Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Биология / Конспекты / Мастер-класс по теме "Решение задач по молекулярной биологии"

Мастер-класс по теме "Решение задач по молекулярной биологии"


До 7 декабря продлён приём заявок на
Международный конкурс "Мириады открытий"
(конкурс сразу по 24 предметам за один оргвзнос)

  • Биология

Поделитесь материалом с коллегами:












Решение задач по молекулярной биологии













Мастер-класс учителя биологии МОУ СОШ№13 станицы Терновской Корниенко А.В.








Тихорецк

2010


Решение задач по молекулярной биологии


В курсе общей биологии для понимания хода процессов редупликации, транскрипции и трансляции, строения ДНК и РНК, необходимо теорию подкреплять практикой, вводя в курс элементарные задачи по молекулярной биологии.


Простейшие задачи молекулярной биологии можно разделить на следующие типы:

1. «Прямой синтез»:

- выстраивание цепи нуклеиновой кислоты (редупликация, транскрипция) по матрице, используя принцип комплементарности;

- определение структуры белка по заданной иРНК(трансляция), используя таблицу генетического кода

2. «Обратный синтез»:

- восстановление участка цепи ДНК по известной РНК, используя принцип комплементарности;

- определение структуры участка ДНК (молекулы РНК) по известному полипептиду, используя таблицу генетического кода и принцип комплементарности;

3. Определение антикодонов и количества тРНК, по заданной цепи иРНК или ДНК;

4. Определение структуры белка, если известна точечная мутация ДНК (выпадение, вставка нуклеотида и др.);

5. Нахождение процентного содержания трех нуклеотидов в молекуле ДНК по известному процентному содержанию четвертого;

6. Вычисление количества водородных связей между цепями ДНК, если известны: суммарное количество нуклеотидов и количество одного из них;

7. Вычисление количества нуклеотидов в ДНК, кодирующих пептид с заданным количеством аминокислот;

8. Определение длины гена, если известны: количество аминокислот и расстояние между нуклеотидами;

9. Определение молекулярной массы гена, используя известные молекулярные массы белка, аминокислоты, нуклеотида ;

10. Определение количества нуклеотидов и их массы в гене, если известна молекулярная масса ДНК и масса всех нуклеотидов одного вида;

11. Определение числа оборотов спирали гена ДНК и количества аминокислот, если известно количество пар нуклеотидов в гене и в витке спирали;

12. Комбинированные задачи, в которых сочетаются предыдущие типы.


Рассмотрим решение подобных задач каждого типа:


  1. Определите нуклеотидный состав дочерней ДНК, которая возникла в процессе редупликации по следующей цепи: АТТГЦАТТГАГГА.

Решение:

ДНК1: А Т Т Г Ц А Т Т Г А Г Г А

ДНК2: Т А А Ц Г Т А А Ц Т Ц Ц Т


  1. Определите нуклеотидный состав РНК, которая возникла в процессе транскрипции со следующей цепи ДНК: АТТГЦАТТГАГГА.

Решение:

ДНК: А Т Т Г Ц А Т Т Г А Г Г А

РНК: У А А Ц Г У А А Ц У Ц Ц У


  1. Определите структуру белка, который был синтезирован по данной иРНК, используя таблицу генетического кода ЦУГЦЦАГЦАУГГ.

Решение:

РНК: ЦУГ – ЦЦА – ГЦА – УГГ

Белок: лей - про - ала - три

  1. Определите структуру участка молекулы РНК, используя таблицу генетического кода, если полипептид, который был синтезирован по ней имеет следующий состав: иле-тре-асн-сер

Решение:

Белок: иле - тре - асн - сер

иРНК: АУУ – АЦУ – ААУ – АГУ


5. Используя таблицу генетического кода и принцип комплементарности, установите состав гена ДНК, по которому была синтезирована следующая молекула белка: иле-тре-асн-сер

Решение:

Белок: иле - тре - асн - сер

иРНК: АУУ – АЦУ – ААУ – АГУ

ДНК: ТАА – ТГА - ТТА - ТЦА


6. Используя принцип комплементарности, установите состав гена ДНК, по которому была синтезирована следующая РНК: ЦУГЦЦАГЦАУГГ

Решение:

РНК: Ц У Г Ц Ц А Г Ц А У Г Г

ДНК: Г А Ц Г Г Т Ц Г Т А Ц Ц


7. Определите антикодоны и количество тРНК для следующей цепи иРНК: Ц У Г Ц Ц А Г Ц А У Г Г

Решение:

иРНК: Ц У Г - Ц Ц А - Г Ц А - У Г Г

тРНК: Г А Ц , Г Г У , Ц Г У , А Ц Ц

количество триплетов иРНК = количеству тРНК = 4


8. Определите структуру белка, который был синтезирован по следующему отрезку ДНК: ТААТГАТТАТЦА. Изменится ли структура белка, если вместо 9 нуклеотида встанет Т?

Решение:

ДНК: ТАА – ТГА - ТТА - ТЦА

иРНК: АУУ – АЦУ – ААУ – АГУ

Белок: иле - тре - асн - сер

9-й нуклеотид приходится на 3-й триплет ТТА, если возникнет мутация, то он будет выглядеть так: ТТТ, значит триплет иРНК изменится на ААА, что приведет к замене аминокислоты асн, на лиз. Вывод: да, белок изменит свою структуру.


9. Сколько процентов А,Т,Г содержится в молекуле ДНК , если известно, что Ц содержится 25%?

Решение:

Количество комплементарных азотистых оснований равное А=Т, Г=Ц, а сумма всех оснований составляет А+Т+Г+Ц=100%, следовательно: Г=Ц=25%, Г+Ц=50%,

А=Т= 100%-(Г+Ц) = 25%

2

10. Какое количество водородных связей в гене между двумя цепями ДНК, если известны, что он состоит из12 нуклеотидов, 5 из которых – адениловые

Решение:

Комплементарные основания: А-Т, Г-Ц, между нуклеотидами первой пары 2 связи, второй пары - 3 связи, следовательно А-Т обрадуют 5 пар и 10 связей, а Г-Ц - 8 пар и 24 связи. Всего 34 связи.


11. Какое количество нуклеотидов в ДНК, которая кодирует пептид, в состав которого входит 50 аминокислот?

Решение:

1 аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов, следовательно их будет в 3 раза больше чем аминокислот:50х3=150.


12. Определите длину гена, если который кодирует 120 аминокислот, расстояние между нуклеотидами 0,34нм

Решение:

1 аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов, следовательно их будет в 3 раза больше чем аминокислот: 120х3=360. расстояние между парами нуклеотидов 0,34нм, значит длина гена равна 360х0,34нм=122,4нм


13. Определите молекулярную массу гена, если молекулярная масса белка составляет1000а.е.м., а аминокислоты – 100 а.е.м., нуклеотида 345а.е.м.

Решение:

Количество аминокислот в пептиде равно 1000/100=10. Каждую аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов, значит нуклеотидов в гене 10х3=30. Молекулярная масса гена (двух цепей ДНК) равна 30х2х345=206000а.е.м.


14. Определите количество нуклеотидов и их молекулярной массы в гене, если известно, что молекулярная масса участка ДНК равна 138000а.е.м. Молекулярная масса всех адениловых нуклеотидов составляет 22400а.е.м. (молекулярная масса 1 нуклеотида равна 345 а.е.м.)

Решение:

Количество комплементарных азотистых оснований равное А=Т, Г=Ц, значит и масса их будет равна, молекулярная масса А=Т=22400а.е.м.,

молекулярная масса Г=Ц=138000-22400х2=46600(а.е.м.)

2

Количество нуклеотидов в гене равно 138000/345=400


15. Определите число оборотов спирали гена ДНК и количество аминокислот в пептиде, если известно, что количество пар нуклеотидов в гене составляет 27000 пару, а каждый полный виток ДНК включает 10 пар нуклеотидов.

Решение:

Т.к. в витке 10 пар нуклеотидов, то количество оборотов ДНК равно 27000/10=2700. 1 аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов, следовательно в гене закодировано 2700/3=9000 аминокислот.


Для закрепления навыков и развития творческого потенциала в качестве домашнего задания можно предложить учащимся составить подобные задачи самим.






Литература.

1. Генетика в задачах: учебное пособие по курсу биологии/ Адельшина Г.А., Адельшин Ф.К.-М.: Издательство «Глобус», 2009.

2. задачник. Цитология, генетика. Л.Н.Шипкова, Т.Ю.Пескова, Издание 2 (дополненное)/ Краснодар, 2002.


57 вебинаров для учителей на разные темы
ПЕРЕЙТИ к бесплатному просмотру
(заказ свидетельства о просмотре - только до 11 декабря)

Автор
Дата добавления 24.09.2015
Раздел Биология
Подраздел Конспекты
Просмотров843
Номер материала ДВ-007928
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх