生物化学中的巧妙记忆摘要:本文针对生物化学中一些抽象复杂的重点、难点,如氨基酸分类、必需氨基酸种类、核苷酸的碱基结构及合成原料、三羧酸循环、鸟氨酸循环、电子传递链、DNA结构和复制、转录、翻译等过程,以谐音赋意、拟人拟物、数字记忆、口诀记忆等方法,变抽象为形象,帮助理解,于繁杂中找规律,帮助记忆。

关键词:生物化学分子结构反应过程记忆方法生物化学是生命科学领域的一门重要学科,也是医学专业的一门重要基础课。

由于生命物质种类繁多,结构复杂,各种物质在体内的代谢变化的过程及反应步骤繁多,错综复杂。

因此生物化学对于很多初学者来说往往觉得很抽象,认识理解模糊、不得要领,生化反应过程难记,似懂非懂。

这也是因学科本身的特点而产生的普遍现象。

理解能帮助记忆,记忆又能加深理解。

因此在生物化学教学中,除了应讲清讲透相关的原理、过程外,还要注意帮助学生学会一些有效的记忆方法,以达到化难为易,事半功倍的效果。

1 谐音赋意法用一些谐音字,将难记的内容赋予某种含义,使之串联起来帮助记忆。

1.1 二十种氨基酸按侧链分类的记忆方法廿种编码氨基酸,九、六、二、三分四类。

(1)非极性是疏水性,此类九种不难记,笨蛋鞋亮和衣靓,爱吃色脯和饼干。

(苯、蛋、缬、亮、异亮、色、脯、丙、甘)(2)极性中性有六种,中性溶液难电离,椰丝奶酪输半光,两种酰胺补亏空。

(丝、酪、苏、半胱、谷胺、天胺)(3)酸性两种谷和天,(4) 碱性三种赖、精、组。

1.2 人体八种必需氨基酸的两种谐音记忆法(1) 写一两本淡色书来。

(缬、异、亮、苯、蛋、色、苏、赖)(2) 英雄本色亮一亮,赖皮坏蛋邪气输。

(苯、色、亮、异亮、赖、蛋、缬、苏)2 拟人拟物法将难记的内容形象地比喻为人和物来帮助记忆。

2.1 两种嘌呤和三种嘧啶结构式的记忆方法两种嘌呤三嘧啶,先记母环和顺序,再记不同取代基,配平价键就完成。

2.1.1 腺嘌呤(6-氨基嘌呤):腺体向上分泌氨。

(6位的取代基氨基通常标在最上方位置)2.1.2 鸟嘌呤(2-氨基-6-氧嘌呤):鸟儿光头朝上飞,鸟粪排氨在2位。

(6位取代基氧标在最上方,2位取代基是氨基)2.1.3 胞嘧啶(2-氧-4-氨基嘧啶):同胞老2剃光头,老4不小有氨味。

(2位取代基氧是老二的光头,4位取代基氨基是老四的氨臭味)2.1.4 尿嘧啶(2,4-二氧嘧啶):尿液生成靠两肾,两肾圆圆2,4位。

(2,4位取代基都是氧,用两个肾比喻)2.1.5 胸腺嘧啶(2,4-二氧5甲基嘧啶):胸腺嘧啶也好记,尿嘧啶加5-甲基。

2.2 尿素合成过程——鸟氨酸循环的记忆方法鸟儿(鸟氨酸)飞入线粒体,吃了氨甲酰磷酸,中了氨毒变傻瓜(瓜氨酸),傻瓜离开线粒体,又吃天冬氨酸氨,再中氨毒变妖精(精氨酸),妖精遇水排尿素,重新变成那只鸟(鸟氨酸)。

(鸟氨酸由胞液进入线粒体,与线粒体内由NH3和CO2合成的氨基甲酰磷酸结合生成瓜氨酸,瓜氨酸返回胞液,接受天冬氨酸的氨生成精氨酸,精氨酸水解生成尿素和鸟氨酸,继续进行鸟氨酸循环。

)2.3 把三羧酸循环过程编成一个神话小故事来记天上的乙仙带着宝物辅酶A(乙酰CoA)来到人间,舍弃宝物与人间的草仙乙酸(草酰乙酸)结合先变成柠檬(柠檬酸),再变成更奇异的柠檬(异柠檬酸)。

第一次吐出仙气(CO2)并脱去轻功(脱氢)变成一尊名叫阿尔法的铜佛,此佛一听念经就会大叫阿尔法铜佛耳酸(α-酮戊二酸)。

第二次吐出仙气(CO2)并脱去轻功(脱氢),收回宝物(辅酶A)变成有高能量的琥珀仙辅酶A(琥珀酰CoA)。

时逢人间饥荒瘟疫,琥珀酰CoA用宝物换来高能化合物(GTP)为灾民供能,然后变成琥珀(琥珀酸),第三次脱去轻功(脱氢)变成一味中药延胡索(延胡索酸)治病救人,延胡索酸得了仙水(加水)变成苹果(苹果酸),第四次脱去轻功(脱氢)重新变成草仙乙酸(草酰乙酸)。

可再和新的乙酰CoA结合,继续进行新的轮回(三羧酸循环)。

2.4 把两条呼吸链比喻为两条输变电线路来帮助理解记忆主要两条呼吸链,犹如输变电线路,氧还电位低到高,电能转成化学能。

2.4.1 NADH呼吸链,此链高效又普遍,多数底物脱下氢,先交NADH,再给一号变电站(复合体Ⅰ),站内设备有两种,FMN和Fe-S,传递氢和传电子,电子质子到泛醌,泛醌又称辅酶Q,就像一台变电车,可在内膜上移动。

移到三号变电站(复合体Ⅲ),内有电子传递体,包括细胞色素b,还有C1和Fe-S,出站另一变电车,移动细胞色素C,传电子给四号站(复合体Ⅳ),细胞色素aa3,能将电子激活氧,输电线路到终点。

氧激活成负离子,就和质子生成水,此链三处放能多,生成三个ATP。

2.4.2 琥珀酸的呼吸链,主要底物记三种,磷酸甘油、琥珀酸,还有脂酰辅酶A,脱氢输入二号站(复合体Ⅱ),站内包含两设备, FAD和Fe-S,传递氢和传电子,此站释放能量少,不够合成ATP,以下传递两链同,电子、质子车来载,此车还是辅酶Q, b到C1再到C,最后交给aa3,a3把氧来激活。

此链两处放能多,生成两个ATP。

3 数字记忆法对若干要点内容找出数字关系来帮助记忆。

3.1 同功酶的概念和特点:一同四不同一组酶称同功酶,特征一同四不同,催化反应是一同,分子结构理化性,免疫特性和分布,四项不同来区分。

3.2 血糖浓度各项参考值的记忆血糖各项参考值,毫克∕分升整数记,正常七十、一百一,百三、百四高血糖,百六、百八肾糖阈,低血糖是五、六十,若要换成毫摩∕升,除以十八留一位。

3.3 糖酵解的要点简记为:1,2,3,4和2(3):一个部位在胞液,两步产能双分子,记住三个关键酶,催化反应不可逆。

生成四个ATP,葡糖耗能要两步,糖原耗能少一步,净得2(3)ATP,3.4 糖异生的要点简记为:2,3,4进行部位在两地,胞液以及线粒体,要绕“能障”有三个,需要四个关键酶。

3.5 嘌呤、嘧啶核苷酸从头合成原料及定位3.5.1 九元杂环嘌呤环,1,3,7,9四位氮,2,4,6,8,5是碳,天冬氨酸1位氮,(天字第1号)谷氨酰胺3,9氮,头碳(2位)尾碳(8位)是一碳(一碳单位),二氧化碳在上方(6位),横七虚框甘氨酸,(4,5,7位用直角形虚线框框在一起) 合成嘌呤要地基,地基就是R-5-P。

3.5.2 六元杂环是嘧啶,1,3是氮其余碳,左小右大劈两边,天冬氨酸占大边(1,4、5、6位)二氧化碳2位碳,谷氨酰胺3位氮。

3.6 乙酰辅酶A的来源去路活泼乙酰辅酶A,来源去路各四条,三条来源最普遍,糖类、脂肪、氨基酸,另一来源限肝外,来自酮体利用时。

去路四条也好记,主要去路TAC(三羧酸循环),作为原料三合成,脂酸、酮体、胆固醇。

4 口诀记忆法把DNA的分子结构和DNA复制、转录、翻译等复杂的过程编成口诀,便于记忆又有助于理解其中的要点。

4.1 DNA双螺旋结构的要点反向平行两条链,形成右手双螺旋,螺旋直径两纳米,螺距十对三点四(nm),脱氧核糖和磷酸,相间连成外骨架,碱基相对在内侧,A必对T,G对C,横向稳定靠氢键,纵向碱基堆积力。

4.2 DNA复制的特点、过程DNA复制两特点,半不连续、半保留,全程分为三阶段,起始、延伸和终止,原核生物为代表,主要六种酶催化。

(1)起始松解各螺旋,拓扑酶松超螺旋,解链酶解双螺旋,结合蛋白稳单链,需要引物RNA ,依靠引物酶催化。

(2)延伸新链5’到3’,DDDPⅢ催化,连续合成领头链,间断合成随后链,切除引物填空隙,DDDPⅠ催化。

(3)终止阶段连接酶,形成磷酸二酯键, 冈崎片段连成链,形成子代DNA,遗传物质代代传,永垂不朽DNA。

4.3 DNA转录产生RNA基因表达第一步,首先转录RNA,转录特点不对称,双链只转模板链。

(1)起始全酶齐参与,σ亚基辨起点,二核苷酸形成后,σ因子就脱落。

(2)延伸只需核心酶,延伸方向5’到3’,模板产物也反向,转录注意A对U。

(3)终止信号出现时,停止转录两机制, 发夹结构、ρ因子,促使产物、酶脱落。

4.4 蛋白质生物合成过程——翻译生物合成蛋白质,氨基酸要先活化,氨基酰-tRNA,酶促反应要耗能。

(1)形成起始复合物,组成主要三部分, mRNA、核糖体,蛋氨酰-tRNA。

(2)延伸重复三步骤,进位、成肽和移位, 进位进入A空位,成肽P位给A位,移位核糖体滑动,A位空出再进位,翻译模板5’到3’,肽链N端到C端。

(3)终止密码出现时,肽链不能再延长,RF因子进A位,肽链释放去加工,tRNA、核糖体,脱落解聚可再用,常见多聚核糖体,节省模板高效率。

记忆是生命活动的一种表现,存在于生命活动的各种过程中,无所不在。

巧妙的记忆方法也是一门艺术,有无限的发挥空间和潜力,因人、因事、因物而异,不可只局限于某些模式,只要充分展开形象思维和抽象思维的双翅,就能在科学的各个空间领域中自由地翱翔。

①作者简介:周宗煊,1951年9月,男,大学本科,高级讲师,主要从事生物化学教学。