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摘要：糖原的合成和分解是生物化学课程中难懂的内容。通过智慧职教云课堂、3D视频、在线软件、动画等信息化教学手段，生动地展现了糖原合成和糖原分解的全过程。在一节课中，检查复习情况、传授教学内容、检验学习效果，师生们进行了很好的互动和反馈。在以后的教学过程中，继续加大信息化资源开发的力度，实现优化教学新常态。
关键词：糖原合成；糖原分解；信息化教学
本文引用格式：姚瑶.生物化学中“糖原的合成和分解”的信息化教学[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(71):386-388.
Information-based Teaching of“Glycogen Synthesis and Glycogenolysis”in Biochemistry
YAO Yao
(Department of Basic Medicine,Jiangsu Vocational College of Medicine,Yancheng Jiangsu)
ABSTRACT:The synthesis and decomposition of glycogen are difficult to understand in the course of biochemistry.The whole process of glycogen synthesis and glycogen decomposition is vividly demonstrated through intelligent vocational education cloud classroom,3D video,online software,animation and other information-based teaching methods.In one class,the teacher and students had a good interaction and feedback by checking the review,teaching content and testing learning effect.In the future teaching process,we will continue to strengthen the development of information resources to optimize the new normal teaching.
KEY WORDS:Glycogen synthesis;Glycogenolysis;Information-based Teaching
引言
糖原的合成和分解是生物化学“糖代谢”章节中的内容，该知识点在教学过程中学生们普遍反映难度大，借助常规教学手段难以理解整个过程。通过三维动画和多媒体相结合，展现分子之间的每一步的化学反应，反应位点和催化化学反应所需的酶，可以很好地展现化学反应的过程和细节之处，增强表现力，大大提高了学生的理解效果。
信息化课堂教学通过智慧职教云课堂、MolView在线化学分子结构式查看/编辑工具、专业绘图和动画软件，充分实现师生之间课堂互动、葡萄糖分子的3D结构图和糖原的合成和分解中的各种反应步骤。在老师的精心安排下，课堂还原成为真实、美妙而充实的40分钟。
在本节课的开始，以人体所需三大营养物质之一——糖类的代谢作引子，举了早饭后血糖升高，1小时后下降为例，复习了上节课糖代谢中的三条分解代谢途径：糖酵解、糖的有氧氧化和磷酸戊糖途径，重点是三条途径的反应部位、终产物、产生能量的多少。现场查看了部分同学在智慧职教云课堂上完成作业的情况。
除葡萄糖的分解过程，合成糖原也是导致血糖水平下降的原因之一。由此引入这节课的第一个重点内容——糖原的合成。简单介绍一下糖原是动物体内的贮存多糖，以及和支链淀粉相似的基本结构，它由糖原引物、直链葡萄糖、支链葡萄糖三部分构成。
所以，从葡萄糖入手，播放“视频1：葡萄糖分子的球棍模型”，先了解一下葡萄糖的分子结构。
接着，通过在线化学结构式小程序MolView输入葡萄糖的化学式，查看葡萄糖的三维结构。MolView化学结构式工具有化学结构式输入法简单、2D转3D、3D模型可以拖动旋转等优点，进一步加深学生们对葡萄糖三维结构的印象。
葡萄糖分子有6个碳原子，其中5个碳原子和另一个氧原子构成一个六元环。第6个碳原子连在第5个碳原子上。图3中，灰色的是碳原子，红色的是氧原子，白色的是氢原子。
葡萄糖是怎么合成糖原的呢？播放“视频2：糖原的合成”。
糖原合成过程中，共有两种糖苷键：ɑ-1,4-糖苷键（93%）和ɑ-1,6-糖苷键（7%）[1]。葡萄糖之间由ɑ-1,4-糖苷键相连，形成直链，即第1位C原子连在前一个葡萄糖第4个C上；少量葡萄糖第1位的C连在前一个葡萄糖的6位C原子上，即ɑ-1,6-糖苷键，构成糖原的侧链分支。
人体中有肝糖原和肌糖原，肝合成糖原能力强，而肌糖原数量更多。
糖原的合成一共分为5个步骤，在细胞胞液中进行。包括：
（1）己糖激酶催化葡萄糖生成6-磷酸葡萄糖。
（2）6-磷酸葡萄糖生成1-磷酸葡萄糖。
（3）1-磷酸葡萄糖和UTP在UDPG焦磷酸化酶作用下生成UDPG和焦磷酸。
（4）葡萄糖的活化形式UDPG在糖原合酶的作用下将葡萄糖连接在糖原引物上。
（5）当糖原的糖链在12-18个葡萄糖长度时在分支酶作用下形成分支。
在糖原合成中，特别提出的是：
（1）葡萄糖接在糖原引物（还原端）上，并形成了很多的分支。这增加了糖原在水中的溶解度，即增加了水溶性；糖原的非还原末端的数量增加了，也有利于加快糖原水解的速度[2]。
（2）1-磷酸葡萄糖和UTP生成UDPG和焦磷酸这一步反应前后能量差不多，所以是可逆反应。但焦磷酸水解成两个磷酸会释放大量能量，推动反应向正方向进行[3]。
（3）生成的UDPG是葡萄糖的活化形式，在很多反应中都充当葡萄糖的供体。
（4）糖原合酶是糖原合成过程的关键酶。
糖原合成后存储在体内，当血糖下降需要补充葡萄糖时，糖原又可以分解成葡萄糖。引入这节课的另一部分内容，看“视频3：糖原的分解”。
糖原分解一般指肝糖原的分解。包括以下4个步骤：
（1）糖原在糖原磷酸化酶的作用下将葡萄糖分解下来生成1-磷酸葡萄糖。
（2）在距离糖原分支还有4个葡萄糖时，由于空间位阻存在，需要α-1,4-葡聚糖转移酶把支链后3个葡萄糖转移至葡萄糖直链上。延长后的糖链可以继续分解成1-磷酸葡萄糖。支链上的最后1个葡萄糖的化学键连接方式是ɑ-1,6-糖苷键，α-1,6-葡萄糖苷酶把它水解成葡萄糖。
（3）生成的1-磷酸葡萄糖在葡萄糖磷酸变位酶作用下转变为6-磷酸葡萄糖。
（4）6-磷酸葡萄糖在葡萄糖-6-磷酸酶作用下生成葡萄糖。
这种酶只存在于肝脏和肾脏中。
在糖原分解中，特别指出的是：
（1）酶是蛋白质大分子。糖原支链被分解至还剩4个葡萄糖时，酶的活性中心离葡萄糖太远，无法催化葡萄糖继续水解，即存在空间位阻。
（2）α-1,4-葡聚糖转移酶和ɑ-1,6-糖苷键作用不一样，但是被认为是同一种酶的两种功能，因此都被称为脱支酶。
（3）葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、肾中，在肌肉中不存在或活性很低。
那么，肌糖原怎么分解呢？肌肉中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，6-磷酸葡萄糖无法转变为葡萄糖。在糖酵解中，葡萄糖可以生成6—磷酸葡萄糖通过10步反应生成丙酮酸，再生成乳酸。因此6-磷酸葡萄糖也可以糖酵解生成丙酮酸，进而生成乳酸。乳酸怎么代谢呢？这就是下节课的内容：什么是“糖异生”。
这堂课的最后（图6），布置了云课堂作业：请同学们分别选择糖原合成和分解过程中对应的酶填在对应的表格内。
对照本节课的教学目标：
（1）掌握糖原合成和分解的关键酶及生理意义。
（2）熟悉糖原合成和分解的过程。
（3）了解糖原的分子结构。
教学重点：
（1）糖原合成和分解的过程。
（2）葡萄糖-6-磷酸酶的特点。
教学难点：糖原合成和糖原分解中化学键的构成。
当场提交作业，从其中抽取2份的情况来看，本次课程很好地完成了教学目标，突出了教学重点和难点。课的内容安排、衔接、如何导入、复习和新授的时间分配都是老师应该考虑的问题，用词准确、语言连贯都是老师应该做到的事情。
信息化手段强有力地促进了课堂教学，尤其是难度较高的生物化学这样不易描述的课程。糖原的合成和分解是糖代谢中的难点，老师难讲，学生难懂，信息化视频改变了这种困境。
能力有限，做得不够。希望能开发更多的信息化，用各种现代化技术辅助教学。作为信息化教学的尝试，与大家共勉。
本文视频请见光盘内容。
参考文献
[1]周克元,罗德生.生物化学（案例版,第2版）[M].科学出版社,2010,12:114.
[2]查锡良,药立波.生物化学与分子生物学(第8版)[M].人民卫生出版社,2014,8:129.
[3]王镜岩,朱圣庚,徐长法.生物化学（第三版,下册）[M].高等教育出版社,2002,8:183-184.
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