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2.3 突變

任務簡報:有些人天生對牛奶中的乳糖過敏,有些人則天生對某些藥物反應異常,這些現象背後,有可能是基因上的「突變」造成。準備好了嗎?跟著步驟動手探究,一關一關破解它!

小欣老師
1讀故事情境先進入狀況
2動手玩實驗先看步驟再操作
3記錄與闖關填數據、答問題
4自我驗證最後回頭打勾⭐
1

情境引導

小惠同學
🧭 探險情境

有些人天生對牛奶中的乳糖過敏,有些人則天生對某些藥物反應異常,這些現象背後,有可能是基因上的「突變」造成。突變並不一定是壞事,有時它是生物進化的重要來源。這一節,我們要用互動模擬工具,親自修改 DNA 序列,觀察突變如何影響蚋白質的合成。

2

實驗工作站:其他

先把 5 個步驟讀完,再動手做!

💻 電腦版:同一個框框裡,左邊讀步驟、右邊做實驗,實驗畫面會一直陪著你。📱 手機版:先讀步驟,往下就是實驗艙。

🧑‍🏫 操作指導語(請依序完成)

小欣老師
  1. 1

    進入模擬後,觀察一段原始的 DNA 序列以及它所合成的蚋白質。

  2. 2

    點選單一核苷酸,嘗試進行「取代」(換成另一個碱基),觀察蚋白質合成結果是否改變。

  3. 3

    嘗試「插入」或「刪除」一個碱基,觀察後續所有密碼子是否發生移位、導致蚋白質大幅改變。

  4. 4

    比較三種突變(取代、插入、刪除)對蚋白質影響的嚴重程度,並記錄於下方數據表。

  5. 5

    思考:為什麼有些取代後蚋白質幾乎不變,有些則完全改觀?

💡 實驗小提醒
  • 插入或刪除一個鹼基往往會造成「移位」,使後面所有密碼子都讀錯,影響通常比單點取代更嚴重。

🧪 實驗艙(讀完左邊步驟,在這裡動手做):

labxchange.org · 需登入🔎 放大操作

這個實驗由 LabXchange 平台提供,需要登入免費帳號才能玩,而且不開放直接嵌入(放進來只會是灰灰的空白)。請點按鈕在新分頁開啟:

🚀 前往 LabXchange 實驗

在新分頁完成後,記得回來繼續闖關!
3

數據實驗室

小惠同學

把觀察到的結果填進格子;不知道怎麼填?按「填入範例」看看!

📏 小提示:不知道怎麼填?按「✨ 填入範例數據看看」,再改成你自己的觀察!

突變類型修改內容蚋白質合成結果是否改變影響程度(輕微/嚴重)
取代
插入
刪除
4

探究關卡

小欣老師

用你的觀察與數據回答問題。卡住了就按提示;先寫下想法(5 個字以上),才能解鎖參考答案喔!

探究 1觀察與定題

什麼是突變?突變發生在這個分子上的哪一部分?

回到實驗艙或數據表,找找看:什麼現象讓你最意外、最好奇?
試著用「我觀察到……」開頭,再問一個「為什麼」或「跟什麼有關」的問題。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

突變是遺傳物質(DNA)序列發生的永久性改變,發生在 DNA 上的鹼基序列。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 2計劃與執行

插入、刪除與取代這三種突變有什麼不同?

想一想:這個實驗中你改變了什麼?哪些條件保持不變?
照著操作步驟回顧你實際做了哪些動作,把觀察到的結果寫下來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

取代是換掉單一鹼基,通常只影響一個密碼子;插入與刪除則是增加或減少一個鹼基,會使後面所有密碼子發生「移位」,影響範圍更大。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 3分析與發現

從你的實驗結果來看,哪一種突變對蚋白質的影響最嚴重?為什麼?

看看你填的數據表:數字怎麼變化?有什麼規律或差異?
用「因為……所以……」把數據和背後的原因連起來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

通常插入或刪除造成的影響最嚴重,因為會造成移位,使整段後續密碼子都讀錯,實際結果依學生實驗記錄而定。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 4討論與傳達

若一個突變發生在生殖細胞(如精子或卵子),與發生在體細胞(如皮膚細胞)有什麼不同的影響?

想想看:生活中哪裡也看得到類似的現象或應用?
試著用這一課學到的科學詞彙,把想法說清楚給同學聽。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

發生在生殖細胞的突變可能會遺傳給下一代;發生在體細胞的突變只會影響個體本身(例如局部皮膚細胞異常),不會傳給子代。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

5

延伸挑戰(進階,選做)

還不過癮?點開下面的挑戰卡,繼續探險!

🚀 延伸挑戰:挑戰:突變與進化的關係 ▶

查詢「鐮刀型貧血症基因」或其他你感興趣的人類遺傳疾病,了解這個突變發生在哪個基因、導致什麼後果,並思考為什麼這個看似有害的基因在某些地區(如瘧疾高發區)反而沒有被自然選擇淘汰。

google.com · 查資料任務 🔎 開新分頁查

這一關是查資料任務(不是虛擬實驗),點下面按鈕用 Google 搜尋相關資料:

🔍 去查查看

查到資料後,試著用自己的話整理重點;記得回來繼續闖關!
6

反思時光

最後幾題,沉澱一下今天學到的東西!

反思 1學習反思

這次實驗中,最讓我驚訝的發現是____。

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

突變雖然有時會導致疾病,但也是生物遺傳多樣性的來源之一,有些突變甚至有助於生物適應新環境,是進化的重要動力。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

反思 2學習反思

你認為「突變」對生物一定是壞事嗎?請與同學討論並說明你的看法。

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

💡 參考方向同上一題——最重要的是寫下你自己的想法!

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

🏁

自我驗證:我學會了嗎?

跑完一整輪了!現在回頭檢查——下面四件事你真的會了嗎?會就打勾;不太確定?點旁邊的按鈕回那一關再練一次。

  • 🔁 回第 2 關
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  • 🔁 回第 3 關
  • 🔁 回第 4 關
小惠同學小欣老師
🏆 探究迴圈完成!
你剛剛做了真正的科學探究:觀察 → 實驗 → 記錄 → 分析 → 表達 → 回頭驗證。
這就是科學家的一天。幫自己鼓掌!👏