核酸的化学本质篇（1）

中图分类号：G633.8

引言；从高中生物教学和帮助学生应对高考选拔人才的定位分析，迫切需要高三生物教师从专业角度出发，遵循以学生的能力培养为核心，创新思维，深入浅出，让学生感到新鲜不乏味，易接受，好记忆，会做题。

组成细胞的化合物有水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸六大类。其中蛋白质和核酸属于高分子化合物，是复习该部分知识的重点和难点，也是高考的重要内容。在高一高二教学时，该部分内容要花较长时间进行初次学习。进入高三复习时，应换一种“口味”和方式，既能使有新鲜感，又能使必修一和必修二教材相关知识联系起来，还能使学生记忆深刻。笔者经过多年的教学实践，按以下思路复习效果较好。

首先，把两种大分子物质蛋白质和核酸在含量、元素组成、基本单位及种类、基本单位的结构通式及结合方式、连接键、基本单位结合后产物名称、合成场所、高分子物质形成过程及规律、分子结构多样性原因、鉴定试剂、物质功能等方面进行立体型综合对照，列表如下。

接着小结：（1）生物性状或种类多样性的直接原因是蛋白质结构的多样性，其根本原因是DNA结构的多样性。（2）巧计人体8种必需氨基酸；苏（苏氨酸）缬（缬氨酸）亮（亮氨酸）异亮（异亮氨酸），苯丙（苯丙氨酸）属芳香，还有色（色氨酸）赖（赖氨酸）蛋（蛋氨酸），缺一人遭殃。（3）DNA、RNA及蛋白质之间的关系：

（4）20种氨基酸只是R基不同；只有连在同一个碳原子氨基和羧基才能参与形成肽键，R基上的氨基或羧基不参与肽键的形成；由n个氨基酸构成一环状肽，则形成肽键数=失去水分子数=氨基酸数；在蛋白质中，至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数；游离的肽键数或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数；在蛋白质中，N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子数，O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子总数-脱去的水分子数；氨基酸数×平均分子量-水分子数×18=蛋白质的相对分子质量。

其次，再将两种核酸进行比较，见下表。

小结；5种碱基构成8种核苷酸，进而构成2种核酸，8种核苷酸是碱基和五碳糖不同；核苷酸数=磷酸基数=五碳糖数=碱基数；在双链DNA中，互补碱基相等，非互补碱基之和也相等且各占50%，嘌呤之和也等于嘧啶之和且各占50%。即A=T，C=G，A+C=T+G=50%，A+G=T+C=50%；在DNA复制时DNA聚合酶催化形成磷酸二酯键，转录时RNA聚合酶催化形成磷酸二酯I，当DNA受到破坏时由DNA连接酶催化形成磷酸二酯键；RNA有4种：mRNA（传递遗传信息）、tRNA（识别密码子，转运氨基酸）、rRNA（构成核糖体的成分之一）、少数RNA是酶（催化作用）；RNA中有时有局部双链现象，如tRNA。

核酸的化学本质篇（2）

要点

一、蛋白质的结构与功能

1.氨基酸与多肽

（1）氨基酸的结构与分类

（2）肽键与肽链

 

2.蛋白质的结构

（1）一级结构

（2）二级结构

（3）三级和四级结构

 

3.蛋白质结构与功能的关系

（1）蛋白质一级结构与功能的关系

（2）蛋白质高级结构与功能的关系

 

4.蛋白质的理化性质

蛋白质的等电点、沉淀和变性

二、核酸的结构与功能

1.核酸的基本组成单

位——核苷酸

（1）核苷酸分子组成

（2）核酸（DNA和RNA）

 

2.DNA的结构与功能

（1）DNA碱基组成规律

（2）DNA的一级结构

（3）DNA双螺旋结构

（4）DNA高级结构

（5）DNA的功能

 

3.DNA理化性质及其应用

（1）DNA变性和复性

（2）核酸杂交

（3）核酸的紫外线吸收

 

4.RNA结构与功能

（1）mRNA

（2）tRNA

（3）rRNA

（4）其他RNA

三、酶

1.酶的催化作用

（1）酶的分子结构与催化作用

（2）酶促反应的特点

（3）酶-底物复合物

 

2.辅酶与酶辅助因子

（1）维生素与辅酶的关系

（2）辅酶作用

（3）金属离子作用

 

3.酶促反应动力学

（1）Km和Vmax的概念

（2）最适pH、最适温度和酶浓度

 

4.抑制剂与激活剂

（1）不可逆抑制

（2）可逆性抑制

（3）激活剂

 

5.酶活性的调节

（1）别构调节

（2）共价修饰

（3）酶原激活

（4）同工酶

 

6.核酶

核酶的概念

四、糖代谢

1.糖的分解代谢

（1）糖酵解的基本途径、关键酶和生理意义

（2）糖有氧氧化的基本途径、关键酶和生理意义

（3）三羧酸循环的生理意义

 

2.糖原的合成与分解

（1）肝糖原的合成

（2）肝糖原的分解

 

3.糖异生

（1）糖异生的基本途径和关键酶

（2）糖异生的生理意义

（3）乳酸循环

 

4.磷酸戊糖途径

（1）磷酸戊糖途径的关键酶和重要的产物

（2）磷酸戊糖途径的生理意义

 

5.血糖及其调节

（1）血糖浓度

（2）胰岛素的调节

（3）胰高血糖素的调节

（4）糖皮质激素的调节

五、生物氧化

1.ATP与其他高能化合物

（1）ATP循环与高能磷酸键

（2）ATP的利用

（3）其他高能磷酸化合物

 

2.氧化磷酸化

（1）氧化磷酸化的概念

（2）两条呼吸链的组成和排列顺序

（3）ATP合酶

（4）氧化磷酸化的调节

 

七、氨基酸代谢

1.蛋白质的生理功能及营养作用

（1）氨基酸和蛋白质的生理功能

（2）营养必需氨基酸的概念和种类

（3）氮平衡

 

2.蛋白质在肠道的消化、吸收及腐败作用

（1）蛋白酶在消化中的作用

（2）氨基酸的吸收

（3）蛋白质的腐败作用

 

3.氨基酸的一般代谢

（1）转氨酶作用

（2）脱氨基作用

（3）α-酮酸的代谢

 

4.氨的代谢

（1）氨的来源

（2）氨的转运

（3）氨的去路

 

5.个别氨基酸的代谢

（1）氨基酸的脱羧基作用

（2）一碳单位的概念、来源、载体和意义

（3）甲硫氨酸循环、SAM、PAPS

（4）苯丙氨酸和酪氨酸代谢

八、核苷酸代谢

1.核苷酸代谢

（1）两条嘌呤核苷酸合成途径的原料

（2）嘌呤核苷酸的分解代谢产物

（3）两条嘧啶核苷酸合成途径的原料

（4）嘧啶核苷酸的分解代谢产物

 

2.核苷酸代谢的调节

（1）核苷酸合成途径的主要调节酶

（2）抗核苷酸代谢药物的生化机制

九、遗传信息的传递

1.遗传信息传递概述

中心法则

 

2.DNA的生物合成

（1）DNA生物合成的概念

（2）DNA的复制过程

（3）逆转录

（4）DNA的损伤与修复

 

3.RNA的生物合成

（1）RNA生物合成的概念

（2）转录体系的组成及转录过程

（3）转录后加工过程

十、蛋白质生物合成

蛋白质生物合成的概述

（1）蛋白质生物合成的概念

（2）蛋白质生物合成体系和遗传密码

（3）蛋白质生物合成的基本过程

（4）蛋白质生物合成与医学的关系

十一、基因表达调控

1.基因表达调控的概述

（1）基因表达及调控的概念和意义

（2）基因表达的时空性

（3）基因的组成性表达、诱导与阻遏

（4）基因表达的多级调控

（5）基因表达调控的基本要素

 

2.基因表达调控的基本原理

（1）原核基因表达调控（乳糖操纵子）

（2）真核基因表达调控（顺式作用元件、反式作用因子）

十二、信号转导

1.信号分子

（1）概念

（2）分类

 

2. 受体和信号转导分子

（1）受体分类和作用特点

（2）G蛋白

（3）蛋白激酶和蛋白磷酸酶

 

3.膜受体介导的信号转导机制

（1）蛋白激酶A通路

（2）蛋白激酶C通路

（3）蛋白酪氨酸激酶通路

 

4.胞内受体介导的信号转导机制

类固醇激素和甲状腺素的作用机制

十三、重组DNA技术

1.重组DNA技术的概述

（1）重组DNA技术相关的概念

（2）基因工程的基本原理

 

2.基因工程与医学

（1）疾病相关基因的发现

（2）生物制药

（3）基因诊断

（4）基因治疗

十四、癌基因与抑癌基因

1.癌基因与抑癌基因

（1）癌基因的概念

（2）抑癌基因的概念

 

2.生长因子

（1）生长因子的概念

（2）生长因子的作用机制

十五、血液生化

1.血液的化学成分

（1）水和无机盐

（2）血浆蛋白质

（3）非蛋白质含氮物质

（4）不合氮的有机化合物

 

2.血浆蛋白质

（1）血浆蛋白质的分类

（2）血浆蛋白质的来源

（3）血浆蛋白质的功能

 

3.红细胞的代谢

（1）血红素合成的原料、部位和关键酶

（2）成熟红细胞的代谢特点

十六、肝生化

1.肝的生物转化作用

（1）肝生物转化的概念和特点

（2）生物转化的反应类型及酶系

（3）影响肝脏生物转化作用的因素

 

2.胆汁酸代谢

（1）胆汁酸的化学

（2）胆汁酸的代谢

（3）胆汁酸代谢的调节

 

3.胆色素代谢

（1）游离胆红素和结合胆红素的性质

（2）胆色素代谢与黄疸

十七、维生素

1.脂溶性维生素

脂溶性维生素的生理功能及缺乏症

 

核酸的化学本质篇（3）

《生物化学》教材是生物化学课程理论讲授的依据。是实验课程进行创新及验证理论知识的实验依据，笔者在教学过程中，对查锡良主编的《生物化学》教材一书，发现该教材中有颇多的误点，主要表现在理论叙述、理论总结、化学分子式结构等方面。今就部分举例，目的是使该教材尽量减少漏，利于教学。同时亦便于学生在自学过程中易于掌握该教材要点，为学生后续课程的学习打下良好的基础。

1. 理论方面

（1）在第一章蛋白质的结构与功能一章（第8页）的二、氨基酸可根据侧链结构和理化性质进行分类中，20种氨基酸根据侧链结构和理化性质可分成五类：①非极性脂肪族氨基酸；②极性中性氨基酸；③芳香族氨基酸；④酸性氨基酸；⑤碱性氨基酸。但在这一章最后的小结中又这样写到组成蛋白质的基本单位为L-氨基酸，共有20种，可分为①非极性疏水性氨基酸；②极性中性氨基酸；③酸性氨基酸；④碱性氨基酸四类。

笔者在多年的教学过程中也在周梦圣、金国琴、王继峰等主编的生物化学教材上看到有像本教材小结中这样的分类，但他们对氨基酸的分类也是综合考虑R基团的结构与性质，特别是极性或在生理PH（接近中性）下的水溶液中分为四类。本教材理论中氨基酸分为五种，但在小结中20种氨基酸又分为四类，作者是否在小结中将①非极性脂肪族氨基酸与③芳香族氨基酸都归为①非极性疏水性氨基酸。望作者能将全国高等医学教材前后内容统一，便于教师与学生的教与学。

（2）第二章 核酸的结构与功能一章中第（40页）一、核甘酸是构成核酸的基本组成单位―碱基括弧内的命名鸟嘌呤（2-氮基，6-氯嘌呤）、尿嘧啶（2、4二氯嘧啶）、胞嘧啶（2-氯，4-氮基嘧啶）；是否分别应为鸟嘌呤（2-氮基，6-酮嘌呤）、尿嘧啶（2、4二酮嘧啶）、胞嘧啶（2-酮，4-氮基嘧啶）。

（3）DNA双螺旋结构模型要点的二条中（45页）每一个螺旋有10.5个碱基对。但在47页表2-3中不同类型DNA的结构参数中每一个螺旋有10.4个碱基对。虽然对DNA的结构目前还处在研究中，作者写的DNA要点及后面的不同类型DNA的结构参数中碱基数都与B-型DNA一样，那么前后每一个螺旋的碱基数应一样才对。也应是每一个螺旋有10.5个碱基对才对。

⑷第二章核酸的结构与功能（第50页）核小体核心颗粒在图2-15真核生物DNA形成核小体的示意图中核心颗粒是11nm×5.5nm;而在50页理论中写的是核心颗粒是尺寸约11nm×6nm.

（5）第三章酶（65页）表3-1某些辅酶（辅基）在催化中的作用，辅酶（辅基）的作用对应明显错误。

（6）第五章脂类代谢中（131页）图5-8柠檬酸-丙酮酸循环中丙酮酸反应式右侧加上1/2O2 在丙酮酸羧化酶催化下脱去CO2同时生成3～P及乙酰COA；在丙酮酸反应式左侧加上CO2、ATP在丙酮酸脱氢酶催化下生成ADP及草酰乙酸。丙酮酸反应式两侧催化的酶都写错了。

正确的是：在图5-8柠檬酸-丙酮酸循环中丙酮酸反应式右侧加上1/2O2 在丙酮酸脱氢酶系催化下脱去CO2同时生成3～P及乙酰COA；在丙酮酸反应式左侧加上CO2、ATP在丙酮酸羧化酶催化下生成ADP及草酰乙酸。

2.在化学分子式方面

（1）第一章蛋白质的结构与功能章中表1-1氨基酸分类脯氨酸的结构式有误。

（2）第一章蛋白质的结构与功能章中（12页）谷胱甘肽的分子式有误。

（3）第四章糖代谢的（94页）图4-4丙酮酸脱氢酶复合体作用机制中的第一步丙酮酸的分子式有误。

（4）第七章氨基酸代谢章（188页）图7-6联合脱氨基作用中-氨基酸、-酮戊二酸、-酮酸及谷氨酸也有误。

（5）第五节个别氨基酸的代谢中氨基酸在脱酸酶催化下生成CO2及胺，但是生成产物胺的分子式有误。

核酸的化学本质篇（4）

关键词

高中生物；实效性；趣味性

一、充分体现“以学生为本”的教学理念

新课程改革的主要导向，是期望教学真正回归到“以学生为本”的教学理念，使僵化封闭、一味灌输的课程观和教学观转变为开放式、多角色参与、探究生成式教学观。在这个过程中，必须基于学生已有的生物知识开展教学，关注所有学生。一是不要仅仅把学生看成被动接受教育的对象，而应当注重学生的全程参与和体验，在整堂课教学中都要发挥其“主角”作用，教师只能是“敲边鼓”的引导者。二是不要害怕学生犯错。须知，真理总是与谬误相伴而行。学生在学习生物新知、探索生物学规律与奥妙的过程中，犯错误是难免的，在师生共同努力下改正错误就迈进了一大步。三是要给学生更多的展示机会，无论是让学生讲个生物小故事、小组合作探究过程中的代表发言，还是让学生提出问题、鼓励学生勇于质疑书本、权威，都要通过精心的教学设计留给学生一定的时间，不要上来就给学生以冷冰冰的、程式化的所谓“结论”。四是明确学科定位和培养目标。生物学作为一门古老又年轻的科学，与遗传学、伦理学、数学、化学、哲学等学科有紧密的联系，要使学生通过学习有所收获，不仅掌握了生物学基础知识和基本技能，更重要的是通过学习增强趣味性并能学以致用，提升应用能力，培养严谨细致的科学精神与不畏艰险、勇于探索的宝贵品质，并增强民族自豪感，以钱学森、屠呦呦等老一辈科学家为榜样，甘于用科学的力量为国家和民族的复兴贡献一份力量。

二、贯穿“学以致用”的能力培养主线

实践是认识的源泉，也是认识的目的和归宿。学习生物学知识如果不与现实生活联系，既难以激发学生学习兴趣，调动学生的积极性、主动性、创造性，又难以真正实现生物学学科价值。这就需要在课堂教学中精心选取“鲜活”的事例“锦上添花”。如在学习必修一第二章第3节《遗传信息的携带者———核酸》时，笔者先播放一段利用利用DNA寻找汶川大地震死难者、侦破案件及亲子鉴定的简短视频，极大地激发了学生的学习兴趣。紧接着，设置了几个由浅入深的小问题引导学生思考:1．你知道DNA是什么吗?2．你还了解那些关于DNA鉴定的应用?3．思考为什么DNA能比较精确地定位一个人的身份?这样，通过精彩的视频播放和环环相扣的几个问题设置，学生很快便明确了关于DNA的许多知识:其中文名称是脱氧核糖核酸，是核酸的一种，还有一种叫做核糖核酸的物质，简称RNA。这两种核酸就是细胞内携带遗传信息的物质。核酸与生物的遗传、变异、蛋白质合成有重要的关系。那么，为什么核酸能储存遗传信息呢?那还得从学习核酸的结构入手。通过学生的自主思考、合作探究，学生们兴致勃勃地找到了答案:核酸也像蛋白质一样，是一种大分子，而且也是由一种叫做核苷酸的小单位组成的。核苷酸的共同点是一分子核苷酸是由一份子磷酸、一分子五碳糖还有一份子碱基组成的;组成DNA的核苷酸是脱氧核苷酸、组成RNA的核苷酸是核糖核苷酸;核苷酸之间是通过磷酸与五碳糖交替连接而成的，进而通过一系列复杂的生物化学联系，核酸才能储存遗传信息。

三、不断提高生物教师专业素养

德国教育学家第斯多惠曾说:“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒和鼓舞”。教师要做的不仅仅是唤醒学生，更要不断地唤醒自己，给自己注入激情和活力。作为一名生物教师，首先要有高尚的思想道德素养，胸怀坚定的教书育人职责，用心灵照亮学生的心灵，用爱心去温暖和融化每一位学生。其次，生物教师要有深厚的教学素养，要通过刻苦学习和钻研全面掌握生物学科的基本知识、基本规律，掌握心理学、教育学的基础理论与方法，掌握化学、遗传学、伦理学等相关学科的基本原理与前沿趋势，练就课堂教学的扎实基本功。要通过妙趣横生的讲述、精心的教学设计营造轻松愉悦的学习氛围、融洽的师生关系，帮助学生茁壮成长。要充分利用报刊、广播、网络等现代大众传媒和多媒体教学手段，通过图片、视频、音频、文字等展示一门具有蓬勃生命力的生物学科形象，要通过合理设计探究问题、分组讨论、代表发言、师生共同总结生成等环节积极组织好课内探究活动，要通过课外调查等实践活动形式使学生锻炼动脑动手能力，使学生热情拥抱丰富多彩的生物世界……学无止境，教师提升专业素养也永无止境。当然，社会各界特别是教育部门要完善相关政策，增加对教师培养的投入，支持与促进教师素养不断提高。

作者：公方霞 单位：山东省临沂第三中学

核酸的化学本质篇（5）

细目

要点

一、蛋白质的化学

1.蛋白质的分子组成

（1）元素组成

（2）基本单位

2.蛋白质的分子结构

（1）肽键与肽链

（2）一级结构

（3）二级结构

（4）三级和四级结构概念

3.蛋白质的理化性质

（1）等电点

（2）沉淀

（3）变性

二、维生素

1.脂溶性维生素

脂溶性维生素的生理功能

2.水溶性维生素

水溶性维生素的生理功能

三、酶

1.概述

（1）概念

（2）酶促反应的特点

2.酶的结构与功能

（1）分子组成

（2）活性中心与必需基团

（3）酶原与酶原的激活

（4）同工酶

3.影响酶促反应速度的因素

（1）酶浓度

（2）底物浓度

（3）温度

（4）pH

（5）激活剂

（6）抑制剂

四、糖代谢

1.糖的分解代谢

（1）糖酵解的主要过程、医|学教育网整理关键酶和生理意义

（2）糖有氧氧化的基本过程、关键酶和生理意义

（3）磷酸戊糖途径的生理意义

2.糖原的合成与分解

（1）概念

（2）生理意义

3.糖异生

（1）概念

（2）反应途径的关键酶

（3）生理意义

4.血糖

（1）概念

（2）血糖的来源和去路

（3）血糖浓度的调节

（4）高血糖和低血糖

 

七、氨基酸代谢

1.蛋白质的营养作用

（1）蛋白质的生理功能

（2）营养必需氨基酸

（3）蛋白质的营养互补作用

2.氨基酸的一般代谢

（1）氨基酸的脱氨基作用

（2）氨的代谢

（3）α-酮酸的代谢

3.个别氨基酸的代谢

（1）氨基酸的脱羧基作用

（2）一碳单位的概念

（3）苯丙氨酸和酪氨酸代谢

八、核酸的结构、功能与核苷酸代谢

1.核酸的分子组成

（1）分类

（2）基本成分

（3）基本单位

2.DNA的结构与功能

（1）一级结构

（2）DNA双螺旋结构

（3）DNA的功能

3.RNA的结构与功能

（1）mRNA

（2）tRNA

（3）rRNA

4.核酸的理化性质

（1）核酸的紫外吸收

（2）DNA变性和复性

5.核苷酸的代谢

（1）嘌呤核苷酸的分解产物

（2）嘧啶核苷酸的分解产物

九、肝生物化学

1.生物转化作用

（1）概念

（2）反应类型

（3）生理意义

2.胆色素代谢

（1）胆色素的概念

（2）游离胆红素

核酸的化学本质篇（6）

过去观点认为，核酸人体自身可以合成，不存在缺乏问题。20世纪70年代，国内外专家都发现人体自身合成核酸能力不足，不补充外源性核酸就会得核酸营养不良症。因此，2004年中国营养学会理事长葛可佑主编的《中国营养科学全书》和学会副理事长顾景范主编的 《现代临床营养学》都把核酸列为水份、蛋白质、纤维素等七个必需营养素之外的条件必需营养和营养相关物质，确认人体补充核酸的重要性。卫生部也提出每天核酸补充量为1~1.5克。

国内外科学家研究，核酸有功能,具体如下：

1. 抗氧化、抗自由基作用。

2. 修复受损细胞，修复受损器官，增强人体器官功能。

3. 增强大脑和神经系统功能。

4. 保护强化肝脏及其他内分泌器官的功能。

5. 增强免疫功能。

6. 增强新陈代谢功能。

7. 抗辐射功能及癌症患者化疗中作用。

8. 抗衰老，防治各种老年性、功能性、退行性疾病。

核酸的功能，是对“三大杀手”克敌制胜的最好武器。

心脑血管疾病、高脂血症和高血压这些疾病是由细胞受损引起的，修复受损细胞和器官就能降低血脂、胆固醇及血压。高血压患者要终生服降压药，但服用核酸后，开始血压升高要增加降压药用量，以后可以逐步减少降压药用量，甚至停用。

核酸的化学本质篇（7）

文章编号：1008-0546（2015）07-0020-02 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2015.07.006

一、化学核心知识的确定

所谓核心知识是指那些在整个知识系统、学科结构中处于轴心地位，对周边知识领域起着统摄、关联作用，发挥结点功能的课程内容。核心知识最能体现学科思想方法，对课堂教学而言，核心知识指在1个教学单元，如1个教学专题、1个学期，尤指1节课中学生需要集中精力、全力以赴地去掌握的主要知识技能。[1]加强化学核心知识教学，有利于理清化学教学内容的主次，合理安排教学时间，让学生集中主要的时间和精力学习“最有价值”的化学知识，从而减轻学生过重的学习负担，提高化学课堂教学的质量和效益。

怎样确定化学核心知识？陕西师大龙宝新教授借鉴企业对核心知识的甄别方法，根据内容的重要性、统摄程度和衍生水平对课程知识进行分等级赋值，从中区分出四类知识：核心知识、次要知识、调节性知识和无关知识。[2]

Ⅰ级知识――核心知识：最重要的学科课程内容。

Ⅱ级知识――次要知识：与核心知识直接相关，重要性不如核心知识。

Ⅲ级知识――调节性知识：与核心知识不完全相关，对提高学习兴趣、增进学习效能有较大帮助。

Ⅳ级知识――无关知识：与核心知识不直接相关，对提高学习兴趣、增进学习效能作用不明显。

例如，对于人教版《化学1》第三章“金属及其化合物”的知识，依据“课程标准”和“考试说明”对其进行提炼，Ⅰ级知识（核心知识）为：钠、铝、铁、过氧化钠的性质，氢氧化铝的制备和性质，碳酸钠与碳酸氢钠的性质，铁的氢氧化物的性质，亚铁离子与铁离子的相互转化。Ⅱ级知识（次要知识）为：氧化钠、氧化铝、铁的氧化物的性质，铁离子的检验，物质的量在化学方程式计算中的应用，合金的特性与应用。调节性知识为焰色反应、铝盐和铁盐的净水作用等，其余知识略。通过对知识的赋值分类，促使课堂知识分流，并据此采取不同的课堂教学策略与应对方式。

二、化学核心知识的教学策略

1. 主题整合策略

化学教师都面临课时少与内容多的两难境地，怎样解决这一矛盾？这就要求教学中依据化学核心知识按主题对课程内容进行必要的整合，甚至是跨模块的整合。学生在高一年级学完化学必修1和必修2以后，将进行分科选修学习，以江苏高考模式为例，选学理科化学的学生将选学《有机化学基础》（选修5）、《化学反应原理》（选修4）和《物质结构与性质》（选修3），而选学文科的学生将选学《化学与生活》（选修1）或《有机化学基础》（选修5）。为此，可将人教版《化学2》第二章“化学反应与能量”的内容后移，对选学理科化学的学生来说，可以将此内容与选修4《化学反应原理》的第一章“化学反应与能量”和第二章“化学反应速率和化学平衡”的相关内容整合，而选学文科的学生，则可以在选修1《化学与生活》第三章第二节“金属的腐蚀与防护”前面穿此内容。再者，将必修2中的“有机化合物”知识与选修5 《有机化学基础》整合，对选学理科化学的学生来说是自然而然的，而对于有选学文科倾向的学生来说也没有增加过多的负担。通过这样的主题整合并抓住其中的核心知识进行教学，可以减少不必要的教学重复，极大地提高课时的利用率。虽然这样的整合与课程专家的初衷不太吻合，但对于中学化学教学来说却很有必要和实际意义。

2. 聚焦核心策略

聚焦核心是化学核心知识梳理的基本意图和基本策略。所谓聚焦，通常指一般知识向核心知识聚集，使得若干知识整合为系统的知识结构，使之成为学生课堂关注的焦点，发挥核心知识对一般知识的牵引价值，达到突出重点、令人难忘的教学效果。

例如，关于“Al（OH）3是两性氢氧化物”的知识，在中学化学涉及到的氢氧化物中，只有Al（OH）3具有两性，这看似是一个孤立的知识点，却具有广泛的联系性。它既是Al具有部分非金属性和Al2O3是两性氧化物知识的延续，也为学生后续学习元素周期表中同一周期元素金属性和非金属性的递变规律提供了铺垫，更为学生以后学习弱电解质的电离平衡知识提供了事实依据。同时，还有利于培养学生的辩证思维能力以及综合运用化学知识解决实际问题的能力。为此：

聚焦一：复习旧知。有一则广告说“治疗胃酸胃痛可选用斯达舒”，斯达舒是一种抗酸药，其中含有氢氧化铝，请你根据初中学习过的复分解反应规律，写出制取Al（OH）3的化学方程式。学生往往会选用Al2（SO4）3、AlCl3等溶液与NaOH溶液或氨水反应。

聚焦二：探究新知。要求学生利用实验室提供的相关试剂制取Al（OH）3，并将制得的Al（OH）3分装在两支试管中，分别向其中加入盐酸和NaOH溶液。由此引出本节课的核心知识――Al（OH）3的两性。

聚焦三：绘制图像。学生书写Al2（SO4）3与NaOH、氨水反应以及Al（OH）3与HCl、NaOH反应的离子方程式，教师绘制Al（OH）3沉淀物质的量随NaOH物质的量变化而变化的曲线图，通过表征形式的转换巩固所学知识。

聚焦四：化学计算。将100mL 0.1mol/L Al2（SO4）3溶液与一定体积的0.5mol/L NaOH溶液反应，得到沉淀1.17g，则加入NaOH溶液的体积可能是多少毫升？通过具体计算深化所学知识。

聚焦五：科学探究。实验室提供斯达舒和胃舒平药剂，让学生自行设计方案，探究这些药物中是否含有Al（OH）3？

聚焦六：前后联系。将Al、Al2O3、Al（OH）3、NaAlO2等物质的相互转化关系编织成知识网络，形成知识结构。

以上六点粗略表明了聚焦“Al（OH）3属于两性氢氧化物”的教学策略，聚焦核心知识，下放一般知识，课堂教学才能实活并济，收放自如。

3.问题导学策略

问题导学就是根据课程标准以及学生的认识发展规律，针对核心知识，精心创设问题情境，引导学生发现问题、分析问题和解决问题，在问题解决过程中获取知识、提升能力、体验学习过程与方法的一种课堂教学策略。

例如，学习“乙酸的酯化反应”时，不同版本的化学教材中都安排了“乙酸与乙醇的酯化反应实验”，这是一个传统的经典实验和核心知识，实验装置并不复杂，但其中蕴含的实验原理和操作要领却不一般。如果不加细究，学生在学习时就很容易滑过或者被一些疑问所困惑。因此教学中有必要针对反应物的添加顺序、生成物的收集以及反应原理和实验原理，通过问题引导学生思考。①为什么反应物的添加顺序是乙醇、浓硫酸、冰醋酸？能不能对此顺序进行更改？②为什么要用饱和碳酸钠溶液接收乙酸乙酯？为什么不用空试管收集？为什么不用纯水？能不能改用饱和碳酸氢钠溶液或氢氧化钠溶液？③如何除去乙酸乙酯中混入的乙醇和乙酸？④收集乙酸乙酯的导管口为什么不直接浸在碳酸钠溶液中？⑤设想一下，有没有什么办法可以证明乙酸与乙醇的脱水是乙酸提供了羟基，乙醇提供了羟基氢原子，而不是相反的另一种脱水方式？这些问题正是本节课的学习重点和难点，围绕这些问题引导学生思考与交流，可以唤起学生对相关反应物的性质、同位素作示踪原子、防倒吸原理等知识的回忆和再现，同时也加深了学生对酯化反应原理的理解和对乙酸乙酯性质的了解。这样学生学到的就是前后关联的“活知识”而不是彼此孤立的“知识点”。[3]

4. 模型建构策略

模型建构就是构建认识问题和解决问题的思想模型，是一种理想化的思维形态，是一种科学思维方法的简约化，简称建模。将建模思想用于化学核心知识的教学，能使化学知识或解决化学问题的“基本套路”以结构化或简约、形象的形式储存于大脑中，便于学生快速的检索、提取和应用。

例如，关于“盐类水解”知识的教学，在课堂小结的时候，可以进行以下建模：

本质：盐电离的弱碱阳离子或弱酸根阴离子破坏水的电离平衡。

形式： 弱碱阳离子 + H2O[?]弱碱 + H+

弱酸根阴离子+H2O[?]弱酸 （弱酸氢根离子） + OH-

盐+水[?]酸+碱

特征：可逆、微弱、吸热

规律：有弱才水解，谁强显谁性。

以上建模高度概括了盐类水解的本质和规律，加强了知识的前后联系，可以有效地帮助学生理解、记忆和应用。

5. 举一反三策略

举一反三是儒家的教学思想之一，是指从一事类推而知其他事，由某事物而推知同类的其他事物。举一反三在心理学上称为迁移，指遇到问题时善于运用已有的知识和经验去解决去探求未知的领域。抓住化学核心知识举一反三，可以其达到以少胜多、事半功倍的教学效果。

例如，在学生学习了锌铜和稀硫酸构成的原电池工作原理后，向学生展示铜银和硝酸银、铁石墨和稀盐酸、镁铝和稀硫酸、镁铝和氢氧化钠溶液构成的原电池装置图，让学生判断它们是否属于原电池、电子流动的方向以及书写电极反应式等，从而进一步激活学生的思维，深化学生对于原电池原理的理解与掌握。

加强化学核心知识教学，需要在深度解读“化学课程标准”和“考试说明”的基础上，灵活处理教材内容和精心设计学习活动，使化学核心知识的教学更加“贴近学生、贴近生活、贴近社会”，凸显化学核心知识的学习价值，为促进学生的全面发展奠定基础。

核酸的化学本质篇（8）

1引言

细胞代谢组学是以肿瘤细胞作为代谢组学研究对象，通过体内体外因素的作用，对生物体内代谢物的变化进行定量分析，寻找代谢物类型和数量变化与生理及病理变化的相互关系和动态规律＼[1＼]。用代谢组学的方法研究中药活性物质引起的内源性代谢物的变化，发现潜在的生物代谢差异物，阐明药物的作用机制，具有独特的优势＼[2＼]。

素作用于乳腺癌MCF7细胞的机理进行深入研究，从代谢组学的角度为木犀草素的抗肿瘤机制提供新的线索。

2实验部分

21仪器与试剂

FACSCalibur流式细胞仪（美国BD公司）；CO2培养箱、全自动酶标分析仪（美国Thermo公司）；PEGASUS 4D GC×GCTOFMS（美国LECO公司）；LNGT88台式快速离心浓缩干燥器（太仓市华美生化仪器厂）；L35低温冷阱（太仓市华美生化仪器厂）；XW80A漩涡混合器（上海青浦沪西仪器厂）；倒置显微镜（日本Olympus公司）；96孔培养板（丹麦Nunc公司）。

胎牛血清（美国Gibco公司），DMEM/HIGH GLUCOSE DMEM培养基、磷酸盐缓冲液（PBS）、胰蛋白酶（赛默飞世尔生物化学制品有限公司（北京））；四甲基偶氮唑盐（MTT）、碘化丙啶（PI）、RNaseA酶、甲氧胺、2氯苯丙氨酸（Sigma公司）；二甲基亚砜（DMSO，国药集团化学试剂有限公司）；甲醇（HPLC级，德国Merck公司）；吡啶（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；硅烷化试剂BSTFA（含1%三甲基氯硅烷TMCS）。人乳腺癌细胞MCF7购于中国科学院上海细胞库。

22MTT实验测药物对细胞增殖的影响

MCF7细胞培养，传3代后，取对数生长期细胞，加入025%胰蛋白酶浸润所有细胞表面后，吸出，于5% CO2培养箱中37 ℃消化3～5 min。加入3 mL含血清培养基终止消化后，接种于96孔板，每孔100 μL（3×103～4×103个cell/孔）。培养12 h后，加药，药物浓度梯度为： 10， 25， 50， 100和200 mg/L。每孔5个平行。设置时间梯度为24，48和72 h，分别考察药物浓度和作用 时间对细胞增殖的影响。

25数据统计方式

将GCMS获得的所有原始质谱数据通过ChromaTOF软件（v330， Leco Co， CA， USA）转化成CDF格式，然后用ChromaTOF软件对数据进行峰识别、峰对齐、基线矫正、峰面积归一化预处理。导入SIMCAP 115 软件进行多维分析。在本实验中采用OPLSDA模型区别各组代谢物差异。结合评价OPLSDA模型质量的3个关键指标（R2X，表示模型概括X矩阵结实率；R2Y，反应建模稳定性；Q2Y反应模型预测性；其中R2Y和Q2Y越接近1，说明模型稳定性和预测性越好）。根据OPLSDA模型得到的变量权重值（Variable importance in the projection， VIP）找到潜在的代谢差异物，VIP>1。实验中采用了t检验，验证多维统计中得到的差异物是否具有显著差异。搜索数据库为NIST数据库。

为得到更多的代谢产物，必须将细胞破壁，将产物得以释放，才能进一步提取。因此，细胞破碎是提取胞内产物的关键步骤＼[7＼]。本实验采用超声破碎的方法，对超声时间进行了优化。最后采取3 min，5 s开，5 s关进行超声，在这个时间内既可以提取到多的细胞代谢物，又不会因产热太多导致代谢物发生变化。

33基于GCTOF/MS技术的木犀草素作用于MCF7细胞后的代谢组学分析

基于细胞代谢组学中细胞代谢物的考察均是在活细胞的基础之上，综合考虑羽扇豆醇对MCF7细胞的抑制作用，最终的作用浓度为50 mg/L，作用时间24 h。GCMS优良的定性和定量分析能力，加上其庞大的化合物谱库，为鉴定工作带来了很大便利，使其在代谢组学研究中具有突出优势＼[8，9＼]。图2为典型的MCF7细胞的GCTOF/MS代谢物谱图，在S/N=10时，MCF7细胞的代谢谱图分子特征峰个数在500～600之间。

MCF7细胞分别用木犀草素作用6， 12和24 h后，在上述优化的色谱条件下，分别对细胞样品进行分析，采集GCTOF/MS数据并进行多维统计处理。

在上述通过代谢组学发现的差异物中，DRibose的代谢与磷酸戊糖代谢途径（Pentose phosphate pathway）有关。磷酸戊糖途径生成具有重要生理功能的5磷酸核糖（DRibose5phosphate）和NADPH＼[12＼]。具体为磷酸戊糖途径以6磷酸葡萄糖开始，经过葡糖6磷酸脱氢酶、葡萄糖内酯水解酶、6磷酸葡萄糖酸脱氢酶的催化下生成5磷酸核酮糖，5磷酸核酮酶可以在5磷酸异构酶的作用下生成5磷酸核糖，5磷酸核糖为核酸和核苷酸的合成提供核糖基团。DRibose的含量下降，说明其来源5磷酸核糖的含量也有所下降，从而使得合成核酸和核苷酸的原料减少，抑制了S期DNA的复制。

最直接联系核苷酸合成和糖代谢的物质是1磷酸葡萄糖，1磷酸葡萄糖可以在磷酸异构酶的作用下生成6磷酸葡萄糖，从而进行核酸的合成。核酸的合成途径受到阻滞，导致大量1磷酸葡萄糖参与到糖代谢，使得DGalactose的含量大幅度生长。在核酸的酶促降解过程中会有磷酸生成，推测木犀草素抑制了核酸酶及其核酸苷酶的活性，从而使磷酸（Phosphoric Acid）的含量下降。

综合分析，核酸是承载物体遗传信息的构成细胞的最重要的成分。木犀草素可能主要阻滞了核酸的代谢。

4结论

以GCMS联用技术为平台，通过多元统计分析等手段探索了木犀草素作用后MCF7细胞后细胞代谢物的变化。结果表明，加药组和未加药组存在显著的差异，对具有显著性差异的物质进行分析，得到了DRibose、DGalactose和Phosphoric Acid等10种代谢差异物。结合木犀草素将MCF7细胞抑制在S期（主要进行DNA的复制）的细胞实验结果，推测木犀草素主要通过阻滞磷酸戊糖代谢途径中酶的活性来抑制细胞的增殖。

本研究利用代谢组学的方法研究中药活性物质作用于细胞的生物化学变化，并且与传统手段的测定结果相联系，为药物的机理研究提供了一种新的有效平台。

王洪燕， 全 康， 蒋燕灵， 吴加国， 唐修文 浙江大学学报， 2010， 39（1）： 30-36

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11Dumas M E， Barton R H， Toye A， Cloarec O， Blancher C， Rothwell A， Fearnside J， Tatoud R， Blanc V， Lindon J C， Mitchell S C， Holmes E， McCarthy M I， Scott J， Gauguier D， Nicholson J K Proc Natl Acal Sci USA， 2006， 103（33）： 12511-12516

核酸的化学本质篇（9）

中图分类号：Q176文献标识码：A文章编号：0439－8114（2011）10－2081-03

Effect of Bead Insertion on Amino Acid in Different Tissues of Pintada martensii

MA Xiao－tian1a，BAI Yang1a，LIU Juan－hua1a，MIAO Dong－liang1a，JI Li－li2，SONG Wen－dong1b

（1a．College of Food Science and Technology； 1b．College of Science， Guangdong Ocean University， Zhanjiang 524088， Guangdong，China；

2． School of Environmental Science and Engineering， Donghua University， Shanghai 201620， China）

Abstract： The effect of bead insertion on amino acid components in mantle， visceral mass and adductor muscle of Pintada martensii was analyzed by Amino Acid Automatic Analyzer． The results showed that ①The total amino acid of mantle， visceral mass and adductor muscle of P. martensii treated out bead insertion were（13．01±0．02）％， （10．87±0．06）％， （10．41±0．13）％， while of those with bead insertion were （11．31±0．01）％， （14．78±0．10）％ and （10．26±0．09）％， respectively． ②The content of Asp， Glu and Gly was higher than that of other amino acids． In mantle， except Ser， Met， Tyr and Phe，which had no significant change between those with or without insertion， the content of Thr，Val and Cys of shellfish without insertion was lower than that with insertition； while that of others were higher． In visceral mass， the content of amino acid was significantly lower（P＜0．05） in shellfish not treated by insertion except Cys and Pro． Meanwhile， in adductor muscle， Glu， Val， Ile and Lys of shellfish without bead insertion were significantly higher（P＜0．05）； as Gly and Ala was significantly lower； and the other amino acid had no difference．

Key words： Pintada martensii； bead insertition； mantle； visceral mass； adductor muscle； amino acid

马氏珠母贝（Pintada martensii），又称合浦珠母贝，属暖水性海洋贝类，主要分布在广东、广西和海南，是我国南方沿海地区的主要经济贝类［1］。其所产出的珍珠称南珠，粒大、圆润、光彩迷人，深受广大消费者喜爱，近年来市场需求也越来越大。随着人工插核育珠技术的成熟，已可成功培育优质珍珠。人工插核是先将珠核植入贝体，再往珠核上移植外套膜细胞小片，小片分裂增殖形成珍珠囊由分泌细胞分泌珍珠质，形成珍珠。马氏珠母贝是滤食性动物，靠闭壳肌开合进食。插核后，由于贝体产生排异反应，很可能会引起贝体基本组分的变化，插入的珠核可能被从创口中挤出来［2］，未被挤出的珠核则经过20 d休养期后，顺利分泌珍珠质。本文利用氨基酸自动分析仪，研究插核和未插核马氏珠母贝外套膜、内脏团和闭壳肌氨基酸组成和含量的变化，以期为珍珠的形成机制、改进插核技术及培育优质珍珠提供参考。

1材料与方法

1．1材料与仪器

材料：马氏珠母贝采自湛江徐闻养殖基地（200只），平均贝重（45±10）g，贝龄2年。取100只贝，当天进行插核手术，将经插核处理和未经插核处理的马氏珠母贝暂养20 d。海水取自湛江东海岛，砂滤；试验期间保持水温23～25 ℃，pH值8．12～8．35，盐度1．020～1．025（盐度不足可用海水晶调兑），24 h不间断充气，保持溶氧。投喂扁藻，每天2次，密度为8．5×105～1．1×106 cell／mL，上午9∶00换水，每天检查贝体3次，及时清除死贝，以免污染水质。暂养结束后，开壳后快速解剖，分离外套膜、内脏团和闭壳肌，清洗并装袋，－20 ℃冷冻备用。

仪器：日立L－8900氨基酸自动分析仪。

1．2试验方法

将样品解冻，匀浆，在80 ℃烘干至恒重。即得插核贝外套膜、内脏团和闭壳肌，未插核贝外套膜、内脏团和闭壳肌，共6组样品，每组样品每只贝3个重复。准确称取样品0．100 0 g，经6 mol／L HCl于110 ℃含氮气密封反应釜中水解20 h。

1．3氨基酸自动分析仪测定条件

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流动相：柠檬酸－柠檬酸钠缓冲液（pH＝2．2、3．5、5．5、7．0）；分析时间：30 min；反应柱柱温：135 ℃；分离柱柱温：52 ℃；缓冲液：流速1．200 mL／min；茚三酮：流速0．700 mL／min。每组样品重复确定3次，单个氨基酸相对标准偏差（RSD）小于10％（按照GB／T 5009．124－2003测定）。测定的结果以样品干重百分数表示，样品含量＝（测定数值／样品干重）×100％。

1．4数据统计

实验数据通过SPSS 13．0统计软件分析处理，利用配对t检验（Paired－Sample Test）检验插核前后外套膜、闭壳肌和内脏团氨基酸组成及含量的差异显著性。描述性统计值使用平均值±标准差表示，P＜0．05为具有显著性差异。

2试验结果

经L8900日立氨基酸自动分析仪检测，从插核和未插核马氏珠母贝外套膜、内脏团和闭壳肌中分别检出17种氨基酸，色氨酸已被破坏，其中酸性氨基酸2种，非极性氨基酸7种，必需氨基酸7种，半必需氨基酸2种，各氨基酸的含量见表1。从氨基酸组成来看，插核和未插核贝各部位氨基酸组成基本一致，均为Glu含量最高，Asp、Gly、Ala、Leu、Lys和Arg较为丰富，Cys、Met和His含量较低。从插核和未插核贝各部位的氨基酸含量来看：外套膜中，除Ser、Met、Tyr和Phe外，插核贝外套膜各氨基酸含量均与未插核贝差异显著（P＜0．05），插核手术使Asp、Glu、Gly、Ala、Ile、Leu、Lys、Arg、His和Pro含量降低，Thr，Val和Cys升高。闭壳肌中，除Cys和Pro外，插核贝各氨基酸含量均升高，且与未插核贝差异显著（P＜0．05）。而内脏团中，插核手术仅导致Gly和Ala显著升高（P＜0．05），Glu、Val、Ile和Lys降低（P＜0．05），未插核贝和插核贝其它各氨基酸含量变化不显著（P＞0．05）。从总氨基酸含量来看，插核贝闭壳肌中最高，其次为外套膜，插核手术导致马氏珠母贝外套膜氨基酸含量降低，闭壳肌氨基酸升高，内脏团略微降低。

3讨论

马氏珠母贝为海水珍珠贝，其氨基酸组成与淡水育珠蚌三角帆蚌、非育珠蚌毛蚶、黄螺、花蛤基本相同，含量与企鹅珍珠贝全脏器氨基酸含量［3］相似，低于淡水育珠蚌三角帆蚌［4］，高于非育珠蚌毛蚶、黄螺、花蛤等［5］。经氨基酸自动分析仪检测，未插核马氏珠母贝的3种组织中，闭壳肌氨基酸含量最高，其次为外套膜，这是由不同组织具有不同的生理功能造成的。这与段德麟［6］报道的虾夷扇贝中闭壳肌氨基酸含量最高一致。据小林新二郎［7］研究，闭壳肌由横纹肌和平滑肌组成，前者有贝壳的开闭运动，后者有闭壳作用，能保持一定程度的收缩和紧张状态，所以其蛋白质含量集中。外套膜是肌肉质，善于伸缩，有三层结构，外侧上皮组织、内侧上皮组织和结缔组织，外侧上皮细胞有很强的分泌能力，其分泌的粘液即为壳角蛋白的前体。由此可见，闭壳肌和外套膜是贝体储存和积累蛋白质的主要场所。

邱安东等［8］的研究表明：不同pH值可影响三角帆蚌外套膜珍珠质分泌，中性水体，合成和分泌旺盛，酸性和碱性水体，珍珠质分泌细胞合成和分泌能力减弱；不同pH还影响外套膜表面蛋白质含量，酸碱性水体中外套膜外表皮细胞内蛋白质最少。不同浓度硫酸铜对三角帆蚌外套膜也有不同程度的损害［9］。可见，外界刺激会影响贝体不同组织的功能。而马氏珠母贝经插核手术，造成贝体创口，降低了贝体新陈代谢、免疫力和外套膜分泌细胞的活力，其分泌能力也相应降低，致使外套膜氨基酸含量降低。插核后，贝体产生排核现象，增大闭壳肌的收缩性，王恒庆等［10］研究表明术后马氏珠母贝蛋白总含量增加。插核后，外套膜氨基酸含量降低，闭壳肌含量升高，内脏团基本未变。

珍珠层是由壳角蛋白和霰石形成的复合体，大量文献表明壳角蛋白可控制CaCO3晶体的生长［11－15］，外套膜对贝壳和珍珠的形成及质量有至关重要［7］。本研究显示插核手术导致外套膜氨基酸含量降低，其原因还可能是氨基酸被转运到内脏的初生珍珠囊或次生珍珠囊，进而转运到贝壳和珍珠中。石安静等［16］对三角帆蚌珍珠囊的形成研究表明：在休养期中30 d左右，可生成次生珍珠囊，分泌珍珠质。本文测得插核手术导致外套膜Glu、Asp和Gly显著降低，而研究中表明壳角蛋白富含Asp、Gly、Ser和Glu［17］，其可能在珍珠的可形成过程中起重要作用［18］。

马氏珠母贝氨基酸决定贝的营养水平，同时也影响贝壳和珍珠的形成及珍珠的质量。了解插核手术对马氏珠母贝各部位氨基酸组成和含量的影响，可为进一步理解贝体各组织的生理功能、培育优质珍珠及研究马氏珠母贝贝体和珍珠层间氨基酸转运提供参考。

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核酸的化学本质篇（10）

[Abstract]A comprehensive analytical method based on UFLCQTRAPMSMS was developed for the simultaneous determination of 15 kinds of amino acids and 12 kinds of nucleosides of three species in Termitomyces The separation was carried out on a Waters XBridge Amide column （21 mm×100 mm，35 μm） with gradient elution of mobile phase of 02% formic acid in water02% formic acid in acetonitrile at a flow rate of 06 mL・min-1， and column temperature was maintained at 30 ℃ The target compounds were analyzed by the positive ion multiple reaction monitoring （MRM） mode The principal component analysis（PCA） was made to standardized treatment for the comprehensive evaluation of different species in Termitomyces The 15 kinds of amino acids and 12 kinds of nucleosides multiple constituents showed good linearity （r>0997 3） in the range of the tested concentrationThe average recoveries ranged from 9514% to 1050%，and the relative standard deviations were less than 50% The comprehensive evaluation index obtained with PCA showed that the Termitomyces albuminosus was significantly higher than others in amino acids and in nucleosides， of which the T aurantiacus was the best The developed method with good repeatability and accuracy was suitable for the simultaneous determination of multiple functional substances，which provided a new basis for the comprehensive assessment and overall control of the quality of Termitomyces fungi

[Key words]Termitomyces； amino acids； nucleosides； simultaneous determination

u菌为担子菌亚门Basidiomycotina层菌纲Hymenomycetes伞菌目Agaricales离褶伞科Lyophyllaceae蚁巢伞属（原称鸡菌属）Termitomyces真菌鸡菌T. albuminosus （Berk） Heim的干燥子实体，是一类生于白蚁巢上的珍贵野生食药用菌。鸡菌属主要分布于非洲热带、亚洲热带、南太平洋岛屿和亚洲的亚热带地区，在我国主产于西南的云贵川，东南的福建和台湾等地，由于该菌与某些白蚁有互惠的共生关系，故其分布范围与大白蚁群Macrotermitinae的分布界限极为相近[17]。明代李时珍《本草纲目》[8]上就记载有“益胃，清神，治痔”的功效。现代研究表明，鸡菌具有抗氧化[9]、抗胃溃疡[10]、降血脂[11]、增强免疫功能[12]、镇痛抗炎[13]等药理作用。其不仅含有多糖、多酚等多种生物活性成分，还含有丰富的氨基酸、核苷等营养物质。

目前国内外对鸡菌功效物质研究主要集中于多糖、多酚等，核苷类成分尚未见报道，对于氨基酸的测定比较局限，大多需要经过衍生化处理，然而，大部分的衍生化法都具有衍生化试剂不稳定、操作繁琐、耗费时间以及产生副产物干扰测定等缺点[1415]。同时核苷类成分具有重要的生理功能，能够调节机体代谢功能，增强抗病能力，对肝脏、心血管及神经系统有重要的作用[16]。同时，近年来越来越多的研究证实人体内的某些氨基酸不仅作为蛋白质合成的底物原料，是人体生长发育必不可少的营养物质，也是神经递质、卟啉类化合物、聚胺类化合物合成的前体[17]。此外，氨基酸可用于分辨物质来源和保质期[1819]。

本实验通过高分离度快速液相色谱质谱联用（UFLCQTRAPMSMS）同时测定蚁巢伞属3种鸡中15种氨基酸和12种核苷类成分的含量，结合主成分分析（PCA）[2021]，能快速便捷了解不同品种的野生鸡中氨基酸和核苷的分布，为鸡资源的质量控制与合理开发应用提供了科学依据。

1材料

ABSciex QTRAP 5500三重四级杆线性离子肼串联质谱仪（美国ABSciex公司）；LC20A快速液相仪（配有DGU20A3在线脱气机、LC20ADXR泵、SIL20AXR自动进样器及CTO20AC柱温箱，日本Shimadzu公司）；KH500DB型数控超声波清洗器（100 kHz，昆山禾创超声仪器有限公司）；离心机（TGL16B，上海安亭科学仪器厂）；SArtorius BT125D电子天平（1/10万，德国赛多利斯公司）；ME36S型电子天平（1/100万，德国赛多利斯公司）。

15种氨基酸对照品甘氨酸（glycine，批号B21915），丙氨酸（alanine，批号B21911），丝氨酸（serine，批号B21932），脯氨酸（proline，批号B21914），缬氨酸（valine，批号B21936），苏氨酸（threonine，批号B21933），亮氨酸（leucine，批号B21925），天冬氨酸（aspartic acid，批号B21934），谷氨酸（glutamic acid，批号B21916），赖氨酸（lysine，批号B21922），甲硫氨酸（methionine，批号B21913），组氨酸（histidine，批号B21938），苯丙氨酸（phenylalanine，批号B21910），精氨酸（arginine，批号B21920），酪氨酸（tyrosine，批号B21924）。上海源叶公司，纯度均大于98%。

12种核苷类对照品尿嘧啶（uracil，批号100469200401），腺嘌呤（adenine，批号110886200001），次黄嘌呤（hypoxanthine，批号B20211），鸟嘌呤（guanine，批号140631200904），2′脱氧胞苷（dideoxycytidine，批号YSJ04024），胸苷（thymidine，批号1001182663），胞苷（cytidine，批号100982718），尿苷（uridine，批号887200202），2′脱氧鸟苷（dideoxyguanosine，批号1000943454），腺苷（adenosine，批号110879200202），肌苷（inosine，批号40669201104），鸟苷（guanosine，批号1001103046）。美国Sigma公司，纯度均大于98%。

水为超纯水，乙腈（色谱纯，德国默克公司），甲酸（色谱纯，德国默克公司）。

蚁巢伞属鸡类真菌编号及来源如下：S1鸡采自云南楚雄彝族自治州，为鸡菌T albuminosus的干燥子实体；S2灰鸡采自云南白族自治州，为灰鸡菌T eurrhizus （Berk） Heim的干燥子实体；S3黄鸡采自四川绵阳，为金黄鸡菌T aurantiacus Heim的干燥子体。

以上材料均经南京中医药大学陈建伟教授鉴定。

以上材料分别低温烘干并粉碎成细粉，过120目筛，放置干燥器中备用。

2方法与结果

21色谱条件色谱柱Water XBridge Amide （21 mm×100 mm，35 μm）；流动相水（含02%甲酸，A）乙腈（02%甲酸，B）；梯度洗脱0～25 min，15% A；25～5 min，15～50% A；5～7 min，50%A；7～8 min，50～15% A；8～11 min，15%A。柱温30 ℃，流速06 mL・min-1，进样量2 μL。

22质谱条件离子化方式电喷雾正离子（ESI+），多反应监测离子扫描模式（MRM）测定，主要质谱参数为气帘气（curtain gas）为35 psi（1 psi=6895 kPa），Gas1为55 psi，Gas2为55 psi，温度（TEM）为550 ℃，喷雾电压（ionspray pressure）为5 500 V，同时对检测离子对，去簇电压（DP）、碰撞能量（CE），进行优化，27种目标成分的质谱检测参数列于见表1。

23对照品溶液的制备精密称取甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、脯氨酸、缬氨酸、苏氨酸、亮氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、精氨酸、酪氨酸、尿嘧啶、腺嘌呤、次黄嘌呤、鸟嘌呤、2′脱氧胞苷、胸苷、胞苷、尿苷、2′脱氧鸟苷、腺苷、肌苷、鸟苷对照品适量，加纯水配制成8016，7 4736，4 9300，6012，8048，20 3200，9880，5 9400，4 0560，4 9400，9960，7904，9940，1 5904，2004，3 9360，784，9920，7380，497，800，6060，3 0480，990，3944，4064，5880 mg・L-1的对照品储备液。取各对照品储备液适量，加水定容至100 mL制成混合对照品溶液，并逐级稀释，得到一系列不同浓度的15种氨基酸和12种核苷类混合对照品溶液，4 ℃保存，备用。

24供试品溶液的制备精密称取干燥恒重过80目筛的鸡菌粉末1000 0 g，置于50 mL具塞锥形瓶中，加入20 mL超纯水，称重，室温下超声（100 kHz）提取60 min后取出，以超纯水补足失重，提取液12 000 r・min-1离心10 min，取上清液，使用时，稀释10倍，过022 μm微孔滤膜，供UFLCQTRAPMSMS分析。

25线性关系考察及检测限和定量限精密吸取23项下不同浓度系列对照品溶液及混合对照品储备液各2 μL，在21， 22项下色谱质谱条件测定，以对照品的峰面积（Y）对相应的质量浓度（X） 进行线性回归，得回归方程、相关系数和线性范围；按信噪S/N=3计算检测限（LOD），以S/N=10计算定量限，见表2，图1。

26方法学考察精密度试验：精密吸取一定浓度的混合对照品溶液，连续进样6次，测定各对照品峰面积，15种氨基酸和12种核苷对照品的峰面积相对标准偏差见表3。

重复性试验：精密称取S2灰鸡菌样品6份，每份1000 0 g，分别按24项下方法制备供试液，进样测定，15种氨基酸和12种核苷类成分的含量相对标准偏差见表3。

稳定性试验：取S2灰鸡菌样品供试品溶液，分别在0，2，4，8，12，24 h进样分析，15种氨基酸和12种核苷类成分峰面积的相对标准偏差见表3。

加样回收率试验： 精密称取已知含量S2灰鸡菌样品1000 0 g，分别精密加入高、中、低3 个水平的对照品适量，每个水平3份，共9份，按24项下方法制备加样回收供试品溶液，并按样品测定方法进行测定，计算回收率及相对标准偏差（RSD），

27样品测定将供试品溶液2 μL注入液相色谱质谱联用仪中，在21，22项下色谱质谱条件测定，根据线性关系计算样品中15种氨基酸和12种核苷类成分的含量。结果见表4，图2。

28PCA分析主成分分析（PCA）是一种降维或者把多个指标转化为少数几个综合指标的一种多元数理统计方法。本次研究将蚁巢伞属3种鸡的15种氨基酸含量和12中核苷含量分别应用SPSS 220分析软件进行主成分分析，数据经标准化处理后进行PCA。以特征值大于1，累积贡献率大于70%为提取标准，累积贡献率越大，可靠性越大。氨基酸和核苷分别得到2个主成分，见表5，其中氨基酸中前2个主成分累计贡献率达到100%，核苷中前2个主成分累计贡献率也达到100%，均都大于70%，说明前2个因子在反映不同品种蚁巢伞属鸡的内在质量起着主导作用，能客观反应不同品种蚁巢伞属鸡的内在质量，因此选前2个主成分进行分析。

因子载荷矩阵主要说明主成分在各变量上的载荷，载荷越高，越相关，见表6。在氨基酸中，谷氨酸、赖氨酸、组氨酸在PC1上有较高的载荷，说明PC1主要反映了谷氨酸、赖氨酸、组氨酸的信息；同理，PC2主要反映天冬氨酸、酪氨酸的信息。同理，在核苷中，PC1主要反映尿嘧啶、鸟嘌呤、尿苷、鸟苷的信息；PC2主要反应腺嘌呤、2′脱氧胞苷、胸苷的信息。前2个主成分基本包含了大部分成分的信息。

采用2个主成分对蚁巢伞属3种鸡进行质量评价。以各主成分因子得分与方差贡献率乘积之和相加，得出各何首乌加工品中各类成分总因子得分值F，以得分值F的大小评价各加工的优劣。

氨基酸线性组合表达式F=F1×0584 38+F2×0415 62；核苷线性组合表达式F=F1×0

其中F为综合得分，F1为第1个主成分，F2为第2个主成分，F3 为第3主成分。根据主成分的表达式可以计算出蚁巢伞属3种鸡综合得分排序，见表7。由综合得分可知，在氨基酸中S1，即鸡得分最高，S2，即灰鸡次之。在核苷中，S1，即鸡得分最高，S2，即灰鸡次之。

3讨论

31色谱质谱条件的优化查阅相关文献[2022]，大都采用甲醇、乙腈作橛谢相，且氨基酸和核苷类成分大多溶于水，偏碱性，因此选取了甲醇01%磷酸水溶液、甲醇5 mmol・L-1醋酸铵（含01% 冰醋酸）、 01%的甲酸水乙腈、02%甲酸水02%甲酸乙腈。结果表明，乙腈分离效果比甲醇好，且在水和乙腈中同时加入02%的甲酸可改善峰形，减少色谱峰拖尾，峰形较好，分离度高。因此本实验采用02%甲酸水02%甲酸乙腈为流动相。

32供试品制备方法的优化查阅相关文献[2325]，实验中对提取溶剂（水、70%甲醇）、液料比（1∶10，1∶20，1∶30，1∶40）、提取方法（回流、超声）及提取时间（20，40，60，80 min）进行了单因素考察。结果表明，以水为提取溶剂，液料比为1∶20，超声提取60 min，能提出更多的待测物。因此选择以水为溶剂，液料比1∶20，超声提取60 min。

33结果分析本实验结果见图2，由图2可知，蚁巢伞属3种鸡中氨基酸总含量差异较大，且S1>S2>S3；核苷总含量差异较氨基酸来说较小，

不过含量同样是S1>S2>S3。由表4可知，各品种中氨基酸和核苷类成分含量差异较大，蚁巢伞属3种鸡中氨基酸类成分中，以丙氨酸、丝氨酸、缬氨酸、苏氨酸、赖氨酸、精氨酸为主要成分，其中缬氨酸、苏氨酸、赖氨酸为人体内必需氨基酸。同理，在核苷类成分中，尿嘧啶、次黄嘌呤、鸟嘌呤、尿苷、鸟苷为主要成分。

结合PCA主成分分析综合评价，可知，在氨基酸中S1，即鸡得分最高，S2，即灰鸡次之，因此，若以氨基酸为评价指标，则S1质量最为好。同理，在核苷中，S1，即鸡得分最高，S2，即灰鸡次之，则以核苷为评价指标，S1质量最好。

本实验建立了UFLCQTRAPMSMS同时测定蚁巢伞属3种鸡中15种氨基酸和12种核苷的含量，比较了不同品种鸡中含量的差异，并通过PCA主成分分析进行综合评价，为进一步探索评价蚁巢伞属鸡中内在质量及控制提供依据，同时为扩大药用菌物资源提供借鉴。

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