糖生物学（精选9篇）
糖生物学 篇1
在我国的高教体制里, 专业是指高等学校的一个系里根据科学分工或生产部门的分工把学业分成的门类[1]。专业设置基本上遵循着学科逻辑, 专业是各学科门类或者一级学科下的垂直细分, 即专业设置以学科为基础和支撑, 有什么样的学科就设置什么样的专业, 以交叉学科或多学科为支撑的专业数量偏少。在课程设置方面, 我国高校往往偏重于单学科的专业课程, 跨学科课程得不到足够重视, 在客观上忽视和割裂了学科之间的交叉和人文社会科学与自然科学的联系。现代科学的发展一方面向纵深细化发展;另一方面, 学科与学科的水乳交融, 呈现另一道亮丽的风景。交叉学科已成为反映当今世界科学发展的潮流学科和特色学科。如何将交叉学科引入大学教育, 探索交叉学科培养本科人才的模式, 己经成为世界高等教育改革的一个重要方向。从培养人才的角度看, 交叉学科突破了单一学科培养人才的局限, 拓展了大学培养本科人才的教育空间, 是研究型大学将学科综合的潜在教育优势转变为现实的教育优势的中介和平台, 也是现阶段对创新人才培养的时代需求。笔者认为, 交叉学科的设置引入应该从以下几方面加以重视。
一、从普通高校的专业设置上, 高教部门应该单独设置交叉学科门类, 并为新兴交叉学科的发展预留了发展空间
西方发达国家的高等教育对交叉学科都比较重视。如美国教育部设置的学科专业目录 (Classification Of Instructional Programs, 简称CIP) , 在其制定过程中充分考虑到学科的发展性, 单独设置了交叉学科门类, 将交叉学科门类与人文科学、社会科学、工学、理学、医学等学科大类置于同等重要的地位。在CIP2000中第一大类学科设置为交叉学科, 而这交叉学科门类细分为“交叉学科”与“文理综合”两个学科群, 同时在同一学科群为各学科之间的交叉学科或可能会发生的交叉预留位置, 就像元素周期表中对未发现的元素留下位置, 这种以科学自身发展的客观规律为依托的学科专业目录, 以其科学性和前瞻性为新兴交叉学科发展提供了归宿与保障, 极大地促进了交叉学科的发展与研究。据数据统计, CIP中共有60个交叉类一级学科, 占292个学科的21%。此外, 大多数学科设置了学科内部的交叉专业, 各主要学科群内部都有一定比例的学位授予在学科群内部的综合、交叉和新兴学科上, 其中农学、教育、法学的比例都在10%以上, 生物学与生物医学学科群的比例高达60%以上。
二、对于学术研究型的高校或者具备地方性产业升级支撑的地方高校, 应该大力拓展新型交叉学科的本科培养
我国现有高校2542所, 其规模位居世界一流, 在校学生数2468万, 从学生培养的数量上处于世界前列。基于1998年开始的高校扩招, 一大批地方院校兴起, 据2012年统计, 地方高校1036所, 约占全国本科高校的91%;许多专升本的院校, 基本上承袭了传统的学科分类观, 其专业和学科设置抄袭或重复“985高校”或“211高校”的专业设置。我国的高教体系, 由于设置专业重复率高, 培养的专业人才浪费严重, 另外一方面, 我国正处于产业升级的关键时期, 急需大量的复合型具备交叉专业知识人才, 因此出现了人才的结构性短缺和结构性过剩极为突出的矛盾, 主要表现为具有创新能力和高新技术研发与应用能力的高层次人才不足[2]。应该说, 我国高校从精英化教育向大众化教育的转变过程中, 是在政府指令下完成的, 在专业设置得类型和数量上, 既没有受市场经济的引导和调节作用, 也没有充分反映现代学科的发展现状, 也没有融入到产业转型升级的人才规划中。多数高校设置的专业还是保留着传统的单调性、隔离性, 且重复率高, 造成教学资源的严重浪费。而能够培育交叉型的复合型人才的新兴学科因其不具备合法学科地位还没有系统地引入到高校体系中;部分已引入的交叉学科因其跨学科性在传统的教学体系和教学条件下而找不到自己的学科位置, 其生存与发展得不到有效的保障。在当今高校专业结构设置不合理的情况下, 部分有条件的高校, 特别是学术研究型的高校, 或者具备地方性产业升级支撑的地方高校, 应该先行一步, 依托对交叉科学的研究成果, 可以考虑系统的在学校内引入新型交叉学科的教学工作。
三、通过新兴交叉学科专业的教学实践探索, 使其培养规格规范化, 并摸索出符合交叉学科发展规律的教学体系
许多新兴交叉学科都具有知识体系的交叉复合性, 思维的创新性, 对其教学体系的规划无疑有其复杂性和艰巨性, 高校应根据循序渐进, 边实践边总结的原则使得交叉学科的培养模式慢慢规范化和科学化。下面以糖生物学作为设想例子, 作为新兴的交叉学科引入到本科教学工作中。
糖链是除了蛋白质和核酸外体现生命的第三大生命物质, 对糖类的研究也是对生命现象探索的第三大里程碑[3]。对其研究促进了糖生物学 (Glycobiology) 这一学科领域的兴起, 牛津大学生化系的R.Dwek教授于1988年提出将糖生物学设置为新学科, 1999年美国UCSD大学的ajit varki教授将糖生物学定义为研究自然界中广泛分布的糖类 (糖链和聚糖) 及其结构, 生物合成及生物学的一门学科[3]。由于糖生物学是将糖化学和生物化学的原则与现代细胞与分子生物学对聚糖的研究相结合建立的一门新兴交叉学科, 其涉及到的基础学科领域包括有机化学的分支-糖化学, 生物化学, 分子生物学, 细胞生物学和微生物学等基础学科。因此在通式教育的基础学科外 (高数、普通物理、计算机) , 还应该设置相当数量的该交叉专业的专业基础学科, 如有机化学、糖化学、生物化学、微生物学等。在专业选修课方面, 应该根据该学科的几个科研发展方向来构建灵活的知识体系, 如偏向免疫的糖免疫学 (Glycoimmunology, Immuno-glycobiology) 、偏向病理学研究的糖病理学 (Glycopathology, Patho-glycobiology) 和核神经生物学相结合的糖神经生物学 (Glyconeurology, neuro-glycobiology) 等交叉研究方向[4]。除了上述三层次的理论课构建体系外, 还应构建相应的三层次的实践或实验体系。基础教学课程的实践课或试验课可以类同于其他专业如普通物理实验, 计算机的上机操作实践, 专业基础实验课如生物化学实验课、有机化学实验课、微生物实验课, 现代科学特别是生物、化学类科学都是通过大量的实验课来加深和巩固本专业知识。最后的专业实验课, 可根据交叉学科的不同发展方向和其相关重要性, 由该学科的前沿科研人员选取本学科不同方向的“基础”重要实验汇编实验教材, 构建专业试验体系。专业实验与交叉学科的科研应该有一定的互动性, 或者就是教师糖生物学科研工作的一部分。
新型交叉学科的建设离不开交叉科研团队的软件建设和实验教学条件的硬件建设。对于交叉学科的团队建设, 应充分体现多元互补性, 协调和谐性和开放流动性[5]。对于硬件条件的建设, 有条件的高校可以积极创建科研平台, 如交叉学科的研究中心、教叉学科的教研室等, 暂时没有条件可以积极利用资源共享, 如糖生物学可以主意依靠原先的化学学院和生命科学院的师资力量和实验条件来建立这种有支撑点的新型交叉学科。
参考文献
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糖生物学 篇2
主讲人：于寿田 课时：1课时 2012年5月
一、实验原理(见学案)（1）鉴定实验设计的理念：
某些化学试剂 + 生物组织中有关有机化合物件 产生特定颜色反应。（2）具体原理：
①可溶性还原糖+ 斐林试剂→砖红色沉淀。②脂肪小颗粒 + 苏丹Ⅲ染液→橘黄色小颗粒。③蛋白质 + 双缩脲试剂→紫色反应。
二、目标要求（见学案）1．知识目标：
识记：记住鉴定所用材料，懂得选材的要求。
理解：理解实验的目的、原理和方法步骤，进一步归纳出生物组织中可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定原理。
２．能力目标：
⑴学会制备生物组织试样，并能按规范化要求操作，独立完成鉴定工作。
⑵能正确选取鉴定试剂，并能进行规范化操作。
⑶明确观察对象，正确说出鉴定过程中试样的颜色变化，并能用准确的语言解释实验现象，作出结论；填写实验报告册。
3．情感目标：培养科学思维能力和科学研究方法。
三、重点、难点 1.重点
①初步掌握鉴定生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的基本方法。
②通过实验的操作和设计培养学生的动手能力，掌握探索实验设计技巧，从而培养创新思维能力。2.难点
根据此实验方法、原理，设计实验来鉴定常见食物的成分。
四、实验材料
1.可溶性还原糖的鉴定实验:选择含糖量较高、颜色为白色或近白色的植物组织，以苹果、梨为最好。
2.脂肪的鉴定实验:根据农村学校花生产区的实际，选择花生油替代花生种子进行实验。
3.蛋白质的鉴定实验:利用常见食品——鸡蛋蛋白稀释液作为检测材料。
五、仪器、试剂（见学案）
1.仪器: 研笨一套、试管架、试管（6支）、500mL大烧杯（2个）、250mL小烧杯（1个）、小量筒、温度计、试管夹、试管刷、滴管（3支）、暖水瓶、空矿泉水瓶（1个）、解剖刀、纱布、废液桶。
2.试剂: 斐林试剂（甲液：质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液，乙液：质量浓度为0.05g/ml的CuSO4溶液），苏丹Ⅲ染液，双缩脲试剂（A液：质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液，B液：质量浓度为0.01g/ml的CuSO4溶液），热水，清水。
六、教学方法：合作探究、教学演示、多媒体教学。
七、教学过程
新课引入：我们在化学中学习过物质的鉴定，其原理是被鉴定的物质与所用的化学试剂要么发生颜色反应，要么产生沉淀，我们生物学上也采用此原理，在生物学中物质鉴定的理念是：某些化学试剂能够使生物组织中的有关
有机化合物产生特定的颜色反应。
原理展示（多媒体）
① 可溶性还原糖+ 斐林试剂→砖红色沉淀。注：需要用备用的热水，在大烧杯中进行水浴加热。② 脂肪小颗粒 + 苏丹Ⅲ染液→橘黄色小颗粒。
注：需要用花生油（可以稍加稀释）进行实验；及时刷洗实验用具。③蛋白质 + 双缩脲试剂→紫色反应。（要先加A液NaOH 溶液再加B液CuSO4 溶液）
教师提问：在我们高中生物中还学习过那些利用颜色反应鉴定物质的？用到了那些化学试剂？由产生了那些特定的颜色呢？
学生回答：略。如果回答不全教师补充： ①RNA+ 吡啰红 红色 ②淀粉+碘液
蓝色
③DNA+甲基绿 绿色（水浴加热）④线粒体+健那绿
染为蓝绿色
⑥染色质（体）+醋酸洋红（龙胆紫）红色或紫色
今天，我们学习鉴定生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的基本方法。实验步骤：
（一）、还原糖的鉴定
1、还原糖的鉴定步骤:
选材： 苹果：洗净、去皮、切块，取5g放如研钵中 制备组织样液 研磨成浆：加石英砂，加3 ml水研磨
注入组织样液2ml 过滤：将研磨液隔一层纱布过滤到小烧杯中，再将纱布中的残渣进一步揉挤，往烧杯中加1ml水进一步稀释。
加斐林试剂：2ml（由斐林试剂甲液和乙液充分混合而成，不能分别加入）水浴加热：在50－60℃温水中，水浴加热2分钟。观察溶液颜色变化：（浅蓝色→棕色→砖红色）。结论：还原糖与斐林试剂生成砖红色沉淀
2、实验成功的要点：
①还原糖的鉴定实验:选择含糖量较高、颜色为白色或近白色的植物组织，以苹果、梨为最好。
②斐林试剂要两液混合均匀且现配现用。斐林试剂的配制过程示意：
斐林试剂甲液（0.1 g/ml的 NaOH 溶液）斐林试剂乙液（0.05 g/ml的 CuSO4 溶液）
（二）、脂肪的鉴定
1、脂肪的鉴定步骤:
取材：取花生油2ml(可稍加稀释，用量筒量取)。
结论：细胞中的圆形脂肪小颗粒已经被染成橘黄色。
待一段时间后观察其现象。
2、实验成功的要点：
实验前可用稍量的清水稀释，滴苏丹Ⅲ染液染色2-3min，要注意充分振荡。
（三）、蛋白质的鉴定
1、蛋白质的鉴定步骤：
选材：用量筒量取卵清稀释液2ml。
2、实验成功的要点：
②双缩脲试剂的使用，一定要先加入A液(即0.1 g/ml的 NaOH 溶液)，再加入双缩脲试剂B液(即0.01 g/ml的 CuSO4 溶液)。
③还可设计一只加底物的试管，不加双缩脲试剂，进行空白对照，说明颜色反应的引起是蛋白质的存在与双缩脲试剂发生反应，而不是空气的氧化引起。
八、结果与交流：请两个小组根据所做的实验总结基本实验步骤，并说明实验现象和结论。
九、进一步探究与提高（见学案）：
某商场所卖的脱脂奶粉被怀疑为假冒伪劣产品。生物学研究性学习学习小组的同学想把调查脱脂奶粉的合格率作为研究课题。假如你是课题组成员，交给你的任务是鉴定真假脱脂奶粉。（1）搜集资料：
①全脂奶粉含有蛋白质，脂肪和蔗糖等成分，脱脂奶粉含有高蛋白、微量脂肪等成分。
②假冒脱脂奶粉有两种：一是全脂奶粉冒充脱脂奶粉，二是用淀粉冒充。讨论并说明：
（1）鉴定是否用淀粉冒充：
（2）鉴定是否用全脂奶粉冒充：
结果分析
深度解读糖筛和糖耐量 篇3
妊娠前糖代谢正常，妊娠之后才出现的糖尿病，称为妊娠期糖尿病，近年来妊娠期糖尿病发病率有增高趋势，大概占所有孕妇的10%左右。有些准妈妈虽然是妊娠后才第一次查出来血糖异常，但是空腹血糖>7.0mmol/L（126mg/d1），或是75g口服葡萄糖耐量试验服糖后2小时血糖≥11.1mmol/L（200mg/d1），或糖化血红蛋白>6.5%，则表明其孕前就有糖尿病，只是没有做过相应检查，没有发现而已，这些准妈妈不是妊娠期糖尿病，而是糖尿病合并妊娠。
妊娠期糖尿病与准妈妈怀孕后身体代谢变化有很大关系。胎盘形成以后，逐渐分泌多种拮抗胰岛素的物质，例如胎盘生乳素、雌激素、孕激素等，这些物质分泌量随着孕周增加而增加，妊娠30周以后达到高峰。准妈妈为了维持血糖不过高，必须增加胰岛素分泌量，如果胰岛功能有问题，不能分泌更多的胰岛素，准妈妈血糖就会升高，就会发生妊娠期糖尿病。有肥胖（尤其是重度肥胖）、糖尿病家族史、曾经发生过妊娠期糖尿病、曾经分娩过巨大儿、曾患多囊卵巢综合征、妊娠早期空腹尿糖反复阳性等情况的准妈妈更容易得妊娠期糖尿病。
妊娠期糖尿病容易引起产妇感染、巨大儿、胎儿感染等问题，并增加分娩难度。为了及时诊断出妊娠期糖尿病，避免给母婴健康造成损害，准妈妈一定要重视相关检查。
解读“糖筛”
俗称的“糖筛”，其实正式名称为“50g葡萄糖负荷试验”，主要是为初步判断准妈妈为妊娠期糖尿病的风险高低。目前已经不推荐进行此项检查，而是推荐直接进行75g口服葡萄糖耐量试验（OGTT）。
检查时间 24～28周
在正常情况下，糖筛检查是在怀孕24～28周进行，这是因为通过大量研究表明，在此阶段进行筛查，成本效益比较高，漏诊比较少。另一方面，如果此时发现准妈妈有糖代谢问题，就可以及早治疗，将可能的母婴危害降至最低。
但是如果准妈妈有肥胖（尤其是重度肥胖）、糖尿病家族史、曾经发生过妊娠期糖尿病、曾经分娩过巨大儿、曾患多囊卵巢综合征、妊娠早期空腹尿糖反复阳性等妊娠期糖尿病的高危因素，首次孕期检查时即使不够24周也要立即进行“糖筛”；即使此次“糖筛”正常，也要在24周后再次进行“糖筛”。
检查人群 所有非糖尿病的准妈妈
妊娠期糖尿病会对准妈妈及胎儿有多种不良影响，包括易发生流产、早产、难产，巨大儿发生率增加等，严重者可威胁母婴的生命安全。因此，建议所有非糖尿病的准妈妈都要做糖筛检查，以便尽早诊断和治疗妊娠期糖尿病。有高危因素的准妈妈要早做“糖筛”，重复做“糖筛”。
检查方式 服50g葡萄糖后1小时抽血
糖筛检查相当easy，抽血即可搞定！检查前，准妈妈不需要空腹，将50克葡萄糖粉溶于200ml水中，在5分钟内喝完，从喝第一口开始计时，1小时后抽静脉血就可以了。
如何看检查结果？
若准妈妈服50g葡萄糖后1小时静脉血糖≥7.8mmol/L（140mg/dL），则为糖筛检查异常，需要进一步做75g口服葡萄糖耐量试验（OGTT）。数值低于但接近7.8mmol/L的准妈妈，不放心的话也可以根据自身情况或接受医生建议决定是否有必要继续进行糖耐量检查。
如果糖筛检查结果异常，是否意味着准妈妈就一定患有妊娠期糖尿病呢？其实，“糖筛”只是初步筛查，并不能诊断准妈妈是否有妊娠期糖尿病，很多“糖筛”结果异常的准妈妈，75g口服葡萄糖耐量试验（OGTT）结果是正常的，不是妊娠期糖尿病。
解读葡萄糖耐量试验
葡萄糖耐量试验，英文缩写为OGTT，用以了解人体进食葡萄糖后的血糖调节能力。通过葡萄糖耐量试验（OGTT）可以判断是否患有妊娠期糖尿病。目前推荐医疗机构对所有尚未被诊断为妊娠期糖尿病或糖尿病合并妊娠的准妈妈在妊娠24～28周以及28周后首次就诊时行葡萄糖耐量试验。
检查人群 未被诊断为妊娠期糖尿病或糖尿病合并妊娠的准妈妈
糖筛检査结果≥7.8mmol/L（140mg/dL）的准妈妈，需要进一步做葡萄糖耐量试验。随着妊娠期糖尿病诊断标准的改变，目前一般医疗机构不做糖筛，对所有尚未被诊断为妊娠期糖尿病或糖尿病合并妊娠的准妈妈直接行葡萄糖耐量试验。
检查时间 24～28周以及28周后首次就诊时
对于大多数普通准妈妈，建议在怀孕24～28周期间以及28周后首次就诊时做葡萄糖耐量试验。对于有高危因素的准妈妈，妊娠24～28周可以首先检查空腹血糖，如果空腹血糖>5.1mmol/L（92mg/dL），可以直接诊断为妊娠期糖尿病，不必再进行OGTT；如果空腹血糖在4.4～5.1mmol/L之间，尽早行OGTT，即使OGTT正常，最好也要在孕晚期重复进行OGTT。
检查方法 抽静脉血
糖耐量试验检查前准妈妈需要禁食至少8小时，先空腹抽血查血糖，然后将葡萄糖粉75克溶于300ml水中，5分钟内喝完，喝第一口开始计时，1小时、2小时后分别抽血查血糖。
检查注意事项 检查前连续3天正常饮食
糖耐量试验检查前准妈妈要连续3天正常饮食，每天吃主食（如馒头、米饭等）不少于150克，检查期间静坐、禁烟。做完葡萄糖耐量试验后会比较饥饿，准妈妈可以随身带些零食，测试后可以补充些能量。
如何看检查结果？
糖耐量试验检查的正常值标准为：空腹5.1mmol/L，1小时10.0mmol/L，2小时8.5mmol/L，其中有1项或1项以上达到或超过正常值，即诊断为妊娠期糖尿病。
健康Q&A
“糖筛”与“唐筛”只有一字之差，如何区分这两种检查呢？
虽然这两种检查听起来差不多，但实际上却有着本质上的区别！“唐筛”是唐氏综合征筛查的简称，而“糖筛”则是妊娠期糖尿病筛查。唐筛主要是针对唐氏综合征的筛查，就是检查宝宝是否为先天愚型的高危儿，主要通过超声测量宝宝颈项透明层厚度（NT），抽准妈妈血查甲胎蛋白、人绒毛促性腺激素、游离雌三醇等化学物质来判断。而糖筛则是排查妊娠期糖尿病的，主要是检查准妈妈的血糖情况。唐筛一般在怀孕11～13周和15～20周进行，糖筛多在24～28周时进行。虽然都要抽血，但糖筛要在口服葡萄糖水之后1小时抽血。唐筛如果显示高危，一般医生会建议做羊水穿刺进一步分析；而糖筛高危的准妈妈，医生会建议继续做糖耐量试验检查。
生物化学“糖代谢”说课设计方案 篇4
说课是近年来出现的一种新的教学活动形式, 是指授课教师在备课的基础上, 和专家或同行进行“教什么, 怎样教, 为什么这样教”的探讨[2]。实践证明, 说课是提高教师业务水平, 提升教学团队课堂教学质量的一项有效措施, 也是培养青年教师的一种快速、有效的方法[3,4], 应成为基础医学教师必备的基本技能之一[5]。但目前高等医学院校关于生物化学说课的探讨尚不多见, 主要集中于高职院校, 多为单堂课的说课设计, 以章节为整体进行的说课设计未见报道。
本文以我校中医学专业生物化学“糖代谢”这一章节教学内容为例, 从说教材、说教学设计与教学方式、说学法、说板书设计4方面制订详尽的说课方案, 剖析生物化学教学内容的知识结构和特点, 展示中医院校生物化学章节说课的技巧与方法, 以促进生物化学教学质量的提高。
1 说教材
1.1 章节在教材中的地位和作用
注:本文系福建中医药大学2011年教学改革项目 (2011-27)
选用普通高等教育“十一五”国家级规划, 供中医药类专业使用的教材, 由中国中医药出版社2007年1月出版, 主编为王继峰教授[6]。“糖代谢”属于生物代谢及其调节的教学范畴, 是该知识版块的首章节, 也是学习生化代谢途径及其相关医学知识的重要基础。根据我校《中医学专业生物化学教学大纲》要求, 本章节主要教学内容为糖代谢的主要途径和血糖及其调节。
1.2 教学目标
通过本章节的教学活动, 学生在知识方面要掌握人体内糖酵解、有氧氧化和糖异生3条途径的反应过程, 掌握糖代谢主要途径的特点和意义, 了解糖代谢途径的调节, 掌握血糖的来源与去路及其调节机制;在态度方面, 激发学生学习热情, 调动其学习的主观能动性和积极性, 端正学习态度;在能力方面, 培养学生自主学习的能力和批判性思维能力。
1.3 教学重点与难点
本课程授课对象为中医学专业大二学生。学生已修过医学生物学、医用化学、中医基础理论等课程, 对糖氧化供能的作用有所了解, 具备一定的化学基础, 对中医药知识有浓厚的兴趣。但是, 学生对于糖代谢途径的具体过程和代谢如何调节并不了解。针对学生特点, 为达成教学目标, 将本章节教学重点设为掌握糖代谢主要途径的过程、调节与生理意义, 血糖的来源与去路及其调节;教学难点则为糖代谢的主要途径、糖氧化供能的能量计算和糖代谢的调节。上述内容多而繁杂, 且易混淆, 学生在学习过程中对其普遍有抽象、晦涩难懂的感觉。
2 说教学设计与教学方式
根据教学要求和学情特点, 本章节授课安排为6课时 (240分钟) 。总体设计为:新课导入 (15分钟) , 主要内容教学 (210分钟) 和医学方面的实际应用 (15分钟) 。
2.1 新课导入
通过“温故”的方式引入新课。如针对上一章节“生物氧化”内容, 先以提问的方式进行复习, 而后设问:在“生物氧化”章节中呼吸链的NADH+H+和FADH2从何而来?通过引导学生对已有知识的回顾与分析, 得出它们主要来自于糖氧化过程的答案, 从而导入新课。
2.2 主要内容教学
本章节主要内容教学采用“总—分—总”的模式推进。首先对体内的糖代谢进行总体叙述;而后分述各主要途径;最后引导学生通过讨论和归纳, 总结出血糖的主要来源与去路及其调节机制。因此, 第一个“总”是让学生有一个整体的概念, 以教师讲解为主;而第二个“总”则是引导学生加深对糖代谢的认识, 以学生讨论为主。
课堂上, 对于糖代谢各途径主要采用课件结合板书的形式展示, 以讲授法为主, 逐步讲述糖代谢的生化反应过程。但是这种教学方式面临两个难题。一是化学反应式多, 难记。对此, 讲授时以代谢途径中氧化脱氢的反应为关注点, 重点针对关键酶, 结合学生的有机化学基础进行讲解。这些关键酶往往又是糖代谢调节的主要靶点, 从而为糖代谢调节教学打下基础。此外, 在教学过程中一方面采用动画、图片等多媒体进行形象的讲解;另一方面, 还要通过板书的形式, 在黑板上系统地展示反应过程, 特别是书写具体的产能计算过程, 并给予学生思考的时间, 调动其学习积极性, 避免教师单方面的“灌输”。二是代谢途径多, 易混淆。例如糖酵解与糖有氧氧化是体内糖氧化供能的两条主要途径, 二者共用糖酵解途径, 但又有很大区别。为了提高学生的学习兴趣, 加强师生互动, 便于学生理解, 针对这一内容可以采用启发式教学法。例如, 教师可以设问:刘翔在赛场上“飞翔”时与同学们在课堂上听课时, 体内的主要供能方式相同吗?为什么?通过这种设疑的方式, 吸引学生注意力。而后对这两种途径分别进行介绍, 部分解答人体在不同状态下供能方式的不同。随之又抛出新的疑问:两种途径有相同的步骤, 但又有什么区别?引导学生全面对比, 总结上述两种途径的特点, 即有氧氧化产能多、完全, 是日常生活的主要供能方式;糖酵解产能快而少、不完全, 是机体快速供能的一种方式, 如刘翔比赛时肌肉的主要供能方式。通过这种启发式、对比式相结合的教学方式, 让学生更深刻地认识不同供能途径的特点, 掌握其不同的生理功能和意义。
糖代谢调节是本章教学的重点之一, 也是难点。对此, 主要采用启发式教学法, 例如, 在进行糖酵解调节教学中, 先引导学生观察课件或书本上糖酵解反应的生化过程, 引导其注意到不可逆的反应, 而后组织学生讨论控制不可逆反应的关键酶活性变化对糖酵解的调节。同时, 还要结合临床, 突破难点。例如, 在课堂上可以介绍丙酮酸脱氢酶复合物缺乏症, 通过对病症的介绍, 让学生体会到关键酶在代谢调节中的重要作用;通过对病症生化机制的讨论, 让学生加深理解, 巩固所学, 激发学习兴趣。
2.3 医学方面的实际应用
根据学生的专业背景, 结合中医院校的特点, 介绍糖代谢紊乱, 特别是针对属于中医“消渴”症的糖尿病展开讨论, 通过集体问答等方式讲解糖尿病患者“三多一少”症状的生化机制。教师还可以根据学生课堂讨论的效果, 引导学生思考糖代谢途径的调节在临床治疗上的应用, 并布置一些作业。例如, 让学生在课后查阅资料, 思考二甲双胍降糖的生化机制, 以巩固其课堂所学, 有机结合临床, 培养学生创新能力, 增强其自学能力。
3 说学法
教会学生自学是教学的主要目的之一。对于本章而言, 糖代谢反应的化学方程式是教学的重点, 但是由于反应式多、内容枯燥、难以记忆, 又是教学的一大难点。故学法指导上, 结合生化反应的特点, 首先强调催化反应的酶, 再教会学生如何运用已有的化学知识理解反应机理、底物来源、产物如何产生, 从而激发学生的学习兴趣, 引导其自主学习。此外, 学生还可在教师的指导下通过阅读、思考、观察、交流提问、归纳总结等形式, 自我梳理本章节的主要内容, 构建知识框架, 拓展医学知识面, 体现出以学生为主体的教学理念。
4 说板书设计
随着科技的发展, 虽然许多现代化的教学手段已进入课堂, 但板书在教学中的作用依然不可替代。与多媒体课件相比, 板书具有长时间向学生传递信息和更有灵活性的优点[7]。因此, 课堂上应板书必要的教学内容, 如教学提纲等。随着课堂进展, 将内容提纲逐步展示。此外, 在讲述相关能量计算时, 可书写关键计算步骤并进行适当演算, 帮助学生加深理解。
综上所述, 本章节说课是根据教学内容和学生专业特点, 以培养学生各方面素质, 有效达成教学目的为前提进行设计的, 运用多种教学手段相结合的方式, 把知识学习、兴趣培养和能力提高有机结合在一起。通过精心设计, 一方面, 使教师在授课前对整个教学行为有更为严密的准备, 从而有效达成教学目标;另一方面, 说课又是对课堂教学内容的归纳、总结、提炼与升华, 可引导教师由经验型向科研、创新型转变, 对于提高教师的教学水平, 特别是培养青年教师具有积极的意义。
摘要：本文对生物化学“糖代谢”这一章节内容, 从说教材、说教学设计与教学方式、说学法、说板书设计4方面进行说课方案设计, 展示中医院校生物化学说课的技巧与方法, 以促进教师提高教学水平。
关键词：生物化学,糖代谢,说课,设计方案
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[5]徐芳, 刘颖, 石磊, 等.让“说课”走进病理生理学教学[J].医学教育探索, 2010, 9 (5) :608-610.
[6]王继峰.生物化学[M].北京:中国中医药出版社, 2007.
糖生物学 篇5
科技日报讯据物理学家组织网1月21日报道, 美国弗吉尼亚理工大学研究小组开发出一种电池, 以糖为能源提供电力, 能量密度达到前所未有的水平, 继续发展有望替代传统电池成为一种廉价的、可充电而且可生物降解的电池。相关论文发表在当天的《自然·通讯》杂志上。
发明糖电池的是该校农业与生命科学学院、工程学院的生物系统工程副教授帕西瓦尔·张。他说, 虽然现在也有其他糖电池, 但他们的糖电池能量密度比以前的高出一个数量级, 在充电之前运行的时间更长。预计三年后, 这种糖电池将能为手机、平板电脑、视频游戏和大量其他电子器材供电。
“糖是自然界一种绝佳的、储存能量的混合物。”张说, “所以仅从逻辑上讲, 我们也要努力利用这种天然能量, 以一种环保的方式来生产电池。”
据美国环保署称, 仅在美国, 每年就有数十亿的有毒电池被扔掉, 给环境和人体健康带来很大威胁。这种糖电池有望帮人们减少填埋数十万吨的电池。
这种糖电池利用了一系列酶, 这些酶以一种自然界没有的方式组合在一起。张和同事构造了一种非天然式的合成酶路径, 能从糖里面获取所有的电荷势能, 在一个小小的酶燃料电池中产生电流。传统电池通常是用昂贵的铂金作催化剂, 而他们用的是低成本的生物催化酶。“通过一种酶流注, 我们能把糖溶液中的所有电荷缓慢地、一步步地释放出来。”张说。
就像所有其他燃料电池一样, 糖电池也是一种联合燃料。研究人员用的是麦芽糊精和空气产生电流和水, 麦芽糊精是一种多聚糖, 由淀粉部分水解形成, 水是主要副产品。
糖生物学 篇6
笔者就人教社新版高中生物第一册教材中实验一“生物组织中可溶性还原糖、蛋白质、脂肪的鉴定”的还原性糖的鉴定实验做了实验的探究。
实验原理:用斐林试剂能检验生物组织中还原性糖的存在。斐林试剂由甲液 (质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液) 和乙液 (质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液) 配制而成, 二者混合后, 立即生成淡蓝色的Cu (OH) 2沉淀。Cu (OH) 2与加入的葡萄糖, 在加热的条件下能够生成砖红色的Cu2O沉淀, 而葡萄糖本身则被氧化成葡萄糖酸。其反应式如下:
CH2OH— (CHOH) 4—CHO+2Cu (OH) 2→CH2OH— (CHOH) 4—COOH+Cu2O↓+2H2O
用斐林试剂鉴定还原性糖时, 溶液颜色的变化过程为:浅蓝色→棕色→砖红色 (沉淀) 。
实验一:使用不同时间配制的斐林试剂对还原性糖进行鉴定
1.问题提出
在教材中强调:要使用刚配制的斐林试剂, 切勿分别加入生物组织液样品进行检测。是否一定要刚刚配制的斐林试剂才能反应?如果配制的斐林试剂长时间放置会对实验结果产生怎样的影响?
2.实验探究的方法步骤
将2 mL0.1 g/mL的NaOH溶液与4滴0.05 g/mL的CuSO4溶液混合, 配制成斐林试剂, 实验前分别准备提前72小时、48小时、24小时、12小时、4小时配制的斐林试剂和现配的斐林试剂。此时现配的斐林试剂呈现蓝色, 静止4小时的斐林试剂是蓝色溶液并有黑色沉淀, 配制12小时及以上的斐林试剂溶液有黑色沉淀 (见表1) 。
3.实验结论
斐林试剂现配现用实验效果最好, 12小时以上的实验效果就欠佳了, 但是仍然能产生砖红色沉淀。只不过使用现配的斐林试剂鉴定可溶性还原性糖, 可以看见反应物在水浴中由浅蓝色变为棕色再变为砖红色的颜色变化。而使用放置较久的斐林试剂则只能看到棕黑转砖红色。
实验二:不同水温的水浴加热对还原性糖的鉴定实验的影响
1.问题提出
教材中提示:还原性糖的鉴定实验中, 要加入开水并煮沸2分钟。是否只能使用沸水浴?如果从冷水加热至沸腾会出现怎样的现象?能不能在酒精灯上直接加热?
2.实验探究的方法步骤
将斐林试剂和还原性糖混合后, 分别进行冷水水浴加热直至煮沸2分钟、沸水浴、酒精灯上直接加热这三种不同的加热方式, 查看实验结果 (见表2) 。
3.实验结论
水浴加热要沸水浴, 或者直接酒精灯加热, 不能冷水煮沸。
实验三:不同浓度CuSO4配制斐林试剂对还原性糖的鉴定实验的影响
1.问题提出
《教师教学用书》中介绍:“斐林试剂的配制, 甲液:质量浓度为0.1 g/mL的Na OH溶液, 乙液:质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液。使用时临时配制, 将4～5滴乙液滴入2 mL甲液中, 配完后立即使用。”然而斐林试剂和双缩尿试剂都是有甲液Na OH和乙液Cu SO4组成, 两者之间能互换吗?是否会对实验结果产生影响?
2.实验探究的方法步骤
分别将不同浓度的CuSO4溶液与NaOH溶液混合配制斐林试剂鉴定还原性糖 (见表3) 。
3.实验结论
利用斐林试剂鉴定还原性糖的关键在于是否有Cu (OH) 2存在, 还原性糖在加热的条件下, 与Cu (OH) 2反应生成砖红色的Cu2O沉淀。而与CuSO4的浓度无关, 双缩脲试剂中的0.01 g/mLCuSO4可以替代斐林试剂中的0.05 g/mLCuSO4使用。
实验四:加入试剂顺序不同对还原性糖鉴定实验的影响
1.问题提出
教材中讲:“使用时, ‘必须将斐林试剂的甲液和乙液混合均匀, 切勿分别加入生物组织样液进行检测。’”但是在实验过程中, 我们先加入梨汁, 再加入甲液, 最后加入乙液, 加热后产生砖红色沉淀。其颜色的变化是:深蓝色→橙黄色→砖红色 (沉淀) 。通过实验的操作和观察思考, 我们对教科书中的“切勿分别加入”产生了疑问:如果打乱顺序加入实验药品有何影响?
2.实验探究的方法步骤
将斐林试剂的甲液、乙液和还原性糖按不同的顺序加入试管后水浴加热, 观察结果 (见表4) 。
3.实验结论
实验中实验试剂的加入顺序对实验结果没有影响。
鉴定可溶性还原性糖的斐林试剂是用甲液和乙液配制的Cu (OH) 2溶液, 它在加热条件下与还原性糖发生醛基反应, 被还原成砖红色Cu2O沉淀。
通过以上的4个探究实验, 得出以下结论:
(1) 斐林试剂现用现配效果最好。
(2) 加热的方式既可以是水浴加热, 也可以直接加热 (但要向学生强调试管口不能对人) 。
(3) 配制斐林试剂的CuSO4浓度对反应结果没有影响, 双缩脲试剂乙液可以替代斐林试剂乙液使用。
(4) 在实验过程中, 生物组织样液 (还原性糖溶液) 、甲液和乙液的加入顺序对实验结果无影响。
参考文献
[1]全国普通高级中学教科书生物:第一册[M].北京:人民教育出版社, 2003.
[2]高中生物第一册教师用书[M].北京:人民教育出版社, 2003.
糖生物学 篇7
关键词：牡蛎壳,糖蛋白,提取
牡蛎是中国著名而常见的贝类,属于软体动物门,瓣鳃纲,异柱目,牡蛎科。牡蛎贝壳中蛋白质水解液含天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸等17种氨基酸,总氨基酸含量为0.15%～0.24%。其糖蛋白提取物有收敛、镇静、解毒、镇痛的作用[1]。糖蛋白是一类结合蛋白,兼有多糖和蛋白质的某些性质,大多可溶于水及稀盐、稀酸和稀碱溶液等,因此可根据需要采用不同的溶剂提取分离糖蛋白。如水提取法、酸碱溶液提取法、醇提取法等[2]。
糖蛋白具有多种生理功能,在药学、生物化学、生物工程学及食品科学等领域逐渐受到重视,人们对其生理活性和应用价值也有了更深一步的认识。利用废弃的牡蛎壳或者其它贝壳资源生产糖蛋白,不但可减少对环境的影响,而且还变废为宝,能获得较好的经济效益和一定的环境效益与社会效益[3]。
本文旨在确定从牡蛎壳中提取糖蛋白的最佳工艺路线及工艺条件。确定盐酸浓度、盐酸用量、反应温度、反应时间、超声波辅助。中和液、乙醇用量对提取糖蛋白的影响,确定各个因素的最佳参数,从而得出最佳工艺。
1 材料与方法
1.1 材料
牡蛎壳,95%乙醇、氢氧化钠、浓盐酸(分析纯)。
1.2 方法
清洗牡蛎壳,烘干→粉碎,再过40目→称取100g样品→加盐酸,搅拌加热溶解样品→反应后加碱调节pH值→过滤,干燥残渣,取滤液→准确称量残渣→向滤液加95%乙醇→提取12h→过滤,称量→记录数据,计算结果。
2 结果与讨论
2.1 盐酸酸度对糖蛋白收率和残渣比例的影响
不同酸度的盐酸用量为300mL,反应时间2h后,用300mL乙醇提取12 h。从图1中可以看出,pH等于0.5时,残渣率和糖蛋白收率最好,故盐酸酸度选pH等于0.5。盐酸对糖蛋白影响很大,盐酸浓度低了,不能溶解牡蛎壳,太高了又会破坏糖蛋白。盐酸选取是个关键。
2.2 盐酸用量对糖蛋白收率和残渣比例的影响
从图2中可以看出,盐酸用量增加,残渣率降低,糖蛋白收率在盐酸量为500mL时最好。盐酸用量高时,残渣减少,但糖蛋白的活性也被破坏。
2.3 反应温度对糖蛋白收率和残渣比例的影响
从图3中可以知道,在60℃时,糖蛋白收率最大。残渣率随着温度的增大而增大。
2.4 反应时间对糖蛋白收率和残渣比例的影响
实验中,采用温度为80℃,牡蛎壳100克,不同反应时间下:100min,120min,140min,160min,盐酸酸度pH为0.5,用量为300mL,加乙醇为300mL,乙醇提取12h。从图4中可以看出,在反应时间为160分钟时糖蛋白收率最佳。残渣率在120分钟最大。
2.5 中和液pH值对糖蛋白收率和残渣比例的影响
从图5中可以看出中和液为pH10.9糖蛋白收率最佳,随着中和液浓度升高,残渣率增大。因为碱性增大,其中的碱性沉淀物增多。
2.6 乙醇用量对糖蛋白收率的影响
从图6中可以看出,乙醇用量增大,糖蛋白收率增大。本实验选用溶剂,考虑到成本因素,选用乙醇。
3 结论
在综合分析各个因素后,得出糖蛋白最佳提取工艺。测单因素盐酸浓度过程中,实验表明,盐酸酸度越大,残渣率越小,同时糖蛋白收率也越大。盐酸对糖蛋白影响很大,盐酸酸度低了,不能溶解牡蛎壳,太高了又会破坏糖蛋白。盐酸用量对牡蛎壳的溶解以及糖蛋白的破坏有很大影响。盐酸用量高时,残渣减少,但糖蛋白的活性被破坏,造成浪费。反应时间对残渣率影响不大,反应时间缩短,反应不完全,糖蛋白不能更好的溶解。从实验中也可看出反应温度越大残渣率越大,在60℃时,糖蛋白收率最高。糖蛋白是一类结合蛋白,大多可溶于水及稀盐、稀酸和稀碱溶液等。在所有这些步骤中必须保证糖蛋白生物大分子的完整性,防止过酸、过碱破坏糖蛋白的结构而导致目的产物的生物活性丧失[4]。
参考文献
[1]陈玉枝,林舒.牡蛎壳与龙骨成分的分析[J].福建医科大学学报, 1999,33(4):432-434.
[2]刘兴华,赵浩如.天然糖蛋白的提取、分离与纯化[J].药学进展, 2006,30(12):542.
[3]武金霞、赵晓瑜.糖蛋白的结构、功能及分析方法[J].生物技术通报,2004,1.
糖生物学 篇8
1 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器
材料:市售白薯;红薯;马铃薯。洗净, 切碎, 晒干, 置于烘箱干燥, 室温密封保存备用。
试剂:无水乙醇, 天津市富宇精细化工有限公司;蒽酮, 国药集团化学试剂有限公司;葡萄糖, 天津市恒兴化学试剂制造有限公司;浓硫酸, 遵义师范学院化工试剂厂;以上试剂均为国产分析纯;水为二重蒸馏水。
仪器:T6新世纪型紫外分光光度计, 北京普析通用仪器有限责任公司;MM823EC8-PS (X) 型美的微波炉, 佛山市顺德区美的微波电器制造有限公司;101-3型电热鼓风干燥箱, 北京科伟永兴仪器有限公司;SHZ-D (Ⅲ) 型循环水式真空泵, 巩义市予华仪器有限责任公司;AR124CN型电子天平, 奥豪斯仪器上海有限公司;80-2型离心沉淀机, 江苏金坛市中大仪器厂
1.2 实验方法
1.2.1 葡萄糖标准溶液和蒽酮-硫酸试剂的配制[1,2]
葡萄糖标准溶液配制:精密称取105℃下干燥至恒重的葡萄糖标准品10 mg;置于100 m L容量瓶中, 加蒸馏水溶解并定容至刻度, 摇匀, 得0.1 mg/m L的葡萄糖样品溶液, 备用。
2 mol/L硫酸溶液:准确移取111.11 m L浓硫酸溶液, 定容至1 L, 用于溶解总糖。
蒽酮-硫酸溶液配制:精确称取蒽酮粉末0.100 0 g加入100 m L的锥形瓶中, 加入浓度为80%的硫酸, 定容至100 m L, 备用。
1.2.2 样品溶液改进前和改进后的制备
1.2.2. 1 改进前的制备[3]
取一定的白薯样品在烘箱内105℃烘干, 恒重后, 精确称取1 g置于锥形瓶中, 加入80 m L沸蒸馏水, 放入沸水浴。不时搅动, 提取0.5 h, 取出立即过滤, 残渣用沸蒸馏水反复洗涤并过滤, 合并滤液, 冷却至室温, 用蒸馏水定容至100 m L。
1.2.2. 2 改进后的制备
取一定的白薯、红薯和马铃薯在烘箱内105℃烘干, 恒重后, 精确称取1 g置于锥形瓶中, 加入80 m L蒸馏水在适当条件下微波加热处理3 min, 将样品过滤, 取滤液浓缩至1/2体积。用Sevag (氯仿∶正丁醇=4∶1) 试剂除蛋白, 离心去沉淀。并加入4倍体积无水乙醇室温静置过夜, 将沉淀物置于70℃干燥箱中干燥, 平行实验三次, 求平均值。
1.2.3 总糖含量计算
根据葡萄糖标准曲线的回归方程进行计算。
2 结果与分析
2.1 改进前葡萄糖标准曲线制作及总糖含量测定[4,5]
分别从葡萄糖样品溶液中精密移取0 m L、0.1 m L、0.2 m L、0.3 m L、0.4 m L、0.5 m L、0.6 m L置于试管中, 加蒸馏水定容至1 m L, 精密加入蒽酮—硫酸溶液10 m L。置于沸水中加热7 min后取出, 放入冰浴中冷却, 以相应的空白试剂作对照, 在波长为620 nm下, 以吸光度A为纵坐标, 葡萄糖含量C (mg/m L) 为横坐标制作标准曲线, 按照生物化学实验教材的要求, 通过制作标准曲线的方法, 测出各管样品在A620时的吸光值, 计算平均值, 根据A620平均值从标准曲线 (图1) 上查出相应的含糖量, 得知样品中总糖含量。实验可知, 根据此法只能大致估计样品含量为1.45%。
2.2 改进后葡萄糖标准曲线制作及样品总糖含量的计算
分别从葡萄糖样品溶液中精密移取0 m L、0.1 m L、0.2 m L、0.3 m L、0.4 m L、0.5 m L、0.6 m L置于试管中, 加蒸馏水定容至1 m L, 精密加入蒽酮—硫酸溶液10 m L。置于沸水中加热7 min后取出, 放入冰浴中冷却, 以相应的空白试剂作对照, 在波长为620 nm下, 以吸光度A为纵坐标, 葡萄糖含量C (mg/m L) 为横坐标, 绘制标准曲线 (图2) , 得回归方程为:
由此可以得出总糖提取率计算公式:
式中:A———吸光度
M———称取样品质量
V———浸提液体积
通过计算:白薯中总糖含量为3.26%, 红薯中总糖含量为4.31%, 马铃薯为5.06%。由此可知, 可选用马铃薯为实验材料提取总糖计算含量。
2.3 样品中总糖含量改进前后的比较
由表1可知, 常规水浴处理所需的时间很长, 总糖含量较低;而微波处理只需极短的时间, 并用Sevag试剂除蛋白, 所得总糖含量较高;在同样条件下以马铃薯为材料得到的总糖含量比白薯、红薯高, 而且马铃薯一年四季都有, 材料容易获得。
3 结论
本文对大学《生物化学》实验中总糖含量测定的实验进行了探索改进, 结果表明:用微波辅助提取方法, 并对其进行提取、纯化和分离的综合性实验研究, 得出制备样品中总糖所需的时间短、含量高, 改善了实验教学效果。并对材料进行改进, 得知马铃薯是提取总糖的较好材料。
摘要：为了提高总糖含量, 以白薯、红薯和马铃薯为实验材料, 采用微波辅助提取和纯化分离的方法进行综合性实验改进。结果表明:微波辅助提取比常规水浴提取所需的时间短, 总糖含量高;而且在相同条件下用微波辅助提取白薯、红薯和马铃薯测定其总糖含量时, 马铃薯中总糖含量最高。由此可知, 对测定总糖含量的材料和方法都进行改进, 可以缩短提取时间, 提高总糖含量, 材料容得到, 改善了实验教学效果。
关键词：总糖,含量测定,实验改进,探索
参考文献
[1]张虎, 李凯.微波辅助浸提香菇多糖[J].大连民族学院学报, 2000, 2 (6) :21-24.
[2]许本波, 张世俊, 江洪波.微波辅助法提取山药多糖的研究[J].安徽农学通报, 2007 (12) :25-28.
[3]魏群, 李森, 井健, 等.基础生物化学实验.3版[M].北京, 高等教育出版社, 2009:84-86.
[4]王秀奇, 李淑媛, 高天慧, 等.基础生物化学实验.2版[M].北京:高等教育出版社.2008:103-105.
糖生物学 篇9
关键词：3-N-苄氧羰基,β-氨基丁酸,生物活性
β- 氨基丁酸能够提高番茄植株抵御晚疫病, 提高豌豆抵御根腐病等, 另外其对其他植物也具有抗病性, 如棉花、花生。马铃薯、辣椒、西瓜等, 其属于具有诱导抗性的激活剂, 是一种非蛋白质氨基酸。
根据相关研究结果可以了解到, 为了能够以提高 β- 氨基丁酸的诱导活性, 可以将 β- 氨基丁酸与糖分子进行合成在一个分子中, 合称为8 个新化合物。
本文主要针对3-N- 苄氧羰基-β- 氨基丁酸糖酯的合成及生物活性进行了分析和研究。
一、实验仪器及试剂
采用元素自动分析仪、HNMR谱仪、熔点仪等仪器进行试验, 柱层析硅胶采用硅胶H, 所有试剂均为分析纯。
二、目标化合物3a~3e的合成试验与结果
先将1.5mmol0.36g化合物1 和3mmol碳酸钾一起加入装有4ml水的烧瓶中, 烧瓶容量为50ml。
直到溶解之后, 再加入0.08g十六烷基三甲基溴化铵、6ml1, 2 二氯乙烷配成的溶液, 搅拌30 分钟后, 在加入1.2mmol溴带乙酰糖2a~2e与8ml1, 2 二氯乙烷配成的溶液, 加此溶液需要注意采用缓慢滴加的方式, 随后控制温度和继续搅拌, 并将有机相、水相进行水洗和干燥处理, 最后进行减压柱层析, 得到目标化合物。
采用该种方法合成的四乙酰糖脂化合物主要是利用氢氧化钠进行羧酸的溶解, 但由于溴代糖在碱性介质不稳定, 导致其易产生水解, 不利于试验, 因此本文主要采用碳酸钾进行羧酸的溶解, 避免溴代糖水解问题, 有效提高产率。
通过试验可以发现, 该方法操作简单, 且合成产物易纯化, 可以得到单一的 β 构型产物。
三、3-N- 苄氧羰基-β- 氨基丁酸糖酯的合成产物表征
根据核磁共振数据分析, 在3a~3e波谱表现中, 糖环C1-H受到C3-H和C4-H耦合, 导致C1-H裂分时, 还具有小峰, 且C1-H主要是受到C2-H的影响而出现裂分。目标化合物3a~3e中耦合常数为8.29~9.9Hz, 因此3-N- 苄氧羰基-β- 氨基丁酸糖酯的合成产物为 β 异构体。
四、3-N- 苄氧羰基-β- 氨基丁酸糖酯的合成产物离体活性检测
对3-N- 苄氧羰基-β- 氨基丁酸糖酯的合成产物进行离体活性检测, 主要是采用平皿法, 即当化合物质量分数为0.05%时, 对部分化合物杀菌活性进行测试, 以 β- 氨基丁酸作为对照, 可以发现合成的8 中花歌舞对真菌菌体中部分菌体有一定的抑制作用, 而 β- 氨基丁酸则对所有病原菌都没有抑制作用。
五、3-N- 苄氧羰基-β- 氨基丁酸糖酯的合成产物活体活性检测
对3-N- 苄氧羰基-β- 氨基丁酸糖酯的合成产物进行活体活性检测主要是采用盆栽法, 当化合物质量分数为0.05%时, 采用喷雾对叶面进行喷洒, 从而实现对部分化合物抑菌活性试验。试验过程应当分为4 个间隔期, 即接种前7 天进行第一次喷雾, 随后每隔两天在进行一次喷雾, 并以水杨酸作为对照。
通过实验结构和检测结果可以了解到, 合成化合物对瓜类白粉病、水稻稻瘟病的防治效果非常明显, 特别是3c、3d、3e等化合物的防治效果要明显高于水杨酸。其中3c化合物对瓜类白粉病防治有非常明显的效果, 其3 天后防治效果高达93.51%, 7天后防治效果维持在46.83%。3d对水稻稻瘟病防治具有明显的效果。
六、结语
综上所述, β- 氨基丁酸可以有效提高植物的抗病性, 为了能够以提高 β- 氨基丁酸的诱导活性, 本文将 β- 氨基丁酸与糖分子进行合成在一个分子中, 合称为8 个新化合物。通过对3-N- 苄氧羰基-β- 氨基丁酸糖酯的合成及生物活性测定, 可以发现合成化合物对瓜类白粉病、水稻稻瘟病的防治效果非常明显, 起到了良好的防治作用。
参考文献
[1]向莉, 龙凤, 阳科, 樊俊兵, 向建南, 朱明强.聚乳酸-b-聚 (N~ε-苄氧羰基-L-赖氨酸) -b-聚乙二醇的合成与表征[J].高分子学报, 2010, 06:788-792.
[2]陈红, 杨艺虹, 张珩, 张国龙, 王贝. (3-烯丙氧基苯基氨基羰基) -N-对硝基苄氧基羰基-反-4-羟基-L-吡咯烷的合成研究[J].精细化工中间体, 2014, 06:42-45.
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