孙学军
我们的教学内容缺点什么? 精选
2011-1-11 14:06
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标签:教育
 

在中学的生物学课程中,我们都学习过血红蛋白。在生物医学专业的《生理学》和《生物化学》课程中,血红蛋白又是一个非常重要的内容。在生理学课程中,重点介绍血红蛋白在运输氧气和二氧化碳中的重要生理作用,在生物化学课中,血红蛋白常作为蛋白质的典型代表讲解。

我个人关于血红蛋白的知识大概有:由四个亚基构成,分别为两个α亚基和两个β亚基;每个亚基含有一个血红素,可以携带一个氧气分子,血红蛋白在吸收氧气和释放氧气都存在协同效应(S曲线);结合氧气的能力不如肌红蛋白,并受到pH值等许多因素的影响。

最近第二次看了贾德霖的《创世纪的第八天:20世纪分子生物学革命》,这本书中重点描述了上个世纪发生在生命科学领域的几个具有革命性意义的重大发现,该书核心内容有三篇内容,分别是DNA双螺旋RNA的结构功能蛋白质的结构功能,本书最精彩部分的是关于DNA双螺旋结构的重大发现,其中第三篇关于蛋白质的结构和功能中围绕血红蛋白,以该蛋白的结构和功能研究为线索,详细介绍了一项长达半个世纪的精彩科学故事,看后感觉比过去几十年学到的关于血红蛋白的知识都要多,更重要的是可以通过了解科学家对这些知识的发现过程,能思考和理解发现这些知识背面故事,多位科学家发现这些知识所体现人格魅力和科学精神。强烈建议大家都好好看看这个书。看后有一些反思和思考:

反思一、在大学研究生期间从没有那个教授推荐过这个书,这本书对生物医学的本科生,至少是研究生应该是必读书,通过阅读这本书,不仅能增长知识,更能学习科学精神和科研方法。所以没有人推荐,或者是没有读,或者是认为没有必要,至少与考试没有关系。更可能的原因是虽然这个书英文版1978年出版,可中文2005年才出版。

反思二:书中的许多知识在我们的教科书和课堂中鲜有体现,感觉我们的书在精炼和知识性上比较注意,但对知识的关联性,知识的历史性很少涉及。例如,我看到本书关于血红蛋白的描述中,对脱氧血红蛋白和氧合血红蛋白中铁的状态为什么不同有了更深的理解,知道了用于脑功能成像中为什么可利用脱氧血红蛋白和氧合血红蛋白磁性质不同的原因。我还学习到,人类的一个红细胞中有2.8亿个血红蛋白分子,什么是X衍射等知识。

思考一:血红蛋白携带氧气的方式非常精巧但也非常低效率,一个血红蛋白的分子量是67000,但只能携带4个氧气分子(128),也就是说运输工具的重量是货物的500倍,这类似于用一个25吨的大卡车运输一个50公斤的人。为什么自然界进化出一个如此低效率的运输氧气的设备?

思考二:蛋白分子活性中心的特点是有一个疏水口袋,这个口袋有没有可能作为疏水物质,如一些有机小分子和气体分子的临时藏身部位。这种情况如果存在,是否一些气体麻醉剂的麻醉原理与此有关系。

注:两年前当我看第一遍的时候也非常兴奋,甚至有“读君一本书,胜上十年学”意味。但因为书中有许多陌生的人名,作者的写作思路有时候并不是按照故事发生的先后线索,许多是根据采访者的访谈,虽然非常客观真实,但有一些地方的显得比较混乱。现在再看一遍,感觉好多了。

扩展阅读:血红蛋白是人和动物红细胞中的功能分子,按照一般教材的定义:血红蛋白是一组红色含铁的携氧蛋白质。存在于脊椎动物、某些无脊椎动物血液和豆科植物根瘤中。人血红蛋白由2对珠蛋白组成四聚体,每个珠蛋白(亚基)结合1个血红素,其亚铁离子可逆地结合1个氧分子。血红蛋白的氧解离曲线呈S形,提示亚基之间存在正协同作用。

血红蛋白是高等生物体内负责运载氧的一种蛋白质。人体内的血红蛋白由四个亚基构成,分别为两个α亚基和两个β亚基,在与人体环境相似的电解质溶液中血红蛋白的四个亚基可以自动组装成α2β2的形态。血红蛋白的每个亚基由一条肽链和一个血红素分子构成,肽链在生理条件下会盘绕折叠成球形,把血红素分子抱在里面,这条肽链盘绕成的球形结构又被称为珠蛋白。血红素分子是一个具有卟啉结构的小分子,在卟啉分子中心,由卟啉中四个吡咯环上的氮原子与一个亚铁离子配位结合,珠蛋白肽链中第8位的一个组氨酸残基中的吲哚侧链上的氮原子从卟啉分子平面的上方与亚铁离子配位结合,当血红蛋白不与氧结合的时候,有一个水分子从卟啉环下方与亚铁离子配位结合,而当血红蛋白载氧的时候,就由氧分子顶替水的位置。

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