从米氏常数_Km_的测定谈药学生物化学实验教学

样认识和把握理论知识 , 并将之应用科学研究中 。在生物 化学实验教学中 , 注意提 高学生的动 手能力 , 提高解决 问 题和分析问题的能力 , 从而形成对待实验结果和 教材的正确观点 。 关键词 生物化学 ; 实验教学 ; 米氏常数
在生物化学学生实验及酶学实验中, 酶的特征 常数 米氏 常数 Km 的 测定 是必 须做 的一 个试验。 但是该实验对实验者在操作中的要求较高。通过几 年的教学实验, 笔者发现学生往往很难得到理想的 结果。不是因为学生的能力差 , 而是实验本身在设 计上有值得改进之处。 一、 实验中存在的问题 生物化学实验教学中 , 多年来药学院校一直采 用的教材是 生物化学实验与指导 ( 中国医药科技 出版社, 韦平和主编 ) 。米氏常数的实验是测定酵母 中蔗糖酶的 Km, 通常将它作为考试实验, 学生在做 实验时更紧张, 更容易出现问题, 常常不能取得预期 的结果。 该实验原理为: 蔗糖酶水解蔗糖生成葡萄糖, 葡 萄糖与二硝基水杨酸反应生成有颜色的物质, 经比 色分析, 测定生成的还原性葡萄糖的含量, 以确定酶 的反应活力。 在该实验教材中 , 显色是以 3 ml 的二硝基水杨 酸与葡萄糖进行反应 , 溶液稀释至 25 ml, 然后进行 显色沉淀以确定蔗糖 水解的反应初速 度。以 5 ml 0 1mol/ L NaOH 终止酶反应。然而使用 这种方法 , 大部分学生难以在初次做酶学 实验获得理想 的结 果。 二、 教学中改进 基于酶学实验的特性和学生实验的特点, 在教 学中首先做了如下改进: 1 将 3 ml 二硝基水杨酸改为 1 ml 进行反应。 因为加入 3 ml 二硝基水杨酸后反应总体积为 5 ml, 已经适合做比色测定 , 并且不浪费。
收稿日期 : 2004 10 20。 基金项目 : 江苏省博士后基金。
2 反应完的溶 液不进行稀释, 直接进 行比色。 由于加入二硝基水杨酸少了 , 体系中的显色不是很 深 , 因此不需要稀释就可直接测定, 另外不会产生由 稀释带来的误差。稀释用的糖管最大体积 25 ml, 很 多学生直接一次加溶液到 25 ml, 很难混和均匀。 这两点改进节省了 2/ 3 体积的水杨酸, 并且不 需要稀释用的试管, 这对于人数多的学生实验节省 开支, 并且简化了准备工作。 3 用将反应结束 的试管迅速置沸 水浴 5 min, 终止酶反应 , 代替 5 ml 的 0 1 mol/ L NaOH 终止酶反 应。用 0 1 mol/ L NaOH 终止实验 , 由于前面的反应 的体积已经为 6 ml, 再用 5 ml 0 1 mol/ L NaOH 终止 反应 , 有两 个缺点: NaOH 浓度 太低; 体 积太大不能 马上与反应溶液混匀, 因为常用试管一般为 15 ml, 这时总体积已达到 11 ml 了。导致 NaOH 加入不能 马上终止 , 而用已经煮沸的水进行终止可以准确确 定时间 , 并且在同一条件下迅速终止反应。 4 底物蔗糖的梯度( 单位 ml ) 从 1 到 6 号管分 别加人 0 5, 1 0, 1 5, 2 0, 2 5, 3 75, 5 0 改为 5 号 管、 6 号管分别改为 3 0, 4 0。 5 号管、 6 号管的底 物蔗糖溶 液改为 3 ml 和 4 ml, 这样反 应梯度更好 , 有利于作 图。并且 用 5 ml 移液管吸取 6 号管的 3 75 ml 对大多数学生来讲 , 不 如改为 4 ml。这样既减少误差, 也容易吸取。 经过上述改进后, 学生都能取得不错的结果 , 相 对于改进前有显著的提高。 三、 当实验出现问题时, 让学生学会分析问题, 抓住主要矛盾 有一次测蔗糖酶 Km 值实验 , 所有学生的酶反
On Experiments Teaching of Biochemistry through the Determination of Michaelis Menten Kinetics of an Enzyme
MA Zhong liang 1 , LI Yan li2, BAO Zhen zhen1 , WANG Min1 ( 1 China Pharmaceutical University, Nanjing 210009, China; 2Nanjing Medical University, Nanjing 210029, China) Abstract: Determination of Michaelis Menten Kinetics( Km) of an enzyme is the classic experiment in Biochemistry Stu dents will learn how to study and use what they learned through reforming the experiment In teaching experiments, the teachers should pay attention to improve students∀ abilit ies, such as practice, analysis and solving problems Right view points of students to experiment results and textbooks will be formed Key words: Biochemistry; experiments teaching; Michaelis Menten Kinetics ( 上接第 43 页 ) 开展的时间很短 , 也没有现成的经验可以借鉴 , 还有 许多实际问题需要进一步探讨。如在实训过程中采 取怎样的措施才能确保人员和设施、 设备的安全, 纠 错竞赛中的错误点如何设置才能更加完善合理 , 如 何评定 GMP 生产车间的实训错误检查报告及假如 我是车间主任专题报告 , 使其更加客观、 公正 , 进而 成为 GMP 生产车间实训考核方案的组成部分, 这都 有待于在今后的实践中不断摸索 , 逐步完善。
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作者简介 : 马中良 ( 1970- ) , 男 , 江苏盐城人 , 博士后 , 从事病毒分子生物学研究。
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药学教育 2005 年 第 21 卷 第 2 期
应测定值基本为零或负值。这时首先应想到酶是活 性物质。它的特点是催化反应效率高, 容易变性或 失活。因此可能的原因是酶完全失活, 也可能是溶 液中蔗糖酶含量太低。果然, 在加大相对增加酶溶 液的体积后, 就得出了好的结果。 通过这一突发事件, 笔者告诉学生怎样分析失 败的实验 , 抓住问题的主要矛盾。对于这个实验, 不 能首先认为水或缓冲液、 底物等因素的影响, 因为出 现这些情况的概率很低, 只有先排除酶本身以后, 才 能再考虑这些因素。 从近几年的教学改进来看 , 教师应该指导学生 学会如何对待生物化学实验: 即使是最基本的实验 , 也应该可以根据生物化学的基本知识 ( 如本实验涉 及的蛋白变性, 酶的反应特性 ) 改进 , 比如本实验中 终止酶反应, 也可以加大 NaOH 的浓度( 如用 0 5 ml 4 mol/ L NaOH 溶液终止 ) 效果同样很好。在学习和
药学教育 2005 年 第 21 卷 第 2 期
从米氏常数( Km) 的测定谈药学生物化学实验教学
马中良1
1
李艳利2
鲍真真1
王
1
中国药科大学
( 南京
210009) ; 2 南京医科大学 ( 南京 210029)
摘
要
在生物化学试验中 , 酶的米氏常数的测 定实验是经典的实验 。 通过 Km 测定这一实验的改进 , 指导学生 怎
The Interactive Teaching of Practical Training in GMP Workshop
WANG Ze, WANG Zhi xiang
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( Altitude Vocational School, China Pharmaceutical University, Zhenjiang 212003, China; School of Pharmacy, China Pharmaceutical University, Nanjing 210009, China) Abstract: It is very important for pharmaceutical engineering specialty construction to improve the teaching of practical training in GMP workshop Some interactive training methods are used successfully in the practical training in GMP work shop, such as exchanging roles, coach teaching, f inding mistakes contest, and # if I were the manager of GMP workshop∃ . Key words: GMP workshop; pract ical training; interactive teaching
开展科学研究的时候, 不唯书, 不唯师。 师者 , 传道授业解惑也。教师应该教给学生学 习的方法和独立思考问题能力, 直至独立开展研究 的能力 , 而不是重复实验结果。以往有一种说法 : 教 师有一桶水, 才能给学生半桶水。这句俗语本身没 有错, 但是对于现代教育者来说 , 应该做到教师有一 桶水, 而给学生一条河。
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