DSE 生物｜基因表達與蛋白質合成備課指引（導師用）｜轉錄翻譯流程、密碼子計算與四個常見錯誤

2026-11-05

學生多數背得出「DNA 之後係 RNA 之後係蛋白質」，但一問「900 個鹼基的 mRNA 有幾個氨基酸」就亂除，又把「基因突變一定會換氨基酸」當定律。這一堂用一條先轉錄、後剪接的實際序列，把轉錄、加工、翻譯與突變的後果逐格算清。

本堂目標　學生能夠：①由 DNA 模板鏈寫出 mRNA（A 配 U、T 配 A），並講出轉錄在細胞核內進行、DNA 聚合酶與 RNA 聚合酶的分工；②把 1200 個鹼基的前體 mRNA 剪去 300 個內含子後，換算成 900 個鹼基、300 個密碼子、299 個氨基酸與 298 個肽鍵，並解釋為何要扣掉終止密碼子；③分辨 silent、missense、nonsense 與 frameshift 四類突變，講出哪一類幾乎一定令蛋白質失去功能。

01　先備知識（開課前 3 分鐘快檢）

以下任何一項未過關，本堂就會卡住，先補該項：

技能	快檢題	過關標準
DNA 結構與鹼基配對	A 同 T 之間有幾多條氫鍵？G 同 C 呢？	A-T 兩條、G-C 三條，配對規則背得熟
中心法則	遺傳信息由邊種分子傳去邊種分子？	DNA 轉錄成 RNA、RNA 翻譯成蛋白質，次序不出錯
細胞器分工	核糖體在哪裡？由什麼組成？	游離或附在粗糙內質網，由 rRNA 與蛋白質組成

02　課堂流程（60 分鐘）

時間	環節	導師做什麼	學生做什麼
0–6 分鐘	先備快檢	抽問氫鍵數目、中心法則次序、核糖體位置	口頭答，答錯的寫在黑板角落
6–22 分鐘	第一幕：轉錄	示範由模板鏈寫 mRNA，強調 U 取代 T	逐個鹼基填寫，互相核對
22–36 分鐘	第二幕：RNA 加工與翻譯	剪去 300 個內含子，再逐個密碼子讀	數密碼子、數氨基酸、數肽鍵
36–48 分鐘	第三幕：突變	代入、缺失、插入三種改動逐個試	講出每種改動對蛋白質的後果
48–56 分鐘	題型演練	四類計算題各做一題，計時	獨立完成，交換批改
56–60 分鐘	離場檢查	收回三題，即場對答案	閉書作答

03　講解腳本（照著說就可以）

第一幕：第一幕：轉錄是把 DNA 抄成 RNA，不是複製 DNA

先在黑板畫一段模板鏈 TAC GGA TTC，叫學生寫出 mRNA。八成會寫出 ATG CCT AAG，因為把 DNA 複製的規則搬了過來。即刻糾正：RNA 用尿嘧啶取代胸腺嘧啶，所以 A 對的是 U，不是 T；而 T 對的是 A。
第二個要講清的是「模板鏈」三個字。DNA 有兩條鏈，只有模板鏈會被讀，另一條叫編碼鏈，它的序列與 mRNA 相似（只是 T 換成 U）。用一條鏈示範兩次：讀錯鏈，整段 mRNA 就完全相反，蛋白質一定錯。
第三點是位置與酵素：轉錄在細胞核內進行，由 RNA 聚合酶負責，它解開雙螺旋、接上互補的核糖核苷酸，速率大約每秒 40 個核苷酸，所以一條 900 個鹼基的 mRNA 約需 22.5 秒完成。常見誤解框：轉錄不是「把整條染色體抄一次」，只有需要表達的那個基因會被抄。

要求學生複述：RNA 用 U 不用 T，只讀模板鏈，轉錄在細胞核內由 RNA 聚合酶做。

第二幕：第二幕：先剪接，再三個鹼基一組去讀

把前體 mRNA 寫成 1,200 個鹼基，其中 300 個是內含子。學生第一反應是「1,200 除以 3」，要他們先剪：1200 減 300 得 900 個鹼基的成熟 mRNA，內含子不參與翻譯，這個「剪」的動作在細胞核內完成，之後 mRNA 才經核孔出去。
再除：900 除以 3 得 300 個密碼子。關鍵一步是扣終止密碼子——終止密碼子不編碼氨基酸，只叫核糖體停止，所以氨基酸數是 300 減 1 等於 299；肽鍵數是氨基酸數減 1，等於 298。三個數字要一齊寫在黑板，讓學生看見「鹼基、密碼子、氨基酸、肽鍵」是四個不同的量。
順手講密碼子的規模：4 個鹼基的三位組合共 64 種，其中 3 種是終止信號，約佔 4.69%；氨基酸只有 20 種，所以多個密碼子對應同一種氨基酸，叫簡併性。AUG 既是起始密碼子又編碼甲硫氨酸，這個雙重身分必考。
常見誤解框：把「密碼子」與「反密碼子」調轉。密碼子在 mRNA，反密碼子在 tRNA，兩者互補。

要求學生複述：先剪內含子，三個鹼基一個密碼子，扣掉終止密碼子才是氨基酸數。

第三幕：第三幕：突變不一定換氨基酸，但框移幾乎一定毀掉蛋白質

把四類突變併成一張對照：silent（沉默）換了鹼基但氨基酸不變，因為密碼子有簡併性；missense（錯義）換了一個氨基酸，蛋白質可能仍部分有效，例如血紅蛋白的鐮刀型突變；nonsense（無義）把一個氨基酸密碼子變成終止密碼子，蛋白質被截短；frameshift（框移）由插入或缺失非三的倍數個鹼基造成，之後所有密碼子全部讀錯。
用具體例子操作：模板鏈對應的密碼子由 GGU（甘氨酸）改成 GAU（天門冬氨酸），是 substitution 造成的 missense；若插入一個 A，由插入點起整段序列移位，這才是 frameshift。強調框移為何最嚴重：不是改一個字，而是由那一點開始全部改，通常很快遇到終止密碼子，蛋白質短且無功能。
收尾問一句「點解 silent 突變都算突變？」答案是 DNA 序列真的變了，只是表現型看不到，這種突變仍可遺傳，也是基因多樣性的來源。這條問題能分辨學生是背答案還是理解。

要求學生複述：沉默不改氨基酸、錯義改一個、無義變終止、框移由那一點起全錯。

04　必教題型與步驟

題型	例子	步驟	答案
轉錄寫序列	模板鏈 TAC GGA TTC，寫出 mRNA	① 逐個鹼基配對 ② A 配 U、T 配 A ③ 由 5′ 到 3′ 順序寫	AUG CCU AAG
鹼基換算	1200 個鹼基、300 個內含子，求氨基酸數	① 剪內含子 ② 除以三 ③ 扣終止密碼子	900 個鹼基、300 個密碼子、299 個氨基酸
突變分類	GGU 變成 GAU 屬哪一類	① 比對前後密碼子 ② 看氨基酸有無改變 ③ 判定類別	missense，換了一個氨基酸
框移推算	在第三個鹼基後插入一個 A	① 由插入點重新分組 ② 逐組查表 ③ 找第一個終止密碼子	由插入點起全部密碼子改變，肽鏈提早結束

合理性檢查（一定要教）：答完先問「合理嗎」：氨基酸數一定少過密碼子數（299 對 300），因為要扣終止密碼子；肽鍵數一定少過氨基酸數（298 對 299），因為 n 個氨基酸連成 n 減 1 條鍵。若學生算出氨基酸多過密碼子，就是忘了除以三；若肽鍵等於氨基酸，就是漏了減一。另做一個量級檢查：64 種密碼子對 20 種氨基酸，平均每個氨基酸約有三個密碼子，若學生答「64 種氨基酸」就是把密碼子數當成氨基酸種類數。

05　獨立練習三題

題目	答案	想觀察什麼
前體 mRNA 有 1200 個鹼基，內含子佔 300 個，求成熟 mRNA 的鹼基數、密碼子數與氨基酸數。	900 個鹼基、300 個密碼子、299 個氨基酸	有無先剪內含子、有無扣終止密碼子
模板鏈為 TAC GGG CCA，寫出 mRNA 與對應的三個氨基酸（GGG 為甘氨酸、CCA 為脯氨酸）。	AUG CCC GGU，即甲硫氨酸、脯氨酸、甘氨酸	A 有無正確配成 U
若第 6 個鹼基由 G 變成 A，mRNA 由 CCC 變成 CCA，氨基酸是否改變？	不變，兩者都是脯氨酸，屬 silent 突變	有無用簡併性解釋而不是猜

06　學生常見錯誤與糾正句

錯誤	學生通常這樣寫	導師這樣說
把 RNA 也寫 T	mRNA 寫成 ATG CCT AAG	RNA 用 U 唔用 T，見到 T 就即刻圈起佢。
忘記剪內含子	直接用 1200 除以 3 得 400 個密碼子	內含子唔會出去細胞質，要先剪走，用成熟 mRNA 的數去計。
氨基酸數等於密碼子數	答 300 個氨基酸	最後一組係終止密碼子，唔編碼氨基酸，所以要減一。
所有突變都當有害	答「任何突變都會令蛋白質失效」	沉默突變唔改氨基酸，錯義有時仍保留部分功能，講清楚程度。

07　家課建議（直接指到練習卷題號）

本章重做　重做練習三題（第 1–4 題），每題寫出鹼基、密碼子、氨基酸三個數字
生物科章節索引　揀「遺傳與分子生物」一章，做卷內第 3 題並畫出轉錄與翻譯的流程圖
自製密碼子表　由 64 個密碼子中標出 3 個終止密碼子與 AUG，寫出各自的用途

08　離場檢查（最後 5 分鐘）

題目	答案	判定
mRNA 中哪個鹼基取代了 DNA 的 T	尿嘧啶 U	答 T 即重講第一幕
300 個密碼子有幾個氨基酸	299 個	答 300 即重講第二幕
哪類突變由非三倍數的插入造成	框移突變	答錯即重講第三幕

09　導師常問

為何要分前體 mRNA 與成熟 mRNA？

真核細胞的基因含內含子，轉錄出來的前體 mRNA 要先剪接，才能出核並翻譯。

一個氨基酸可以有幾個密碼子？

最多六個，這種簡併性令部分鹼基改變不會影響氨基酸。

原核細胞也有剪接嗎？

一般沒有內含子，轉錄與翻譯幾乎同時進行，所以 mRNA 壽命很短。

立即免費搵導師導師登記 →

本頁為 TutorZone 導師備課指引，內容由 TutorZone 團隊編寫；題目與流程為原創，並非任何學校或出版社的教材。