Решение задач на определение содержания элементов и органических веществ в организме человека

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Молекулярная биология – наука, ставящая своей задачей познание природы явлений жизнедеятельности путем изучения биологических объектов и систем на уровне, приближающемся к молекулярному уровню, а в ряде случаем и достигающем этого предела. Конечной целью при этом является выяснение того, каким образом и в какой мере характерные проявления жизни, такие, как наследственность - воспроизведение себе подобного, биосинтез белков, возбудимость, рост и развитие, хранение и передача информации, превращения энергии, подвижность и т. д., обусловлены структурой, свойствами и взаимодействием молекул биологически важных веществ, в первую очередь двух главных классов высокомолекулярных биополимеров – белков и нуклеиновых кислот. Неотъемлемой частью изучения молекулярной биологии является приобретение навыков решения задач, методом применения на практике теоретических знаний биологических закономерностей. При решении задач по молекулярной биологии используются следующие понятия и термины:

1. Антикодон (гр. анти – против + кодон) – участок молекулы транспортной РНК, состоящий из трех нуклеотидов, специфически (комплементарно) связывающийся с кодоном информационной РНК, что обеспечивает правильную расстановку каждой аминокислоты (в полипептидной цепи) при биосинтезе белка.

2. Аминокислота - класс органических соединений, содержащих карбоксильные (-COOH) и аминогруппы (-NH2) и обладающих свойствами кислот и оснований.

3. Ген – (гр. генос – род, происхождение) – элементарная единица наследственности; участок молекулы ДНК (у высших организмов) и РНК (у вирусов и фагов), содержащая информацию о первичной структуре одного белка.

4. Генетический код - система (записи) наследственной (генетической) информации в молекулах нуклеиновых кислот чередованием последовательности нуклеотидов. Генетический код определяет последовательность включения аминокислот в синтезирующуюся полипептидную цепь в соответствии с последовательностью нуклеотидов ДНК гена. Общие свойства генетического кода:

> Триплетность - каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами;

> Вырожденность (избыточность) - многие аминокислотные остатки кодируются несколькими кодонами;

> Однозначность - каждый отдельный кодон кодирует только один аминокислотный остаток;

> Универсальность - генетический код одинаков для всех исследованных организмов;

> Компактность - между кодонами в и - РНК нет «занятых» нуклеотидов, которые не входят в последовательность кодонов данного гена.

> Неперекрываемость - кодоны одного гена не перекрываются, (исключение: вирус и бактериофаги).

5. ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) - представляет собой двойной неразветвленный полимер, свернутый в спираль, носитель генетической информации, ее отдельные участки соответствуют определенным генам. ДНК - биополимер, мономерами являются дезоксирибонуклеотиды. Состав нуклеотида: а) азотистое основание (пуриновое – аденин , гуанин; пиримидиновое - цитозин и тимин); б) углевод – дизоксирибоза; в) остаток фосфорной кислоты. Функция ДНК - хранение и передача наследственных свойств клеток.

6. Интроны - участки гена (ДНК) эукариот, которые не несут генетической информации, относящейся к синтезу белка, кодируемого данным геном.

7. РНК (рибонуклеиновая кислота) - представляет собой одинарную полинуклеотидную цепочку, биополимер – мономерами являются рибонуклеотиды. Состав рибонуклеотида: а) азотистое основание (пуриновое – аденин , гуанин и пиримидиновое - цитозин, урацил); б) углевод – рибоза; в) остаток фосфорной кислоты. 7. Информационная РНК или матричная РНК (и - РНК или м- РНК передает код наследственной информации о первичной структуре белковой молекулы.

8. Рибосомальная РНК (р - РНК) – входит в состав особых органелл клетки – рибосом, вместе с белками р - РНК выполняет структурную функцию, обеспечения определенное пространственное расположение и- РНК и т- РНК во время синтеза белковой молекулы.

9. Транспортная РНК (т - РНК) переносит аминокислоты к рибосом.

10.Кодон (триплет) (фр. код – сборник условных сокращенных обозначений и названий) - дискретная единица генетического кода, состоящего из 3-х последовательных нуклеотидов, в молекуле ДНК или и - РНК. Последовательность кодонов в гене определяет последовательность аминокислот в полимерной цепи белка, кодируемого этим геном.

11.Комплементарность (от лат. комплементум - дополнение) – пространственная взаимозаменяемость молекул или их частей, приводящая к образованию водородных связей. Комплементарность проявляется в строение нуклеиновых кислот, где в полинуклеотидной цепи в результате комплементарного взаимодействия пар пуриновых и пиримидиновых оснований (А-Т, Г-Ц) образуют двуспиральную в молекулу.

12. Правило Э. Чаргаффа - в любых молекулах ДНК молярная сумма пуриновых оснований (аденин+гуанин) равна сумме пиримидиновых оснований (цитозин + тимин), то есть - =1, молярное содержание аденина равно тимину, а гуанина- цитозину. Из правила Э. Чаргаффа следует, что нуклеотидный состав ДНК различных видов может варьировать только по суммам комплементарних оснований - =1 Правило Э. Чаргаффа было использовано для построения модели структуры ДНК.

13. Рибосомы (от рибонуклеиновая кислота и греч. сома – тельце) – немембранные органеллы клетки осуществляют биосинтез белка, имеют две разные по размерам субъединиц: большой и малой. Каждая из субъединиц состоит из взаимодействующих между собой рибосомальной - РНК (р -РНК) и белков.

14. Репарация (от лат. reparatio - восстановление) – особая функция клеток, заключающаяся в способности исправлять химические повреждения и разрывы в молекулах ДНК, поврежденной при нормальном биосинтезе ДНК в клетке или в результате воздействия физических или химических агентов.

15. Репликация – это свойство ДНК к самоудвоению, оно основывается на принципе комплементарности (редупликации): (А=Т; Т=А; Г=Ц; Ц=Г) последовательность нуклеотидов во вновь созданной цепи определяется их расположением в цепи материнской молекулы ДНК, которая служит матрице

16. Транскрипция(лат. транскрипцио - переписывание) - биосинтез и - РНК на матрице (соответствующих участках) ДНК, осуществляется в клетках организма, - первый этап реализации генетической информации, в ходе которого, последовательность нуклеотидов ДНК «переписывается» в нуклеотидную последовательность и - РНК.

17. Трансляция (лат. трансляцио - передача) – синтез полипептидных цепей белков, идущий в клетках путем «считывания» генетической информации, «записанной» в виде последовательности нуклеотидов в молекуле информационной (и - РНК) или матричной (или м - РНК). Перевод генетической информации с и- РНК в структуру специфических белков осуществляется путем синтеза («сбора») аминокислот в последовательности, соответствующей «записанному» на и – РНК генетическому коду. Трансляция начинается всегда с триплета АУГ, который кодирует аминокислоту метионин. Сигналом для окончания синтеза белка является один из стоп – кодонов (УАА, УАГ, УГА).

18. Трансверсия (лат. transverto — обращать, превращать)— мутация, приводящая к замене пуринового основания на пиримидиновое (А или Г на Т, У или Ц) или пиримидинового основания на пуриновое (Т, У или Ц на А или Г). Термин «трансверсия» предложен Э. Фризом в 1959 году.

19. Транзиция (лат. transitus — переход, прохождение) — мутация, приводящая к замене одного пуринового азотистого основания на другое (А на Г) или одного пиримидинового азотистого основания на другое (У или Т на Ц). Термин «Транзиция» предложен Э.Фризом в 1959году.

20. Экзоны - участки гена (ДНК) эукариот, несущие генетическую информацию, которая, в отличие от интронов, полностью представлена в молекуле и - РНК, которая кодирует первичную структуру белка.

21. Линейные размеры нуклеотида 0,34 нм или 3,4 (Ангстрем)

22. Средняя длина одной аминокислоты 0,3635 нм.

23. Молекулярная масса одной аминокислоты равна 100 а. е. м. или 100 Да (Да – дальтон, единица измерения молекулярной массы одной

аминокислоты). 24. Молекулярная масса одного нуклеотида равна 345 а. е. м. или 345 (Да дальтон, единица измерения молекулярной массы одного нуклеотида).

на. Фризом в 1959

Таблица генетического кода

Решение задач на определение содержания элементов и органических веществ в организме человека

1. Содержание серы в организме человека составляет 0,25% от массы тела.

Какая масса серы входит в состав организма человека массой 70 кг?

Дано: ω(S) = 0,25% m (тела) =70кг.

M (S) - ?

Алгоритм решения задачи.

Решение

ω = :100%;

m(S)= =

Ответ: 0,175кг серы

2. В клетках организма человека кассовые части кислорода, углерода и водорода составляют соответственно 15%, 18%, 10%. Атомы какого из названных элементов в организме человека больше всего.

3. Гемоглобин крови человека содержит 0,34% железа. Определите молекулярную массу гемоглобина.

4. Белок содержит 0,5% глицина, молекулярная масса глицина 75. Чему равна минимальная молекулярная масса белка.

5. Содержание белка в организме человека составляет 17% от массы тела. Определите массу белка в организме человека, масса которого 70 кг.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ФРАГМЕНТА ДНК или РНК

6. Какова длина фрагмента ДНК, состоящая из 540 нуклеотидов? Алгоритм решения задачи

Дано: n нук -дов ДНК =540 L нук.=0,34 нм

Решение:

Молекула ДНК состоит из двух цепей, поэтому её длина равна длине одной цепи, а каждый нуклеотид в ней занимает 0,34 нм.

1. n (нук.) одной цепи =540:2 =270 нуклеотидов в одной цепи ДНК.

2.L ДНК= n нуклеотидов × L нук. = 270× 0,34=83,7 нм.

Ответ: длина ДНК =83.7нм

L ДНК - ?

7. Одна из ДНК сперматозоида человека содержит 10 пар азотистых оснований. Определите длину ДНК.

8. Какова длина фрагмента ДНК, состоящая из 450 нуклеотидов 9. Фрагмент молекулы РНК овцы состоит из 37 нуклеотидов, какова его длина? 10. Какова длина фрагмента ДНК, состоящая из 270 нуклеотидов?

Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 484; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!