学生识背“DNA → RNA → 蛋白质”,但一问“300 个碱基等于几个氨基酸”就开始除 4。这一堂用三个固定步骤把整个流程变成可检查的算式。
本堂目标 学生能够:① 用碱基互补规则由 A 的比例推出其余三种碱基比例;② 讲出转录与翻译各自在哪里进行、用什么模板;③ 由基因长度算氨基酸数与蛋白质约略分子量,并分辨三种突变的后果。
01 先备知识(开课前 3 分钟快检)
以下任何一项未过关,本堂就会卡住,先补该项:
| 技能 |
快检题 |
过关标准 |
| 百分比 |
A 占 30%,其余三种合共占多少 |
70% |
| 碱基互补 |
A 配什么、G 配什么 |
A–T、G–C |
| 除数与单位 |
300 ÷ 3 等于多少 |
100 |
02 课堂流程(60 分钟)
| 时间 |
环节 |
导师做什么 |
学生做什么 |
| 0–8 分 |
结构回顾 |
DNA 双螺旋、四种碱基、氢键数目 |
画出 A–T、G–C 配对 |
| 8–22 分 |
碱基比例 |
A=T、G=C,用总数 100% 减 |
算出 G = 20% |
| 22–36 分 |
转录 |
在细胞核,以 DNA 模板股造 mRNA |
写出一段互补 mRNA |
| 36–50 分 |
翻译 |
在核糖体,每 3 个碱基一个氨基酸 |
算出 100 个氨基酸 |
| 50–56 分 |
突变 |
替换、插入、缺失三种后果 |
判断哪种影响最大 |
| 56–60 分 |
离场检查 |
三题收回即批 |
独立完成 |
03 讲解脚本(照着说就可以)
第一幕:碱基比例:一条减法就够
DNA 双链中 A 一定等于 T,G 一定等于 C。A 占 30%,T 也是 30%,余下 40% 由 G 与 C 平分,所以 G = C = 20%。
若题目讲的是“单链”,同一条规则不成立,只可以讲“这条链的 A 等于对面链的 T”。
要学生计:若 G 占 22%,A 占多少(56% 的一半,即 28%)。
第二幕:转录与翻译:分开两个地点讲
转录在细胞核:DNA 的模板股按互补规则造出 mRNA(A 对 U、T 对 A、G 对 C、C 对 G)。翻译在细胞质的核糖体:mRNA 每 3 个碱基为一个密码子,对应一个氨基酸,tRNA 带来氨基酸。
所以 300 个碱基的编码区 = 300 ÷ 3 = 100 个密码子 = 100 个氨基酸。终止密码子不带氨基酸,实际数目会少一个,题目通常讲“最多”。
要学生讲:为何是除 3 而不是除 4(碱基有四种,但密码子是三位一组)。
第三幕:突变:替换、插入、缺失
替换只影响一个密码子,可能无影响(同义突变)、可能换一个氨基酸(错义)、也可能提早终止(无义)。插入或缺失会令之后所有密码子移位(移码突变),影响通常大得多。
一个 100 个氨基酸的蛋白质,平均每个氨基酸约 110 Da,分子量约 11,000 Da。细胞分裂方面,分裂 10 次由 1 个细胞得 2¹⁰ = 1,024 个。
提醒:题目问“对蛋白质影响最大”,答案一定是移码突变,不是替换。
04 必教题型与步骤
| 题型 |
例子 |
步骤 |
答案 |
| 计算 |
A 占 30%,求 G |
A=T、G=C,总和 100% |
20% |
| 计算 |
300 个碱基的编码区有几个氨基酸 |
碱基数 ÷ 3 |
100 个 |
| 流程 |
写出转录的互补 mRNA |
A→U、T→A、G→C、C→G |
逐个碱基对照 |
| 判断 |
哪种突变影响最大 |
比较是否移位 |
插入或缺失 |
合理性检查(一定要教):A 与 T 必须相等、G 与 C 必须相等,四者相加一定 100%;若算出 A + T + G + C ≠ 100%,多数是只减了一次。氨基酸数一定要是整数,300 ÷ 3 = 100 刚好整除,若题目给 301 个碱基,就要答“100 个,余 1 个碱基不成密码子”。
05 独立练习三题
| 题目 |
答案 |
想观察什么 |
| DNA 中 C 占 18%,求 A 的百分比 |
32% |
先算 G = 18%,再平分余数 |
| 300 个碱基最多得几个氨基酸 |
100 个 |
除以 3 |
| 插入一个碱基属于哪类突变 |
移码突变 |
看是否移位 |
06 学生常见错误与纠正句
| 错误 |
学生通常这样写 |
导师这样说 |
| 把单链比例当双链 |
答“单链 A 30% 所以 T 30%” |
“同一条链没有配对,要看对面链。” |
| 除 4 不除 3 |
答 75 个氨基酸 |
“密码子系三位一组,除 3。” |
| 转录翻译地点调转 |
答“翻译在细胞核发生” |
“转录在核,翻译在质。” |
| 忽略终止密码子 |
答“一定刚好 100 个氨基酸” |
“讲‘最多’才啱,终止密码子不带氨基酸。” |
07 家课建议(直接指到练习卷题号)
08 离场检查(最后 5 分钟)
| 题目 |
答案 |
判定 |
| DNA 中 G 占 22%,A 占多少 |
28% |
三题全对=可进基因工程 |
| 300 个碱基最多几个氨基酸 |
100 个 |
错一题=下堂前重讲密码子 |
| 缺失一个碱基的后果 |
移码突变 |
错两题以上=回到第一幕 |
09 导师常问
要背遗传密码表吗?
DSE 通常提供密码子表,重点是识用三位一组去查,不是死背 64 个。
mRNA 的 T 去哪里了?
RNA 用 U 取代 T,所以 DNA 的 A 对应 mRNA 的 U。
同义突变算不算突变?
算,DNA 序列改了,只是氨基酸不变,表现型通常不受影响。
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