IB 生物学实验探究/生命化学/蛋白质合成跑词游戏

蛋白质合成跑词游戏

教学目标

• 通过学生建模和竞赛，介绍/巩固转录/翻译过程（标准级别）。成功的关键在于学生对该主题的理解。

任务结果: 通过此活动，学生将能够

• 转录和翻译一个含有 10 个氨基酸的多肽链

• 作为该过程的一部分，以小组的形式构建多肽模型。

• 描述错误（例如碱基替换）对最终产物的影响

所需时间

• 如果用于巩固，则需要 15 分钟；如果用于教学，则需要 30 分钟。

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介绍

在此活动中，学生将以三人一组的形式合作，转录一段 DNA 序列并将其翻译成多肽链。如果解释清楚，这项挑战很简单；但如果没有解释清楚，就会令人头疼。它可以作为巩固 SL 蛋白质合成的总结，也可以作为一项具有挑战性的教学任务。

材料和设备

说明图片。首先移除答案！

（每三人一组）

• 乐高积木、珠子或类似的物品（5 种颜色，每种颜色 6 块）

• 遗传密码图片（此处包含） - 每组一份

• 说明图片，投影在白板上（切断 DNA、mRNA 和 A.A. 序列）

• 笔和草稿纸

• 海报，由 DNA 序列组成，三联体之间没有空格。

• 正确的答案，写下来或拍照片以供检查

其他所需资源

• 课本或学习指南

说明

遗传密码

• 将班级分成三人一组

• 在走廊上张贴一张大的 DNA 序列海报（无空格）（TCTCAACAATACCGAGCCCTTGCGTCTGCTGCACAATCCACTGCACGA）

• 在教室里为每组设置一张桌子，桌子里面放一套积木。

• 为每个玩家分配角色

• • 玩家 1 = RNA 聚合酶
    • 工作：阅读海报，将 DNA 序列转录成 mRNA 密码子，跑进教室，交给玩家 2。

• • 玩家 2 = tRNA
    • 工作：将密码子翻译成氨基酸，并大声喊出氨基酸序列。需要遗传密码表。

• • 玩家 3 = 大核糖体亚基
    • 工作：听序列，抓取正确的积木并按顺序排列。

• 规则
  • 玩家 1 不能帮助玩家 2，玩家 2 不能帮助玩家 3
  • 第一个完成的队伍必须大声喊出“停止”
  • 队伍不能“编辑”他们最终的模型

• 评分
  • 第一个完成的队伍 = 100 分
  • 第二个 = 90 分
  • 第三个 = 80 分，依此类推……
  • 氨基酸序列中的每个错误扣 10 分。
  • 得分最高的队伍获胜（不一定是速度最快的队伍）

• 如果这项任务是第一次用于教学，则需要为小组提供文本，他们应该共同计划他们的策略，并确保所有成员在开始奔跑之前都理解。

• 解决方案
  • DNA 序列为 TCTCAACAATACCGAGCCCTTGCGTCTGCTGCACAATCCACTGCACGA。
  • 它有 48 个碱基，但只编码 10 个氨基酸。
  • 转录必须从“起始”密码子开始：TCTCAACAA TACCGAGCCCTTGCGTCTGCTGCACAATCCACT GCACGA
  • 它必须在“终止”密码子（ACT）处结束
  • mRNA 序列为：AUG - GCU - CGG - GAA - GCG - AGA - CGA - CGU - GUU - AGG - UGA
  • 这将得到以下氨基酸：MET - ALA - ARG - GLU - ALA - ARG - ARG - ARG - VAL - ARG - STOP

安全/风险评估

• 清除障碍物

• 保持秩序，如有必要，强制学生步行

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进一步调查的思路

• 为一支队伍提供一个备用版本的 DNA 序列：TCTCAACAATACCGAGCCCATGCGTCTGCTGCACAATCCACTGCACGA

• • 在这个版本中，基因中的第四个三联体从 'CTT' 变成了 CAT

• • 这代表了碱基替换突变，导致的氨基酸将从 'glu' 变为 'val'

• • 使用这种突变来介绍/讨论碱基替换突变，并参考镰状细胞性贫血。

• • 学生能自己发现错误的来源/结果吗？

• 如果小组忘记从“起始/MET”密码子开始，则讨论这个错误

• 对于 HL 学生，讨论碱基缺失或移码突变的影响。如果他们在 mRNA 中发生了由于碱基缺失或插入引起的错误，这些错误可能很明显。

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来源和参考文献

• 遗传密码图片来自未知来源 - 如果知道来源，请更正

• 说明图片由史蒂夫·泰勒制作