时听得懂，考试复习时遇到问题又无从下手;更有甚者，由于学习方法不當，考试前试图死记硬背，却发现已经头绪万千，不知所云。造成这种现象有两方面的原因。
一是课程本身的特点。本课程内容多，信息量大，抽象概念多，理论性强，内容前后交错，而且目前的教材基本是直接给出结论，缺少推导过程和研究方法，缺乏趣味性，难以吸引学生。
二是学生的特点。除了有些学生学习态度不端正外，很多学生对知识的理解肤浅，对所学知识不能融会贯通，没有内化成自己的知识体系，而且缺乏逻辑思维和书面表达的训练，不能用学科语言表述问题。
这就要求教师在授课过程中帮助学生理清课程脉络，建立知识框架，形成本学科的思维方式，并学会用科学规范的语言表达。多年的教学经验表明，适当选取一些课后作业是解决这些问题的有效手段。下面就以授课过程中如何有针对性地设计、选取典型题目布置作业，并在完成批改后如何分析、纠正作业中出现的错误，谈一些例子和想法。
2 合理选择、设计题目，帮助学生建立知识框架，形成知识网络
生物化学的内容大致可以分为静态生物化学和动态生物化学两部分，前者揭示物质的结构、性质和功能，后者阐述物质的合成、分解及其调节机制。这两部分的内容之间有极其密切的联系，学生学习时如果不能理清头绪、建立知识框架，就很容易迷失在知识的海洋中。在教学过程中要帮助学生形成知识框架，合理设计作业是非常有效的手段。
围绕一个主题设置多个小问题，层层推进，梳理物质结构、代谢和调节的关系，形成“经线” 本课程知识点众多，教师要善于从纷繁的知识中剥茧抽丝，可以围绕主题在相互关联的各章中设计一系列小问题，一点点揭开真相，让学生体会到推理的乐趣。如血糖浓度是如何通过糖原代谢来调控的？这个问题涉及的知识面广，需要了解糖、蛋白质、酶、激素、糖代谢等各章内容才能完全理解。在布置作业时，在各章中提出一系列相关的问题，如在学习多糖的结构时，提问糖原和淀粉的结构与功能有什么关系。指出支链淀粉和糖原高度分支既可增加分子的溶解度，又使分子有很多非还原端同时受到降解酶（淀粉磷酸化酶、糖原磷酸化酶）的降解，加速高分子聚合物变成单体，有利于及时动用葡萄糖贮存库，以供代谢的急需。强调答案中涉及的一些知识将在后续讲解，设置悬念，激发学生兴趣。
后续各章中，蛋白质的重要性质中的别构作用，酶化学中的以糖原磷酸化酶为例的共价调节酶，激素作用机制中强调cAMP作为第二信使来调节细胞内的多种酶活性，糖原代谢中糖原的分解和合成的过程及关键步骤和关键酶等问题，都围绕“血糖浓度—糖原代谢”这一主线展开。有了以上的内容铺垫，在学习糖原代谢时再提出这个问题，就可以迎刃而解。当然，机体代谢极为复杂，教师需要设立多个类似的主题，才能把知识尽可能一网打尽。
通过一个问题把各章节的内容联系起来，形成“纬线” 类似的例子有很多，如NADP、NAD、FMN、FAD、COA共有的结构分子是什么？意义是什么？简要来说，这五种物质共有的结构是核苷酸，它们是生物体内物质代谢的重要辅酶或辅基，结构中的核苷酸结构说明它们的合成与核苷酸代谢有关，证明物质代谢是相互联系的，也表明核苷酸代谢在生物体内发挥了重要作用。本题可以把酶、生物氧化、糖、脂、核酸代谢等内容串联起来。
又如物质代谢过程中有哪些穿梭系统？这些穿梭系统包括通过甘油磷酸穿梭、苹果酸穿梭转运细胞质中产生的NADH;通过柠檬酸—丙酮酸穿梭，使脂肪酸合成过程中需要的乙酰CoA从线粒体转运进入细胞质;通过丙氨酸—葡萄糖转运，使肌肉细胞和肝脏之间进行氨基转运等。其他类似的还有大分子合成过程中需要的核苷三磷酸种类、大分子合成过程是否需要引物等，让学生通过总结、比较，加深对知识的理解。
从细节入手，提炼各章节的重点，织就知识网络 要掌握知识，只建立知识框架是不够的，还要深入了解其中的细节，理解其中的奥妙，然后才能内化形成自己的思维方式。如问题：为什么糖类缺乏时会抑制脂肪酸的合成？该问题可以从脂肪合成的原料来源、转运方式、限速酶和物质代谢的关联性等方面阐述，条理清晰、证据翔实，不但总结了脂肪合成代谢的重点内容，而且对培养学生的科学思维也有帮助。类似的问题还有：α-螺旋在哪些情况下不易形成？等等。
3 选择典型习题，提高解决实际问题的能力
学习知识最终要应用于实践。电泳是生物化学研究中最常用的分离、分析手段，通过习题的练习可以让学生模拟实践。如有一个三种氨基酸（Thr、Lys、Glu）的混合物，在pH6.0下进行电泳，然后用茚三酮显色。请画出电泳后的氨基酸分布图，并标明阳极、阴极和原点。本题涉及氨基酸的两性解离、颜色反应以及电泳原理及操作等知识点，理论与实践结合，通过练习，学生可以体会到知识转化为成果的乐趣。
要运用知识解决问题当然离不开计算，基础生物化学的计算题难点主要集中在等电点计算和酶的活力计算这两个方面，适当选取有代表性的计算题，可以起到事半功倍的效果。如“求小肽Lys-Ile-Glu的等电点”这个题目就很有代表性，这个小肽虽然只有三个氨基酸，但侧链基团中既有酸性可解离基团，也有碱性可解离基团，而且连接形成肽键，解离情况更加复杂。如果会做这个题，其他的等电点计算题都会迎刃而解。酶活力计算方面可以选择常规实验“小麦淀粉酶活力的研究”中淀粉酶的活力的计算。
4 深入剖析似是而非的答案，加深理解知识
学生学习过程中经常会因为对某个问题认识得不深刻，从而走进知识的误区。核酸化学一章中有一道这样的习题：一个单链DNA和一个单链RNA相对分子质量相同，有哪些方法可以鉴别它们？本题是一道针对核酸的基本成分和性质的综合题，不但要根据核酸的性质提出鉴定的方法，方法还要有可行性。该题的正确答案应该至少包括：用专一性的DNA酶或RNA酶分别水解，若水解前后紫外吸光值变化显著，则是该酶的底物;用碱水解，RNA能被水解，DNA不能被水解，若水解前后紫外吸光值变化显著，则为RNA;颜色反应，二苯胺与DNA反应产生蓝色物质，苔黑酚与RNA反应产生绿色物质;用酸水解后，用层析法、电泳法等进行单核苷酸分析，含有尿苷酸的是RNA，含有胸苷酸的是DNA[1]。
学生给出的方案众多，其中大多数是错误的或不可行的，从这些答案之中也反映出学生对知识的理解似是而非。如果只给出正确答案，显然不能解开疑惑;若能及时剖析，则是一次非常好的学习机会。
答案1：DNA溶于苯酚而RNA不溶，可依此鉴别。DNA之所以能溶于苯酚，是因为双螺旋结构形成后，极性的磷酸和戊糖暴露在外，易和苯酚发生作用，也能溶于一定浓度的乙醇（但乙醇浓度太大时会争夺DNA上的结合水而导致DNA沉淀）;RNA是单链，不能把非极性基团隐藏，对极性物质有排斥作用，因此不易溶于苯酚、氯仿等有机溶剂。而本题中需要鉴别的是单链DNA，它的非极性基团特征和RNA相似，遇到苯酚也是不溶的，因此不能利用苯酚来鉴别。
答案2：把两种液体分别加热至82～95 ℃之间，测定260 nm紫外光吸收强度，明显降低的是DNA。这位学生显然对DNA热变性理解较好，如果用此方法鉴别双链DNA是有效的，但是没有注意到题目中的是单链DNA，单链DNA在此条件下不会发生变性，如果降解的话也和RNA相似，不会看出明显的吸光值变化。
答案3：DNA和RNA中的含磷量分别为9.2%和9.0%，可以通过测定磷含量的方法鉴别。与之相似的另一个答案是纯DNA的A260 nm/A280 nm是1.8，RNA的A260 nm/A280 nm是2.0，分别测定这两个溶液的比值来鉴别两种物质。这两种物质无论是含磷量还是吸光值之比，差别都不是很显著，考虑到测定过程中的误差，用测定数据的方式鉴别可行性很差。
答案4：可以采用碱水解的方法，把两个分子分别放入1 mol/L的NaOH溶液中，用玻璃棒不断搅拌，有黏稠物质的是DNA，另一个是RNA。能够粘在玻璃棒上的DNA必须是未降解的长链基因组DNA，如果能与RNA相对分子质量相同，而RNA的相对分子质量远远小于DNA，必然不能有此现象发生。
答案5：用甲基绿—吡罗红染色剂，绿色的是DNA，红色的是RNA。甲基绿—吡罗红为碱性染料，它们分别能与细胞内的DNA、RNA结合呈现不同颜色。当甲基绿与吡罗红作为混合染料时，甲基绿与染色质中的DNA选择性结合，显示绿色或蓝色;吡罗红与核仁、细胞质中的RNA选择性结合，显示红色。其原因可能是两种染料的混合染液中有竞争作用，同时两种核酸分子都是多聚体，而其聚合程度有所不同。甲基绿易与聚合程度高的DNA结合呈现绿色，而吡罗红则与聚合程度较低的RNA结合呈现红色（但解聚的DNA也能和吡罗红结合呈现红色），即：RNA对吡罗红亲和力大，被染成红色;而DNA对甲基绿亲和力大，被染成绿色;而对于细胞外解聚的DNA片段，只能和吡罗红结合呈红色[2]。因此，该方法是不能用来解决本问题的。
5 提高科学规范的书面表达能力，防止知识碎片化
作业中不能完整表述、语言不规范的现象也比较普遍。如：简述动物机体如何保持血钙的平衡。正确答案：当血钙浓度低于正常值时，刺激甲状旁腺分泌甲状旁腺素，促进骨骼脱钙，从而提高血钙浓度抑制肾小管重新吸收磷酸离子，最终使血钙恢复正常;高于正常值时，刺激甲状旁腺副滤泡的C细胞分泌降钙素，使血钙浓度降到正常水平，即甲状旁腺激素和降钙素相互制约，使体内的血钙含量维持在正常水平。答案1：甲状旁腺素可促进血钙增高，降钙素可使血钙降低。答案2：通过甲状旁腺素和降钙素的相互制约，可保持血钙的正常水平。这些答案虽然不算错误，但是作为一道简述题，学生不能有逻辑地、科学规范地阐述问题，说明知识碎片化严重，长此以往，不能形成科学思维方式，教师要及时纠正、科学引导。
参考文献
[1]张来群，谢丽涛，李宏.生物化学习题集[M].北京：科学出版社，1998.
[2]王志宏.甲基绿吡罗红必须混合使用吗[J].实验教学与仪器，2011（9）：37.
作者：馮俊荣，烟台大学海洋学院，副教授，研究方向为生物化学（264005）。