师:同学们好!
生:老师您好!
师:请坐。课前视频向我们展示了猫科动物独特的魅力。大家知道世界上最大的猫科动物是哪一种吗?
生:老虎。
师:对,是东北虎。那大家常见的虎有哪些颜色呢?除了常见的颜色之外,其实还有我们称之为“白虎”“金虎”的老虎。这些老虎独特的毛色是如何形成的呢?让我们进入今天的学习。首先来看这个图片,你来从毛色上观察,两者之间有怎样的不同?哪不一样?
生:一个是白色,一个是黄色。
师:准确地说,两者的毛色在底色上有差异。研究发现,哺乳动物的毛色形成其实与色素相关。请大家阅读这个材料,思考二者在色素上又有怎样的差异。
生:如果是缺少这种色素,它应该还是有黄色呀。
师:所以准确来说,可能是无法合成褐黑色素。对此,我国科学家近期研究发现,无法合成褐黑色素的原因在于,老虎的一个关键转运蛋白SLC,它的氨基酸由丙氨酸突变成了苏氨酸。如果让你从基因表达的角度推测,觉得氨基酸突变的原因可能是什么?
生:可能是和对面那个……发生突变。
师:从基因表达的角度思考原因是什么呢?除了受环境影响,从基因表达看,是哪里发生了变化?我们想,氨基酸是由什么指导合成的?
生:氨基酸是由mRNA指导合成的,那有可能mRNA出现了异常。
师:mRNA是怎么形成的呢?
生:由DNA转录形成的。
师:请坐。有可能是mRNA或DNA出现了……如果说这个推测是正确的,我们首先来看一下,正常的丙氨酸,它对应的mRNA应该是GCC,那异常的苏氨酸,它对应的mRNA和DNA是什么样的呢?请大家查阅密码表思考。这位同学,你给大家讲讲你的查阅结果是什么。
生:DNA应该是……对应的DNA应该是CGA和GTA。
师:非常准确,请坐。通过测序发现,白虎的形成确实是由于这一对碱基发生了改变,从而使得SLC蛋白异常,最终形成了白虎。那如果说这样的一个基因发生了其他的改变,对应的SLC蛋白也会异常吗?请大家利用手中的材料,根据文件袋封面所示的改变,去模拟一下对应改变之后,它对应的mRNA、DNA和氨基酸序列。我们来请这个小组分析他们的结果,来讲讲。
生:就是……在原来的DNA上增添了一段TC,增添了之后,就导致后面的mRNA都发生了错误,然后导致mRNA指导合成的……后面这一大段的氨基酸都发生了不一样的改变。
师:分析得非常准确,小组合作也很好。也就是说,三者均发生了改变,蛋白质发生了异常。那我们来看一下第二种改变。这位同学,来给大家讲解一下你们所发现的过程。
生:我们研究缺失GC的时候,在第二个密码子缺失了GC之后,后面的密码子依次错位,所以到最后依次这样排列的话,每一个氨基酸都会产生改变。
师:非常好,也就是说每一个氨基酸也会发生改变,请坐。通过第二种改变,三者也会发生改变,蛋白质也会异常,那么生物的性状也发生了改变。那如果是第3种改变呢?
生:CG被替换成AT,我们通过查阅密码表发现,最后的氨基酸序列还是没有变,因为……氨基酸对应的多个密码子,在这两个密码子替换前和替换后的密码子,对应的都是同一种氨基酸。
师:非常准确。也就是说,虽然DNA和mRNA的序列发生了改变,但是蛋白质却没有发生改变,那么对应的性状也不会发生改变。以上大家所模拟的过程,我们把它称之为基因突变。那能不能给基因突变下一个定义,既体现突变的方式,又能体现它的结果?来说说你的思考。
生:……这是方式,那结果呢?结果就是导致蛋白质上的碱基发生改变。
师:蛋白质上的碱基发生改变,蛋白质一定发生改变吗?我们再说,但一定是什么一定变?三种情况中所有的都变了,对,DNA和mRNA一定发生了改变。所以我们说,基因突变是指DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换,导致基因的碱基序列发生改变,我们称之为基因突变。但问题随之而来,DNA独特的双螺旋结构和严格的碱基互补配对,不应该保证它的稳定性吗?怎么还会发生这样的改变呢?想要知道这个原因,请大家完成学案,结合相关知识思考。我们来看一下这位同学,他已经完成了,来给大家讲讲你的思考过程。
