Сколько нуклеотидов содержит участок гена в котором закодирована последовательность 20 аминокислот
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 19.09.2024
Генетический код — это система записи генетической информации о порядке расположения аминокислот в белках в виде последовательности нуклеотидов в ДНК или РНК.
Каждая аминокислота белка закодирована в ДНК триплетом — тремя расположенными подряд нуклеотидами. Каждому триплету нуклеотидов соответствует одна аминокислота в молекуле белка.
Так как ДНК состоит из четырёх видов нуклеотидов, то число возможных сочетаний из \(4\) по \(3\) равно 4 3 = 64 . Но в состав белков входит всего \(20\) аминокислот. Установлено, что многие аминокислоты кодируются не одним, а несколькими триплетами (до \(6\)), т. е. генетический код является вырожденным. Благодаря такому свойству генетического кода хранение и передача наследственной информации оказываются более надёжными.
аминокислоту пролин кодируют \(4\) триплета — ГГА, ГГГ, ГГТ и ГГЦ, которые отличаются только одним нуклеотидом. Если произойдёт ошибка в третьем нуклеотиде, то структура белка не изменится — всё равно это будет кодовый триплет аминокислоты пролин.
Учёные определили, какими триплетами ДНК закодирована каждая из \(20\) аминокислот, образующих молекулы белков, и составили карту генетического кода.
Чтобы определить название закодированной триплетом аминокислоты, находим нуклеотиды в таблице: первый нуклеотид — слева, второй — вверху и третий — справа. Проводим от всех нуклеотидов линии, и в месте их пересечения читаем название кислоты. В таблице показан пример определения аминокислоты: триплет ГТГ кодирует аминокислоту гистидин.
2. Код универсален. Все живые организмы (от бактерии до человека) используют единый генетический код.
Порядок расположения нуклеотидов в цепях ДНК определяет её неповторимость, а также специфичность белков, которые ею кодируются. Для каждого вида и для каждой отдельной особи вида строение ДНК и белков индивидуально.
Для решения задач по молекулярной биологии необходимо владеть следующими биологическими понятиями: виды нуклеиновых кислот,строение ДНК, репликация ДНК , функции ДНК, строение и функции РНК, генетический код, свойства генетического кода,мутация.
Типовые задачи знакомят с основными приемами рассуждений в генетике, а "сюжетные"– полнее раскрывают и иллюстрируют особенности этой науки, делая ее интересной и привлекательной для учащихся. Подобранные задачи характеризуют генетику как точную науку, использующую математические методы анализа. Решение задач в биологии требует умения анализировать фактический материал, логически думать и рассуждать , а также определенной изобретательности при решении особенно трудных и запутанных задач.
Для закрепления теоретического материала по способам и приемам решения задач предлагаются задачи для самостоятельного решения, а также вопросы для самоконтроля.
Примеры решения задач
- Один шаг это полный виток спирали ДНК–поворот на 360 o
- Один шаг составляют 10 пар нуклеотидов
- Длина одного шага – 3,4 нм
- Расстояние между двумя нуклеотидами – 0,34 нм
- Молекулярная масса одного нуклеотида – 345 г/моль
- Молекулярная масса одной аминокислоты – 120 г/мол
- В молекуле ДНК: А+Г=Т+Ц (Правило Чаргаффа: ∑(А) = ∑(Т), ∑(Г) = ∑(Ц), ∑(А+Г) =∑(Т+Ц)
- Комплементарность нуклеотидов: А=Т; Г=Ц
- Цепи ДНК удерживаются водородными связями, которые образуются между комплементарными азотистыми основаниями: аденин с тимином соединяются 2 водородными связями, а гуанин с цитозином тремя.
- В среднем один белок содержит 400 аминокислот;
- вычисление молекулярной массы белка:
где Мmin – минимальная молекулярная масса белка,
а – атомная или молекулярная масса компонента,
в – процентное содержание компонента.
Задача № 1.Одна из цепочек ДНК имеет последовательность нуклеотидов : АГТ АЦЦ ГАТ АЦТ ЦГА ТТТ АЦГ . Какую последовательность нуклеотидов имеет вторая цепочка ДНК той же молекулы. Для наглядности можно использовать магнитную "азбуку" ДНК (прием автора статьи) .
Решение: по принципу комплементарности достраиваем вторую цепочку (А-Т,Г-Ц) .Она выглядит следующим образом: ТЦА ТГГ ЦТА ТГА ГЦТ ААА ТГЦ.
Задача № 2. Последовательность нуклеотидов в начале гена, хранящего информацию о белке инсулине, начинается так: ААА ЦАЦ ЦТГ ЦТТ ГТА ГАЦ. Напишите последовательности аминокислот, которой начинается цепь инсулина.
Решение: Задание выполняется с помощью таблицы генетического кода, в которой нуклеотиды в иРНК (в скобках – в исходной ДНК) соответствуют аминокислотным остаткам.
Задача № 3. Большая из двух цепей белка инсулина имеет (так называемая цепь В) начинается со следующих аминокислот : фенилаланин-валин-аспарагин-глутаминовая кислота-гистидин-лейцин. Напишите последовательность нуклеотидов в начале участка молекулы ДНК, хранящего информацию об этом белке.
Решение (для удобства используем табличную форму записи решения): т.к. одну аминокислоту могут кодировать несколько триплетов, точную структуру и-РНК и участка ДНКопределить невозможно, структура может варьировать. Используя принцип комплементарности и таблицу генетического кода получаем один из вариантов:
Предлагаем вашему вниманию статью на тему: "Сколько нуклеотидов соответствует одной аминокислоте" от профессиональных спортсменов, их тренеров и врачей. Статья будет полезна как новичкам, так и опытным спортсменам. Все вопросы можно задать в комментариях или на странице контактов.
составляет 18% от количества всех нуклеотидов, а длина одного нуклеотида 0,34 нм?
9.Каков нуклеотидный состав ДНК, если в и-РНК содержится гуанина-8%, аденина-32%, урацила-20%?
10.Фрагмент зрелой и-РНК инсулина имеет следующий состав:
УУУГУУГАУЦААЦАЦУУАУГУГГГУЦАЦАЦ. Определите длину фрагмента ДНК, если экзоны составляют 20% всех нуклеотидов гена.
Для решения этих задач необходимо знание свойств кода ДНК, умение пользоваться таблицей генетического кода.
Примеры решения задач
Задача 1. В белке содержится 51 аминокислота. Сколько нуклеотидов будет в цепи гена, кодирующей этот белок, и сколько — в соответствующем фрагменте молекулы ДНК?
Поскольку генетический код триплетен, т. е. одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами, то количество нуклеотидов в кодирующей цепи гена будет 51 × 3 = 153, а в двухцепочечной ДНК количество нуклеотидов будет вдвое больше, т. е. 153 × 2 = 306.
Ответ: в кодирующей цепи гена будет содержаться 153 нуклеотида, во фрагменте ДНК-306.
Задача 2. В кодирующей цепи гена содержится 600 нуклеотидов. Сколько аминокислот содержится в молекуле белка, информация о которой закодирована в этом гене, если в конце гена имеются два стоп — триплета?
1.Поскольку в конце гена имеются два стоп — кодона, то 6 нуклеотидов (2×3) не несут информации о структуре белка. Значит, информация о данном белке закодирована в цепочке из 594 (600 – 6) нуклеотидов.
2.Основываясь на триплетности кода, подсчитаем количество аминокислот: 594 : 3 = 198.
Ответ: в молекуле белка содержится 198 аминокислот.
1.Определим количество нуклеотидов в кодирующей части соответствующей цепи гена: 25×3=75.
2.Поскольку каждый “знак препинания” содержит 3 нуклеотида, то общее количество нуклеотидов в кодирующей цепи гена составляет 75+3 × 3=84.
Ответ: в кодирующей цепи гена содержится 84 нуклеотида.
Задача 4. Длина фрагмента молекулы ДНК бактерии равняется 20,4 нм. Сколько аминокислот будет в белке, кодируемом данным фрагментом ДНК?
1.Определим число нуклеотидов в кодирующей цепи гена: 20,4 нм : 0,34 нм = 60.
2. Исходя из триплетности кода определяем количество аминокислот в белке: 60 :3 = 20.
Ответ: в белке будет 20 аминокислот.
Задача 5. Длина гена 34,68 нм. Какова масса молекулы белка, кодируемой данным геном, если по одному регуляторному триплету находится в начале и в
конце гена, длина одного нуклеотида — 0,34 нм, а масса одной аминокислоты — 100 а. е.?
1. Находим количество нуклеотидов в кодирующей цепи гена: 34,68 нм: 0,34 нм = 102.
2.Учитывая, что по одному регуляторному триплету находится в начале и в конце кодирующей цепи гена, находим количество нуклеотидов, несущих информацию о структуре белка: 102 – 2 × 3 = 96.
3.Зная, что за каждую аминокислоту отвечает один триплет нуклеотидов, определяем количество аминокислот
вмолекуле белка: 96 : 3 = 32.
4.Находим массу белковой молекулы: 100 а. е.× 32=3200 а.е.
Ответ: масса белковой молекулы 3200 а. е.
Задачи для самостоятельного решения
1.Сколько аминокислот содержится в белке, если во фрагменте молекулы ДНК, в которой зашифрована информация об этом белке, содержится 100 адениловых и 200 гуаниловых нуклеотидов?
2.Сколько кодонов содержит участок кодирующей цепи ДНК со следующей последовательностью нуклеотидов: ААТГГЦЦАТГЦТТАТЦГГАГЦЦЦА? Сколько аминокислот будет в белке, кодируемом этим фрагментом гена?
3.Пользуясь таблицей генетического кода, определите, какие аминокислоты кодируются триплетами ЦАТ, ТТТ, ГАТ. Какими триплетами в ДНК закодированы аминокислоты валин, фенилаланин, триптофан?
4.Участок молекулы белка включает следующие аминокислоты: -лей-вал-лиз-алан-. Какова масса участка
одной цепи гена, кодирующей данный белок, если масса одного нуклеотида равна 350?
5.Относительная молекулярная масса белка равна 40 000, масса одного нуклеотида — 350, длина одного нуклеотида 0,34 нм, масса одной аминокислоты 100. Определить массу цепи гена, кодирующей этот белок.
6.Считая, что средняя относительная молекулярная масса аминокислоты около 110, а нуклеотида — 300, определите, что тяжелее — белок или кодирующий его ген? Во сколько раз?
7.В ДНК содержится информация о 150 аминокислотах, тимидиловых нуклеотидов в ней в 1,5 раза больше, чем гуаниловых. Определить, сколько нуклеотидов (по отдельности) содержится в ДНК и какова её длина.
8.Известно, что фрагмент кодирующей цепи гена бактерии содержит 30% гуаниловых, 25% адениловых, 45% цитидиловых нуклеотидов, а его длина составляет 122,4нм. Определить, сколько аминокислот будет содержаться во фрагменте молекулы белка, кодируемого этим геном? Сколько нуклеотидов каждого вида содержится на участке ДНК, в котором расположен данный ген?
9.Фрагмент ДНК собаки содержит 600 тимидиловых нуклеотидов. Определить количество аминокислот в белковой молекуле, если экзоны составляют 10% всех нуклеотидов кодирующей цепи гена,
аколичество гуаниловых нуклеотидов в этом фрагменте ДНК равняется 35%.
10.Фрагмент кодирующей цепи гена мыши содержит 1800 нуклеотидов. Из них 600 приходятся на интроны. Кодирующая часть (экзоны) данного фрагмента
гена содержат 300 адениловых, 200 тимидиловых, 100 гуаниловых нуклеотидов. Определите:
1)длину данного фрагмента ДНК;
2)количество кодонов в зрелой и-РНК;
3)процентное содержание нуклеотидов каждого вида в зрелой и-РНК;
4)количество аминокислот в соответствующем фрагменте молекулы белка.
Для решения этого типа задач необходимы знания о механизме биосинтеза белка (транскрипции, трансляции), принципе комплементарности, свойствах генетического кода, умение пользоваться таблицей генетического кода.
Примеры решения задач
Задача 1. Участок ДНК содержит последовательно расположенные нуклеотиды ААГТГТГАЦТТА. Укажите аминокислотный состав белковой цепи, кодируемой этим участком ДНК.
1.Распределяем участок ДНК на триплеты: ААГ ТГТ ГАЦ ТТА.
УУЦ АЦА ЦУГ ААУ
фен – тре – лей — асп
Ответ: аминокислотный состав белковой цепи будет следующий: фен-тре-лей-асп.
Задача 2. В молекуле белка следующая последовательность аминокислот: тре-лей-тир-лиз-сер-гли. Постройте участок и-РНК, на котором закодирован этот белок.
тре – лей – тир – лиз – сер – гли,
Ответ: структура и-РНК будет следующая: АЦУЦУУУАУАААУЦУГГУ.
Задача 3. Начальная часть молекулы белка имеет следующую структуру: цис — фен — тир. Какие т-РНК (с какими антикодонами) могут участвовать в синтезе этого белка?
Зная, что антикодоны т-РНК комплементарны кодонам и-РНК, по таблице генетического кода находим все возможные триплеты, кодирующие данные аминокислоты:
Ответ: в синтезе белка могут участвовать т-РНК со следующими антикодонами: АЦА, АЦГ, ААА, ААГ, АУА, АУГ.
Задачи для самостоятельного решения
1. Покажите порядок аминокислот в белке, если известно, что и-РНК, по которой он строится, имеет
следующую последовательность нуклеотидов:
2. С какой последовательности мономеров начинается полипептид, если в гене он закодирован следующей последовательностью нуклеотидов: ГТТЦТААААГГГЦЦЦ? Как изменится последовательность мономеров полипептида, если под воздействием облучения между восьмым и девятым нуклеотидами гена встроится тимидиловый нуклеотид?
3.Фрагмент белковой молекулы имеет следующий состав аминокислот: тре-ала-лиз-вал. Определите фрагмент одной цепи гена, кодирующей этот полипептид.
4.На участке левой (условно) цепи ДНК нуклеотиды расположены в такой последовательности: АЦААТААААГТТ. Какую первичную структуру имеет полипептид, если кодирующей является правая цепь ДНК?
5.Какие т-РНК (c какими антикодонами) участвуют
всинтезе белка по матрице следующей и-РНК:
6.Какие т-РНК участвуют в синтезе белка, зашифрованного следующей последовательностью нуклеотидов кодирующей цепи ДНК: ААТЦАЦГАТЦЦТ?
8.Какие изменения в гене приводят к развитию серповидно-клеточной анемии, если известно, что у больного человека гемоглобин в седьмой позиции содержит аминокислоту валин вместо глутаминовой, характерной для гемоглобина здоровых людей?
9. Под воздействием ионизирующей радиации цитидиловый нуклеотид в кодирующей цепи гена заменяется на тимидиловый. Как изменится аминокислотный состав белковой молекулы, если белок до облучения был следующим: вал-цис-тре-фен-цис?
10.Фрагмент белковой молекулы имеет следующий состав аминокислот:-ала-тре-вал. Определите фрагмент цепи гена, которая его кодирует. Какие т-РНК могут участвовать в синтезе этого белка?
Для решения задач этого типа необходимо знание уравнений диссимиляции глюкозы:
1. Уравнение неполного расщепления глюкозы (анаэробного гликолиза), происходящего при недостатке кислорода:
C6H12O6 + 2АДФ + 2H3PO4 = 2C3H6O3 + 2АТФ + 2H2O.
2.Уравнение полного (кислородного) расщепления глюкозы:
C6H12O6 + 6O2 + 38АДФ + 38H3PO4 = 6CO2 + 38АТФ +
3. Уравнение расщепления молочной кислоты, накопившейся в мышцах в результате анаэробного гликолиза:
2C3H6O3 + 6O2 + 36АДФ + 36H3PO4 = 6CO2 + 36АТФ +
При решении задач также необходимо знать, что в одной макроэргической связи молекулы АТФ аккумулируется 40кдж/моль.
Примеры решения задач
Задача 1. В процессе диссимиляции произошло расщепление 7 моль глюкозы, из которых полному расщеплению подверглось только 2 моль. Определить: сколько моль молочной кислоты и углекислого газа образовалось; сколько моль АТФ синтезировано и сколько энергии в них аккумулировано; сколько моль кислорода израсходовано на дальнейшее окисление образовавшейся молочной кислоты?
1. По уравнению 1 определяем количество молочной кислоты, если неполному расщеплению подверглось 5 моль глюкозы:
1 моль (C6H12O6) — 2 моль (C3H6O3)
5моль (C6H12O6) — х моль (C3H6O3)
x= 10 моль (C3H6O3)
2.По уравнению 2 определяем количество
образовавшегося углекислого газа:
1 моль (C6H12O6) — 6 моль (CO2)
2моль (C6H12O6) -x моль (CO2)
3.По уравнениям 1 и 2 определяем количество образовавшейся АТФ:
1моль (C6H12O6) — 2 моль (АТФ)
5моль (C6H12O6) — x моль (АТФ)
1моль (C6H12O6) — 38 моль (АТФ)
2моль (C6H12O6) — x моль (АТФ)
Общее количество АТФ — 86 моль (10 + 76).
4. Зная, что в АТФ запасается 40 кдж/моль энергии, определяем общее количество аккумулированной энергии:
E = 40 кдж × 86 = 3440 кдж
5. По уравнению 3 определяем количество кислорода:
2 моль (C3H6O3) — 6 моль (O2)
10моль (C3H6O3) — x моль (O2)
Ответ: образовалось 10 моль C3H6O3, 12 моль CO2, 86 моль АТФ, в которых аккумулировано 3440 кдж E; на расщепление C3H6O3 необходимо 30 моль O2.
Задача 2. Мышцы ног при беге со средней скоростью за 1 мин расходуют 24 кдж E. Определите сколько глюкозы (в граммах) израсходуют мышцы ног за 25 мин бега, если кислород доставляется кровью к мышцам в достаточном количестве?
1.Определяем сколько E необходимо мышцам для работы:
24 кдж × 25 мин = 600 кдж
2.Поскольку эта энергия может быть только в виде АТФ, узнаем сколько необходимо моль АТФ:
600 кдж : 40 кдж = 15 моль
3.По уравнению 1 определяем, сколько глюкозы при расщеплении образует это количество АТФ:
1моль (C6H12O6) — 38 моль (АТФ)
xмоль (C6H12O6) — 15 моль (АТФ)
x= 0,4 моль (C6H12O6)
4.Переведём количество глюкозы в граммы:
1 моль (C6H12O6) — 180 г 0,4 моль (C6H12O6) — x г x = 72 г (C6H12O6)
Ответ: мышцы ног за 25 мин бега израсходуют 72 г глюкозы.
Тесты на пластический обмен, биосинтез белка 1. Сколько аминокислот кодирует 900 нуклеотидов
А) 100 Б) 200 В) 300 Г) 400
2. Единый аппарат биосинтеза белка
А) эндоплазматическая сеть и рибосомы Б) митохондрии и клеточный центр
В) хлоропласты и комплекс Гольджи Г) лизосомы и плазматическая мембрана3. Какой антикодон транспортной РНК соответствует триплету ТГА в молекуле ДНК
А) АЦУ Б) ЦУГ В) УГА Г) АГА4 Сборка белковых молекул в клетке происходит наА) мембранах эндоплазматической сети Б) мембранах аппарат Гольджи
В) митохондриях Г) рибосомах5 В рибосомах, расположенных на гранулярных мембранах эндоплазматической сети, происходит А) фотосинтез Б) хемосинтез В) синтез АТФ Г) биосинтез белка6 С помощью молекул иРНК осуществляется передача наследственной информации
А) из ядра к митохондрии Б) из одной клетки в другую
В) из ядра к рибосоме Г) от родителей потомству7. Антикодону ААУ на транспортной РНК соответствует триплет на ДНК
А) ТТА Б) ААТ В) ААА Г) ТТТ8 . иРНК является копией А) одного гена или группы генов
Б) цепи молекулы белка В) одной молекулы белка Г) части плазматической мембраны9. Сколько нуклеотидов в гене кодируют последовательность 60 аминокислот в молекуле белка А) 60 Б) 120 В) 180 Г) 24010 . Рибонуклеиновые кислоты в клетках участвуют в
А) хранении наследственной информации Б) регуляции обмена жиров
В) образовании углеводов Г) биосинтезе белков11 Белок состоит из 100 аминокислот. Определите число нуклеотидов в молекуле ДНК, кодирующей данный белок
А) 200 Б) 300 В) 400 Г) 60012. Какое число нуклеотидов в гене кодирует первичную структуру белка, состоящего из 300 аминокислот
А) 150 Б) 300 В) 600 Г) 90013. Матрицей для трансляции служит молекула
А) тРНК Б) ДНК В) рРНК Г) иРНК 14. Генетический код определяет принцип записи информации о
А) последовательности аминокислот в молекуле белка Б) транспорте иРНК в клетке
В) расположении глюкозы в молекуле крахмала Г) числе рибосом на эндоплазматической сети15 Рибонуклеиновая кислота в клетках участвует в
А) хранении наследственной информации Б) биосинтезе белков
В) биосинтезе углеводов Г) регуляции обмена жиров16. Каждая аминокислота в клетке кодируется
А) одной молекулой ДНК Б) несколькими триплетами
В) несколькими генами Г) одним нуклеотидом17. Определенной последовательностью трех нуклеотидов зашифрована в клетке каждая молекула
А) аминокислоты Б) глюкозы В) крахмала Г) глицерина18 Функциональная единица генетического кода А) нуклеотид
Б) триплет В) аминокислота Г) тРНК19 . Синтез белка происходит в А) аппарате Гольджи
Б) рибосомах В) гладкой эндоплазматической сети Г) лизосомах20 . Какой триплет в тРНК комплементарен кодону ГЦУ на иРНК
А) ЦГТ Б) АГЦ В) ГЦТ Г) ЦГА21. Генетический код является универсальным, так как
А) каждая аминокислота кодируется тройкой нуклеотидов
Б) место аминокислоты в молекуле белка определяют разные триплеты
В) он един для всех живущих на Земле существ
Г) несколько триплетов кодируют одну аминокислоту22. Число нуклеотидов, кодирующих в клетке каждую аминокислоту,
А) один Б) два В) три Г) четыре23. Какой триплет в молекуле информационной РНК соответствует кодовому триплету ААТ в молекуле ДНК
А) УУА Б) ТТА В) ГГЦ Г) ЦЦА24. Принцип записи информации о расположении аминокислот в молекуле белка в виде последовательности триплетов ДНК
А) ген Б) кодон В) антикодон Г) генетический код25. Триплетность, специфичность, универсальность, неперекрываемость — это свойства А) генотипа Б) генома В) генетического кода Г) генофонда популяции26. В рибосомах животной клетки протекает процесс А) биосинтеза белка
Б) синтеза углеводов В) фотосинтеза Г) синтеза АТФ27. Белок состоит из 240 аминокислотных остатков. Сколько нуклеотидов в гене, в котором закодирована первичная структура этого белка?
А) 120 Б) 360 В) 480 Г) 72028. Информация о последовательности расположения аминокислот в молекуле белка переписывается в ядре с молекулы ДНК на молекулу
А) АТФ Б) рРНК В) тРНК Г) иРНК29. Участок ДНК, содержащий информацию об одной полипептидной цепи, называют
А) хромосомой Б) триплетом В) геном Г) кодом30. Белок состоит из 180 аминокислотных остатков. Сколько нуклеотидов в гене, в котором закодирована последовательность аминокислот в этом белке
А) 90 Б) 180 В) 360 Г) 54031. Первичная структура молекулы белка, заданная последовательностью нуклеотидов иРНК, формируется в процессе
А) трансляции Б) транскрипции В) редупликации Г) денатурации32. В основе каких реакций обмена лежит матричный принцип
А) синтеза молекул АТФ Б) сборки молекул белка из аминокислот В) синтеза глюкозы из углекислого газа и воды Г) синтеза липидов33. Молекулы иРНК, в отличие от тРНК А) служат матрицей для синтеза белка
Б) служат матрицей для синтеза тРНК В) доставляют аминокислоты к рибосоме
Г) переносят ферменты к рибосоме33. В рибосомах, в отличие от комплекса Гольджи, происходит
А) окисление углеводов Б) синтез молекул белка В) синтез липидов и углеводов
Г) окисление нуклеиновых кислот34. Реакции биосинтеза белка, в которых последовательность триплетов в иРНК обеспечивает последовательность аминокислот в молекуле белка, называют
А) гидролитическими Б) матричными В) ферментативными Г) окислительными35. Какая последовательность правильно отражает путь реализации генетической информации
А) ген —> иРНК —> белок —> признак Б) признак —> белок —> иРНК —> ген —> ДНК
В) иРНК —> ген —> белок —> признак Г) ген —> ДНК —> признак —> белок36. Роль матрицы в синтезе молекул иРНК выполняет
А) полипептидная нить Б) плазматическая мембрана
В) мембрана эндоплазматической сети Г) одна из цепей молекулы ДНК37. Реакции синтеза органических веществ в клетках человека и других организмов, расщепления пищи в пищеварительном канале ускоряются благодаря действию
А) ферментов Б) гормонов В) хлорофилла Г) гемоглобина38. Три рядом расположенных нуклеотида в молекуле ДНК называют
А) триплетом Б) генетическим кодом В) геном Г) генотипом39 Выберите правильную последовательность передачи информации в процессе синтеза белка в клетке
А) ДНК —> информационная РНК —> белок Б) ДНК —> транспортная РНК —> белок
В) рибосомальная РНК —> транспортная РНК —> белок
Г) рибосомальная РНК —> ДНК —> транспортная РНК —> белок40. Однозначность генетического кода проявляется в кодировании триплетом одной молекулы
А) аминокислоты Б) полипептида В) АТФ Г) нуклеотида41. Единство генетического кода всех живых существ на Земле проявляется в его
А) триплетности Б) однозначности В) специфичности Г) универсальности 42. Какой триплет на ДНК соответствует кодону УГЦ на и-РНК?
А) ТГЦ Б) АГЦ В) ТЦГ Г) АЦГ 43. Последовательность нуклеотидов в фрагменте молекулы ДНК следующая: АТТ-ГЦА-ТГЦ. Какова последовательность нуклеотидов иРНК, синтезируемой на данном фрагменте ДНК?
А) ТАА-ЦУТ-АЦГ Б) УАА-ЦГУ-АЦГ В) УЦЦ-ЦАТ-ЦЦГ Г) ТУУ-ЦГУ-АЦТ
Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Решение задач по молекулярной биологии. Презентация на заданную тему содержит 33 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!
Молекулярная биология изучает механизмы хранения и передачи наследственной информации. Задачи по молекулярной биологии встречаются в двух основных темах: нуклеиновые кислоты, генетический код.
Типы задач Установление последовательности нуклеотидов в ДНК, иРНК, антикодонов тРНК, используя принцип комплементарности. Вычисление количества нуклеотидов, их процентное соотношение в цепи ДНК, иРНК. Вычисление количества водородных связей в цепи ДНК, иРНК. Определение длины, массы ДНК, иРНК, гена. Определение последовательности аминокислот по таблице генетического кода. Определение количества аминокислот, нуклеотидов. Комбинированные .
Требования к решению задач ход решения должен соответствовать последовательности процессов, протекающих в клетке решать задачи осознано, обосновывать каждое действие теоретически запись решения оформлять аккуратно, цепи ДНК, иРНК, тРНК прямые, символы нуклеотидов четкие, расположены на одной линии по горизонтали цепи ДНК, иРНК, тРНК размещать на одной строке без переноса ответы на все вопросы выписывать в конце решения
Первый тип задач - это задачи на установление последовательности нуклеотидов в ДНК, иРНК, антикодонов тРНК Участок правой цепи молекулы ДНК имеет последовательность нуклеотидов: А-Г-Т-Ц-Т-А-А-Ц-Т-Г-А-Г-Ц-А-Т. Запишите последовательность нуклеотидов левой цепи ДНК. Дано: ДНК А-Г-Т-Ц-Т-А-А-Ц-Т-Г-А-Г-Ц-А-Т Решение: ( нуклеотиды левой цепи ДНК подбираем по принципу комплементарности А-Т, Г-Ц) ДНК А Г Т Ц Т А А Ц Т Г А Г Ц А Т ДНК Т Ц А Г А Т Т Г А Ц Т Ц Г Т А Ответ : левая цепь ДНК имеет последовательность нуклеотидов Т-Ц-А-Г-А-Т-Т-Г-А-Ц-Т-Ц-Г-Т-А
Первый тип задач - это задачи на установление последовательности нуклеотидов в ДНК, иРНК, антикодонов тРНК Участок цепи молекулы ДНК имеет последовательность нуклеотидов: Ц-Т-А-А-Ц-Ц-А-Т-А-Г-Т-Т-Г-А-Г. Запишите последовательность нуклеотидов иРНК. Дано: ДНК Ц-Т-А-А- Ц-Ц-А-Т-А-Г-Т-Т- Г- А- Г Решение: ( нуклеотиды иРНК подбираем по принципу комплементарности к ДНК : А-У, Г-Ц, Т-А) ДНК Ц Т А А Ц Ц А Т А Г Т Т Г А Г иРНК Г А У У Г Г У А У Ц А А Ц У Ц Ответ : иРНК имеет последовательность нуклеотидов Г-А-У-У-Г- Г-У-А-У-Ц-А-А-Ц-У-Ц
Второй тип задач на вычисление количества нуклеотидов, их процентное соотношение в цепи ДНК, иРНК. В одной молекуле ДНК нуклеотидов с тимином Т -22% . Определите процентное содержание нуклеотидов с А, Г, Ц по отдельности в этой молекуле ДНК. Дано: Т -22% Найти: % А, Г, Ц Решение 1. 1) Согласно правилу Чаргаффа А+Г = Т+Ц, все нуклеотиды в ДНК составляют 100%. Так как тимин комплементарен аденину, то А=22%. 22+22=44% ( А+Т) 100- 44 =56% (Г+Ц) 2) Так как гуанин комплементарен цитозину, то их количество тоже равно, поэтому 56 : 2 =28% (Г, Ц) Решение 2: 1) Согласно правилу Чаргаффа А+Г = Т+Ц, все нуклеотиды в ДНК составляют 100% или А+Г и Т+Ц по 50 % Так как тимин комплементарен аденину, то А=22%. следовательно 50 - 22=28% (Г, Ц, т.к. они комплементарны) Ответ : А=22%, Г=28%, Ц=28%
Сколько содержится нуклеотидов А, Т, Г, во фрагменте молекулы ДНК, если в нем обнаружено 1500 нуклеотидов Ц, что составляет 30% от общего количества нуклеотидов в этом фрагменте ДНК? Дано: Ц- 30% =1500 нуклеотидов Найти: количество нуклеотидов А, Т, Г Решение: Ответ: во фрагменте молекулы ДНК содержится: Г=1500 нуклеотидов, А=1000 нуклеотидов, Т=1000 нуклеотидов.
* Участок молекулы ДНК ( одна цепочка) содержит: 150 нуклеотидов – А, 50 нуклеотидов – Т, 300 нуклеотидов – Ц, 100 нуклеотидов - Г. Определите: количество нуклеотидов во второй цепи с А, Т, Г, Ц и общее количество нуклеотидов с А, Т, Ц, Г в двух цепях ДНК. Дано: нуклеотидов в 1-й цепи ДНК: А-150, Т-50, Ц-300, Г-100. Найти: А, Т, Ц, Г в двух цепях ДНК. Решение: Ответ: нуклеотидов во второй цепи Т-150, А-50, Г-300, Ц-100; 1200 нуклеотидов в двух цепях.
*Третий тип задач на вычисление количества водородных связей. Две цепи ДНК удерживаются водородными связями. Определите число: двойных и тройных водородных связей в этой цепи ДНК, если известно, что нуклеотидов с аденином 12, с гуанином 20 в обеих цепях. Дано: А-12, Г-20 Найти: 2-х, 3-х, водородных связей в ДНК Решение: Ответ: 24 двойных водородных связей, 60 тройных водородных связей, всего 84 водородных связей.
*Четвертый тип задач определение длины, ДНК, иРНК Участок молекулы ДНК состоит из 60 пар нуклеотидов. Определите длину этого участка (расстояние между нуклеотидами в ДНК составляет 0,34 нм) Дано: 60 пар нуклеотидов Найти: длину участка Решение: длина нуклеотида 0,34 нм 60х0,34= 20,4 нм Ответ: 20,4 нм
Число нуклеотидов в цепи ДНК равно 100. Определите длину этого участка Число нуклеотидов в цепи ДНК равно 100. Определите длину этого участка Дано: 100 нуклеотидов Найти: длину участка Решение: длина нуклеотида 0,34 нм , ДНК состоит из 2-х цепей значит 50 пар нуклеотидов. 50х0,34=17нм Ответ: 17нм Число нуклеотидов в цепи и-РНК равно 100. Определите длину этого участка Дано: 100 нуклеотидов Найти: длину участка Решение: длина нуклеотида 0,34 нм , и-РНК состоит из одной цепи 100х0,34=34нм Ответ: 34нм
Пятый тип задач определение последовательности аминокислот по таблице генетического кода. Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов: ТГГАГТГАГТТА. Определите последовательность нуклеотидов на иРНК, антикодоны тРНК и аминокислотную последовательность фрагмента молекулы белка. Дано: ДНК Т-Г-Г-А-Г-Т-Г-А-Г-Т-Т-А Найти: иРНК, тРНК и аминокислотную последовательность белка Решение: 1) на участке ДНК по принципу комплементарности (А-У, Г-Ц) построим иРНК, затем по цепи иРНК построим тРНК по принципу комплементарности ( А-У, Г-Ц) ДНК Т- Г- Г- А-Г- Т- Г- А- Г- Т- Т- А иРНК А- Ц-Ц-У-Ц-А- Ц- У- Ц- А- А- У тРНК У- Г-Г- А-Г- У- Г -А- Г- У- У- А 2) иРНК разделим на триплеты и по таблице генетического кода определим аминокислотную последовательность белка: А-Ц-Ц тре, У-Ц-А сер, Ц-У-Ц лей, А- А-У асн. Ответ : иРНК А-Ц-Ц-У-Ц-А-Ц-У-Ц-А- А-У тРНК У- Г-Г- А-Г-У- Г-А-Г- У- У-А аминокислотную последовательность белка :тре, сер, лей, асн
*Участок молекулы ДНК имеет следующее строение: ГГА -АЦЦ-АТА-ГТЦ-ЦАА Определите последовательность нуклеотидов соответствующего участка иРНК. Определите последовательность аминокислот в полипептиде, синтезируемом по иРНК. Как изменится последовательность аминокислот в полипептиде, если в результате мутации пятый нуклеотид в ДНК будет заменён на аденин? Ответ объясните. Дано: ДНК ГГА -АЦЦ-АТА-ГТЦ-ЦАА Найти: аминокислотную последовательность белка исходного, мутированного Решение: Ответ: про, три, тир, глн, вал; про, лей, тир, глн, вал.
* Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК- матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на котором синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов АТАГЦТГААЦГГАЦТ. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону тРНК. Дано: ДНК : АТАГЦТГААЦГГАЦТ Найти: нуклеотидную последовательность участка тРНК аминокислоту, которую будет переносить тРНК Решение : 1)Так как тРНК синтезируются на ДНК, то построим тРНК по принципу комплементарности (А-У, Г-Ц) ДНК А Т А Г Ц Т Г А А Ц Г Г А Ц Т тРНК У А У Ц Г А Ц У У ГЦ Ц У Г А 2) Аминокислоту кодирует кодон иРНК . тРНК У А У Ц Г А Ц У У ГЦ Ц У Г А иРНК Г А А Третий триплет ( антикодон тРНК) ЦУУ , соответствует кодону на иРНК ГАА (по принципу комплементарности), по таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота ГЛУ, которую переносит данная тРНК. Ответ: тРНК УАУЦГАЦУУГЦЦУГА аминокислота ГЛУ
Шестой тип задач определение массы белка, количества аминокислот, нуклеотидов. Фрагмент молекулы ДНК содержит 1230 нуклеотидных остатков. Сколько аминокислот будет входить в состав белка? Дано: 1230 нуклеотидов Найти: количество аминокислот Решение: Одной аминокислоте соответствует 3 нуклеотида, поэтому 1230:3= 410 аминокислот. Ответ: 410 аминокислот. Сколько нуклеотидов содержит ген, кодирующий белок из 210 аминокислот?
*Определите число аминокислот , входящих в состав белка, число триплетов и число нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок, если в процессе трансляции участвовало 30 молекул тРНК. *Определите число аминокислот , входящих в состав белка, число триплетов и число нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок, если в процессе трансляции участвовало 30 молекул тРНК. Дано: 30тРНК Найти: число аминокислот, триплетов, нуклеотидов в гене Решение: Ответ: аминокислот 30, триплетов 30, 90 нуклеотидов
* Молекулярная масса полипептида составляет 40000. Определите длину кодирующего его гена, если молекулярная масса одной аминокислоты в среднем равна 100, а расстояние между соседними нуклеотидами в цепи ДНК составляет 0, 34 нм. * Молекулярная масса полипептида составляет 40000. Определите длину кодирующего его гена, если молекулярная масса одной аминокислоты в среднем равна 100, а расстояние между соседними нуклеотидами в цепи ДНК составляет 0, 34 нм. Дано: масса белка - 40000 масса аминокислоты - 100 расстояние между нуклеотидами 0,34нм Найти: длину гена Решение: Ответ: длина гена 408нм
Комбинированные задачи * Белок состоит из 100 аминокислот. Установите, во сколько раз молекулярная масса участка гена, кодирующего данный белок, превышает молекулярную массу белка, если средняя молекулярная масса аминокислоты -110, а нуклеотида - 300. Дано: 100 аминокислот, молекулярная масса аминокислоты -110, молекулярная масса нуклеотида - 300. Найти : во сколько раз масса гена превышает массу белка. Решение: 1) Так как ген - это участок ДНК, состоящий из нуклеотидов, то определим их количество: аминокислот 100, одну аминокислоту кодируют 3 нуклеотида , то 100х3=300 нуклеотидов. 2) Белок состоит из аминокислот. Молекулярная масса белка 100х110=11000, 3) Ген состоит из нуклеотидов. Молекулярная масса гена 300х300=90000 4) Молекулярная масса участка гена, кодирующего данный белок, превышает молекулярную массу белка: 90000: 11000=8 раз Ответ : в 8 раз
Какую длину имеет участок молекулы ДНК, в котором закодирована первичная структура инсулина, если молекула инсулина содержит 51 аминокислоту, а один нуклеотид занимает 0,34 нм в цепи ДНК? Какое число молекул тРНК необходимо для переноса этого количества аминокислот к месту синтеза? (Следует учитывать, что одна тРНК доставляет к рибосоме одну аминокислоту.) Ответ поясните. Ответ: длина ДНК 52 нм , 51 молекула тРНК
В процессе гликолиза образовалось 42 молекулы пировиноградной кислоты. Какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образуется при полном окислении? Дано: 42 ПВК Найти: кол-во глюкозы, кол-во АТФ при полном окислении. Решение: 1) при гликолизе одна молекула глюкозы расщепляется с образованием 2-х молекул пировиноградной кислоты (ПВК), следовательно, гликолизу подверглось: 42 : 2 = 21 молекула глюкозы; 2) при полном окислении одной молекулы глюкозы (бескислородный и кислородный этапы) образуется 38 молекул АТФ; 3) при окислении 21 молекулы образуется: 21 × 38 = 798 молекул АТФ. Ответ: 21 молекула глюкозы, 798 молекул АТФ
Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет около 6-10 -9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в ядре при овогенезе перед началом деления, в конце телофазы мейоза I и мейоза II. Объясните полученные результаты. Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет около 6-10 -9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в ядре при овогенезе перед началом деления, в конце телофазы мейоза I и мейоза II. Объясните полученные результаты. Решение: 1)перед началом деления в процессе репликации число ДНК удваивается и масса ДНК равна 2 • 6 . 10 -9 = 12 . 10 -9 мг; 2)первое деление мейоза редукционное, число хромосом становится в 2 раза меньше, но каждая хромосома состоит из двух молекул ДНК (сестринских хроматид), поэтому в телофазе мейоза I масса ДНК равна 12 . 10 -9 : 2 = 6 . 10-9 мг; 3)после мейоза II каждое ядро в клетке содержит однохроматидные хромосомы гаплоидного набора, поэтому в телофазе мейоза II масса ДНК равна 6 . 10-9 : 2 = 3. 10-9 мг Ответ: 1)перед началом деления масса ДНК = 12 . 10 -9 мг 2) в телофазе мейоза I масса ДНК = 6 . 10-9 мг; 3) В телофазе мейоза II масса = 3. 10-9 мг
Задачи. 1. РНК, выделенная из вируса табачной мозаики содержит 20% цитозина. Можно ли рассчитать процентное содержание аденина в этой РНК? 2. Какое количество нуклеотидов содержится в мРНК, кодирующей полипептид, молекулярная масса которого равна 27кДа, если молекулярная масса одной аминокислоты в белке составляет примерно 100 Да? 3. Имеется молекула ДНК следующего вида: Где цифрами условно обозначен порядок триплетов, а буквами А и Б отдельные нити молекулы ДНК. Известно, что эта ДНК обеспечивает синтез полипептида, состоящего из 5 аминокислот. Какая нить ДНК, с какого кодона, и в каком направлении должна транскрибироваться?
5.Имеется двухспиральная молекула ДНК, представляющая собой участок гена: Пусть транскрипция начинается с нуклеотида А в мРНК, происходит слева направо и продолжается до конца. Определите: - Последовательность синтезируемой м РНК; - Последовательности аминокислот в полипептиде; - как измениться структура белка если произойдет делеция третьего нуклеотида на не кодирующей нити?
6. На рисунке представлены результаты электрофореза аплифицированных с помощью ПЦР фрагментов ДНК членов одной семьи (отец, мать и 9 детей). Отец и 6 детей (3,5,7,8,10,11) в этой семье имеют симптомы наследственного заболевания – хореи Гентингтона. У отца болезнь проявилась в 40 лет, возраст детей с первыми симптомами заболевания указан на рисунке возле соответствующих фрагментов ДНК. Какова вероятность заболевания 4,6 и 9 ребенка?
7. Ген состоит из 3 одинаковых смысловых (экзоны) и 4 одинаковых несмысловых (интроны) участков, причем интроны состоят из 120 нуклеотидов каждый, а весь ген имеет 1470 нуклеотидов. Сколько кодонов будет иметь про-мРНК, каждый экзон, мРНК и белок, закодированный в этом гене? 7. Ген состоит из 3 одинаковых смысловых (экзоны) и 4 одинаковых несмысловых (интроны) участков, причем интроны состоят из 120 нуклеотидов каждый, а весь ген имеет 1470 нуклеотидов. Сколько кодонов будет иметь про-мРНК, каждый экзон, мРНК и белок, закодированный в этом гене? 8. Исследования показали, что нуклеотидный состав мРНК следующий: 30% приходится на гуанин, 10% – на цитозин, 16% – на аденин и 44% – на урацил. Определите процентный состав по нуклеотидам той части ДНК, слепком которой является изученная мРНК.
Читайте также: