Егэ по биологии решение задач по молекулярной биологии - Exhelper.top

Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

Последовательность нуклеотидов в фрагменте молекулы ДНК следующая: АТТ-ГЦА-ТГЦ. Какова последовательность нуклеотидов иРНК, синтезируемой на данном фрагменте ДНК?

Частота нарушения сцепления между генами зависит от

4) доминантности или рецессивности генов

Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2013 по биологии

Высокая гетерозиготность популяции ведет к

1) увеличению ее численности

2) большей скорости размножения

3) сохранению одинаковых генотипов

4) разнообразию генотипов особей

Источник: Яндекс: Тренировочная работа ЕГЭ по биологии. Вариант 1.

Полиплоидные формы у растений можно получить путём

1) клонирования диплоидных форм

2) искусственного мутагенеза

4) внутривидовой гибридизации

Пройти тестирование по этим заданиям

Источник

Темы «Молекулярная биология» и «Генетика» – наиболее интересные и сложные темы в курсе «Общая биология». Эти темы изучаются и в 9-х, и в 11х классах, но времени на отработку умения решать задачи в программе явно недостаточно. Однако умение решать задачи по генетике и молекулярной биологии предусмотрено Стандартом биологического образования, а также такие задачи входят в состав КИМ ЕГЭ.

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

Необходимые пояснения:

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 М_min – 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:

Цепь белка	Фен	Вал	Асн	Глу	Гис	Лей
и-РНК	УУУ	ГУУ	ААУ	ГАА	ЦАЦ	УУА
ДНК	1-я цепь	ААА	ЦАА	ТТА	ЦТТ	ГТГ	ААТ
2-я цепь	ТТТ	ГТТ	ААТ	ГАА	ЦАЦ	ТТА

Задача № 4. Участок гена имеет следующее строение, состоящее из последовательности нуклеотидов: ЦГГ ЦГЦ ТЦА ААА ТЦГ … Укажите строение соответствующего участка белка, информация о котором содержится в данном гене. Как отразится на строении белка удаление из гена четвертого нуклеотида?

Решение (для удобства используем табличную форму записи решения): Используя принцип комплементарности и таблицу генетического кода получаем:

Цепь ДНК	ЦГГ	ЦГЦ	ТЦА	ААА	ТЦГ
и -РНК	ГЦЦ	ГЦГ	АГУ	УУУ	АГЦ
Аминокислоты цепи белка	Ала-Ала-Сер-Фен-Сер

При удалении из гена четвертого нуклеотида – Ц произойдут заметные изменения – уменьшится количество и состав аминокислот в белке:

Цепь ДНК	ЦГГ	ГЦТ	ЦАА	ААТ	ЦГ
и -РНК	ГЦЦ	ЦГА	ГУУ	УУА	ГЦ
Аминокислоты цепи белка	Ала-Арг-Вал-Лей-

Задача № 5. Вирусом табачной мозаики (РНК-содержащий вирус) синтезируется участок белка с аминокислотной последовательностью: Ала – Тре – Сер – Глу – Мет-. Под действием азотистой кислоты (мутагенный фактор) цитозин в результате дезаминирова ния превращается в урацил. Какое строение будет иметь участок белка вируса табачной мозаики, если все цитидиловые нуклеотиды подвергнутся указанному химическому превращению?

Аминокислоты цепи белка (исходная)	Ала – Тре – Сер – Глу – Мет-
и -РНК (исходная)	ГЦУ	АЦГ	АГУ	ГАГ	АУГ
и -РНК (дезаминированная)	ГУУ	АУГ	АГУ	ГАГ	АУГ
Аминокислоты цепи белка (дезаминированная)	Вал – Мет – Сер – Глу – Мет-

Задача № 6. При синдроме Фанкоми (нарушение образования костной ткани) у больного с мочой выделяются аминокислоты , которым соответствуют кодоны в и -РНК : АУА ГУЦ АУГ УЦА УУГ ГУУ АУУ. Определите, выделение каких аминокислот с мочой характерно для синдрома Фанкоми, если у здорового человека в моче содержатся аминокислоты аланин, серин, глутаминовая кислота, глицин.

и -РНК	АУА	ГУЦ	АУГ	УЦА	УУГ	ГУУ	АУУ
Аминокислоты цепи белка (больного человека)	Изе-Вал-Мет-Сер-Лей-Вал-Иле
Аминокислоты цепи белка (здорового человека)	Ала-Сер-Глу-Гли

Таким образом, в моче больного человека только одна аминокислота (серин) такая же как, у здорового человека, остальные – новые, а три, характерные для здорового человека, отсутствуют.

Задача № 7. Цепь А инсулина быка в 8-м звене содержит аланин, а лошади – треонин, в 9-м звене соответственно серин и глицин. Что можно сказать о происхождении инсулинов?

Решение (для удобства сравнения используем табличную форму записи решения): Посмотрим, какими триплетами в и-РНК кодируются упомянутые в условии задачи аминокислоты.

Организм	Бык	Лошадь
8-е звено	Ала	Тре
и- РНК	ГЦУ	АЦУ
9-е звено	Сер	Гли
и- РНК	АГУ	ГГУ

Т.к. аминокислоты кодируются разными триплетами, взяты триплеты, минимално отличающиеся друг от друга. В данном случае у лошади и быка в 8-м и 9-м звеньях изменены аминокислоты в результате замены первых нуклеотидов в триплетах и -РНК : гуанин заменен на аденин ( или наоборот). В двухцепочечной ДНК это будет равноценно замене пары Ц-Г на Т-А (или наоборот).
Следовательно, отличия цепей А инсулина быка и лошади обусловлены транзициями в участке молекулы ДНК, кодирующей 8-е и 9-е звенья цепи А инсулинов быка и лошади.

Задача № 7 . Исследования показали, что в и- РНК содержится 34% гуанина,18% урацила, 28% цитозина и 20% аденина.Определите процентный состав азотистых оснваний в участке ДНК, являющейся матрицей для данной и-РНК.
Решение (для удобства используем табличную форму записи решения): Процентное соотношение азотистых оснований высчитываем исходя из принципа комплементарности:

и-РНК	Г	У	Ц	А
34%	18%	28%	20%
ДНК (смысловая цепь, считываемая)	Г	А	Ц	Т
28%	18%	34%	20%
ДНК (антисмысловая цепь)	Г	А	Ц	Т
34%	20%	28%	18%

Суммарно А+Т и Г+Ц в смысловой цепи будут составлять: А+Т=18%+20%=38% ; Г+Ц=28%+34%=62%. В антисмысловой (некодируемой) цепи суммарные показатели будут такими же , только процент отдельных оснований будет обратный: А+Т=20%+18%=38% ; Г+Ц=34%+28%=62%. В обеих же цепях в парах комплиментарных оснований будет поровну, т.е аденина и тимина – по 19%, гуанина и цитозина по 31%.

Задача № 8. На фрагменте одной нити ДНК нуклеотиды расположены в последователь ности: А–А–Г–Т–Ц–Т–А–Ц–Г–Т–А–Т. Определите процентное содержание всех нукле отидов в этом фрагменте ДНК и длину гена.

Решение:

1) достраиваем вторую нить (по принципу комплементарности)

2) ∑(А +Т+Ц+Г) = 24,из них ∑(А) = 8 = ∑(Т)

24 – 100%	=> х = 33,4%
8 – х%

24 – 100%	=> х = 16,6%
4 – х%

∑(Г) = 4 = ∑(Ц)

3) молекула ДНК двуцепочечная, поэтому длина гена равна длине одной цепи:

12 × 0,34 = 4,08 нм

Задача № 9. В молекуле ДНК на долю цитидиловых нуклеотидов приходится 18%. Определите процентное содержание других нуклеотидов в этой ДНК.

Решение:

1) т.к. Ц = 18%, то и Г = 18%;
2) на долю А+Т приходится 100% – (18% +18%) = 64%, т.е. по 32%

Задача № 10. В молекуле ДНК обнаружено 880 гуанидиловых нуклеотидов, которые составляют 22% от общего числа нуклеотидов в этой ДНК. Определите: а) сколько других нуклеотидов в этой ДНК? б) какова длина этого фрагмента?

Решение:

1) ∑(Г) = ∑(Ц)= 880 (это 22%); На долю других нуклеотидов приходится 100% – (22%+22%)= 56%, т.е. по 28%; Для вычисления количества этих нуклеотидов составляем пропорцию:

22% – 880
28% – х, отсюда х = 1120

2) для определения длины ДНК нужно узнать, сколько всего нуклеотидов содержится в 1 цепи:

(880 + 880 + 1120 + 1120) : 2 = 2000
2000 × 0,34 = 680 (нм)

Задача № 11. Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 69 000, из них 8625 приходится на долю адениловых нуклеотидов. Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК. Определите длину этого фрагмента.

Решение:

1) 69 000 : 345 = 200 (нуклеотидов в ДНК), 8625 : 345 = 25 (адениловых нуклеотидов в этой ДНК),∑(Г+Ц) = 200 – (25+25)= 150, т.е. их по 75;
2) 200 нуклеотидов в двух цепях, значит в одной – 100. 100 × 0,34 = 34 (нм)

Задача № 12. Что тяжелее: белок или его ген?

Решение: Пусть х – количество аминокислот в белке, тогда масса этого белка – 120х, количество нуклеотидов в гене, кодирующем этот белок, – 3х, масса этого гена – 345 × 3х. 120х < 345 × 3х, значит ген тяжелее белка.

Задача № 13. Гемоглобин крови человека содержит 0, 34% железа. Вычислите минимальную молекулярную массу гемоглобина.

Решение: М_min = 56 : 0,34% · 100% = 16471

Задача №14. Альбумин сыворотки крови человека имеет молекулярную массу 68400. Определите количество аминокислотных остатков в молекуле этого белка.

Решение: 68400 : 120 = 570 (аминокислот в молекуле альбумина)

Задача №15. Белок содержит 0,5% глицина. Чему равна минимальная молекулярная масса этого белка, если М глицина = 75,1? Сколько аминокислотных остатков в этом белке?

Решение: М_min = 75,1 : 0,5% · 100% = 15020 ; 15020 : 120 = 125 (аминокислот в этом белке)

Задачи для самостоятельной работы

Молекула ДНК распалась на две цепочки. одна из них имеет строение : ТАГ АЦТ ГГТ АЦА ЦГТ ГГТ ГАТ ТЦА … Какое строение будет иметь вторая молекула ДНК ,когда указанная цепочка достроится до полной двухцепочечной молекулы ?
Полипептидная цепь одного белка животных имеет следующее начало : лизин-глутамин-треонин-аланин-аланин-аланин-лизин-… С какой последовательности нуклеотидов начинается ген, соответствующий этому белку?
Участок молекулы белка имеет следующую последовательность аминокислот: глутамин-фенилаланин-лейцин-тирозин-аргинин. Определите одну из возможных последовательностей нуклеотидов в молекуле ДНК.
Участок молекулы белка имеет следующую последовательность аминокислот: глицин-тирозин-аргинин-аланин-цистеин. Определите одну из возможных последовательностей нуклеотидов в молекуле ДНК.
Одна из цепей рибонуклеазы (фермента поджелудочной железы) состоит из 16 аминокислот: Глу-Гли-асп-Про-Тир-Вал-Про-Вал-Про-Вал-Гис-фен-Фен-Асн-Ала-Сер-Вал. Определите структуру участка ДНК , кодирующего эту часть рибонуклеазы.
Фрагмент гена ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ГТЦ ЦТА АЦЦ ГГА ТТТ. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи белка.
Фрагмент гена ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ТЦГ ГТЦ ААЦ ТТА ГЦТ. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи белка.
Фрагмент гена ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ТГГ АЦА ГГТ ТТЦ ГТА. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи белка.
Определите порядок следования аминокислот в участке молекулы белка, если известно, что он кодируется такой последовательностью нуклеотидов ДНК: ТГА ТГЦ ГТТ ТАТ ГЦГ ЦЦЦ. Как изменится белок , если химическим путем будут удалены 9-й и 13-й нуклеотиды?
Кодирующая цепь ДНК имеет последовательность нуклеотидов: ТАГ ЦГТ ТТЦ ТЦГ ГТА. Как изменится структура молекулы белка, если произойдет удвоение шестого нуклеотида в цепи ДНК. Объясните результаты.
Кодирующая цепь ДНК имеет последовательность нуклеотидов: ТАГ ТТЦ ТЦГ АГА. Как изменится структура молекулы белка, если произойдет удвоение восьмого нуклеотида в цепи ДНК. Объясните результаты.
Под воздействием мутагенных факторов во фрагменте гена: ЦАТ ТАГ ГТА ЦГТ ТЦГ произошла замена второго триплета на триплет АТА. Объясните, как изменится структура молекулы белка.
Под воздействием мутагенных факторов во фрагменте гена: АГА ТАГ ГТА ЦГТ ТЦГ произошла замена четвёртого триплета на триплет АЦЦ. Объясните, как изменится структура молекулы белка.
Фрагмент молекулы и-РНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ГЦА УГУ АГЦ ААГ ЦГЦ. Определите последовательность аминокислот в молекуле белка и её молекулярную массу.
Фрагмент молекулы и-РНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ГАГ ЦЦА ААУ АЦУ УУА. Определите последовательность аминокислот в молекуле белка и её молекулярную массу.
Ген ДНК включает 450пар нуклеотидов. Какова длина, молекулярная масса гена и сколько аминокислот закодировано в нём?
Сколько нуклеотидов содержит ген ДНК, если в нем закодировано 135 аминокислот. Какова молекулярная масса данного гена и его длина?
Фрагмент одной цепи ДНК имеет следующую структуру: ГГТ АЦГ АТГ ТЦА АГА. Определите первичную структуру белка, закодированного в этой цепи, количество (%) различных видов нуклеотидов в двух цепях фрагмента и его длину.
Какова молекулярная масса гена и его длина, если в нем закодирован белок с молекулярной массой 1500 г/моль?
Какова молекулярная масса гена и его длина, если в нем закодирован белок с молекулярной массой 42000 г/моль?
В состав белковой молекулы входит 125 аминокислот. Определите количество нуклеотидов в и-РНК и гене ДНК, а также количества молекул т-РНК принявших участие в синтезе данного белка.
В состав белковой молекулы входит 204 аминокислоты. Определите количество нуклеотидов в и-РНК и гене ДНК, а также количества молекул т-РНК принявших участие в синтезе данного белка.
В синтезе белковой молекулы приняли участие 145 молекул т-РНК. Определите число нуклеотидов в и-РНК, гене ДНК и количество аминокислот в синтезированной молекуле белка.
В синтезе белковой молекулы приняли участие 128 молекул т-РНК. Определите число нуклеотидов в и-РНК, гене ДНК и количество аминокислот в синтезированной молекуле белка.
Фрагмент цепи и-РНК имеет следующую последовательность: ГГГ УГГ УАУ ЦЦЦ ААЦ УГУ. Определите, последовательность нуклеотидов на ДНК, антикодоны т-РНК, и последовательность аминокислот соответствующая фрагменту гена ДНК.
Фрагмент цепи и-РНК имеет следующую последовательность: ГУУ ГАА ЦЦГ УАУ ГЦУ. Определите, последовательность нуклеотидов на ДНК, антикодоны т-РНК, и последовательность аминокислот соответствующая фрагменту гена ДНК.
В молекуле и-РНК содержится 13% адениловых, 27% гуаниловых и 39% урациловых нуклеотидов. Определите соотношение всех видов нуклеотидов в ДНК, с которой была транскрибирована данная и-РНК.
В молекуле и-РНК содержится 21% цитидиловых, 17% гуаниловых и 40% урациловых нуклеотидов. Определите соотношение всех видов нуклеотидов в ДНК, с которой была транскрибирована данная и-РНК
Молекула и-РНК содержит 21% гуаниловых нуклеотидов, сколько цитидиловых нуклеотидов содержится в кодирующей цепи участка ДНК?
Если в цепи молекулы ДНК, с которой транскрибирована генетическая информация, содержалось 11% адениловых нуклеотидов, сколько урациловых нуклеотидов будет содержаться в соответствующем ему отрезке и-РНК?

Используемая литература.

Болгова И.В. Сборник задач по общей биологии с решениями для поступающих в вузы–М.: ООО «Издательство Оникс»:»Издательство.»Мир и Образование», 2008г.
Воробьев О.В. Уроки биологии с применением информационных технологий .10 класс. Методическое пособие с электронным приложением–М.:Планета,2012г.
Чередниченко И.П. Биология. Интерактивные дидактические материалы.6-11 класс. Методическое пособие с электронным интерактивным приложением. – М.:Планета,2012г.
Интернет-ссылки:
http://ru.convdocs.org/download/docs-8406/8406.doc
https://bio.1sept.ru/articles/2009/06

Источник

Методические рекомендации по решение задач по молекулярной биологии.

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 — =1Правило 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

25. 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?

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ДНК И ПРОЦЕНТНОЕ СОДЕРЖАНИЕ
НУКЛЕОТИДОВ В МОЛЕКУЛЕ ДНК.

11. На фрагменте правой цепи молекулы
ДНК нуклеотиды расположены в последовательности: А-А-А-Т-Ц-Т-А-Ц-Г-Т-А-Т

Определите:

а)
порядок нуклеотидов в левой цепи молекулы ДНК,

объясните,
каким принципом при этом вы руководствуетесь?

б) какова длина (в нм) этого
фрагмента ДНК? (Каждый нуклеотид занимает 0.34 нм по
длине цепи ДНК);

в)
сколько (в %) содержится нуклеотидов (отдельно) в этой ДНК?

Алгоритм решения задачи

Решение: для построения левой цепи мы
знаем, что ДНК способна к самоудвоению по принципу комплементарности (А=Т;
Т=А; Г=Ц; Ц=Г) нуклеотиды расположены в следующем порядке: |

а)
А-А-А-Т- Ц-Т-А-Ц-Г-Т-А-Т …

| | | | | | | | | | | |

Т- Т- Т-А- Г-А-Т- Г-Ц-А-Т-А ..

б) зная
длину одного нуклеотида (0,34 нм) и
количество нуклеотидов в одной цепи фрагмента ДНК, находим длину
этого фрагмента:

L ДНК= n нуклеотидов × L нук. =12 × 0,34нм =4,08 нм:

в) для
того, чтобы определить процентное содержание нуклеотидов в данной ДНК,
посчитать количество нуклеотидов в двух цепях всего их 24, из них А = 9,
Т = 9, Г = 3, Ц — 3. Составляем пропорцию и находим процентный состав
адениловых (А) нуклеотидов:

всего нук. 24 — 100% Х1= 24 н.×9(А):100% =37,5%(А)

А нук. 9 — Х1%

n(А) = n(Т) = по 37,5%, А=Т по 37,5%,
а гуаниловых (Г) количество их 3 нуклеотида в
двух цепях. Составляем пропорцию:

всего нук. 24 — 100% Х2= 24 н.×3(Г):100% =12,5%(А)

Г нук. 3 — Х2%

n (Г) == n(Ц) = по 12,5%, Г=Ц по12,5%.

ОТВЕТ: длина ДНК 4,08 нм, а
процентный состав: А = Т по 37,5%: Г = Ц по 12,5%.

12. Даны
фрагменты правой цепи молекулы ДНК:

А). Ц-Т-Т-Г-Г-А-Ц-Ц-Т-А-Г-Ц…

Б). Г-Г-Ц-Ц-Г-А-Т-А-А-Т-А-Т-Т-А-Ц…

В). А-Г-Т-Ц-Ц-Т-Г-А-А-Т-Т-Ц-Ц-Г-Г…

Г).А-А-Ц-Т-А-Г-Ц-Т-Т-Г-Г-А-Ц-Г-Т-Т-А-Г…
Определите:

а)
порядок нуклеотидов в левой цепи молекулы ДНК,

объясните,
каким принципом при этом вы руководствуетесь?

б) какова длина
(в нм) этого фрагмента ДНК? (Каждый нуклеотид занимает
0.34 нм по длине цепи ДНК);

в)
сколько (в %) содержится нуклеотидов (отдельно) в этой ДНК?

13. Фрагмент молекуле ДНК содержит 1120 тимидиловых нуклеотидов,
что составляют 32% от общего количества нуклеотидов. Определите:

а) сколько содержится
других нуклеотидов (отдельно) в этом фрагменте ДНК;

б) какова длина этого
фрагмента ДНК?

Алгоритм решения задачи.

Дано:

n (Т) ДНК =1120 ω (Т) = 32%

L нук.=0,34 нм

Решение:

1. Согласно правилу Э. Чаргаффа количество тимидиловых
нуклеотидов в молекуле ДНК равно количеству адениловым, а количество
цитидиловых – гуаниловым. Кроме этого ω (Т)+ ω (А)+ ω ( Г) + ω (Ц) =100%

    По условию задачи молекула ДНК   содержит 1120 тимидиловых нуклеотидов,   следовательно, столько
же будет содержаться   адениловых нуклеотидов: Т= А = 1120 или 32%.                                                                                2.Найдим
содержание     цитидиловых и гуаниловых нуклеотидов:                                                                                       ω ( Г) + ω (Ц) = 100% — (ω (Т)+ ω (А)) =100% — 32%+32 % =36%
                                                                               ω ( Г) + ω (Ц) = 100% — (36 % : 2) =
по 18%

n(А)-? n(Ц)-? n(Г)-? L ДНК -?

3. Находим количество цитидиловых
и гуаниловых нуклеотидов в молекуле ДНК:     1120   тимидиловых нуклеотидов
составляют 32% от общего количества, тогда n(Г)    гуаниловых нуклеотидов
составляют 18% от общего количества нуклеотидов: n(Г)=(1120×18%) : 32%=630 нуклеотидов, так как n(Г)= n(Ц), то количество цитидиловых нуклеотидов будет равно 630.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  4.
Находим общее количество нуклеотидов в молекуле
ДНК:                               Т+А+Г+Ц=1120+1120+630+630=3500, такое
количество   нуклеотидов содержится в двух цепях фрагмента ДНК, а в одной цепи
будет 3500:2=1750 нуклеотидов.
   5. Зная длину одного нуклеотида — 0,34 нм и количество
нуклеотидов одной цепи фрагмента ДНК, находим длину этого фрагмента:
L ДНК= n нуклеотидов × L нук. = 1750 × 0,34=
595нм.                                             Ответ:   n (А)=1120нук.(32%);        n(Ц) = n(Г) =630нук.(18%); L ДНК =595нм.

14. Фрагмент молекулы ДНК содержит
8000 адениловых нуклеотидов, что составляет 40% от
общего количества нуклеотидов в этой цепи ДНК. Сколько содержится
других нуклеотидов в этом фрагменте (отдельно)? Какая длина ДНК?

15. В молекуле
ДНК адениловых нуклеотидов составляет 15% от
общего количестве. Определить процентное содержание других
видов нуклеотидов.

16.Сколько новых видов свободных нуклеотидов потребуется
при редупликации двухспиральной молекулы ДНК, в которой А =
454, а Г = 1420?

17. В молекуле ДНК тимидиловые нуклеотиды составляет
18% от общего количества. Определите процентное содержание других видов нуклеотидов.

18.Фрагмент
молекулы ДНК содержит 760 адениловых нуклеотидов, что составляет
35% от общего количества нуклеотидов. Определите количество тимидиловых, гуаниловых, цитидилових нуклеотидов в
данном фрагменте молекулы ДНК, длину и массу.

ЗАДАЧИ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ И
ДЛИНУ ГЕНА.

19. Определить молекулярный
вес и длину гена, если несет информацию о белке, молекулярная масса которого
равна 155 000 а. е. м.

Алгоритм решения задачи

Дано:

М белка = 155000 а. е. м. (Да)

М амин — ты. = 100 а. о.м.(Да)
М нукл- да = 345 а. о. м. (Да)

L нук.=0,34 нм

М гена — ? L ДНК -?

РЕШЕНИЕ

1.Зная
массу белка и массу одной аминокислоты, находим количество аминокислот
в белке: n аминокислот = М
белка: М аминокислоты= 155000: 100 = 1550 аминокислот.

2.Каждая
аминокислота в полипептидной цепи
кодируются определенной последовательностью из трех нуклеотидов, кодогенной цепи
гена: n нуклеотидов = n аминокислот × 3 нуклеотида =1550
× 3 = 4650 нуклеотидов

3. Находим длину гена по кодогенной цепи: L ДНК (гена) = n нук. × L нук. (нм) = 4650×0,34 = 1581нм.

4. Кодогенная цепь ДНК 4650 нуклеотидов комплементарна некодогенной цепи
ДНК, в ней столько же нуклеотидов. Найдем общее количество нуклеотидов в
гене: n
нуклеотидов в гене: =4650нук. ×2 = 9300 нуклеотидов.

5.
Зная, общее количество нуклеотидов в
двух цепях ДНК и молекулярную массу одного нуклеотида, мы находим
молекулярную массу гена.

Мг = n нук × М (нук) = 9300 нуклеотидов × 345 = 3208500 а.
е. м. (Да).

ОТВЕТ: длина
гена 1581 нм, масса гена
3208500 а. е. м. (Да)

20. Определите молекулярную массу и длину соответствующего гена,
если в нем закодирован полипептид, молекулярная масса, которого равна 112000 а.
е. м. Что тяжелее: масса белка или гена, во сколько раз?

Дано: М белка = 112000 а. е. м. (Да) М
аминокислоты =100 а. е.м.(Да) М нуклеотида = 345 а. е.
м. (Да)

L нук.=0,34 нм

М гена — ? L ДНК — ?

М гена ≥М белка

АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

РЕШЕНИЕ

1. Зная массу белка и массу
одной аминокислоты, находим количество аминокислот
в белке: n аминокислот
= М белка: М аминокислоты =112000: 100 = 1120.

2. Каждая аминокислота в полипептидной цепи кодируются определенной
последовательностью из трех нуклеотидов, кодогенной цепи гена:                                                                                                     n
нуклеотидов = n аминокислот × 3 нукл- да =1120 ×3=3360 нуклеотидов
3. Длину гена определяем по кодогенной цепи :
                                           L ДНК (гена)= n нук.×0,34 = 3360 =1142,4 нм.

4.Кодогенная цепь ДНК 3360 нуклеотидов комплементарна некодогенной, поэтому
в ней столько же нуклеотидов. Найдем общее количество нуклеотидов в
гене:

n
нук. в 2-х цепях=3360нук. ×2 = 6720 нуклеотидов.

Мг = n нук. × М (нук.) = 6720 нуклеотидов × 345 = 2318400а.е.м.
(Да). 6.Сравним массу гена и массу
полипептида: М
гена≥ М белка =2318400 : 112000=21 раз; М гена≥ М белка 21раз.

ОТВЕТ: длина гена 1142,4 нм; масса гена 23184500 а. е. м. (Да); М гена в 21 раз ≥ М белка

  21.
Известная молекулярная масса четырех видов белков: а) 3000; б) 4600; в)
78000, г) 3500, д)600000. Определить длину и массу соответствующих генов. Что
тяжелее: масса белка или гена и во сколько раз?                                                                                                                       22.
Кодогенная цепь ДНК имеет молекулярную массу 34155 а. е. м.
Определите количество мономеров белка, запрограммированного в
кодогенной цепи ДНК.

Алгоритм решения задач

Дано:

М гена = 34155 а. е. м. (Да)

М нуклеотида =345 а. о. м. (Да)

n мономеров (аминокислот) — ?

РЕШЕНИЕ:

1)
Сколько нуклеотидов содержится в ДНК?

n
нук. = 34155: 345 = 99 нуклеотидов в кодогенной
цепи содержится в ДНК.

2)
Какое количество мономеров (аминокислот) белка запрограммировано в
кодогенной цепи ДНК (каждая аминокислота кодируется 3 нуклеотидами)?

n
аминокислот 99: 3 = 33 триплета в ДНК кодируют 33
аминокислоты (мономера) белка.

Ответ:
в кодогенной цепи ДНК массой 34155 а. е. м. запрограммированы 33
аминокислоты.

23.
Какая молекулярная масса гена (двухцепочного участка ДНК), если в
одной его цепи закодирован белок с молекулярной массой 3000.

24.Определите
молекулярную массу и длину гена, если несет информацию о белке, молекулярная
масса которого равна 840000 а. е. м.

25.
Одна из цепей молекулы ДНК имеет массу 68310 а. е. м. Определите количество
мономеров белка, закодированного в этой цепи ДНК.

26.В
состав белка входят 350 аминокислот. Какая длина гена, кодирующий синтез
этого белка.

27.
Данная молекула ДНК с относительной молекулярной массой 144900 а. е.м., из них
16560 а. е. м. приходится на долю тимидиловых нуклеотидов:

а) сколько содержится
других нуклеотидов (отдельно) в этой молекуле ДНК;

б) какова длина ДНК?

Алгоритм решения задачи

РЕШЕНИЕ

Дано:

М ДНК =144900 а. е. м.

М
тимин =16560 а. е м.

М нуклеотида =345 а.
о. м.

L нук.=0,34 нм

n(А)-? n(Ц)-? n(Г)-? L ДНК — ?

1) Сколько всего нуклеотидов в молекуле
ДНК?

n нук. = 138448: 345 = 420 нуклеотидов в
ДНК

2) Сколько тимидиловых нуклеотидов в
ДНК?

n =16560:345= 48 тимидиловых нуклеотидов содержится в этом
фрагменте ДНК), так как Т = А согласно правила Э. Чаргаффа количество
А= 48.

3)Сколько гуаниловых и цитидилових нуклеотидов в
это молекуле ДНК?

На
долю Г + Ц приходится 420 — (48 Т + 48 А) =

324нуклеотидов или
324: 2 = по 162(Г и Ц).

4)
Сколько нуклеотидов в одной
цепи ДНК?

нуклеотидов в
двух цепях: 420:2 = 210 нуклеотидов в одной цепи ДНК.

5)
Какова длина ДНК?

L ДНК = 210 нук. ×0,34 =71,4нм.

Ответ: n(Т)= n(А)=по 48нук; n(Ц)=n(Г)= по 162нук.; L ДНК 71,4нм.

28. Молекулярная масса каталазы 224000 а. е.м. Сколько
аминокислотных звеньев в этой молекуле? Какая длина первичной структуры
этого белка?

29. Сколько нуклеотидов содержит ген (обе цепи ДНК), в
котором закодирована первичная структура белка инсулина, состоящего из 153
аминокислотных остатков?

30.
Сколько нуклеотидов содержат гены (обе цепи ДНК), в которых
запрограммированы следующие белки:

а) 7500
аминокислот, б) 826 аминокислот, в) 489 аминокислот. Определите молекулярную
массу и длину гена.

31. Какова молекулярная масса
гена (двух цепей ДНК), если в кодогенной цепи запрограммирован белок
с молекулярной массой 47250 а. е

32. Белок рибонуклеазы состоит
из 124 аминокислот. Что тяжелее: белок или ген, кодирующий его.

33. Молекула РНК вируса ВИЧ
состоит из 13000 нуклеотидов. Одна молекула вируса ВИЧ состоит
из 316 аминокислот.

Определите:

а)
длину гена, несущего информацию о структуре этого белка;

б) во
сколько раз масса гена больше массы белка;

в)
сколько видов белка закодирована в РНК вируса ВИЧ.

34. Молекула РНК вируса
табачной мозаики состоит из 9750 нуклеотидов. Одна молекула белка вируса
табачной мозаики состоит из 237 аминокислот. Определите: а) длину гена,
несущего информацию о структуре этого белка; б) во сколько раз масса гена
больше массы белка; в) сколько видов белков закодировано в РНК вируса табачной
мозаики?

35. СПИД – инфекционное
заболевание, которое преимущественно передается половым путем. Возбудитель
СПИДа – ретровирус ВИЧ его наследственный материал РНК содержит 18426
нуклеотидов. Из скольких триплетов состоит РНК ВИЧ? Определите суммарную
молекулярную массу белковых молекул, закодированных в геноме вируса, если на
структурные гены приходится 8000 нуклеотидов.

36. Какая скорость синтеза
белка у высших организмов, если на составление инсулина (51 аминокислотной
звено) расходуется 7,3 секунды?

37. Какое число
аминокислот закодировано во фрагменте двухцепочной ДНК, содержит
3000 нуклеотидов?

38. Определите длину и молекулярную массу фрагмента двухцепочной ДНК,
состоящая из 266330 нуклеотидов.

39. Альбумин сыворотки крови человека имеет молекулярную
массу 102600 а. е. м. Определите количество нуклеотидов ДНК, которые кодируют
этот белок и длину гена.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ НА ЭКЗОН — ИНТРОННУЮ ОРГАНИЗАЦИЮ ГЕНОМА

40. Структурный ген фрагмента молекулы ДНК содержит 576 цитидиловых
нуклеотидов, что составляет 20% от общего количества. В экзонных участках
этого гена закодирован белок, состоящий из 130 аминокислот.                                                                                                                       1.
Определите нуклеотидный состав
гена.                                                           2.Чему равна
молекулярная масса интронных участков гена?
3. Насколько зрелая и – РНК короче про – и – РНК?

Алгоритм решения задачи

Решение

1.Определим
общее число нуклеотидов в фрагменте ДНК, так как цитидиловые нуклеотиды
приходится 30% от общего количества, то общее количество нуклеотидов составит:

576(цитозин.
нук.) — 20% Х нук.=(576×100%):20%=2880(нук.)

Х нук — 100%

2. Согласно правилу Э. Чаргаффа
количество цитидиловых нуклеотидов
равно гуаниловым нуклеотидов, а количество тимидиловых нуклеотидов в молекуле
ДНК равно количеству адениловым.

А+Т = 2880 — (Ц+Г) = 2880нук.-
(576+576)=1728(А+Т) ; А=Т по 864нук.

3. Находим количество нуклеотидов
в экзонных участках гена:

n нук. в гене=130амин-т ×3
нук. × 2цепи=780нуклеотидов в экзонных
участках гена.

4. Находим количество нуклеотидов
в интронных участках гена:

n нук. в гене = 2880 нук. – 780=
2100 нуклеотидов в интронных участках гена.

5. Находим молекулярную массу интронных
участках гена.

М=2100 нук. ×М
нук.= 2100×345 а. е. м. =724500 а. е. м.

6. Какова длина про – и –РНК?

L про –
и –РНК =0.34 нм. × 2100нук= 714нм.

7. Какова длина зрелой и
– РНК?

L и
–РНК= 0.34 нм. × 390 нук. =132,6нм

8. Какова разница в длине про
– и –РНК и зрелой и – РНК в нм.?

L про –
и –РНК = 714 нм; L и –РНК=132,6 =581,4 нм.

ОТВЕТ: n нук. в гене =2880: М интронов =724500 а. е. м.; L – и –РНК (зрелой) короче
про – и –РНК на581,4нм.

41. Ген, кодирующий белок А, состоит из 5 экзонов по 160
пар нуклеотидов и 2 интрона по 300 пар нуклеотидов.

Сколько: а) всего нуклеотидов в про
– и – РНК?   б) нуклеотидов входит в состав и — РНК?   в)
нуклеотидов входит в состав и — РНК?
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         Алгоритм
решения задачи

Решение

1) Сколько всего нуклеотидов в про–и — РНК:
(160×5)+(30×2) = 1400 нуклеотидов.

2) Сколько нуклеотидов входит в состав и — РНК:

160 ×3 = 480 нуклеотидов

3) Сколько аминокислот входит в состав данного
белка:

480 нукл : 3 = 160
кодонов

1 кодом →1 триплет → 1 аминокислота →160 аминокислот в
белке

ОТВЕТ: про – и — РНК -1400 нуклеотидов, и-РНК = 480 нуклеотидов, 160 аминокислот.

42. Известно, что
молекула и — РНК состоит из 3837 нуклеотидов. Из скольких
аминокислот состоит белок, синтезированный на этой молекуле, если известно, что
среди них два триплет УАА, три триплета УАГ, четыре триплета УГА.

43. Известно, что
молекула и — РНК состоит из 5331 нуклеотидов. Из скольких
аминокислот состоит белок, синтезированные на этой молекуле, если известно, что
среди них два триплет УАГ, четыре триплета УАА, семь триплетов УГА.

44. Фрагмент молекулы ДНК
состоит из 8882 нуклеотидов , кодирующий полипептид, имеет
пять интронов по: 65, 100, 120 и два по 175 нуклеотидов . Сколько
аминокислот находится в белке.

45. Какое количество нуклеотидов расположены
в ДНК, кодирующий полипептид, состоящий из 350 аминокислот, если 25%
триплетов входят в состав интронов.

46. Сколько аминокислот закодировано в и — РНК, состоящий из
504 нуклеотидов, среди них имеют 7 триплетов интронов.

47. В эукариотической клетке белок А состоит из 657
экзонов и 251 интронов. Сколько аминокислот входит в состав
белка.

48. Установлено, что молекула про – и — РНК состоит из 3600 нуклеотидов,
причем на интронные участки приходится 872 нуклеотидов. Определите, какое
количество аминокислот включает в себя полипептид.

49. Установлено, что
молекула про — и — РНК состоит из 2400 нуклеотидов, причем на интронные
участки приходится 666 нуклеотидов. Определите, длину и массу молекулы и –
РНК, которая участвует в трансляции.

50. Установлено, что молекула про — и — РНК на интронные участки
приходится 1200 нуклеотидов. Определите, полную массу и размер структурного
гена, если в нем закодирован полипептид массой 310000 а. е.м.
51. Какое количество аминокислот имеет полипептид синтезирован про
— и — РНК состоит из 402 нуклеотидов , если в ней 9
триплетов интронов .

52. Сколько
аминокислот закодировано в про–и — РНК, состоящий из 378 нуклеотидов,
среди них имеются 3 триплета интронов .

53. Молекула РНК вируса табачной мозаики из 9750 нуклеотидов. Одна
молекула вируса табачной мозаики из 237 аминокислот. Определите:

а) длину гена, несущего
информацию о структуре этого белка;                                б) во
сколько раз масса гена больше массы белка;                                              в)
сколько видов белка закодировано в РНК вируса табачной мозаики.

54. Сколько аминокислот
закодировано во фрагменте ДНК, состоящей из 2325 нуклеотидов, если в ней
1131интронов?

Задачи на определение молекулярной массы белка

55. Длина гена1053 нм. Определите молекулярную массу закодированного
в нем белка.

Дано:

L гена = 1053 нм.

М амин -ты =100 а.
о. м.

L нук.=0,34 нм

М белка — ?

Алгоритм решения задачи

Решение

1..Зная    длину гена   и длину одного нуклеотида
(0,34нм),   находим количество нуклеотидов   в      кодогенной   цепи:                                                                                                                                                                    n
нук. в гене =   L (гена) : L (нук.)= 1053
: 0,34 =3097
нуклеотидов
2. Каждая аминокислота кодируется 3 (нуклеотидами ),   зная число нуклеотидов в
кодогенной цепи, находим количество

аминокислот
в полипептиде:

n(амин
— лот) = n нук.: 3 нук. = 3097:3 =1032 аминокислот.

3. Зная количество аминокислот в полипептиде
и молекулярную массу одной аминокислоты, определяем молекулярную массу
белка:

М белка = n
(амин-лот) × М (аминокислоты) =
1032 ×100=103200 а. е. м.

ОТВЕТ:
ген длиной 1053 нм кодирует белок молекулярной массой 103200 а. е. м.

56. Длина гена
3509 нм. Определите молекулярную массу закодированного в нем белка.

57.
Длина гена 589 нм. Определите молекулярную массу закодированного в нем
белка.

58.
Длина гена 8453 нм. Определите молекулярную массу закодированного в нем
белка.

59.
Длина гена 680 нм. Определите молекулярную массу закодированного в нем
белка.

60.
Длина гена 3162 нм. Определите молекулярную массу закодированного в нем
белка.

61. Определите
длину (нм) и молекулярную массу фрагмента двухцепочной ДНК, которая состоит из
2266 нуклеотидов.

62. Сколько нуклеотидов содержит ген (обе цепи ДНК), в котором
закодирована первичная структура белка, состоящего 298 аминокислотных
остатков? Какова молекулярная масса и длина этого гена?

63. В нуклеиновой кислоты
аденин составляет 18% (что соответствует 730 нуклеотидам), гуанин
и цитозин — по 28%. Определите состав нуклеиновой кислоты, ее
длину и массу.

Дано: ω А- 18 %состав.730 нук. ω Г = ω Ц =
по 28%

L нук.=0,34 нм

М нуклеотида =345 а.
о. м.

М нук. кислоты -?

L нук. кислоты -?

Состав нук. кислоты -?

Алгоритм решения задачи
Решение

1.Сумма известных нуклеотидов составляет:

18% (А) + 28% (Г) + 28% (Ц) =74%

2.Следовательно, остальное количество приходится на неизвестный
нуклеотид: 100% -74% = 26%
3.Так как процентное содержание неизвестного нуклеотида не соответствует
аденину, несмотря на процентное равенство гуанина и цитозина, по правилу
Чаргаффа (принцип комплементарности) не соблюдается. Значит, данная
нуклеиновая кислота не ДНК, а РНК, тогда недостающий нуклеотид — урацил –
процентное содержание составляет 26%. Зная, что 18% аденина
соответствует 730 нуклеотидам, можем вычислить количество всех
нуклеотидов в РНК, составляем пропорцию:

18% (А) — 730 нукл .

100% —
X нукл . X = (730 нук.× 100%):18%= 4055 нуклеотида.
4.Масса РНК = М нук. × n нуклеотидов =345 а. е. м . × 4055 = 1398975
а. е. м .

5.Длина РНК
= L нук
-да × n нук леотидов =0,34 нм ×
4055 = 1378,7нм

ОТВЕТ: состав РНК: А
– 18 %; У -26%; Г 28%; Ц — 28% масса РНК — 1398975
а. е. м.; длина РНК — 1378,7нм

64. Известен
состав и-РНК: аденина — 41%, гуанина — 7%, урацила —
39%. Определить нуклеотидный состав соответствующего участка
ДНК.

Алгоритм
решения задачи
Решение

1. Находим сумму известных нуклеотидов
в составе и — РНК :                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    Σ
= А — 41% + Г -7% + У — 39% = 87%,
                   отсюда можем найти содержание цитозина(Ц) в составе и
— РНК :                                                                                                                                                                                                                                                  и
— РНК : 100% — (41% + 7% + 39%) = 13% (Ц).

2. По составу и — РНК строим
кодогенную цепь ДНК с использованием принципа комплементарности азотистых
оснований: А=Т; У=А; Ц=Г; Г=Ц;

а) нуклеотидный состав и РНК;
             А-41%, У-39%,     Г-7%,        Ц-13%
б) нук. состав кодогенной цепи ДНК:    Т- 41%,   А- 39%,   Ц- 7%       Г-13%      в)
нук. состав некодогенной цепи ДНК: А-41%,   Т- 39%,     Г-7%,       Ц-13%

3.Находим
процентное содержание нуклеотидов в соответствующем участке ДНК:

Т = (41% + 39%): 2 = 40%;
А = (39% + 41%): 2 = 40%;

Ц= (7% + 13%): 2 =10%; Г=
(7%+ 13%): =10%. ОТВЕТ: в ДНК содержится А и Т по 40%; Г и Ц по 10%.

65. Известен
состав и-РНК : аденина — 37%, гуанина — 11%, урацила — 27%. Определить нуклеотидный состав
соответствующего участка ДНК.

66. Химический анализ показал, что 28% от общего
числа нуклеотидов данной и — РНК приходится на аденин, 6%
— на гуанин и 40% на урацил. Какой должна
быть нуклеотидный состав соответствующего участка двух цепочной
ДНК, информация с которого «переписана» данной и-РНК ? А какой
будет состав ДНК, если и-РНК содержит 18% гуанина, 30% аденина, 20%
урацила?

67. В молекуле и-РНК выявлено 220 гуаниловых ,
173 адениловых , 128 цитидилових и 174 уридиловых нуклеотидов.
Определите сколько нуклеотидов (отдельно) содержится в области
молекулы ДНК слепком с которой данная и-РНК . Какая длина и
молекулярная масса этого фрагмента.
                68. В и — РНК содержится 32% аденина, 20%
гуанина, 12% цитозина. Определить нуклеотидный состав
соответствующего участка ДНК.

69. В молекуле и – РНК человека в результате
биохимических исследований обнаружено 487 гуаниловых нуклеотидов, 256
адениловых, 522 цитидиловых, 248 уридиловых нуклеотидов. Какова масса
соответствующего фрагмента молекулы ДНК, транскрипционной копией которой
является данная и – РНК?

70. Какова молекулярная масса гена (обеих цепей ДНК), в одной из
цепей которого закодирована последовательность аминокислотных остатков белка
с молекулярной массой 112000 а. е. м.?

71. Информационная РНК
состоит из 818 кодонов. Сколько рибосом (максимум) может входить в
состав полисомы , осуществляющей синтез белка по данной и-РНК , если диаметр
рибосомы 300 А(ангстрем), а интервал между рибосомами 200 А(ангстрем)?

Дано:

И-РНК = 818 кодонов.

Dрибосомы -100А

L нук.=3,4 А(ангстрем)

М белка — ?

Алгоритм
решения задачи

                                               Решение
1.Находим
количество нуклеотидов   в   818 кодонов и – РНК ?
                                                                   n нук. в и – РНК = n кодонов   × 3
нуклеотида =    818 × 3 =2454
нуклеотидов.                                              2.Какова длина
и-РНК?                                                            L и –
РНК = n нук × L (нук.)= 2454 ×3,4А = 8343А.
                                                                                                  3.
Сколько рибосом входят в состав   полисомы.                                                        n рибосом = L и –
РНК : (300А. +200А.) = 8343 А. : 500 А. =17 рибосом.

ОТВЕТ: 17 рибосом входит в состав полисомы.

72. Одна из цепей молекулы
ДНК имеет массу 68310. определите количество мономеров белка, закодированного в
этой ДНК.

73. Пользуясь таблицей генетического кода, воспроизведите участок
ДНК, в котором закодирована информация с такой последовательностью аминокислот
в белке: метионин
— аланин — глицин — глутамин — лейцин — пролин — тирозин — цистеин

74. Пользуясь таблицей
генетического кода, воспроизведите участок ДНК, в котором закодирована
информация с такой последовательностью аминокислот в белке: метионин -аланин —
глицин — глутамин — лейцин — пролин — тирозин — цистеин — валин.

75. Определите антикодоны т — РНК, участвующие в синтезе белка,
кодируемого фрагментом ДНК
… …Т-А-Ц
— Т — Ц — А- А -Г-А -Г-Г-А- Г- Ц-Т- А-Ц-Г- А-Т-Г …

76. Соотнеси
антикодон т — РНК с кодонами и — РНК.

кодоны и — РНК антикодоны т — РНК

1. АГЦ 1. ГГЦ

2. ЦАА 2. ЦГА

3. УУГ 3. ГУУ

4. ГЦУ 4.УЦГ

5. ЦЦГ 5. ААЦ

77. Полипептид состоит из
следующих аминокислот: метионин — аланин — гистидин — лейцин —
глутамин — тирозин. Определите структуру участка ДНК, кодирующего эту
полипептидную цепь.

РЕШЕНИЕ: Зная, по
условию задачи последовательность аминокислот в полипептиде, воспроизводим
строение и — РНК , которая управляет синтезом этого полипептида. По
таблице генетического кода находим структуру триплетов и-РНК: А-У-Г-Г-Ц-У-Ц-А-У-Ц-У-У-Ц-А-А-У-А-У. По
цепочке и-РНК восстанавливаем кодогенную цепь ДНК, которая имеет
следующее строение: мет — ала — гис — лей — глн — тир

и-РНК:
А-У-Г- Г-Ц-У-Ц-А-У-Ц-У-У-Ц- А- А- У-А-У

| | | | | | | | | | | | | | | | | |

кодогенная
цепь ДНК Т- А-Ц-Ц-Г-А-Г-Т-А -Г-А-А- Г- Т- Т- А-Т- А

| | | | | | | | | | | | | | | | | |

некодогенная
цепь ДНК А- Т-Г-Г-Ц-Т-Ц-А-Т-Ц-Т-Т- Ц-А- А-Т- А-Т

78. Даны полипептидные цепи:

а) метионин
— аланин -аспарагиновая кислота — тирозин -лизин -аспарагин…

б)
метионин- глицин -изолейцин- валин- глутаминовая кислота- пролин…

в) метионин-
лейцин -серин -фенилаланин -цистеин- аргинин –глутамин…

Определите структуру участка
ДНК и длину, кодирующего эту полипептидную цепь.

79. Фермент белка табачной
мозаики кодируется следующим кодонами и — РНК:

…
УЦУ-ГГГ-УЦЦ-АУЦ-АЦЦ- ААА -УУУ -ЦГГ …

1)
Определите, из каких аминокислот состоит данный фрагмент?

2) При воздействии на и —
РНК азотистой кислотой цитозин превращается
в гуанин, как изменится: а) состав и — РНК?; б) аминокислотный
состав фрагмента.

80. Кодогенная цепь
ДНК имеет следующий состав: А-Ц-А-А-Т-А-Т-Т-Ц- Г-Г-Г-Ц-Ц-Г…

Определите:

а) аминокислотную
последовательность белка?;

б) заполните
таблицу: триплеты ДНК, кодоны и — РНК, антикодоны и — РНК, аминокислоты,
участвующих в синтезе этого белка.

Триплеты в ДНК	Триплеты (кодоны) в и — РНК	Триплеты (антикодоны) в т — РНК	Аминокислоты в белке
А
Ц
А

81. Определите антикодон т — РНК, что принимает участие в
синтезе белка, который кодируется фрагментом ДНК:
… Г-Ц-Т-А-Ц-Г-А-Т-Т-Т-Ц-А-А- Г-А -… .

82. Гормон инсулина
представлен следующими аминокислотами: метионин — гистидин — серии
— глицин — цистеин — лейцин — глутаминовая кислота — аспарагиновая кислота
— валин – фенилаланин. Определите количественные
соотношения азотистых оснований (аденин + тимин) и (гуанин + цитозин) в
цепи ДНК, кодирующий этот гормон инсулина.

83. По данным фрагмента кодогенной цепи   ДНК:                                                     Т-Г-Т-Г-Т-Ц-А-Г-А-Ц-А-Т-Г-А-А
…
             а) восстановить некодогенную цепь ДНК;                                                           б)
определить нуклеотидной состав и – РНК;                                                                       в)
используя таблицу генетического кода определить аминокислотный состав белка;                                                                                                                                   г)
указать антикодоны т – РНК, участвующие в синтезе белка.

84. Какие изменения
произойдут в структуре белка, если в кодируемом его участке ДНК … ТАЦ-ЦАГ-АГГ-АЦТ-ААТ
… между 7 и 8 нуклеотидами произойдет вставка тимина, а между 12 и
13 нуклеотидами произойдет вставка цитозина ?

85. Э. Чаргаффа ,
исследуя состав ДНК различных видов установил, что у человека А = Т = 20%, Г =
Ц = 30%, а у белки А = Т = 29%, Г = Ц = 21%, у тутового шелкопряда А = Т =
28%, Г = Ц = 22%. У кого из названных видов спирали молекулы ДНК более
прочно связаны?

86. На фрагменте
левой цепи ДНК нуклеотиды расположены в такой последовательности: Ц-Ц-Т-Т-Г-Т-Г-А-Т-Ц-А-Т-
Ц-А-А- А —

а) какова первичная
структура белка, синтезируемого с генетической информации в правой цепи?

б) как изменится
структура синтезируемого белка, если в левой цепи ДНК выпадает
восьмой нуклеотид?

в) к каким
биологическим последствиям это может привести в организме?

г) унаследует ли
потомство такое изменение ДНК?

87. Участок правой цепи молекулы ДНК имеет
следующий нуклеотидный состав:

…А-Т-А-Т-Т-Г-Т-Г-Т-А-Ц-А-Ц-Ц-Г…
. Определите:

а)
порядок нуклеотидов в левой цепи молекулы ДНК;

б) каким принципом
руководствовались;

в) длину этого участка
молекулы ДНК;

г) молекулярную массу гена;

д) содержание в %
каждого нуклеотида во фрагменте ДНК;

е) первичную структуру белка;

ж) молекулярную массу белка;

88. Участок молекулы ДНК, кодирующий полипептид, имеет в норме следующий
порядок азотистых оснований: …ААА
— ААЦ — ЦАТ — АГА — ГАГ …

Во время
редупликации третий слева аденин выпал из спирали. Определите изменение в
данном фрагменте белка в результате указанной мутации.

Решение:

ДНК (кодирующий участок)	…ААА-ААЦ-ЦАТ-АГА-ГАГ…
и — РНК	…УУУ- УУГ-ГУА-УЦУ- ЦУЦ…
полипептид	…фен-лей- вал-сер – лей…
ДНК ( мутация)	…ААА-АЦЦ-АТА-ГАГ-АГ…
и — РНК	…УУУ — УГГ –УАУ –ЦУЦ-УЦ…
белок	…фен- три- тир- лей-…

Ответ:
результат указанной мутации изменился аминокислотный состав
белка, до мутации полипептид имеет следующий состав …фен- лей — вал -сер –
лей…а после мутации изменился аминокислотный состав белка … фен- три- тир- лей.

89. Во фрагменте левой цепи ДНК, нуклеотиды расположены в такой
последовательности: А-А-Г-Т-Ц-Т-Т-А-Ц-Г-Т-Г-… .
Определите:                                — порядок расположения нуклеотидов
в правой цепи ДНК;                                          — какова длина
этого фрагмента
ДНК;                                                                        —
какова молекулярная масса гена?

90. Дана кодогенная цепь ДНК: ЦТА -ТАГ- ТАА- ЦЦА –ТАГ — ГГЦ … Определите:
                                                                                                                    а)
длину этого гена;
                                                                                                                                                                                          б)
количество в процентах различных видов нуклеотидов в этом гене (в
двух цепях);                                                                                                                              в)
первичную структуру белка, закодированного в этой
цепи;                                                                   г) первичную
структуру белка, синтезируемого после выпадения девятого нуклеотида в
этой цепи ДНК?

91. На участке левой цепи ДНК нуклеотиды расположены в
такой последовательности:

… ГГГ
— ЦЦЦ – ГТТ – ААА – ЦТА – ГАТ…

а) какова
структура закодированного белка?                                                                        б)
какой будет структура белка, если в этой цепи ДНК под влиянием облучения между
седьмым и восьмым нуклеотидами Г замещен А? К каким биологических
последствиям это может привести?                                                 в)
которая будет структура белка, если под влиянием химического мутагена (бензопирен)
между одиннадцатым и двенадцатым нуклеотидами ДНК будет вставлен
Т? К каким биологических последствиям это может привести?

92. На фрагменте кодогенной цепи ДНК
нуклеотиды расположены в такой последовательности:
ТАЦ
— ТТГ- ЦТТ- ЦТА- ГГЦ- ТГ… . В результате мутации одновременно выпадают пятый
и восьмой нуклеотиды. Определите последовательность:
               — нуклеотидов в и — РНК до и после мутации; изменится ли аминокислотный
состав белка после мутации.

93. Как изменится первичная структура белка, если в
последовательности нуклеотидов: … Ц-Ц-А-А-Т-Г-Г-Г-Ц-А-Т-Г-Т-Т-Ц…
произойдет трансверсия шестого пуринового нуклеотида слева
Г заменен на пиримидиновый Т, а справа шестой пуриновый А замен на пиримидиновый
Т.

Алгоритм решения задачи

Решение

Используя кодогенную цепь ДНК в соответствии с принципом
комплементарности, определяем структуру участка и – РНК (вместо Т
присутствует У);

Кодогенная
цепь ДНК: …Ц-Ц-А-А-Т-Г-Г-Г-Ц-А-Т-Г-Т-Т-Ц…

| | | | | | | | | | | | | | |

и — РНК Г-Г-У-У-А-Ц-Ц-Ц-Г-У-А-Ц-А-А-Г используя
таблицу генетического кода находим структуру триплетов и — РНК и
аминокислотный белка до трансверсии:

гли- тир — про — тир — лиз

Проследим
изменится ли первичная структура белка, если произойдет трансверсия шестого нуклеотида слева
Г заменен на Т; а трансверсия шестого нуклеотида справа А
замен на Т), (трансверсия 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).

Кодогенная
цепь ДНК: …Ц-Ц-А-А-Т-Т-Г-Г-Ц-Т- Т-Г-Т-Т- Ц…после мутации

| | | | | | | | | | | | | | |

и-РНК Г-Г-У-У-А-А-Ц-Ц-Г-А-А-Ц-А-А-Г

гли- стоп- кодон — про — асн — лиз

Ответ: да, до трансверсии первичная структура белка имеет следующий
аминокислотный состав – из 5 аминокислот: гли- тир — про — тир – лиз, а после
мутации — трансверсии первичная структура белка изменилась и имеет следующий
аминокислотный состав – из 4 аминокислот: гли— стоп- кодон — про —
асн — лиз (тирозин → в некодирующий стоп- кодон, а тир → на асн).

94. Как
изменится первичная структура белка, если на фрагменте ДНК … Т-Ц-Т-Ц-А-Ц-А-Т-А-Г-Г-Т…
произойдет транзиция замена четвертого пиримидинового азотистого основания
Ц на пуриновое азотистое основание Г, а десятое пуриновое азотистое основание Г заменено на пиримидиновое азотистое основание Т.

Алгоритм
решения задачи

Решение

Используя кодогенную цепь ДНК в соответствии с принципом
комплементарности определяем структуру участка и – РНК (вместо Т
присутствует У);

Кодогенная
цепь ДНК: …Т- Ц-Т- Ц-А-Ц-А- Т-А-Г-Г-Т-

| | | | | | | | | | | |

и — РНК А-Г-А- Г-У- Г-У- А-У-Ц-Ц-А-
используя таблицу генетического кода находим структуру триплетов и — РНК и
аминокислотный белка до транзиции:

арг — вал — тир — про

Проследим
изменится ли первичная структура белка, если
произойдет транзиция замена четвертого пиримидинового азотистого основания Ц
заменено на пуриновое
азотистое основание Г, а десятое
пуриновое азотистое основание Г заменено на
пиримидиновое азотистое основание Т.

Кодогенная
цепь ДНК: …Т- Ц- Т- Г-А-Ц-А- Т-А-Т-Г-Т- после мутации

| | | | | | | | | | | |

и — РНК А-Г-А- Ц-У- Г-У- А-У-А-Ц-А-

арг — лей — тир — тре

Ответ: да, до транзиции первичная структура белка имеет следующий
аминокислотный состав – из 4 минокислот: арг- вал — тир — про , а после
транзиции первичная структура белка изменился и имеет следующий
аминокислотный состав – из 4 аминокислот: арг – лей — тир — тре (вал→
на лей, про → на тре).

95. У здорового человека с мочой выделяются такие аминокислоты:
аланин, серин, глутамин, глицин. У человека, больного цистинурией,
выделяются аминокислоты, которым соответствует следующие триплеты и — РНК: УЦЦ
— УГУ-ГЦУ-ГГУ-ЦАГ-ЦГУ-ААА- УЦЦ . Какие именно аминокислоты выделяются у
больных цистинурией?

96. При синдроме Фанкони (нарушение
образования костной ткани) у больного с мочой выделяются аминокислоты, которым
соответствуют следующие триплеты и — РНК:
… АУА   ГУЦ АУГ УЦА
УУГ ГУУ АУУ.
                                      Определите,
какие аминокислот выделяются с мочой при              синдроме Фанкони, если у здорового человека в моче содержатся аминокислоты
аланин, серин, глутаминовая кислота, глицин.

Алгоритм решения задачи

Решение.                                                                                                                                 Используя
триплеты и — РНК и генетический код определяем наличие аминокислот в белке:
               —                              и —   РНК
АУА- ГУЦ- АУГ-УЦА-УУГ -ГУУ- АУУ.

Аминокислоты
цепи                иле —
вал — мет — сер   — лей — вал — иле   белка (больного
человека)
Аминокислоты   цепи белка                  алан–сер –глу- глн                   (здорового
человека)

Ответ: в
моче больного человека только одна аминокислота (серин) такая же как, у
здорового человека, остальные – новые, а три, характерные для здорового
человека, отсутствуют.

97. Фрагмент
цепи и — РНК имеет следующую последовательность:
   АУГ- ААГ- ГГГ- ЦУА- АЦГ. Определите:
    —   последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК, каким принципом вы
руководствовались;
— аминокислотный состав белка и указать антикодоны т – РНК,
участвующие в синтезе белка.

98. Молекула ДНК (ген вазопрессина) имеет следующую нуклеотидную
последовательность:
                          Т- Г- Т- Т- А-Т- Т-Т — Т- Г-А- А- Г-А- Т- Т- Г- Т

    |   |   |
|   |   |   |   |   |   |   | |   |   |   |   |   |   |

   А -Ц -А- А-Т-А- А-А- А-Ц-Т -Т- Ц -Т-А- А-Ц
-А… произошла трансверсия   — пиридиминовое азотистое основание тимин на 5-м
месте нижней цепочки замещено на пуриновое азотистое основание гуанин.       Определить:
а) как отразится трансверсия на первичную структуру синтезируемого белка;
                                                                         б) может
ли повлиять трансверсия на наследственность организма и какая эта мутация.

Ответ: да, если организм одноклеточный; у
многоклеточного организма, в том случае, если это генеративная мутация, она
скажется на наследственность гибрида.

99.
В результате действия повреждающего фактора изменилась одна из
цепей молекул ДНК. Обнаружьте тот участок, в котором   произошли изменения,
если неповреждённая цепочка молекулы ДНК имеет такой состав:
ГГЦ-ГТГ- ААТ- ААЦ- ТАГ-ЦАЦ-ТТ,   а молекула и — РНК, если бы она была
синтезирована на измененной цепи ДНК, имела бы состав: ГГЦ-АГА- ГГЦ- ЦЦА-
УАГ- ЦАЦ- УУГ. Установите последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК после
репарации.
                                              Алгоритм решения задачи

Решение

По
условию задачи неповрежденный участок цепи молекулы ДНК имеет такой состав:

ГГЦ-ГТГ- ААТ- ААЦ- ТАГ-ЦАЦ-ТТГ

А
молекула и – РНК по условию задачи синтезирована на измененной цепи ДНК и имеет
такой нуклеотидный состав:

ГГЦ-АГА- ГГЦ- ЦЦА- УАГ- ЦАЦ- УУГ

В
результате действия повреждающего фактора участок цепи молекулы ДНК с
которого синтезирована и — РНК нуклеотиды расположены в такой последовательности:

ЦЦГ- ТЦТ- ЦЦГ- ГГТ — АТЦ-ГТГ-ААЦ

                                                                                                                      100.
В результате действия повреждающего фактора изменилась одна из цепей ДНК, после
этого молекула ДНК приобрела следующий нуклеотидный состав азотистых
оснований (первая цепь ДНК не подвергалась изменению):
ЦГА- ТГГ- ЦАЦ- АГТ- ТТЦ
ГЦЦ -ЦТТ- ЦГТ— ТЦА- ААГ .
Найдите измененный участок молекула ДНК и определите процентное содержание
нуклеотидов в молекуле ДНК после повреждения и после репарации.

101.
Фрагмент цепи и — РНК имеет такую последовательность нуклеотидов: УЦЦ – АЦА –
УАУ – АГЦ – ГЦА –ЦГГ…
.                                                                             Определите
последовательность:
— аминокислот в первичной структуре белка;                                                                     —
антикодоны т – РНК;
  — нуклеотидов на кодогенной цепи
ДНК.

Литература

1.Грин, Н. Биология: в 3-х т. / Н. Грин,
У. Стаут, Д. Тейлор. – М.: Мир, 1990.

2. Муртазин Г.М. Задачи
и упражнения по общей биологии: пособие для учителей.
Москва. Просвещение, 1981. -192 с.
3. Овчинников С.А.
Сборник задач и упражнений по общей биологии: Учебное пособие. — Донецк: Третье
тысячелетие, 2002. — 128 с.

4.Реймерс Н.Ф. Основные
биологические понятия и термины: книга для учителя. Москва. Просвещение, 1988.
-391с.

Источник

Сборник задачпо молекулярной биологииУЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Учебное пособие предназначено для учеников старших классов и призвано оказывать помощь при подготовке к ЕГЭ по биологии. Также может использоваться учителями средних общеобразовательных школ в процессе преподавания соответствующих разделов биологии.

Предисловие

Раздел «Молекулярная биология» является одним из сложных для понимания в школьном курсе общей биологии. Облегчению усвоения этих разделов может способствовать решение задач по молекулярной биологии разных уровней сложности.

Использование таких задач развивает у школьников логическое мышление и позволяет им глубже понять учебный материал по этой теме, дает возможность преподавателям осуществлять эффективный контроль уровня усвоенных учащимися знаний. Задачи составлены в соответствии с программой по биологии для общеобразовательных и профильных классов, а также с программой для поступающих в высшие учебные заведения.

В пособие включены задачи, взятые из имеющихся пособий, тестов ЕГЭ, а также задачи, разработанные учителем. Заимствованные из других пособий задачи представлены или без изменений, или – в незначительной модификации.

В предлагаемом пособии рассматриваются общие принципы решения и оформления задач, включает более 100 задач всех типов разных уровней сложности. Для типовых задач и задач повышенной сложности приводятся решения. Значительную часть занимают задачи, которые чаще всего встречаются на экзаменах по биологии.

Пособие рассчитано на тех, кто уже обладает знаниями молекулярной биологии в объеме курса средней школы и предназначено старшеклассникам для подготовки к ЕГЭ по биологии. Также может быть использовано учителями средней школы в процессе преподавания соответствующих разделов биологии.

^ Задачи по молекулярной биологииМолекулярная масса, состав белков инуклеиновых кислот.

Как биополимеры, белки характеризуются высокой молекулярной массой (от 6000 до 1000000 и выше). Такие белки содержат в своем составе от 50 до 8000 и более аминокислотных остатков. Приблизительное количество аминокислотных остатков в белке можно определить путем деления молекулярной массы белка на среднюю

молекулярную массу одного аминокислотного остатка, принимаемую за 100 атомных единиц массы Задача №1. Альбумин сыворотки крови человека имеет молекулярную массу 68400. Определите количество аминокислотных остатков в молекуле этого белка?Решение: определяем общее количество аминокислотных остатков, принимая среднюю молекулярную массу одного аминокислотного остатка за 100 (а.е.м.)

68400 : 100 = 684 аминокислот

Ответ: 684 аминокислот в молекуле альбумина.^ Задача №2. Известна молекулярная масса трех видов белков: а) 3600; б) 4800; в) 72000. Определите количество аминокислотных остатков в молекуле этого белка?

Молекулярную массу можно определить по содержанию того или иного компонента. Многие сложные белки содержат в своем составе один или несколько атомов металла (Fe, Zn, Си и др.). Молекулярную массу низкомолекулярных белков можно вычислить по данным аминокислотного состава. В этом случае выбирают ту аминокислоту, содержание которой в белке минимально. По данным элементарного и аминокислотного состава вначале вычисляют минимальную молекулярную массу по формуле:

^ М.м = А : В × 100%, где М.м — минимальная молекулярная масса белка, А — атомная или молекулярная масса компонента, В- процентное содержание компонента.

Зная число атомов металла или аминокислотных остатков в молекуле, можно рассчитать истинную молекулярную массу данного белка, умножив минимальную молекулярную массу на число компонентов.

^ Задача №3. Гемоглобин крови человека содержит 0,34% железа. Вычислите минимальную молекулярную массу гемоглобина. Решение: Атомная масса железа 56. Поскольку в гемоглобине содержится один атом железа, то минимальную молекулярную массу белка можно рассчитать, составив пропорцию:

0,34 части Fe — 100 части гемоглобина

56 частей- Х

М.м = ( 56 × 100) : 0,34 или сразу по формуле М.м = 56 : 0,34 × 100%

Ответ: 16470 молекулярная масса гемоглобина^ Задача №4. Белок содержит 0,5% глицина. Чему равна минимальная молекулярная масса этого белка, если М.м глицина = 75? Сколько аминокислотных остатков в этом белке?Решение:

М.м = 75 : 0,5 × 100% = 15000

15000 : 100 = 150

Ответ: 150 аминокислот в этом белке.

Молекула ДНК состоит из двух правильно закрученных спиральных цепей (полинуклеотидов).Цепи между собой комплементарны, т. е. дополняют друг друга. Комплементарность выражается в следующем: водородные связи идут от аденина и гуанина одной цепи соответственно к тимину и цитозину другой цепи, и наоборот. Принцип комплементарности имеет большое значение для понимания самоудвоения ДНК и транскрипции РНК.

^ Важное значение имеют закономерности в количественном соотношении нуклеотидов в молекуле ДНК, которые известны в виде правил Чаргаффа:1) А = Т; 2) Г = Ц; отсюда следует, что А : Т = 1 и Г : Ц = 1 ^ Задача №5. В молекуле ДНК на долю нуклеотидов с гуанином приходится 20%. Определите процентное соотношение других нуклеотидов в этой ДНК.Решение: Используем правила Чаргаффа: Г = Ц = 20%

А + Т = 100 – (20 + 20)

А + Т = 60%, А = Т = 30%

^ Ответ: Ц =Г=20%, А=Т=30%.Задача №6. Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность ЦЦАТАГЦ. Определите нуклеотидную последовательность второй цепи и общее число водородных связей, которые образуются между двумя цепями ДНК. Объясните полученные результаты. Решение:

1) 1 цепь ДНК: ЦЦАТАГЦ

2 цепь ДНК: ГГТАТЦГ

2) между нуклеотидами А и Т образуются 2 водородные связи, всего связей 3 х 2 =6

3) между нуклеотидами Г и Ц образуются 3 водородные связи, число связей 4 х 3 = 12.

4) общее число связей между двумя цепями 12 + 6 = 18.

Ответ: 18 водородных связей.Задача №7. Сколько и каких видов свободных нуклеотидов потребуется при редупликации молекулы ДНК, в которой количество А = 600 тыс., Г = 2400 тыс.?Ответ: Столько же нуклеотидов, сколько их содержится в редуплицирующейся ДНК:

А = 600тыс, то Т = 600тыс. Г = 2400 тыс,, то Ц = 2400 тыс., всего 6 млн.

^ Задача №8. В молекуле ДНК содержится 70 нуклеотидов с тимином (Т). Определите, сколько нуклеотидов с аденином содержат дочерние молекулы ДНК, образующиеся в процессе редупликации, и объясните полученные результаты.Примечание. Расстояние между парами нуклеотидов равно 0,34 нм. Относительная молекулярная масса одного нуклеотида принимается за 345 атомных единиц массы.Задача №9. На фрагменте одной цепи ДНК нуклеотиды расположены в последовательности: ААГТЦТАЦГТАТ. Определите процентное содержание всех нуклеотидов в этом фрагменте ДНК и длину гена.Решение:

1) 1 цепь ДНК: ААГТЦТАЦГТАТ.

2 цепь ДНК: ТТЦАГАТГЦАТА

) Ц = Г = 4; А = Т = 8.(А + Т) + (Г + Ц) = 24

3) 24 – 100%

4 — Х

Х = 33,4% (Ц = Г )

4) 100 – (33,4 +33,4) = 33,2 (А + Т), то А = Т = 16,6

5) молекула ДНК состоит из двух цепей, поэтому длина гена равна одной цепи

12 х 0,34 = 4,08 нм.

Ответ: А =Т = 16,6%, Г = Ц = 33,4. Длина гена – 4,08 нм.^ Задача №10. В молекуле белка содержится 950 нуклеотидов с цитозином, составляющих 20% от общего количества нуклеотидов в этой ДНК. Определите процентное содержание других нуклеотидов, входящих в молекулу ДНК. Какова длина этого фрагмента?Решение: Используем правила Чаргаффа.

1) Ц = Г = 20%

2) (А + Т) = 100 – (20 +20) = 60%, значит А = Т = 30%

3)Для вычисления количества этих нуклеотидов составляем пропорцию:

20% — 950

30% — Х

Х = 1425

4)для определения длины ДНК нужно узнать, сколько всего нуклеотидов содержится в одной цепи:

(950 + 950 + 1425 + 1425) : 2 = 2375, то 2375 х 0,34 = 808 (нм).

Ответ: А = Т = 30%, Г = Ц = 20%, длина фрагмента – 808 нм.^ Задача №11. В молекуле ДНК содержится 1400 нуклеотидов с тимином, составляющих 5% от общего количества нуклеотидов в этой ДНК. Определите процентное содержание других нуклеотидов, входящих в молекулу ДНК. Какова длина этого фрагмента?Решение:

1) Т = А = 5% = 1400 нуклеотидов, их сумма А + Т = 2800 нуклеотидов.

2) (А + Т) = 10%, то (Г + Ц) = 90%, Г = Ц = 45%

3) 5% — 1400

45% — Х

Х= 12600 нуклеотидов Ц и Г

4) (2800 + 25200) : 2 = 14000, то 14000 х 0,34 = 4760 нм.

Ответ: Г = Ц = 45% = 12600 нуклеотидов; А =Т = 5% = 1400 нуклеотидов; длина фрагмента – 4760 нм.^ Задача №12. В молекуле ДНК содержится 1100 нуклеотидов с аденином, что составляет 10% от общего количества нуклеотидов в этой ДНК. Определите, сколько нуклеотидов с тимином, гуанином, цитозином содержится в отдельности в молекуле ДНК, и объясните полученный результат.^ Задача №13. Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 69000, из них 8625 приходится на долю нуклеотида с аденином. Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК. Определите длину этого фрагмента.Решение:

1) определяем количество нуклеотидов в ДНК, зная, что относительная молекулярная масса одного нуклеотида принимается за 345 а.е.м.

69000 : 345 = 200 (нуклеотидов в ДНК)

2) 200 нуклеотидов в двух цепях, значит в одной –100, то100 х 0,34 = 34 (нм)

3) определяем количество адениловых нуклеотидов 8625 : 345 = 25 (А),

значит А = Т = 25 нуклеотидов, Г = Ц = (200 – 50): 2= 75 нуклеотидов.

Ответ: А = Т = 25 нуклеотидов, Г = Ц = 75 нуклеотидов Длина фрагмента 34 нм.^ Задача №14. Одна из цепей ДНК имеет молекулярную массу 34155. Определите количество мономеров белка, запрограммированного в этой ДНК.Решение:

34155 : 345 (молекулярная масса одного нуклеотида) = 99 нуклеотидов содержится в ДНК.

99 : 3 = 33 триплета в ДНК кодируют 33 аминокислоты белка.

Ответ: 33 аминокислоты^ Обмен веществ и превращение энергии. Энергетический обмен.Задача №15. Какие продукты образуются и сколько молекул АТФ запасается в клетках дрожжей при спиртовом брожении в результате расщепления 15 молекул глюкозы?. Ответ поясните.Решение:

1) Расщепление глюкозы в клетках дрожжей происходит по пути спиртового брожения, продуктами которого являются этиловый спирт и углекислый газ

2) одна молекула глюкозы расщепляется с образованием 2-х молекул АТФ, следовательно из 15 молекул глюкозы образуется 30 молекул АТФ.

Ответ: этиловый спирт и углекислый газ, 30 молекул АТФ^ Задача №16. В процессе гликолиза образовалось 42 молекулы пировиноградной кислоты. Какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образуется 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 молекул глюкозы;

2) При полном окислении одной молекулы глюкозы (бескислородный и кислородный этапы) образуется 38 молекул АТФ;

3) При окислении 21 молекулы образуется 21 х 38 = 798 молекул АТФ.

Ответ: 21 молекул глюкозы; 798 молекул АТФ^ Задача №17. Сколько молекул АТФ будет синтезироваться в клетках эукариот при полном окислении фрагмента молекулы крахмала, состоящего из 70 остатков глюкозы? Ответ поясните.Решение:

1) Крахмал под действием гидролитических ферментов расщепляется в лизосоме до менее сложных органических веществ (мономеров) – глюкозы. В данном случае образуется 70 молекул ;

2) При полном окислении одной молекулы глюкозы (в митохондрии) синтезируется 38 молекул АТФ;

3) При окислении 70 молекул глюкозы синтезируется

70 х 38 = 2660 молекул АТФ

Ответ: 2660 молекул АТФ^ Задача № 18. В процессе энергетического обмена произошло расщепление 7 моль глюкозы, из которых полному расщеплению подверглось только 2. Определите:

а) сколько моль пировиноградной кислоты и СО2 при этом образовалось;
б) сколько АТФ при этом синтезировано;
в) сколько энергии запасено в этих молекулах АТФ;
г) сколько израсходовано моль О2?

Решение:

1) из 7 моль глюкозы 2 подверглись полному расщеплению, 5- неполному.

2) 5 С

6Н12О6 → 5 × 2 С3Н4О3 + 5 × 2 АТФ (неполное расщепление 5 моль глюкозы) = 10 моль АТФ

3) 2 С

6Н12О6 + 2 × 6 О2 → 2 × 6 СО2 + 2 × 6 Н2О + 2 × 38 АТФ (полное расщепление = 76 моль АТФ
4) суммируем количество АТФ: 10 + 76 = 86 моль АТФ

5) определяем количество энергии в молекуле АТФ:

86 х 40 кДж = 3440 кДж.

Ответ а) 10 моль С3Н4О3 и 12 моль СО2; б) 86 молекул АТФ; в) 3440 кДж энергии; г) 12 моль О2^ Задача №19. В результате энергетического обмена в клетке образовалось 5 моль пировиноградной кислоты и 27 моль углекислого газа. Определите:

а) сколько всего моль глюкозы израсходовано;
б) сколько из них подверглось полному расщеплению, а сколько гликолизу;
в) сколько энергии запасено;
г) сколько моль кислорода пошло на окисление?

Решение:

6Н12О6 → 2 С3Н4О3 + 2 АТФ

2,5 С

6Н12О6 → 2,5 × 2 С3Н4О3 + 2,5 × 2 АТФ

6Н12О6 + 6 О2 → 6 СО2 + 6 Н2О + 38 АТФ

4,5 С

6Н12О6 + 4,5 × 6 О2 → 4,5 × 6 СО2 + 4,5 × 6 Н2О + 4,5 × 38 АТФ Ответ:

а) 7 моль С

6Н12О6;
б) 4,5 моль – полному расщеплению, 2,5 – гликолизу;
в) (2,5 × 2 + 4,5 × 38) × 40 = 7040 (кДж);
г) 27 моль О2.Задача № 20. В процессе диссимиляции произошло расщепление 17 моль глюкозы, из которых кислородному расщеплению подверглись 3 моль. Определите:

а) сколько молей пировиноградной кислоты и СО2 при этом образовано;
б) сколько АТФ при этом синтезировано;
в) сколько энергии запасено в этих молекулах АТФ;
г) сколько израсходовано моль О2?

Ответ: а) 28 моль ПВК, 18 моль СО2; б) 142; в) 5680 кДж; г)18.Задача № 21. Мышцы ног при беге со средней скоростью расходуют за 1 мин 24 кДж энергии. Определите:

а) сколько всего граммов глюкозы израсходуют мышцы ног за 25 мин бега, если кислород доставляется кровью к мышцам в достаточном количестве;
б) накопится ли в мышцах молочная кислота?

Решение:

Х = 600 × 180 : 1520 = 71 (г)

Ответ:

а) 71 г;
б) нет, т.к. кислорода достаточно.

^ Задача № 22. Бегун расходует за 1 мин 24 кДж энергии. Сколько глюкозы потребуется для бега с такими затратами, если 50 мин в его организме идет полное окисление глюкозы, а 10 мин – гликолиз?Решение:

Х = 240 × 180 : 80 = 540 (г)

У = 25 × 50 × 180 : 1520= 142 (г)

3) 540 + 142 = 682 (г)

Ответ: 682 г^ Пластический обмен. Биосинтез белка.

Информация о структуре белков записана и хранится в ДНК в виде определенной последовательности нуклеотидов. Участок молекулы ДНК, кодирующий синтез белковой молекулы определенной структуры, называется геном. Система зашифровки наследственной информации, а точнее, аминокислотной последовательности индивидуальных белков в молекуле ДНК называется генетическим кодом. При решении задач по синтезу белка надо использовать таблицу генетического кода и учитывать свойства генетического кода.

Примечание: Молекулярная масса одной аминокислоты в среднем 100, одного нуклеотида – 35а.е.м.Таблица генетического кода.Задача № 23. Что тяжелее: белок или его ген?Решение:

Пусть х – количество аминокислот в белке, тогда масса этого белка – 100х; молекулярная масса одного аминокислотного остатка -100.

Код триплетен — количество нуклеотидов в гене, кодирующем этот белок – 3х, масса этого гена – 345 × 3х. (Относительная молекулярная масса одного нуклеотида – 345 а.е.м.).

100х < 345 × 3х

Ответ: ген тяжелее белка^ Задача №24. Какова молекулярная масса гена (двух цепей ДНК), если в одной цепи его запрограммирован белок с молекулярной массой 2400?Решение:

2400 : 100 (молекулярная масса одной аминокислоты) = 24 аминокислоты в белке
24 х 3 = 72 нуклеотида в одной цепи ДНК
72 х 345 = 24840 – молекулярная масса одной цепи гена, то двух цепей гена 24840 х 2 = 49680

Ответ: 49680 а.е.мЗадача №25. Одна из цепей ДНК имеет молекулярную массу 34155.Определите количество мономеров белка, запрограммированного в этой ДНК Решение:

1.34155 : 345 (молекулярная масса одного нуклеотида) = 99 нуклеотидов содержится в ДНК

2. 99 : 3 = 33 триплета в ДНК кодируют 33 аминокислоты (мономера) белка.

Ответ: 33.Задача №26. Молекулярная масса белка 48000. Определите длину соответствующего гена. Решение:

1. Белок состоит из 48000 : 100 = 480 аминокислот;

2. Одна из цепей гена, несущая программу белка, должна состоять из 480 триплетов, или 480 х 3 = 1 440 нуклеотидов

3. Длина этой цепи ДНК – 1 440 х 0,34 нм = 489,6нм, такова же длина гена (двухцепочечного участка ДНК).

Ответ: длина гена – 489,6нм. ^ Задача №27. Участок одной из цепей ДНК имеет следующую последовательность:

ТГАТТУГГААГЦАГГЦЦ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепи.

Решение:

Согласно принципу комплементарности последовательность нуклеотидов во второй цепи ДНК будет следующей:

1 цепь ДНК: ТГАТТАГГААГЦАГГЦЦ

2 цепь ДНК: АЦТААТЦЦТТЦГТЦЦГГ

^ Задача №28. Одна из цепей ДНК с последовательностью нуклеотидов ЦТТГЦАТАААА используется в качестве матрицы для синтеза и-РНК. Какую последовательность нуклеотидов будет иметь и-РНК?Решение:

Цепь ДНК: ЦТТГЦАЦААА

Цепь и-РНК: ГААЦГУГУУУ

^ Задача №29.Содержание нуклеотидов в цепи и-РНК следующее: 34% гуанина, 18% урацила, 28% цитозина, 20% аденина. Определите процентный состав азотистых оснований в участке ДНК, являющегося матрицей для данной и-РНК.Решение:

Очевидно, что 34% гуанина в и-РНК в считаемой цепи ДНК будет составлять 34% цитозина, соответственно 18% урацила — 18 % аденина, 28% цитозина — 28% гуанина, 20% аденина – 20% тимина ( по принципу комплементарности оснований нуклеотидов). Суммарно А + Т и Г + Ц в считаемой цепи будет составлять :

А +Т = 18% + 20% = 38%; Г + Ц = 28% + 34% = 62%.

В некодируемой цепи (ДНК – двухцепочечная молекула) суммарные показатели будут такими же, только процент отдельных оснований будет обратный:

А +Т = 20% + 18% = 38%; Г + Ц = 34% + 28% = 62%.

В обеих же цепях в парах комплементарных оснований будет поровну, т.е. аденина и тимина – по 19%, гуанина и цитозина по 31%.

Задача №30. Содержание нуклеотидов в цепи и-РНК следующее: аденилового – 27%, гуанилового – 35%, цитидилового – 18%, урацилового – 20%. Определите процентный состав нуклеотидов участка молекулы ДНК (гена), являющегося матрицей для этой и-РНК.^ Задача № 31. Последовательность нуклеотидов в начале гена, хранящего информацию о белке инсулине, начинается так: А–А–А–Ц–А–Ц–Ц–Т–Г–Ц–Т–Т–Г–Т–А–Г–А–Ц

Напишите последовательности аминокислот, которой начинается цепь инсулина.

Решение:

Задание выполняется с помощью таблицы, в которой нуклеотиды в и-РНК соответствуют аминокислотным остаткам.

Ответ: фен– вал – асп – глу – гис – лей^ Задача № 32. Молекула ДНК распалась на две цепочки. Одна из них имеет строение:

ТАГ АЦТ ГГТ АЦА ЦГТ ГГТ. Какое строение будет иметь вторая молекула ДНК, когда указанная цепочка достроится до полной двухцепочечной молекулы?

^ Задача №33. Последовательность нуклеотидов в фрагменте и-РНК следующая: УУЦУУАЦЦЦЦАУЦГЦААЦГГУ. Определите аминокислоты, информация о последовательности которых записана в и-РНК, антикодоны т-РНК, фрагмент гена, кодирующего данный участок молекулы белка.Решение:

1) Указанные триплеты нуклеотидов кодируют и определяют последовательность следующих аминокислот: Фен –Лей – Про – Гис – Арг – Асн – Гли

2) Антикодоны т-РНК: ААГ, ААУ, ГГГ, ГУА, ГЦГ, УУГ, ЦЦА.

3) Последовательность триплетов в фрагменте гена, т.е. ДНК: ААГААТГГГГТАГЦГТТГЦЦА

Задача №34. Определите первичную структуру синтезируемого белка, если участок цепи ДНК имеет следующую структуру: АЦА АТА ААА ГТТ ЦГТ….^ Задача №35. Фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность: ЦГТТГГГЦТАГГЦТТ. Установите нуклеотидную последовательность участка т-РНК, который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Ответ поясните.Решение:

1. Нуклеотидная последовательность участка и-РНК — ГЦААЦЦЦГАУЦЦГАА

2. Нуклеотидная последовательность антикодона ЦГА (третий триплет) соответствует кодону на и_РНК ГЦУ;

3. По таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота АЛАНИН, которую будет переносить данная т-РНК.

^ Задача №36. Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК – матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на котором синтезируется участок центральной петли т-РНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов –АТАГЦТГААЦГТАЦТ-. Установите нуклеотидную последовательность участка т-РНК, который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Ответ поясните.^ Задача №37 В биосинтезе полипептида участвуют молекулы т-РНК с антикодонами УАЦ, УУУ, ГЦЦ, ЦАА в данной последовательности. Определите последовательность нуклеотидов на и-РНК, ДНК и последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка, используя таблицу генетического кода.Решение:

Последовательность на и-РНК: АУГАААЦГГГУУ

Фрагмент цепи ДНК: ТАЦТТТГЦЦЦАА

аминокислотная последовательность: мет-лиз-арг-вал.

Задача № 38. В биосинтезе полипептида участвовали молекулы т-РНК с антикодонами УУА, ГГЦ, ЦГЦ, АУУ, ЦГУ. Определите нуклеотидную последовательность участка каждой цепи молекулы ДНК, который несет информацию о синтезируемом полипептиде, и число нуклеотидов, содержащих аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г), цитозин (Ц) в двуцепочечной молекуле ДНК.Решение:

1.Антикодоны т-РНК комплементарны кодонам и-РНК, а последовательность нуклеотидов и-РНК комплементарна одной из цепей ДНК

2. Участок одной цепи ДНК – ТТАГГЦЦГЦАТТЦГТ,

состав второй цепи ДНК – ААТЦЦГГЦГТААГЦА

3.Число нуклеотидов: А – 7, Т – 7, Г – 5, Ц – 8.

Задача № 39. Начало цепи одной из фракций гистона, выделенного из тимуса быка, имеет следующую аминокислотную последовательность: Ала — Apr — Тре — Лиз -. Какова возможная структура начальных фрагментов и-РНК и двухцепочечной ДНК?Решение: По таблице генетического кода находим, что указанные аминокислоты гистона кодируются триплетами: ГЦЦ-ЦГЦ-АЦЦ-ААГ. По принципу комплементарности устанавливаем строение соответствующего участка молекулы ДНК.

Цепь и-РНК: ГЦЦ –ЦГЦ- АЦЦ- ААГ

1 цепь ДНК: ЦГГ — ГЦГ – ТГГ- ТТЦ

2 цепь ДНК: ГЦЦ- ЦГЦ — АЦЦ -ААГ

^ Задача № 40. Фрагмент молекулы адренокортикотропного гормона человека, вырабатываемого передней долей гипофиза, имеет структуру: — Сер — Тир — Сер – Мет-. Определите перечень антикодонов в т-РНК, участвующих в биосинтезе фрагмента АКТГ.^ Задача № 41. У больных серповидной анемией в молекуле гемоглобина глютаминовая кислота замещена на валин. Чем отличается ДНК человека, больного серповидной анемией, от ДНК здорового человека?Решение.

Находим триплеты на и-РНК, кодирующие глютаминовую кислоту и валин, а по ним — нуклеотидный состав ДНК:

Здоровый человек Больной человек
аминокислоты Глу Вал

кодоны и-РНК ГАА ГУУ

ЦТТ ЦАА

состав ДНК : : : : : :

ГАА ГТТ

Задача № 42 Участок молекулы ДНК имеет следующий состав: ГАТГААТАГТГЦТТЦ. Перечислите не менее 3-х последствий, к которым может привести случайная замена 6-го нуклеотида аденина (А) на цитозин (Ц). .Решение:

1) Произойдет генная мутация – изменится кодон второй аминокислоты.

2) В белке может произойти замена одной аминокислоты на другую, в результате изменится первичная структура белка.

3) Могут измениться все остальные структуры белка, что повлечет за собой появление у организма нового признака.

^ Задача №43.Участок гена имеет следующее строение, состоящее из последовательности нуклеотидов : ЦГГ ЦГЦ ТЦА ААА ТЦГ. Укажите строение соответствующего участка белка, информация о котором содержится в данном гене. Как отразится на строении белка удаление из гена четвертого нуклеотида?^ Задача №44. Последовательность нуклеотидов в цепи ДНК: -ААТГЦАГГТЦАЦТЦАТГ-.В результате мутации одновременно выпадают второй и пятый нуклеотиды. Запишите новую последовательность нуклеотидов в цепи ДНК. Определите по ней последовательность нуклеотидов в и-РНК и последовательность аминокислот в полипептиде. ^ Задача №45. Какое изменение молекулы ДНК сильнее повлияет на строение белка: выпадение одного нуклеотида из триплета или целого триплета?Решение. В качестве примера возьмем какой-либо участок цепи ДНК, несущий информацию о строении определенного пептида, и проанализируем его строение при возможных ситуациях.

а) При нормальном строении цепи ДНК:

Цепь ДНК: АГГ- ТГГ- ЦТЦ-ЦТГ -Г…

Цепь и-РНК: УЦЦ-АЦЦ-ГАГ-ГАЦ-Ц…
Пептид: Сер –Тре-Глу-Асп-

б) При выпадении из цепи ДНК одного нуклеотида. Допустим, выбит первый нуклеотид второго триплета (Т).

Цепь ДНК: -АГГ-ГГЦ-ТЦЦ-ТГГ …

Цепь и-РНК: .УЦЦ-ЦЦГ-АГГ-АЦЦ…

Пептид: — Сер – Про — Apr — Тре —

в) При выпадении целого триплета из цепи ДНК. Допустим, выбит второй триплет

(-ТГГ-).

Цепь ДНК: -АГГ – ЦТЦ – ЦТГ — Г …

Цепь и-РНК: -УЦЦ – ГАГ – ГАЦ — Ц …

Пептид: — Сер — Глу — Асп —

Таким образом, при выпадении одного нуклеотида из цепи ДНК изменяется полностью аминокислотный состав белковой молекулы. Исключение целого триплета приводит к выпадению лишь одной аминокислоты. При этом последовательность всех остальных аминокислот в белковой цепи сохраняется.

^ Задача №46. Фрагмент одной из цепей ДНК последовательность нуклеотидов: -АТААГТАТГЦЦТ-. Определите последовательность нуклеотидов в и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи.. Что произойдет в полипептиде, если в результате мутации во фрагменте гена выпадет второй триплет нуклеотидов? ^ Задача №47. В процессе трансляции участвовало 30 молекул т-РНК. Определите число аминокислот, входящих в состав синтезируемого белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.Решение:

1) Из выше сказанного следует что каждая аминокислота транспортируется к месту синтеза одной т-РНК, нам известно, что т-РНК было 30, следовательно и аминокислот тоже 30.
2) Каждая аминокислота кодируется одним триплетом, а так как аминокислот 30, следовательно и триплетов 30.

3) Если один триплет состоит из трех нуклеотидов, значит необходимо произвести расчет: 30 х 3 = 90 нуклеотидов.

Ответ: :Белок состоит из 30 аминокислот, ген, который его кодирует включает в себя 30 триплетов или 90 нуклеотидов.Задача № 48. Гормон окситоцин имеет белковую природу. В процессе трансляции его молекулы участвовало 9 молекул т-РНК. Определите число аминокислот, входящих в состав синтезируемого белка, а также число триплетов и нуклеотидов, которые кодирует этот белок. Ответ поясните.Решение:

1. Одна т-РНК транспортирует одну аминокислоту, следовательно 9 т-РНК.

2. Число триплетов ДНК равно 9, так как один триплет кодирует одну аминокислоту.

3. Число нуклеотидов – 27, так как код триплетен (9х3).

Задача № 49. Какую длину имеет участок 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 т-РНК необходимо для переноса этого количества аминокислот к месту синтеза? (Следует учитывать, что одна т-РНК доставляет к рибосоме одну аминокислоту). Ответ поясните.Решение:

1. Для кодирования одной аминокислоты необходимо 3 нуклеотида, соответственно для 51 аминокислоты – 153 нуклеотида;

2. Участок ДНК из 153 нуклеотидов имеет 52 нм (0,34 х 153);

3. В синтезе участвует 51 молекула т-РНК, одна т-РНК переносит одну аминокислоту.

Задача №50. Какую длину имеет участок молекулы ДНК, кодирующий миоглобин современных животных, если миоглобин содержит одну цепь со 155 аминокислотами, а один нуклеотид занимает 0,34 нм в цепи ДНК ^ Задача №51. Информационная часть и-РНК содержит 120 нуклеотидов. Определите число аминокислот, входящих в кодируемый ею белок, число молекул т-РНК, участвующих в процессе биосинтеза этого белка, число триплетов в участке гена, кодирующих первичную структуру этого белка ( следует учитывать, что одна т-РНК доставляет к рибосоме одну аминокислоту). Объясните полученные результаты.Решение:

1. Аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов, следовательно, белок содержит

120 : 3 = 40 аминокислот;

2. Поскольку т-РНК транспортирует одну аминокислоту, для трансляции понадобилось 40 т-РНК.

3. и-РНК является копией гена, кодирующего данный белок, поэтому ген содержит 120 : 3 = 40 триплетов.

Задача №52.Участок цепи ДНК, кодирующий первичную структуру полипептида, состоит из 15 нуклеотидов. Определите число нуклеотидов на и-РНК, кодирующих аминокислоты, число аминокислот в полипептиде и количество т-РНК, необходимых для переноса этих аминокислот к месту синтеза. Ответ поясните. ^ Задача №53 Полипептид состоит из 20 аминокислот. Определите число нуклеотидов на участке гена, который кодирует первичную структуру этого полипептида, число кодонов на и-РНК, соответствующее этим аминокислотам, и число молекул т-РНК, участвующих в биосинтезе этого полипептида (следует учесть, что одна т-РНК доставляет к рибосоме одну аминокислоту). Ответ поясните.Решение:

1.Генетический код триплетен, поэтому участок гена ДНК, кодирующий полипептид из 20 аминокислот, содержит

20 х 3 = 60 нуклеотидов

2. информационная часть и-РНК содержит 20 кодонов

3. для биосинтеза данного полипептида понадобится 20 молекул т-РНК.

^ Задача №54. Определите число молекул и-РНК и т-РНК, участвующих в синтезе молекулы белка, которая состоит из 900 аминокислот. Сколько нуклеотидов и-РНК определяет первичную структуру молекулы этого белка?Решение:

1. В синтезе одной молекулы белка участвует одна молекула и-РНК;

2. Одна молекула т-РНК доставляет одну молекулу аминокислоты к рибосоме, следовательно, 900 аминокислот доставляют 900 молекул т-РНК;

3. Каждой аминокислоте соответствует один триплет – 3 нуклеотида, а 900 аминокислотам соответствует 2700 нуклеотидов.

^ Задача №55 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 – 100, а нуклеотида- 345 а.е.м. Ответ поясните.Решение:

1. Генетический код триплетен, следовательно, белок, состоящий из 100 аминокислот, кодирует 300 нуклеотидов.

2. Молекулярная масса белка 100 х 100 =10000; молекулярная масса гена 300 х 345 = 103500

3. Участок ДНК тяжелее, чем кодируемый им белок, в 10 раз ( 103500 : 10000) = 10,35

Задача № 56. В трансляции участвовало 50 молекул т-РНК. Определите, во сколько раз молекула белка легче молекулы и-РНК, на которой он синтезируется. Средняя молекулярная масса аминокислоты 100, нуклеотида – 3 45. Ответ поясните.^ Задача № 57. Участок одной из двух цепей молекулы ДНК содержит 300 нуклеотидов с аденином (А), 100 нуклеотидов с тимином (Т), 150 нуклеотидов с гуанином (Г) и 200 нуклеотидов с цитозином (Ц). Какое число нуклеотидов с А, Т, Г, Ц содержится в двухцепочечной молекуле ДНК? Сколько аминокислот должен содержать белок, кодируемый этим участком молекулы ДНК? Решение:

1. Согласно принципу комплементарности во второй цепи ДНК содержится нуклеотидов: Т – 300, А – 100, Ц- 150, Г – 200.

2. В двух цепях ДНК содержится нуклеотидов: А – 400, Т – 400, Ц – 350, Г – 350.

3. Информацию о структуре белка несет одна из двух цепей, число нуклеотидов в одной цепи ДНК: 300 + 100 + 150 + 200 = 750, одну аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов, поэтому в белке должно содержаться 750 : 3 = 250 аминокислот.

^ Задача №58. Длина участка молекулы ДНК составляет 850 нм. Определите количество нуклеотидов в одной цепи ДНК.Задача №59. В гене С содержится 21000 пар нуклеотидов. Определить число полных оборотов спирали в этом гене и количество закодированных в нем аминокислот.Решение:

1. Каждый полный виток спирали ДНК включает 10 пар нуклеотидов. Следовательно, количество полных оборотов спирали в гене равна 21000 : 10 = 2100 витков

2. Одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами. Следовательно, количество закодированных в гене аминокислот равно 21000 : 3 = 7000 аминокислот.

Задача №60. Молекула ДНК состоит из 1200 пар нуклеотидов. Определите число полных спиральных витков в данной молекуле, количество закодированных в нем аминокислот и вес гена.^ Задача №61. Ген эукариот, кодирующий белок А, включает пять экзонов (по 140 пар нуклеотидов) и три интрона (по 720 пар нуклеотидов).Определить содержание нуклеотидов в незрелой про-и–НК и в зрелой и- РНК.Решение:

Экзоны несут информацию о структуре белка. Интроны – некодирующие участки.

1. Незрелая про-и-РНК содержит всю информацию, переписанную с данного участка ДНК, т.е. с пяти экзонов и трех интронов. Следовательно, количество нуклеотидов в незрелой про-и-РНК равно: 5 х 140 +3 х 720 = 2860 нуклеотидов.

2. При созревании про-и-РНК интроны из нее вырезаются, поэтому зрелая про-и-РНК будеи состоять только из 5 экзонов, значит , количество нуклеотидов в зрелой про-и-РНК – 5 х 140 = 700 нуклеотидов.

Задача №62. Фрагмент кодирующей цепи ДНК содержит 3000 нуклеотидов, интроны в ней составляют 50%. Определите количество нуклеотидов в зрелой молекуле и-РНК.

Ответ: 1500 нуклеотидов.

^ Задача №63. Фрагмент кодирующей цепи ДНК содержит 4800 нуклеотидов, на долю интронов в ней приходится 30%. Определите количество нуклеотидов в зрелой молекуле и-РНК и аминокислот в белковой молекуле закодированной в данной цепи ДНК.Решение:

1. Количество интронов составляет 30%, 1440 нуклеотидов от общего количества.

2. В зрелой молекуле и-РНК интроны (1440 нуклеотидов) выпадают, следовательно, количество нуклеотидов 4800 – 1440 = 3360.

3. Код триплетен: 3360 : 3 = 1120 аминокислот.

Задача № 64. Длина незрелой и-РНК (про-РНК) 102000 нм, экзоны в ней составляют 45%. Определите длину зрелой и-РНК, количество в ней нуклеотидов и сколько аминокислот закодировано в ней.

Ответ: 1) 165000 нуклеотидов

2) 55000 аминокислот

Задачи для повторения.1. Нуклеиновые кислоты

1. Фрагмент молекулы ДНК состоит из 6000 нуклеотидов. Определите длину данного фрагмента ДНК

2. Фрагмент молекулы ДНК состоит из 5760 нуклеотидов, из них тимидиловых нуклеотидов 1125. Определите длину данного фрагмента и количество адениловых, гуаниловых и цитидиловых нуклеотидов.

3. Фрагмент молекулы ДНК состоит из 950 пар нуклеотидов, из них адениловых нуклеотидов 340. Определите длину данного фрагмента и количество гуаниловых, тимидиловых и цитидиловых нуклеотидов.

4. Определите количество водородных связей во фрагменте ДНК -ГТЦАТГГАТАГТЦЦТАТ.

5. Молекула ДНК состоит из 4000 нуклеотидов. Определите число полных спиральных витков в данной молекуле.

6. Длина участка молекулы ДНК составляет 850 нм. Определите количество нуклеотидов в одной цепи ДНК.

7. В молекуле ДНК 28 % тимидиловых нуклеотидов. Определите количество адениловых нуклеотидов.

8. В молекуле ДНК 17 % цитидиловых нуклеотидов. Определите количество гуаниловых нуклеотидов.

9. Фрагмент молекулы ДНК состоит из 1000 нуклеотидов, из них адениловых нуклеотидов 23%. Определите количество гуаниловых, тимидиловых и цитидиловых нуклеотидов.

10.Определите молекулярную массу фрагмента ДНК если он состоит из 900 нуклеотидов

11.Фрагмент молекулы ДНК содержит 350 цитидиловых нуклеотидов, что составляет 28% от общего количества нуклеотидов. Определить сколько в данном фрагменте адениловых, гуаниловых, тимидиловых, нуклеотидов и его молекулярную массу

12.Длина участка молекулы ДНК составляет 544 нм. Определите количество нуклеотидов в ДНК и его молекулярную массу.

13.Длина участка молекулы ДНК составляет 272 нм, адениловых нуклеотидов в молекуле 31%. Определить молекулярную массу молекулы, процентное содержание других нуклеотидов.

14. Молекулярная масса молекулы ДНК составляет 17250 г/моль Определите количество нуклеотидов в молекуле и её длину.

15. Молекулярная масса молекулы ДНК составляет 27600 г/моль, в ней цитидиловый нуклеотид составляет 15%. Определите количество других нуклеотидов в молекуле и её длину.

16.Фрагмент кодирующей цепи ДНК имеет следующую последовательность ТГААЦТГАГГТЦГАЦ. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК транскрибируемой с данного фрагмента

17.Фрагмент и-РНК имеет следующую последовательность нуклеотидов УГАГЦАУЦАГАЦУГУ. Определите последовательность нуклеотидов фрагмента молекулы ДНК с которой транскрибирован данный фрагмент и-РНК

18.Фрагмент и-РНК имеет следующую последовательность нуклеотидов УАУЦГАГУЦАЦГЦ. Определите последовательность нуклеотидов и число водородных связей во фрагменте молекулы ДНК с которой транскрибирован данный фрагмент и-РНК

19.Фрагмент и-РНК имеет следующую последовательность нуклеотидов УАУГАЦУАГЦАГ. Определите последовательность антикодонов т-РНК соответствующие кодонам и-РНК

20.Последовательность антикодонов т-РНК АУГ ГЦГ УАУ ГУЦ. Определите последовательность нуклеотидов фрагмента ДНК, которая соответствует т-РНК

21.Участок молекулы и-РНК состоит из 300 нуклеотидов, Определите его длину.

22.Участок молекулы и-РНК состоит из 480 нуклеотидов, Определите его длину. и молекулярную массу.

23.Длина участка молекулы и-РНК составляет 510 нм.. Определите количество нуклеотидов, содержащихся в этом участке молекулы

24.Молекула и-РНК содержит 19% урациловых нуклеотидов, сколько адениловых нуклеотидов содержится в кодирующей цепи участка ДНК ?

25.Если в цепи молекулы ДНК, с которой транскрибирована генетическая информация, содержалось 11% адениловых нуклеотидов, сколько урациловых нуклеотидов будет содержаться в соответствующем ему отрезке и-РНК?

26.Правая цепь ДНК имеет следующую структуру АТГГТЦАТЦ. Определите структуру и-РНК транскрипция, которой произошла с левой цепи ДНК.

27.В молекуле и-РНК содержится 13% адениловых, 27% гуаниловых и 39% урациловых нуклеотидов. Определите соотношение всех видов нуклеотидов в ДНК, с которой была транскрибирована данная и-РНК

28. Молекулярная масса гена ДНК составляет 103500 г/моль. Определите число нуклеотидов в транскрибируемой с данного гена и-РНК.

2. Биосинтез белка

29.Фрагмент гена ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ТЦГГТЦААЦТТАГЦТ. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи белка.

30.Участок молекулы белка имеет следующую последовательность аминокислот: аспаргин-изолейцин-пролин-триптофан-лизин. Определите одну из возможных последовательностей нуклеотидов в молекуле ДНК.

31.Участок молекулы белка имеет следующую последовательность аминокислот: серин-глутамин-аспаригин-триптофан. Определите возможные последовательности нуклеотидов в молекуле и-РНК.

32.Фрагмент молекулы и-РНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: УГЦААГЦУГУУУАУА. Определите последовательность аминокислот в молекуле белка

33.Фрагмент молекулы и-РНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ГЦАУГУАГЦААГЦГЦ. Определите последовательность аминокислот в молекуле белка и её молекулярную массу.

34.Ген ДНК включает 450 пар нуклеотидов. Какова длина, молекулярная масса гена и сколько аминокислот закодировано в нём?

35.Фрагмент ДНК имеет молекулярную массу 414000 г/моль. Определите длину фрагмента ДНК и число аминокислот закодированных в нём.

36.Участок кодирующей цепи ДНК имеет молекулярную массу 182160г/моль. Определите количество аминокислот закодированных в нем.

37.Участок кодирующей цепи ДНК имеет молекулярную массу 238050 г/моль. Определите количество аминокислот закодированных в нем и молекулярную массу белка.

38.Правая цепь ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ЦТАТАГТААЦАА. Определите структуру фрагмента белка, синтезированного по левой цепи ДНК.

39.Фрагмент одной цепи ДНК имеет следующую структуру: ГГТАЦГАТГТЦААГА. Определите первичную структуру белка, закодированного в этой цепи, количество (%) различных видов нуклеотидов в двух цепях фрагмента и его длину.

40.Сколько нуклеотидов содержит ген ДНК, если в нем закодировано 135 аминокислот. Какова молекулярная масса данного гена и его длина?

41.Какова молекулярная масса гена и его длина, если в нем закодирован белок с молекулярной массой 1500 г/моль?

42.В состав белковой молекулы входит 125 аминокислот. Определите количество нуклеотидов в и-РНК и гене ДНК, а также количества молекул т-РНК принявших участие в синтезе данного белка.

43.В синтезе белковой молекулы приняли участие 145 молекул т-РНК. Определите число нуклеотидов в и-РНК, гене ДНК и количество аминокислот в синтезированной молекуле белка.

44.Фрагмент цепи и-РНК имеет следующую последовательность: ГГГУГГУАУЦЦЦААЦУГУ. Определите, последовательность нуклеотидов на ДНК, антикодоны т-РНК, и последовательность аминокислот соответствующая фрагменту гена ДНК.

45.В синтезе белка приняли участие молекулы т-РНК с антикодонами: ГУЦ, ЦГУ, УУЦ, ГАУ, АУГ. Определите нуклеотидную последовательность во фрагменте гена ДНК и последовательность аминокислот в участке синтезируемого белка.

3.Генные мутации.

46.Кодирующая цепь ДНК имеет последовательность нуклеотидов: ТАГЦГТТТЦТЦГГТА. Как изменится структура молекулы белка, если произойдет удвоение шестого нуклеотида в цепи ДНК. Объясните результаты.

47.Кодирующая цепь ДНК имеет последовательность нуклеотидов: АГАТАГГТАЦГТТЦГ. Как изменится структура молекулы белка, если произойдёт выпадение десятого нуклеотида в цепи ДНК. Объясните результаты.

48.Под воздействием мутагенных факторов во фрагменте гена: ГАЦЦАГТТТЦАГТТГ произошла замена девятого нуклеотида на цитозин. Объясните, как изменится структура молекулы белка.

4. Энергетический обмен

49.Гликолизу подверглось две молекулы глюкозы, окислению только одна. Определите количество образованных молекул АТФ и выделившихся молекул углекислого газа при этом

50.Гликолизу подверглось четыре молекулы глюкозы, окислению только две. Определите количество затраченных молекул кислорода и количество молекул пировиноградной кислоты накопившейся в клетке.

51.Окислению подверглось три молекулы глюкозы. Определите, сколько молекул пировиноградной кислоты накопилось в клетке, молекул воды, углекислого газа и АТФ образовалось, молекул кислорода расходовалось в клетке.

52.В процессе энергетического обмена в клетке накопилось 4 молекулы пировиноградной кислоты и выделилось 12 молекул углекислого газа. Определите количество молекул глюкозы подвергшихся гликолизу и сколько из них окислению до конечных продуктов.

53.В процессе энергетического обмена в клетке образовалось 40 молекул АТФ. Определите количество молекул глюкозы подвергшихся гликолизу и сколько из них окислению до конечных продуктов.

54.В процессе энергетического обмена в клетке образовалось 78 молекул АТФ и 12 молекул углекислого газа. Определите количество молекул глюкозы подвергшихся гликолизу и сколько из них окислению до конечных продуктов.

55.В процессе энергетического обмена в клетке образовалось 116 молекул АТФ и затрачено 18 молекул кислорода. Определите количество молекул глюкозы подвергшихся гликолизу и сколько из них окислению до конечных продуктов.

56.Расщеплению и окислению подверглось 6 молекул глюкозы, на это расходовалось 24 молекулы кислорода. Определите, сколько молекул воды и углекислого газа выделилось при этом.

Ответы и решения

1. 1020 нм.

2. А-1125, Г-1755, Ц-1755, длина ДНК -892,2 нм.

3. 1) длина ДНК-323 нм 2)Г-520, Т-430, Ц-520 нуклеотидов

Решение: Цепи ДНК комплементарны , значит суммы А+Т и Г+Ц равны суммам второй цепи. Между А и Т образуется 2 водородные связи, между Г и Ц – 3 связи. А+Т=10∙2=20, Г+Ц=7∙3=21, 20+21= 41 водородных связей ^ Ответ: во фрагменте ДНК 41 водородных связей

Решение: Полный виток или один шаг в молекуле ДНК составляют 10 пар нуклеотидов. В данной молекуле 4000 нуклеотидов, что составляет 2000 пар, следовательно: 2000:10=200 полных витков.Ответ: 200 полных спиральных витков в молекуле ДНК6. 2500 нуклеотидов в участке молекулы ДНК7. А-28%8. Г-17%9. Решение:1000 нуклеотидов это 100%, определим, сколько нуклеотидов составляет 23% адениловых: 23∙1000:100=230 нуклеотидов, А=Т=230, 1000-460(А+Т)=540(Г+Ц); Г=Ц=270(540:2) Ответ: Г-270, Т-230, Ц-270 нуклеотидов в фрагменте ДНК10. Решение: Молекулярная масса одного нуклеотида составляет 345 г/моль, следовательно молекулярная масса фрагмента ДНК: 900∙345=310500 г/мольОтвет: молекулярная масса фрагмента ДНК-310500 г/моль11.1) А-275, Г-350,Т-275 нуклеотидов2) молекулярная масса фрагмента ДНК-431250 г/моль12. 1) в участке молекулы ДНК -3200 нуклеотидов 2) молекулярная масса участка ДНК-1104000 г/моль13. 1) молекулярная масса участка ДНК-552000 г/моль 2) Т-31%, Г-19%, Ц-19%14. 1) количество нуклеотидов в молекуле ДНК -50 2) длина молекулы ДНК -8,5 нм.15. 1) Г-12, Ц-12, А-28, Т-28 2) 13,616. и-РНК – АЦУУГАЦУЦЦАГЦУГ17. ДНК – АААЦТГЦЦТАГГТАТ и-РНК – АААЦУГЦЦУАГГУАУ^ 18. ДНК – АЦТЦГТАГТЦТГАЦА19. 1) ДНК – АТАГЦТЦАГТГЦ 2) 30 водородных связей20. т-РНК — АУА, ЦУГ, АУЦ, ГУЦ.21. ДНК – АТГГЦГТАТГТЦ22. длина ДНК – 102 нм.23. длина ДНК – 163,2 нм. молек. масса – 165600 г/моль24. 1500 нуклеотидов 25. А – 19%26.. У – 11%27. и-РНК – АУГГУЦАУЦ28. Решение:100-(13(А)+27(Г)+39(У))=21(Ц) А+Т=52%; Г+Ц=48%Ответ: А-26%; Т-26%; Г-24%; Ц-24%.29. и-РНК – 150 нуклеотидов30 1) и-РНК – АГЦЦАГУУГААУЦГ 2) сер-глн-лей-асп-арг31. ДНК – ТТАТААГГГАЦЦТТЦ (возможны другие варианты)32. Сер – УЦУ, УЦЦ, УЦА, УЦГГлн – ЦАА, ЦАГАсн – ААУ, ААЦТри – УГГ33. цис-лиз-лей-фен-иле.34. ала-цис-сер-лиз-арг.35. 1) 53 нм 2) 310500 г/моль 3) 150 аминокислот36. 1) 204 нм 2) 200 аминокислот37. 176 аминокислот38.230 аминокислот; 23000 г/моль39. 1) про-цис-тир-сер-сер 2) Г-7(23%); Ц-7(23%); А(22%); Т-(22%) 3) 5,1 нм40 1) 279450 г/моль 2) 137,2 нм41 1) 319500 г/моль 2) 153 нм42. 1) и-РНК-375 нуклеотидов 2) ДНК-750 нуклеотидов 3) т-РНК-125 43. 1) и-РНК-435 нуклеотидов 2) ДНК-870 нуклеотидов 3) т-РНК-145 44.ДНК: ЦЦЦ АЦЦ АТА ГГГ ТТТ АЦАт-РНК: ЦЦЦ, АЦЦ, АУА, ГГГ,УУУ, АЦАбелок: гли – три – тир – про – лиз – цис45.ДНК: ГТЦ ЦГТ ТТЦ ГАТ АТГБелок : глн – ала – лиз – лей – тир46. нормальный белок – иле-ала-лиз-сер-глн изменённый белок – иле-ала-лиз-сер—про47. нормальный белок – сер-иле-гис-ала-сер изменённый белок – сер-иле-гис-глн и уменьшится на одну аминокислоту48. структура молекулы белка не изменится, так как исходный и изменённый триплет кодируют одну и ту же аминокислоту49. Решение:Для решения используем уравнения 2 этапа (гликолиза) и 3 этапа (кислородного) энергетического обмена.При гликолизе одной молекулы глюкозы образуется 2 молекулы АТФ, а при окислении 36 АТФ. По условию задачи гликолизу подверглось 2 молекулы глюкозы: 2∙2=4 ,а окислению только одна. 4+36=40 АТФ.Углекислый газ образуется только на 3 этапе, при полном окислении одной молекулы глюкозы образуется 6 СО2Ответ: 40 АТФ; СО2.- 650. О2 — 12 молекул; С3 Н6 О3 – 4 молекулы51. С3 Н6 О3 – 0; Н2О – 132; СО2.- 18; АТФ – 11452. гликолизу подверглось 4 молекулы глюкозы, а окислению только 2.53. гликолизу подверглось 2 молекулы глюкозы, а окислению только 1.54. гликолизу подверглось 3 молекулы глюкозы, а окислению только 2.55. гликолизу подверглось 4 молекулы глюкозы, а окислению только 3.56. Н2О –180; СО2.- 24Литература.1. Болгова И.В. Сборник задач по общей биологии. М., ОНИКС Мир и образование.2008.2. Адельшина Г.А. Генетика в задачах. Москва. Глобус. 2009.3. Кочергин Б.Н., Кочергина Н.А.Задачи по молекулярной биологии и генетике. Москва. Народная АСВЕТА .19824. Муртазин Г.М. Задачи и упражнения по общей биологии. М.:Просвещение. 1981.5. http://www.scro.ru/pic/195.doc

Источник

Новое и интересное на сайте: