比喻在生物化学及分子生物学教学组织中应用

比喻在生物化学及分子生物学教学组织中应用摘要：生物化学与分子生物学是生命科学的带头学科，发展非常迅速。为了提高生物专业生物化学与分子生物学教学效果，笔者通过利用身边生活中的直观结构，类比生物课程中的微观结构，有效地帮助学生理解生物化学与分子生物学的基本知识和原理，激发学生的学习兴趣。关键词：生物化学与分子生物学；教学；比喻生物化学与分子生物学是生命科学的带头学科，发展非常迅速[1]。由于是通过分子的角度来研究生命的现象，生物化学与分子生物学所涉及的概念抽象、内容枯燥、学生相对难以掌握。如何帮助学生在有限的课堂学习中准确地把握各种生物化学与分子生物学知识，是很多生物化学与分子生物学任课老师积极努力探索的地方。笔者在教学中对某些内容试用比喻的方式予以表达，这对于活跃课堂气氛、把抽象的内容形象化、增强学生的记忆有一定作用，是解决教学实际问题的方法策略和技术之一。1用描述性语言进行比喻5 这种方式不拘泥于格式，运用起来比较方便，学生也容易理解，运用恰当新颖的比喻，使语言生动形象，让人记忆深刻，增强讲课的艺术魅力。此外，借助师生之间心灵的相知，情感的默契，结合具体的教学内容，引发认知共鸣，也能“碰撞”出幽默的火花。案例1：真核生物表达调控空间异性是指多细胞真核生物不同细胞基因表达存在差异。为了帮助学生理解看家基因与奢侈基因的表达，笔者用学生熟悉的开水房的水龙头比做细胞的基因组，在不同的细胞中总有部分基因始终是开放的，好比总有几个水龙头是打开的，但是在不同细胞或者细胞不同时期一些基因的开关状态是不同的。血红蛋白由胎儿血红蛋白向成人血红蛋白演变的机制对阐明高等生物的基因表达、调控有重要意义。血红蛋白是所有动物体内输送氧分子的主要载体，然而，在生物个体发育的不同阶段，却出现了不同形式的α和β亚基。在血红蛋白亚基基因家族里，基因排列的顺序即是他们在发育阶段的表达顺序。胎儿血红蛋白对氧的亲和力比成人更大，有利于胎儿的快速生长。如果紧接着描述这样一个数据，学生理解、记忆可能会更深刻。在人出生后最初3个月里，我们体重每个月增长1/4，幸运的是，这种生长速度会慢慢减缓，否则的话，到了我们四岁的时候，我们的体重可以达到134t，和一头蓝鲸的重量一样。在人体不同的发育阶段，基因表达受发育水平的控制的，与其生长发育相适应的。5 案例2：细胞分化是细胞功能逐渐的具体化，也是细胞的功能出现差异的过程。为了帮助学生很好的理解细胞分化的概念，将学生比喻为社会的一个细胞来理解细胞分化过程就显的容易一些。社会就是有机体，每个人就是其组成细胞。就像学生在中学时期，可塑性强，未来潜在职业方向很多，但经过大学这个时期的锻造，在社会中的职能或角色逐渐确定，不同个体在社会中职能出现了差异，用这个过程描述细胞特化过程。案例3：细胞中的线粒体就像小型发电厂，让营养物质进行氧化，释放能量。但是相应的也会产生“污染”—氧自由基，破坏线粒体，同时损伤细胞和DNA。通过这样描述，学生就能形成深刻的印象。同时可营造一种趣味盎然的和谐气氛，使师生能其乐融融地探讨这些枯燥的概念。结合神奇的生命现象讲解，不但教学效果良好，同时可激发学生对生命的珍视和热爱。2夸张性比喻微观现象是看不到，摸不着的。学生不容易理解，若把微观夸大为宏观的物体，比拟为能看到的事物，学生就容易接受了。案例1：关于乳糖操纵子问题，当acI的产物称为lac阻遏蛋白（lacrepressor），其功能是和lacZ、Y、A基因簇5′端的操纵基因（lacO），操纵基因位于启动子(lacP)和结构基因（lac5 ZYA）之间。阻遏物结合在操纵基因上时就阻碍了启动子上的转录起始。当阻遏物结合在DNA上会阻碍RNA聚合酶转录结构基因。为了把抽象的知识具体化，教学中通过引导学生把DNA比作高架桥公交车轨道，把RNA聚合酶想象成公交车，阻遏蛋白是趴在轨道上的人，作为诱导物的乳糖比作一块大石头。当阻遏物结合在DNA上，即人趴在公交车轨道上，RNA聚合酶这辆公交车就无法前行，转录抑制；当给那个人身上拴上个一块大石头，就无法趴在公交车轨道上，RNA聚合酶这个公交车可以前行，转录就可以进行；当阻遏物结合在DNA上，即人趴在公交车轨道上，偶尔会掉下来，RNA聚合酶这辆公交车就快速“转录”1次，就表达少量的β-半乳糖甘酶，即出现基因表达的本底水平。案例2：当细菌出现氨基酸的全面匮乏，细菌会产生应急反应，关闭各种RNA、糖、脂肪、蛋白质的化学反应过程，主要编码合成氨基酸的酶。空载tRNA是产生应急信号的诱导物。在讲解本内容，让学生联系自己的生活开支来理解，当钱包空空，会压缩其他开支，首先解决温饱问题，度过难关。5 案例3：在讲解酶竞争性酶抑制作用，非竞争性酶抑制作用Km和Vax变化的时候，设计如下情景：把酶比作摆渡的船，船上的座位即是酶的活性中心；白人比作酶的底物，黑人比作酶竞争性的酶抑制剂。首先讲解竞争性的酶抑制剂竞争的是酶的活性中心，前提是和酶底物结构相似。由于存在竞争性的酶抑制剂，导致酶底物结合能力下降，Km变大。在没有黑人的前提下，船上的座位都坐的是白人，船的运载量都达到最大，即达到Vax；在有黑人的情况下，白人可以上船，黑人也可以上船，反应速度V降低，但Vax不变。怎么理解呢，当无限增加白人，黑人少到可以忽略不计，船上的座位都坐的是白人，即达到Vax。非竞争性酶抑制作用，把酶比作摆渡的船，船上的座位即是酶的活性中心；白人比作酶的底物，非竞争性的酶抑制剂比作锚。非竞争性抑制剂与底物结构不相似，并不影响酶底物的结合，所以Km不变。当船抛锚后，无论怎么无限增加白人，船的运输能力都不会达到最大。这样把抽象的现象，具体为常见的生活现象。学生很容易地就接受了，同时学生的学习兴致更加高涨。3利用生活中的事物进行直观比喻生活中没有幽默是乏味的，课堂上没有幽默则是枯燥的。幽默在教学中的作用不可低估，它是语言的润滑剂。一句幽默风趣的话，常令众人大笑不已，不仅使人感到轻松、愉快，并且意蕴深刻，耐人寻味，使人在笑声中领悟到其中的哲理，增长智慧。5