Задачи для самостоятельного решения
Базовые знания, необходимые для решения задача по молекулярной биологии
Генетический код — это система записи генетической информации о последовательности расположения аминокислот в белках в виде последовательности нуклеотидов в ДНК или РНК.
Свойства генетического кода:
1. Код триплетен. Одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами.
2. Код универсален. Все живые организмы (от бактерии до человека) используют единый генетический код.
3. Код вырожден. Одна аминокислота кодируется более чем одним триплетом.
4. Код однозначен. Каждый триплет соответствует только одной аминокислоте.
5. Код не перекрывается. Один нуклеотид не может входить в состав нескольких кодонов в цепи мРНК.
Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК определяет её специфичность, а также специфичность белков организма, которые кодируются этой последовательностью. Эти последовательности индивидуальны и для каждого вида организмов, и для отдельных особей вида.
ДНК
(дезоксирибонуклеиновая кислота)
РНК
(рибонуклеиновая кислота)
две цепи в спирали
состоят из нуклеотидов Строение нуклеотида
одна цепь
1 
дезоксирибоза
Остаток фосфорной кислоты 3 азотистое основание
|
|
|
А – аденин Г – гуанин Ц – цитозин Т – тимин
Рибоза 1 остаток фосфорной кислоты 2 азотистое основание 3
А – аденин Г – гуанин Ц – цитозин У – урацил
| Принцип комплементарности оснований | |
| А- Т , Г-Ц | А-У, Г-Ц |
| Комплементарность обусловлена количеством водородных связей А = Т двойная, Г ≡ Ц тройная | |
| ДНК | РНК |
| Правило Чаргаффа 1. А=Т, Г=Ц ; А +Г = Т+Ц → 100% 50% 50% (в двух цепях) | А + Г + У + Ц = 100% (в одной цепи) |
| Азотистые основания: 1. Пуриновые – А, Г 2. Пиримидиновые – Ц, Т, У | |
Правило Чаргаффа: ∑(А) = ∑(Т), ∑(Г) = ∑(Ц), ∑(А+Г) =∑(Т+Ц)
Один шаг это полный виток спирали ДНК – поворот на 360○ 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
Средняя молекулярная масса одного аминокислотного остатка принимается за 120.
Относительная молекулярная масса одного нуклеотида принимается за 345.
Вычисление молекулярной массы белка:
Мmin = (а : в) × 100%,
где:
Мmin – минимальная молекулярная масса белка,
«а» – атомная или молекулярная масса компонента,
|
|
|
«в» – процентное содержание компонента.
Типы задач
Все задачи в молекулярной биологии можно разделить на семь типов:
1. Установление последовательности нуклеотидов в ДНК, иРНК, антикодонов тРНК, используя принцип комплементарности.
2. Вычисление количества нуклеотидов, их процентное соотношение в цепи ДНК, иРНК.
3. Вычисление количества водородных связей в цепи ДНК, иРНК.
4. Определение длины, массы ДНК, иРНК, гена.
5. Определение последовательности аминокислот по таблице генетического кода.
6. Определение количества аминокислот, нуклеотидов.
7. Комбинированные задачи.
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.
Сегодня на уроке вы решим несколько типов задач.
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: ДНК1 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)
ДНК1 А Г Т Ц Т А А Ц Т Г А Г Ц А Т ДНК2 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 2 имеет последовательность нуклеотидов: Ц-Т-А-А-Ц-Ц-А-Т-А-Г-Т-Т-Г-А-Г.
Запишите последовательность нуклеотидов иРНК.
Дано: ДНК2 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)
ДНК2 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%
Третий тип задач на вычисление количества водородных связей
Две цепи ДНК удерживаются водородными связями. Определите число водородных связей в этой цепи ДНК, если известно, что нуклеотидов с аденином 12, с гуанином 20.
Дано: А-12, Г-20
Найти: водородных связей в ДНК
Решение:
А=Т, Г=Ц, так как они комплементарны
Между А и Т двойная водородная связь, поэтому 12х2=24 связи
Между Г и Ц тройная водородная связь, поэтому 20х3=60 связей
24+60=84 водородных связей всего
Ответ: 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
60×0,34= 20,4 нм
Ответ: 20,4 нм
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.
50×0,34=17нм
Ответ: 17нм
Число нуклеотидов в цепи иРНК равно 100. Определите длину этого участка
Дано: 100 нуклеотидов
Найти: длину участка
Решение: длина нуклеотида 0,34 нм , иРНК состоит из одной цепи
100×0,34=34нм
Ответ: 34нм
.
«Биосинтез белка, генетический код»
— на участке ДНК строится пре-иРНК
— в результате процессинга и сплайсинга образуется иРНК
— иРНК переходит в цитоплазму
— иРНК соединяется с рибосомой (2 триплета)
— тРНК несет аминокислоту в рибосому
— кодон иРНК комплементарен антикодону тРНК
— в рибосоме из аминокислот образуется белок
ДНК – иРНК-тРНк
— ДНК – иРНК-белок
— 20 аминокислот – 61 триплет
— 3 нуклеотида =1 триплет =1 аминокислота = 1тРНК
Задачи для самостоятельного решения
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 17; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!