對一種蛋白質(zhì)分子量計算方法的思考

摘要：蛋白質(zhì)是重要的生物大分子，是生命活動的主要承擔者。在蛋白質(zhì)分子量計算教學中，圍繞蛋白質(zhì)脫水縮合反應，我們對其計算原理展開了深度教學。數(shù)十年的教學實踐，教師為學生們總結(jié)出了一套高效的計算公式。但在一次師生交流活動中，一位學生的“特殊算法”引起了我的教學反思。

關(guān)鍵詞：蛋白質(zhì)；分子質(zhì)量；教學反思

長期以來，教師向?qū)W生們灌輸?shù)牡鞍踪|(zhì)分子量計算公式為：蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=氨基酸相對分子質(zhì)量總和-失去水分子的相對分子質(zhì)量總和=氨基酸的平均相對分子質(zhì)量×氨基酸個數(shù)-（氨基酸總數(shù)-肽鏈數(shù)）×水的相對分子質(zhì)量。但有學生突發(fā)奇想，提出蛋白質(zhì)的分子量計算可以采取其他思路，且最終計算結(jié)果與教材一致。

一、 課堂再現(xiàn)

師：蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者，在蛋白質(zhì)分子量計算的教學中，我們已知蛋白質(zhì)中，肽鏈數(shù)m、氨基酸個數(shù)n、氨基酸平均相對分子質(zhì)量a，對蛋白質(zhì)分子量展開計算。

生：在氨基酸脫水縮合生成蛋白質(zhì)的過程中，生成肽鍵的個數(shù)是n-m，則在此過程中脫去的水分子數(shù)為n-m個。結(jié)合水分子的相對分子質(zhì)量，對應減少的分子量為18（n-m）。此時，從整體思維出發(fā)，氨基酸脫水縮合后形成的蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量為an-18（n-m）。

講解至此，班上同學紛紛表示贊同。上述方法從蛋白質(zhì)形成過程出發(fā)，通過對該過程的分析，利用減少的水分子的質(zhì)量，得到了最終的蛋白質(zhì)分子質(zhì)量。整個過程合情合理，得到了所有人的贊同。就在此時，班上有位平時較為活躍的學生提出，他利用不同的思路，同樣可以得到這樣的計算方法。

生：采用公式am+（n-m）×（a-18），在經(jīng)過化簡后同樣可以得到蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量為an-18（n-m）。

師：既然你這樣列公式，肯定有你自己的想法，能不能向同學們講解一下？

生：在蛋白質(zhì)合成過程中，若是從每條肽鏈的角度出發(fā)，將每條肽鏈的首尾兩個氨基酸視為未發(fā)生脫水縮合的氨基酸。則剩下的n-m個氨基酸在合成蛋白質(zhì)的過程中可以視為各自失去一分子水，它們的相對分子質(zhì)量為（n-m）×（a-18）。加上每條肽鏈上視作未失水的氨基酸個數(shù)，蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量是am+（n-m）×（a-18），簡化后與an-18（n-m）相同。

二、 分析“特殊算法”

在課堂上，我一時之間還未能夠?qū)⒃搶W生的思路理解清楚，加之課堂時間有限，我在課后又對該生的思路進行了深入分析。結(jié)合蛋白質(zhì)合成過程的示意圖，我對該生的思路頓時豁然開朗。與傳統(tǒng)思維相比，該生從蛋白質(zhì)合成的整體性角度，巧妙創(chuàng)新。

如圖所示，我選取了一條肽鏈結(jié)構(gòu)進行研究。首先，在氨基酸脫水縮合形成肽鍵的過程中，參與反應的氨基與羧基來自于同一個碳原子。正如該學生而言，我們將首尾肽鏈的結(jié)構(gòu)進行分析，肽鏈首端可以視為未參與脫水縮合的氨基、肽鏈，尾部可以視為未參與脫水縮合的羧基。如此一來，從整體思維角度出發(fā)，可以視為該肽鏈中只有一個氨基酸未發(fā)生脫水縮合反應，剩下的氨基酸發(fā)生了脫水縮合反應，各失去一分子水。最后，再從m條肽鏈的角度出發(fā)，即有m個氨基酸未發(fā)生脫水縮合的氨基酸。相對的，剩下的n-m個氨基酸均發(fā)生了脫水縮合反應，各自失去一個水分子。綜上可知，蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量是am+（n-m）×（a-18），即an-18（n-m）。

三、 習題驗證

例：若組成蛋白質(zhì)的氨基酸的平均分子量是130，那么一個由4條肽鏈共280個氨基酸所組成的蛋白質(zhì)，其分子量為多少？

解法1：根據(jù)該學生的“特殊算法”，在該四條肽鏈中，一共有280個氨基酸。其中，從肽鏈整體角度，有4個氨基酸可以視為未發(fā)生脫水縮合反應，即未失去水分子。那么相對的，剩下的276個氨基酸各自失去一個水分子，那么該蛋白質(zhì)的分子量可以表示為：未失水的氨基酸個數(shù)×氨基酸質(zhì)量+失水的氨基酸個數(shù)×（氨基酸質(zhì)量-水分子質(zhì)量），是4×130+（280-4）×（130-18）=31432。

解法2：若是從常規(guī)思維出發(fā)，發(fā)生脫水縮合反應后蛋白質(zhì)的分子量可以表示為：氨基酸總質(zhì)量-脫去的水分子質(zhì)量。則由280個氨基酸組成的4條肽鏈中，發(fā)生脫水縮合反應，失去的水分子數(shù)量為280-4=276。最終可得蛋白質(zhì)的分子質(zhì)量為280×130-276×18=31432。

所謂條條大路通羅馬，無論是從失去水分子角度思考，還是從兩類氨基酸加成角度思考，都能夠得到最終的正確答案。從解答的難易程度和復雜程度上，兩者幾乎差不多，只是換了一個思維角度而已，都達到了解題的目的。

四、 反思

該生提出的“特殊算法”受到了同學的質(zhì)疑，很多學生的理解是：明明教師講解得已經(jīng)十分透徹了，為何還要去鉆牛角尖，把老師上課講的理解透徹不就可以了嗎？甚至當時我自己也有這樣的感覺，為何非要標新立異呢？對此，我進行了深入的反思，得到以下三點認識：第一，作為人民教師，墨守成規(guī)、因循守舊，以為長期以來教授給學生們的就是正確的，盲目信仰教學案。第二，學生的創(chuàng)新性思維是無比重要的，傳統(tǒng)教育存在應試缺陷，但作為教師，激發(fā)學生課堂熱情，鼓勵學生創(chuàng)新思考是一種極為重要的課堂手段。第三，無論授課還是習題訓練，都不能限制學生思維，多種途徑解答必須倡導，因為只有學生對知識的理解透徹了，他們才會從中收獲學習的樂趣。

作者簡介：

李麗娟，云南省富源縣勝境中學。endprint