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【關(guān)鍵詞】藥用植物學(xué) 學(xué)習(xí) 探討

【基金項目】本項目受山東中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院“藥苑培才”教學(xué)改革與建設(shè)專項研究課題（藥字〔2014〕1號）資助。

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）09-0256-01

《藥用植物學(xué)》是中藥學(xué)專業(yè)和藥學(xué)專業(yè)的“橋梁課”，在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中具有承前啟后的重要作用，是學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)中藥鑒定學(xué)、中藥資源學(xué)、生藥學(xué)等相關(guān)課程的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要由藥用植物的器官和顯微結(jié)構(gòu)、藥用植物分類兩大部分組成。因為藥用植物學(xué)具有很強的實踐性和應(yīng)用性，涵蓋面廣，知識點繁多，內(nèi)容枯燥，需要學(xué)生記憶的內(nèi)容多，學(xué)生常常感到難以理解、掌握，甚至無從下手，為了加強學(xué)生的理解和記憶，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率，進(jìn)一步提高藥用植物學(xué)的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，筆者根據(jù)多年的教學(xué)實踐，提出以下幾點學(xué)習(xí)方法。

一、正確理解、熟練掌握專業(yè)術(shù)語是學(xué)習(xí)的前提

《藥用植物學(xué)》主要包括植物形態(tài)解剖和植物分類兩大部分內(nèi)容，其中形態(tài)、解剖知識是學(xué)習(xí)植物分類的基礎(chǔ)，但是形態(tài)解剖部分的內(nèi)容涵蓋面廣，出現(xiàn)的專業(yè)術(shù)語繁多，難于理解，容易混淆，需要學(xué)生掌握的內(nèi)容多，這就要求學(xué)生要正確理解、熟練掌握相關(guān)的專業(yè)術(shù)語，這樣才能掌握藥用植物的特征，為下篇植物分類的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。但是在學(xué)習(xí)過程中對出現(xiàn)的專業(yè)術(shù)語切勿死記硬背，一定要充分理解相關(guān)名詞的含義，如紋孔、氣孔、皮孔、穿孔、篩孔，對于它們形成的原理，在植物體內(nèi)的功能、存在部位一定要正確理解，這樣才能更好的掌握，并能熟練運用。

二、系統(tǒng)比較、縱橫聯(lián)系是行之有效的學(xué)習(xí)方法

系統(tǒng)比較、縱橫聯(lián)系是學(xué)習(xí)《藥用植物學(xué)》行之有效的方法，“有比較才有鑒別”，對相似植物的外部形態(tài)、顯微結(jié)構(gòu)、藥用部位，既要比較其相同點，也要比較其不同點。在《藥用植物學(xué)》的學(xué)習(xí)過程中有許多內(nèi)容需要比較記憶，才能加深印象，如厚角組織和厚壁組織的異同點，雙子葉植物根和莖初生構(gòu)造的異同點，雙子葉植物和單子葉植物葉片內(nèi)部構(gòu)造的異同點，唇形科、玄參科和馬鞭草科的異同點等。同時又要注意某些內(nèi)容的橫向聯(lián)系，如子房位置和果實類型的關(guān)系;種脊的長短和胚珠類型的關(guān)系;導(dǎo)管的大小和根、莖中初生木質(zhì)部發(fā)育方向的關(guān)系等。經(jīng)過從各種不同角度的聯(lián)系和比較，就能深刻理解，加強記憶。

三、密切聯(lián)系實際是培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣的關(guān)鍵

興趣是學(xué)習(xí)最好的老師，所以培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣非常關(guān)鍵，只有產(chǎn)生興趣才有學(xué)習(xí)的動力和積極性，這樣在整個學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生不是被動的接受知識，而是積極主動的去獲取知識，所以在教學(xué)過程中教師要多借助實物和藥用植物的相關(guān)小故事活躍課堂氣氛，充分激發(fā)學(xué)生的興趣。

此外，學(xué)生還可注意密切聯(lián)系實際，結(jié)合日常生活培養(yǎng)自己的學(xué)習(xí)興趣，這樣才能獲得很好的學(xué)習(xí)效果。如學(xué)習(xí)果實的構(gòu)造和類型后，可以結(jié)合熟悉的果實想一想所吃的部位屬于果實的哪一部分構(gòu)造，如蘋果吃的部位是花筒，核桃吃的是種子，桃吃的是中果皮，西瓜吃的是胎座等。這樣既復(fù)習(xí)鞏固了理論知識，培養(yǎng)了學(xué)習(xí)的興趣，也培養(yǎng)了學(xué)生隨時隨地多留心多觀察多思考的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。

四、實驗課程是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要途徑

實驗是感性認(rèn)識過渡到理性認(rèn)識的重要途徑。實驗環(huán)節(jié)的教學(xué)可以驗證和鞏固《藥用植物學(xué)》理論知識，既可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，又能培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，可以達(dá)到事半功倍的效果?！端幱弥参飳W(xué)》實驗主要包括驗證性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗，其中驗證性實驗是《藥用植物學(xué)》實驗教學(xué)的主要內(nèi)容，其目的是通過觀察驗證課堂理論知識，加深學(xué)生對課堂理論知識的理解和掌握，如根、莖、葉永久切片的顯微觀察就屬于驗證性實驗。為了培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀積極性，滿足學(xué)生個性發(fā)展的需求，教師在教學(xué)過程中可以增加設(shè)計性實驗，讓學(xué)生根據(jù)實驗單元環(huán)節(jié)自行設(shè)計實驗方案，獨立操作，如鼓勵學(xué)生自行采集校園植物，觀察植物形態(tài)特征，進(jìn)行花的解剖，寫出花程式，最后編制檢索表。這樣既能實現(xiàn)理論知識在實踐中的應(yīng)用，完成對藥用植物的認(rèn)識和鑒定，又能培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，使學(xué)生真切地感受到所學(xué)知識的用途，并將其運用到實際中，從而促使學(xué)生進(jìn)行積極主動的學(xué)習(xí)。

此外通過實驗課程的學(xué)習(xí)學(xué)生可以掌握徒手切片、臨時裝片、表皮撕片、繪圖、花的解剖等基本技術(shù)，有效的培養(yǎng)自己的動手能力。

五、野外實習(xí)是培養(yǎng)知識運用能力的機會

野外實習(xí)是理論和實踐結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，可以鞏固課堂理論教學(xué)效果、豐富學(xué)生的感性認(rèn)識。是對理論課及實驗課的一種有效補充，是學(xué)生將理論與實踐結(jié)合和運用的好機會，能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和解決問題的能力，是學(xué)生增加知識，開拓視野，鍛煉毅力，培養(yǎng)吃苦耐勞和團結(jié)合作精神的好機會，也是培養(yǎng)學(xué)生知識應(yīng)用能力不可缺少的步驟。

在《藥用植物學(xué)》野外實習(xí)的過程中學(xué)生需要根據(jù)理論知識通過眼看、手摸、鼻聞、口嘗等方式，能夠?qū)χ参镞M(jìn)行種類識別，應(yīng)用專業(yè)術(shù)語進(jìn)行形態(tài)描述，并了解其藥用部位和功效。對于不認(rèn)識的植物要能夠利用《中國植物志》等工具書通過植物檢索表檢索所屬的科、屬、種，所以野外實習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生知識運用能力的良好機會。同時同學(xué)之間可以進(jìn)行交流和講解，提高鍛煉自己的語言表達(dá)能力和知識運用能力。此外在教師的指導(dǎo)下，制作植物蠟葉標(biāo)本，訓(xùn)練和提高學(xué)生的動手能力。

六、課外閱讀是擴展知識面的重要途徑

學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，除了掌握教材內(nèi)容外，還要利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)資源等閱讀相關(guān)課外資料。廣泛的課外閱讀是學(xué)生搜集和汲取知識的一條重要途徑，課外閱讀不僅可以鞏固課堂理論知識，還可以開闊視野，擴展知識面，形成自己牢固的知識體系，培養(yǎng)良好的自主學(xué)習(xí)能力，為終身學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

比如利用互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，自主學(xué)習(xí)其他院校的《藥用植物學(xué)》、《分子生物學(xué)》、《植物生理學(xué)》等網(wǎng)絡(luò)課程資源，樹立藥用植物各分支學(xué)科間相互交叉、滲透和融合的知識理念。還可以通過相關(guān)文獻(xiàn)的閱讀接觸和了解藥用植物學(xué)學(xué)科的學(xué)術(shù)前沿動態(tài)和發(fā)展趨勢，增強專業(yè)理論水平，提高科研能力和學(xué)術(shù)水平，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，為今后的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。而且課外閱讀還可以潛移默化地提高自身的思想意識和道德素質(zhì)。

綜上所述，真正有效的學(xué)習(xí)并不是簡單的死記硬背，知識更不是只憑教師強加的外部力量獲得的。只有有效地培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，掌握正確的學(xué)習(xí)方法，才能提高學(xué)習(xí)的主觀能動性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，提高教學(xué)效果。

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【關(guān)鍵詞】藥用植物；代謝組學(xué)；功能基因組學(xué)

代謝組學(xué)是對生物體內(nèi)代謝物進(jìn)行大規(guī)模分析的一項技術(shù)［1］，它是系統(tǒng)生物學(xué)的重要組成部分（如圖1所示），藥用植物代謝組學(xué)主要研究外界因素變化對植物所造成的影響，如氣候變化、營養(yǎng)脅迫、生物脅迫，以及基因的突變和重組等引起的微小變化，是物種表型分析最強有力的工具之一。在現(xiàn)代中藥研究中，代謝組學(xué)在藥物有效性和安全性、中藥資源和質(zhì)量控制研究等方面具有重要理論意義和應(yīng)用價值。另外，在對模式植物突變體文庫或轉(zhuǎn)基因文庫進(jìn)行分析之前，代謝組學(xué)往往是首先考慮采用的研究方法之一。目前，國外已有成功利用代謝組學(xué)技術(shù)對擬南芥突變株進(jìn)行大規(guī)?；蚝Y選的例子，這為與重要性狀相關(guān)基因功能的闡明和選育可供商業(yè)化利用的轉(zhuǎn)基因作物奠定了基礎(chǔ)。

圖1系統(tǒng)生物學(xué)研究的四個層次略

目前，還有許多經(jīng)濟作物的全基因組測序計劃尚未完成，由于代謝組學(xué)研究并不要求對基因組信息的了解，所以在與這些作物有關(guān)的研究領(lǐng)域具有更大的利用價值，這也是其與轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白組學(xué)研究相比的優(yōu)勢之一。代謝組學(xué)研究涉及與生物技術(shù)、分析化學(xué)、有機化學(xué)、化學(xué)計量學(xué)和信息學(xué)相關(guān)的大量知識，F(xiàn)iehn［2］對代謝組學(xué)有關(guān)的研究方向進(jìn)行了分類（見表1）。

1代謝組學(xué)研究的技術(shù)步驟

代謝組學(xué)研究涉及的技術(shù)步驟主要包括植物栽培、樣本制備、衍生化、分離純化和數(shù)據(jù)分析5個方面（見圖2）。

1.1植物栽培

對研究對象進(jìn)行培育的目的是為了對樣本的穩(wěn)定性進(jìn)行控制，相對于微生物和動物而言，植物的人工栽培需要考

表1代謝組學(xué)的分類及定義略

慮更多的問題，如中藥材在不同年齡、不同發(fā)育階段、不同部位以及光照、水肥、耕作等環(huán)境因素的微小差異都可引起生理狀態(tài)的變化，而這些非可控及可控雙重因素的影響很難進(jìn)行精確的控制，從而影響藥用植物代謝組研究的重復(fù)性。為了解決以上問題，推薦使用大容量的培養(yǎng)箱［3］，定時更換培養(yǎng)箱中栽培對象的位置，以及使用無土栽培技術(shù)等，F(xiàn)ukusakiE［4］利用無土栽培系統(tǒng)將水和養(yǎng)分直接引入植物根部，并且對供給量進(jìn)行精確地控制，大大提高了實驗的重復(fù)性。

1.2樣本制備

為了獲得穩(wěn)定的實驗結(jié)果，樣本制備需要考慮樣本的生長、取樣的時間和地點、取樣量以及樣本的處理方法等問題，并根據(jù)分析對象的分子結(jié)構(gòu)、溶解性、極性等理化性質(zhì)及其相對含量大小對提取和分離的方法進(jìn)行選擇，逐一優(yōu)化試驗方案。MaharjanRP等［5］用6種方法分別對大腸桿菌中代謝產(chǎn)物進(jìn)行提取，發(fā)現(xiàn)用－40℃甲醇進(jìn)行提取的效果最好?，F(xiàn)階段代謝組學(xué)的分析對象主要集中在親水性小分子，尤其是初級代謝產(chǎn)物，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GCMS)和毛細(xì)管電泳質(zhì)譜（CEMS）聯(lián)用都是分析親水小分子的重要技術(shù)。FiehnO等［6］使用GCMS對擬南芥葉片中的親水小分子進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)酒石酸半縮醛、檸蘋酸、別蘇氨酸、羥基乙酸等15種植物代謝物。

1.3衍生化處理

對目標(biāo)代謝產(chǎn)物的衍生化處理取決于所使用的分析設(shè)備，GCMS系統(tǒng)只適合對揮發(fā)性成分進(jìn)行分析，高效液相色譜法（HPLC）一般則使用紫外或熒光標(biāo)記的方法對樣本進(jìn)行衍生處理，BlauK［7］對酯化、?；?、烷基化、硅烷化、硼烷化、環(huán)化和離子化等衍生方法進(jìn)行了詳細(xì)的說明。然而離子化抑制常使得質(zhì)譜分析過程中目標(biāo)代謝產(chǎn)物的離子化效率降低，這主要是由于分離過程中污染物與目標(biāo)代謝物難以完全分離開所引起的，優(yōu)化色譜分離時間可有效緩解離子化抑制，然而在實際操作中不可能對上百種代謝產(chǎn)物的分離時間進(jìn)行優(yōu)化，利用非放射性同位素稀釋法進(jìn)行相對定量可以很好的解決該問題。HanDK等［8］應(yīng)用同位素編碼的親和標(biāo)記（ICAT），根據(jù)經(jīng)誘導(dǎo)分化的微粒蛋白及其同位素標(biāo)記物的峰面積比，對該蛋白的相對含量進(jìn)行分析。ZhangR等［9］發(fā)現(xiàn)同位素標(biāo)記技術(shù)也可用于代謝組學(xué)的研究，但是卻存在許多困難?；铙w的同位素標(biāo)記方法對于同位素的洗脫是一種非常有潛力的技術(shù)，目前關(guān)于使用34s的研究已有報道［10］。

圖2代謝組學(xué)研究技術(shù)步驟略

1.4分離和定量

分離是代謝組學(xué)研究中的重要步驟，與質(zhì)譜聯(lián)用的色譜和電泳分析技術(shù)都是使用紫外或電化學(xué)檢測的方法進(jìn)行定量，其對代謝組數(shù)據(jù)的分辨率與定量能力都有一定的影響。TomitaM等［11］總結(jié)了各種色譜分離法中經(jīng)常遇到的技術(shù)問題，認(rèn)為毛細(xì)管電泳和氣相色譜法由于具有較高的分辨率，已成為代謝組學(xué)研究的常規(guī)技術(shù)手段之一，液相色譜因其適用范圍廣，應(yīng)用也相當(dāng)廣泛。

TanakaN等［12］用高效液相色譜對樣品進(jìn)行分離，認(rèn)為使用硅膠基質(zhì)填充毛細(xì)管整體柱的高效液相色譜系統(tǒng)具有用量少、靈敏性高、低壓降高速分離等優(yōu)勢；同時，TolstikovV等［13］也使用硅膠填充的毛細(xì)管液相色譜方法對聚戊烯醇類異構(gòu)體進(jìn)行了有效分離，獲得了很好的分辨率。TanakaN等［14］發(fā)現(xiàn)二維毛細(xì)管液相色譜法的分辨率比傳統(tǒng)的高效液相法高10倍。相對于其他色譜方法而言，超臨界流體色譜（SFC）是分離疏水代謝物最具潛力的技術(shù)之一，特別適用于分離那些傳統(tǒng)HPLC難以分析的疏水聚合物，BambaT等［15］通過SFC對聚戊烯醇進(jìn)行分析，證明其具有較好的分離能力。針對質(zhì)譜中存在的共洗脫現(xiàn)象，HalketJM等［16］發(fā)明了一種適用于GCMS的反褶積系統(tǒng)，對共洗脫的代謝產(chǎn)物進(jìn)行分離與識別。AharoniA等［17］使用傅立葉變換離子回旋共振質(zhì)譜（FTICRMS）對非目標(biāo)代謝物進(jìn)行分析，快速掃描植物突變樣品，獲得了一定量的代謝成分。

與分離一樣，定量能力也是代謝組學(xué)研究中的重要因素，其取決于各分析系統(tǒng)的線性范圍。傅立葉轉(zhuǎn)換核磁共振（FTNMR)、傅立葉紅外光譜（FTIR）以及近場紅外光譜法（NIR）等技術(shù)由于敏感性低，重復(fù)性受共洗脫現(xiàn)象影響較小也被用于檢測中。近年來，F(xiàn)TNMR技術(shù)常被用于植物代謝組的指紋圖譜研究［18］，但由于NMR分析需要樣品量較大，分析結(jié)果易受污染，GriffinJL［19］發(fā)現(xiàn)將統(tǒng)計模式識別與FTNMR相結(jié)合可以對代謝物進(jìn)行全面分析。除FTNMR之外，F(xiàn)TIR通過對有機成分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行常規(guī)光譜測定，也可適用于代謝組學(xué)的研究，特別是應(yīng)用于構(gòu)建代謝組學(xué)的指紋圖譜。盡管它不能對代謝物進(jìn)行全面分析，但對具有特定功能的組分卻有很好的定量效果，對從工業(yè)及食品原材料中分離的代謝混合物也可以進(jìn)行全面分析，目前，已有學(xué)者將其成功地應(yīng)用于擬南芥［20］和番茄［21］代謝產(chǎn)物指紋圖譜的研究中。

1.5數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

為闡明代謝物復(fù)雜的線性或非線性關(guān)系，需要進(jìn)行多變量分析，將原始的色譜圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的矩陣數(shù)據(jù)，通過對色譜峰鑒定和整合從而進(jìn)行多變量分析。由于環(huán)境等因素的干擾，光譜數(shù)據(jù)需要通過適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)加工方法進(jìn)行校正，包括：①降低噪聲；②校正基線；③提高分辨率；④數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。JonssonP等［22］報道了一種關(guān)于GCMS色譜圖數(shù)據(jù)處理的方法，可以對大量代謝產(chǎn)物樣品進(jìn)行有效的識別。

2代謝組學(xué)中的數(shù)據(jù)分析方法

2.1主成分分析法（PCA）

主成分分析法，將實測的多個指標(biāo)用少數(shù)幾個潛在的相互獨立的主成分指標(biāo)線性組合來表示，反映原始測量指標(biāo)的主要信息。使得分析與評價指標(biāo)變量時能夠找出主導(dǎo)因素，切斷其他相關(guān)因素的干擾，作出更為準(zhǔn)確的估量與評價。PCA數(shù)據(jù)矩陣通常來自于GCMS，LCMS或CEMS，因此將目標(biāo)代謝產(chǎn)物作為自變量，而相應(yīng)的代謝產(chǎn)物含量作為因變量，定義與最大特征值方向一致的特征向量為第一主成分，依此類推，PCA便能通過對幾個主要成分的分析，從代謝組中識別出有效信息。主成分分析有助于簡化分析和多維數(shù)據(jù)的可視化，但是該方法可能導(dǎo)致一部分有用信息的丟失。

2.2層次聚類分析法（HCA）

層次聚類分析法也常用于代謝組學(xué)的研究中，它是將n個樣品分類，計算兩兩之間的距離，構(gòu)成距離矩陣，合并距離最近的兩類為一新類，計算新類與當(dāng)前各類的距離。再合并、計算，直至只有一類為止。進(jìn)行層次聚類前首先要計算相似度（similarity），然后使用最短距離法（NearestNeighbor）、最長距離法（FurthestNeighbor）、類間平均鏈鎖法（BetweengroupsLinkage）或類內(nèi)平均鏈鎖法（WithingroupsLinkage）四種方法計算類與類之間的距離。該方法雖然精確，但計算機數(shù)據(jù)密集，對大量數(shù)據(jù)點進(jìn)行分析時，更適合選用K均值聚類法(KMC)或批次自組織映射圖法(BLSOM)，而HCA適合將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為主成分后使用。

2.3自組織映射圖法(SOM)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中鄰近的各個神經(jīng)元通過側(cè)向交互作用相互競爭，發(fā)展成檢測不同信號的特殊檢測器，這就是自組織特征映射的含義。其基本原理是將多維數(shù)據(jù)輸入為幾何學(xué)節(jié)點，相似的數(shù)據(jù)模式聚成節(jié)點，相隔較近的節(jié)點組成相鄰的類，從而使多維的數(shù)據(jù)模式聚成二維節(jié)點的自組織映射圖。除PCA和HCA外，SOM同樣也可應(yīng)用于包括基因組和轉(zhuǎn)錄組等組學(xué)研究中［23］。最初SOM計算時間長，依靠數(shù)據(jù)輸入順序決定聚類結(jié)果，近年來SOM逐漸發(fā)展成為不受數(shù)據(jù)錄入順序影響的批次自組織映射圖法(BLSOM)。由于BLSOM可以對類進(jìn)行調(diào)整，且有明確的分類標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化次序優(yōu)于其他聚類法，已在基因組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)分析中得到廣泛的應(yīng)用。

2.4其他數(shù)據(jù)采礦方法

除PCA、HCA和SOM外，很多變量分析方法都可用于植物代謝組學(xué)的分析。軟獨立建模分類法(SIMCA)是利用主成分模型對未知樣品進(jìn)行分類和預(yù)測，適合對大量樣本進(jìn)行分析；近鄰分類法(KNN)和K平均值聚類分析法(KMN)也可用于樣品分類；主成分回歸法(PCR)或偏最小二乘回歸法(PLS)在某些情況下也可使用。然而到目前為止由于還沒有建立一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析方法，代謝組學(xué)仍然是一門有待完善的學(xué)科。

3代謝組學(xué)在藥用植物中的實踐

植物藥材來源于藥用植物體，而藥用植物體的形態(tài)建成是其體內(nèi)一系列生理、生化代謝活動的結(jié)果。植物代謝活動分為初生代謝和次生代謝，初生代謝在植物生命過程中始終都在發(fā)生，其通過光合作用、檸檬酸循環(huán)等途徑，為次生代謝的發(fā)生提供能量和一些小分子化合物原料。次生代謝往往發(fā)生在植物生命過程中的某一階段，其主要生物合成途徑有莽草酸途徑、多酮途徑和甲瓦龍酸途徑等。植物藥材含有的生物堿、胺類、萜類、黃酮類、醌類、皂苷、強心苷等活性物質(zhì)的絕大多數(shù)屬于次生代謝產(chǎn)物，因此探討次生代謝產(chǎn)物在藥用植物體內(nèi)的合成積累機制及其影響因素，對于提高活性物質(zhì)含量、保證藥材質(zhì)量、穩(wěn)定臨床療效等具有重要意義。孫視等［24］通過對銀杏葉中黃酮類成分積累規(guī)律的研究，提出了選擇具有一定環(huán)境壓力的次適宜生態(tài)環(huán)境解決藥用植物栽培中生長和次生產(chǎn)物積累的矛盾。王昆等［25］以人參葉組織為材料,總結(jié)了構(gòu)建人參葉cDNA文庫過程中存在的一些關(guān)鍵問題和應(yīng)采取的對策,為今后關(guān)于人參有效成分如人參皂苷的生物合成途徑及其調(diào)控的基礎(chǔ)研究提供技術(shù)參考和理論指導(dǎo)。最近，美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的Keasling等［26］采用一系列的轉(zhuǎn)基因調(diào)控方法，通過基因工程酵母合成了青蒿素的前體物質(zhì)——青蒿酸，其產(chǎn)量超過100mg/L，為有效降低抗瘧藥物的成本提供了機遇。經(jīng)過長期的研究積累，人們對代謝途徑的主干部分（為次生代謝提供底物的初生代謝途徑）已經(jīng)基本了解，例如酚類的莽草酸途徑，萜類的異戊二烯二磷酸(IPP)途徑等。被子植物中一些相對保守的次生代謝途徑也得到了很好的研究，如黃酮類、木質(zhì)素的生物合成與調(diào)控。然而，對次生代謝最豐富最神奇的部分——特定產(chǎn)物合成與積累的過程，還所知甚少［27］。

4展望

近年來，代謝組學(xué)正日益成為研究的熱點，越來越多的人已加入到代謝組學(xué)的研究中。隨著代謝組學(xué)積累的數(shù)據(jù)和信息量的增大，其在藥用植物學(xué)各個領(lǐng)域的應(yīng)用價值也與日俱增。它將不僅能對單個代謝物進(jìn)行全方面的分析，更能尋找其代謝過程中的關(guān)鍵基因、通過代謝指紋分析對藥用植物進(jìn)行快速分類、進(jìn)一步研究藥用植物有效成分代謝途徑以及環(huán)境因子對植物代謝和品質(zhì)的影響與調(diào)控機制。

然而依據(jù)傳統(tǒng)中醫(yī)藥學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)的指導(dǎo)思想，目前急待解決的是中藥種質(zhì)資源的代謝組學(xué)研究和中藥體內(nèi)作用的代謝組學(xué)研究。同時，代謝組學(xué)在分析平臺技術(shù)、方法學(xué)手段和應(yīng)用策略等方面相對于其他組學(xué)技術(shù)還需要進(jìn)一步發(fā)展和完善，還需要其他學(xué)科的配合和介入。相信隨著更有力的成分分析設(shè)備的使用及代謝組數(shù)據(jù)庫的建立，藥用植物代謝組學(xué)將對中醫(yī)藥學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

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篇3

關(guān)鍵詞：中藥化學(xué) 教學(xué)方法 實驗教學(xué) 教學(xué)改革

中藥化學(xué)是中藥類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是現(xiàn)代科學(xué)與我國中醫(yī)中藥理論與應(yīng)用相連接的橋梁。它擔(dān)負(fù)著承上啟下的任務(wù)，其內(nèi)容與化學(xué)類和后續(xù)的專業(yè)課連貫和交差，知識面廣，教學(xué)內(nèi)容多，課時少，部分內(nèi)容抽象，較難理解，這些因素給中藥化學(xué)教學(xué)帶來一定的難度。如何在有限的時間內(nèi)讓學(xué)生從基礎(chǔ)知識向?qū)I(yè)知識過渡，由理論向?qū)嵺`過渡，掌握實驗方法和技能，培養(yǎng)科學(xué)思維和創(chuàng)新能力，達(dá)到專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求，這就要求教師在教學(xué)方法和內(nèi)容的改革上進(jìn)行不斷地探索。筆者結(jié)合幾年來的教學(xué)經(jīng)驗和實踐，從以下幾個方面進(jìn)行探討。

1 明確學(xué)習(xí)目的，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

在教學(xué)過程中，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下主動學(xué)習(xí)、記憶教學(xué)內(nèi)容，并把其轉(zhuǎn)化為自己的知識，是教和學(xué)的根本，也是產(chǎn)生學(xué)習(xí)效果的保證。學(xué)生主動學(xué)習(xí)的前提是他們對該門課程感興趣，興趣是學(xué)習(xí)積極性的動力。所以，首先應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識中藥化學(xué)在藥學(xué)類專業(yè)中的作用，及其在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用價值，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的，激發(fā)他們的求知欲望，在學(xué)習(xí)中發(fā)揮他們的主觀能動性，培養(yǎng)自己的學(xué)習(xí)能力，達(dá)到掌握中藥化學(xué)知識和技能的目的。

因此，在緒論部分我重點講解中藥化學(xué)在揭示傳統(tǒng)中藥功效及其物質(zhì)基礎(chǔ)，中藥有效成分的提取與分離，傳統(tǒng)制劑的劑型改革，新藥研制，中藥材及制劑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立，推動中藥產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中的作用，讓學(xué)生認(rèn)識在藥品生產(chǎn)，中藥材及中成藥的分析檢驗、經(jīng)營及儲藏養(yǎng)護、中藥資源的開發(fā)利用等方面都將直接應(yīng)用中藥化學(xué)的理論、原理和技術(shù)。作為藥學(xué)類專業(yè)的學(xué)生，他們只有認(rèn)識了中藥化學(xué)在本專業(yè)的地位和作用、明確了學(xué)習(xí)目的后，學(xué)習(xí)積極性才會有較大程度的提高。

2 改革教學(xué)方法，提高教學(xué)效果

中藥化學(xué)的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論和實驗技能，并能將其熟練運用于中藥研究和實際生產(chǎn)中。在教學(xué)過程中，如果教師仍用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，只注重知識的傳授，而忽視學(xué)生的學(xué)習(xí)的能動性，易使學(xué)生被動消極地接受知識，很難達(dá)到理解、掌握和運用教學(xué)內(nèi)容的目的。為了提高教學(xué)效果，我們在中藥化學(xué)的教學(xué)中改進(jìn)教學(xué)方法，引入了啟發(fā)式教學(xué)模式。

啟發(fā)式教學(xué)是指教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教材，從學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、心理特點和接受能力出發(fā)，通過教與學(xué)的互動，充分調(diào)動學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性。教師通過啟發(fā)和誘導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生按照科學(xué)的方法主動學(xué)習(xí)、積極思考，從而促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的一種教學(xué)思想。根據(jù)中藥化學(xué)的內(nèi)容和特點，筆者從如下三個方面進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。

2.1 理清思路，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)思維

中藥化學(xué)作為一門應(yīng)用型的課程，涵蓋多門基礎(chǔ)課程的內(nèi)容，從單純的化學(xué)類課程過渡到中藥化學(xué)，內(nèi)容繁多，難于記憶。教師講課必須有一條清晰的授課思路，即結(jié)構(gòu)分類——理化性質(zhì)——提取分離——結(jié)構(gòu)測定。教師的授課緊緊圍繞著這一條主線層層推進(jìn)，逐步分析講解，把學(xué)生的思維引入到這一思路中來，并沿著這一主線，實現(xiàn)由基礎(chǔ)知識向?qū)I(yè)知識過渡，由理論向?qū)嵺`過渡。如，在學(xué)習(xí)了某一類化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)的基礎(chǔ)上，可與學(xué)生探討該類成分提取分離的方法，引導(dǎo)學(xué)生對化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并推導(dǎo)出其性質(zhì)，進(jìn)而根據(jù)其理化性質(zhì)尋找提取分離和檢識的方法。在學(xué)生腦海中，中藥化學(xué)的研究思路就會逐漸清晰起來。學(xué)生有了這個思路，在以后學(xué)習(xí)各類化合物的理化性質(zhì)時就能自主地分析該性質(zhì)的實際應(yīng)用價值，既能避免學(xué)習(xí)理化性質(zhì)的單調(diào)枯燥，又能使學(xué)生通過自己的分析和思考得到該類化合物提取分離和檢識的方法，達(dá)到掌握基礎(chǔ)和重點知識的目的。古人云“授人以魚僅供一餐之需，授人以漁則終身受用無窮”。教師在教學(xué)中講清思路，教給學(xué)生思考問題的方法和探索研究問題的途徑，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的過程中，自覺地培養(yǎng)自己科學(xué)思維的能力。

2.2 設(shè)置問題，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力

以提問方式進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)是最直接有效的教學(xué)方法，可以充分調(diào)動學(xué)生的思維主動性和積極性，增強課堂效果。中藥化學(xué)作為一門實踐性的課程，要求教師在教學(xué)活動中能始終貫徹理論指導(dǎo)實踐，運用理論解決實際問題的思想。學(xué)生在學(xué)習(xí)中藥化學(xué)的階段，已經(jīng)具有了各門化學(xué)的知識儲備，教師可以從實際運用出發(fā)，提出問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，調(diào)動學(xué)生從自己所具備基礎(chǔ)知識去找尋、探索解決問題的方法。如講解生物堿實例—烏頭時，教師介紹烏頭的功效及臨床運用后，可提出問題：“烏頭產(chǎn)生毒性的原因是什么？如何處理可降其毒性？”，促使學(xué)生閱讀教材，了解烏頭中化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)，認(rèn)識烏頭堿分子結(jié)構(gòu)中兩個酯鍵的毒性，那么學(xué)生就可以通過自己的分析思考，得出降低烏頭毒性的方法理和原理。對于提取流程，教學(xué)的重點應(yīng)放在原理的講解上，設(shè)置如何根據(jù)原理來設(shè)計工藝流程的問題，可由學(xué)生講述教師書寫的方式，完成流程。從中發(fā)現(xiàn)學(xué)生未掌握的知識點，教師再加以強調(diào)，使學(xué)生掌握實質(zhì)內(nèi)容。這樣的教學(xué)方式讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)，積極思考而獲得知識，同時通過回答問題而促進(jìn)學(xué)生復(fù)習(xí)、記憶、鞏固知識，對教學(xué)效果的提高是顯而易見的。

2.3 歸納總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生正確的學(xué)習(xí)方法

中藥化學(xué)也是一門綜合性課程，在教學(xué)內(nèi)容的組織上要注重知識的系統(tǒng)性和連貫性。中藥化學(xué)以無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)、中藥學(xué)、藥用植物學(xué)等知識為基礎(chǔ)，研究中藥有效成分提取分離、鑒定的方法，為中藥鑒定學(xué)、中藥藥劑學(xué)、中藥制劑分析等專業(yè)課提供相應(yīng)的專業(yè)理論知識。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)將這些知識聯(lián)系起來，形成一套系統(tǒng)的知識體系，引導(dǎo)學(xué)生運用系統(tǒng)知識進(jìn)行思維，完成由理論向?qū)嵺`的過度。可在課前預(yù)習(xí)階段布置學(xué)生復(fù)習(xí)相關(guān)的化學(xué)知識，在完成一章教學(xué)內(nèi)容后，則要求學(xué)生做全章總結(jié)，讓學(xué)生自己動筆按照含義—結(jié)構(gòu)分類—提取分離—檢識—結(jié)構(gòu)研究這一主線進(jìn)行歸納總結(jié)，系統(tǒng)掌握基礎(chǔ)知識，并運用于中藥實例。如在學(xué)習(xí)了苯丙素類化合物的內(nèi)容后，筆者選擇中藥巖白菜，讓學(xué)生分組查閱資料，完成主要有效成分的提取、分離純化和檢識的設(shè)計，并在課堂上作交流。學(xué)生不但積極參與，而且能夠從巖白菜素的分子結(jié)構(gòu)出發(fā)，選擇提取純化方法，交流討論過程中有理有據(jù)，學(xué)生體會了理論指導(dǎo)實踐的方式，同時也加強對理論知識的理解掌握和運用。學(xué)生掌握了正確的學(xué)習(xí)方法，取得較好的效果。

3 合理利用多種教學(xué)手段，強化學(xué)生理解能力

中藥化學(xué)內(nèi)容較多，有的概念比較抽象，還有大量的結(jié)構(gòu)式、工藝流程圖。如何在有限的時間內(nèi)講清并讓學(xué)生理解掌握這些內(nèi)容，多媒體課件的運用具有很大的優(yōu)勢，它可以將這些內(nèi)容直觀、生動地展現(xiàn)出來。一些微觀的語言難于描述清楚的現(xiàn)象，用課件動畫來演示，使教師易于講解，學(xué)生容易接受，且節(jié)省了教師在黑板上書寫的時間，而把時間多花在重點、難點的講解上。但也應(yīng)注意，制作多媒體時不能把所有要講的內(nèi)容都放在幻燈片上，幻燈片上的內(nèi)容應(yīng)層次清楚，突出重點，切忌照著課件宣講。講課速度應(yīng)與教學(xué)內(nèi)容及學(xué)生的接受狀況相適應(yīng)，注意與學(xué)生的交流互動，針對一些重點或難點的內(nèi)容還要結(jié)合適當(dāng)?shù)陌鍟v解。對于結(jié)構(gòu)式母核，在黑板上邊講結(jié)構(gòu)特點邊書寫，讓學(xué)生有一個理解記憶的過程。如香豆素中的呋喃香豆素和吡喃香豆素的母核結(jié)構(gòu)，學(xué)生在書寫時往往將呋喃環(huán)和吡喃環(huán)上的氧原子畫錯位置，教師在黑板上書寫6位或8位異戊烯基與7位羥基的環(huán)合過程，學(xué)生就能夠理解并記住氧原子是連在香豆素母核7位上。所以中藥化學(xué)的教學(xué)應(yīng)根據(jù)其內(nèi)容特點改進(jìn)教學(xué)手段，采用多媒體課件、板書、掛圖、模型等教學(xué)手段相結(jié)合，揚長避短，有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加強學(xué)生對抽象的知識和重點，難點內(nèi)容的理解，起到事半功倍的效果。

4 改革實驗教學(xué)，提高學(xué)生的實踐能力

中藥化學(xué)是一門理論與中藥生產(chǎn)實際緊密聯(lián)系的學(xué)科，通過實驗教學(xué)，使學(xué)生將課堂所學(xué)理論運用于實踐，培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力和動手能力、為將來從事中藥研究、生產(chǎn)等工作打基礎(chǔ)。

目前，我校的中藥化學(xué)實驗課主要要以綜合性實驗為主，在選擇實驗內(nèi)容時也考慮到盡量覆蓋基本操作技能。但在有限的實驗課學(xué)時中，很難完成基本技能的訓(xùn)練，在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，有的學(xué)生把注意力放在了盡快完成實驗內(nèi)容上，而忽視了基本技能的規(guī)范化操作和訓(xùn)練，而熟練的實驗基本操作技能是實驗過程中必須具備的基本功，也是將來解決實際問題的前提和保證。因而，必須加強對學(xué)生的基本技能訓(xùn)練。針對這一問題，在實驗教學(xué)中，我們嘗試開設(shè)三個層次的實驗：基礎(chǔ)實驗、綜合性實驗和適當(dāng)?shù)脑O(shè)計性實驗。基礎(chǔ)實驗主要訓(xùn)練學(xué)生正確掌握物質(zhì)的提取、分離與檢識的基本實驗技能、常用儀器的性能及操作。在實驗教學(xué)中，教師講清各種實驗方法的原理并動手做示范，隨時觀察學(xué)生實驗狀況，糾正學(xué)生的不當(dāng)操作，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行規(guī)范化操作和訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。有的學(xué)生在實驗結(jié)束后感覺結(jié)果不理想，能主動要求重做。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的綜合性實驗，如對槐米中黃酮、黃連中的生物堿，三七中皂苷類等的提取分離、純化和檢識的實驗，將基本理論與實驗技術(shù)應(yīng)用于實踐，學(xué)生在實驗原理的理解和實驗方法的選擇上有明顯的進(jìn)步，動手能力得到較大提高。再適當(dāng)開設(shè)設(shè)計性實驗，教師指導(dǎo)學(xué)生分組進(jìn)行實驗內(nèi)容的選擇，文獻(xiàn)查閱、資料分析，設(shè)計實驗方案并進(jìn)行實驗。比如結(jié)合云南特色，引導(dǎo)學(xué)生選擇滇丹參、巖白菜等滇產(chǎn)藥材進(jìn)行設(shè)計性實驗，使學(xué)生對中藥有效成分研究的方法有了系統(tǒng)的訓(xùn)練，科研能力和理論與實際相結(jié)合的綜合應(yīng)用能力得到提高。

隨著科技的發(fā)展及人們對中藥研究的深入，新的理論和實驗技術(shù)在不斷更新，這就要求教師在思維上和授課內(nèi)容上要緊跟科技發(fā)展，在中藥化學(xué)的教學(xué)過程中引入新技術(shù)和新信息，同時略去落后的內(nèi)容。如在理論課中介紹SFE-CO2萃取技術(shù)時，結(jié)合云南中醫(yī)學(xué)院“超臨界流體萃取實驗室”應(yīng)用該技術(shù)成功地研究了燈盞花、銀杏、堅龍膽、迷迭香、丹參、丹皮、云厚樸等藥材的科研成果引入教學(xué)中；在實驗教學(xué)中將超聲波提取法運用于從黃連中提取小檗堿。使學(xué)生開闊眼界，了解到學(xué)科前沿的新知識、新技術(shù)和新方法，明顯提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，對培養(yǎng)學(xué)生活躍的思維，創(chuàng)新的能力有一定促進(jìn)作用。

總之，中藥化學(xué)的教學(xué)要緊緊圍繞教學(xué)大剛和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，針對不同專業(yè)和層次的學(xué)生，采用靈活的教學(xué)方法和手段，堅持理論與實踐相結(jié)合的原則，分層次，有重點的進(jìn)行授課。作為一名教師，應(yīng)與時俱進(jìn)，努力進(jìn)行科學(xué)研究，不斷提自身的學(xué)術(shù)素養(yǎng)，在教學(xué)實踐中，積極探索合理的、有效的教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張學(xué)龍.大學(xué)專業(yè)課開展啟發(fā)式教學(xué)的探討[J]，中國成人教育，2007，139～140