• 

  1 слайд

  Практико – ориентированное
  обучение при решении задач
  по молекулярной генетике
  Измайлова Тамара Владимировна
  ФДВП ТГМУ г. Владивосток
  
  
  

• 

  2 слайд

  
  Типы задач
  
  ●Установление последовательности нуклеотидов в ДНК, иРНК, антикодонов тРНК, используя принцип комплементарности.
  ●Вычисление количества нуклеотидов, их процентное соотношение в цепи ДНК, иРНК.
  ●Определение дины, массы ДНК, иРНК.
  ●Определение последовательности аминокислот по таблице генетического кода.
  ●Определение массы ДНК, гена, белка, количества аминокислот, нуклеотидов.
  ●Комбинированные .
  
  

• 

  3 слайд

  ● ХОД РЕШЕНИЯ ДОЛЖЕН СООТВЕТСТВОВАТЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В КЛЕТКЕ
  ● РЕШАТЬ ЗАДАЧИ ОСОЗНАНО, ОБОСНОВЫВАТЬ КАЖДОЕ ДЕЙСТВИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИ
  ● ЗАПИСЬ РЕШЕНИЯ ОФОРМЛЯТЬ АККУРАТНО, ЦЕПИ ДНК, и-РНК , т-РНК ПРЯМЫЕ, СИМВОЛЫ НУКЛЕОТИДОВ ЧЕТКИЕ, РАСПОЛОЖЕНЫ НА ОДНОЙ ЛИНИИ ПО ГОРИЗОНТАЛИ
  ● ЦЕПИ ДНК, и-РНК , т-РНК РАЗМЕЩАТЬ НА ОДНОЙ СТРОКЕ БЕЗ ПЕРЕНОСА
  ● ОТВЕТЫ НА ВСЕ ВОПРОСЫ ВЫПИСЫВАТЬ В КОНЦЕ РЕШЕНИЯ
  Требования к решению задач
  
  

• 

  4 слайд

  Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на котором синтезируется участок центральной петли т-РНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: АТАГЦТГААЦГГАЦТ. 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. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. (Нуклеотиды подбираем по принципу комплементарности А=У, Г=Ц под ДНК сначала строим т-РНК, затем и-РНК).
  Дано : ДНК АТА-ГЦТ- ГАА- ЦГГ- АЦТ
  Решение: т-РНК УАУ-ЦГА- ЦУУ- ГЦЦ- УГА
  и-РНК ГАА
  аминокислота ГЛУ соответствует, кодону которую будет переносить данная т-РНК (находим по таблице генетического кода).
  Ответ: последовательность нуклеотидов т-РНК УАУ-ЦГА- ЦУУ- ГЦЦ- УГА ,
  кодон и-РНК ГАА , аминокислота ГЛУ, которую будет переносить данная т-РНК .
  
  
  Первый тип задач - задачи на установление последовательности нуклеотидов в ДНК, и-РНК, антикодонов т-РНК
  
  

• 

  5 слайд

  КОДЫ и-РНК.
  

• 

  6 слайд

  Определите последовательность нуклеотидов и-РНК, антикодоны молекул т-РНК , если фрагмент ДНК имеет последовательность нуклеотидов Г-Ц-Ц-Т-А-Ц-Т-А-А-Г-Т-Ц
  Дано: ДНК Г-Ц-Ц-Т-А-Ц-Т-А-А-Г-Т-Ц
  Решение: (нуклеотиды подбираем по принципу комплементарности А=У, Г=Ц под ДНК сначала строим и-РНК, затем т-РНК)
  ДНК ГЦЦ - ТАЦ -ТАА - ГТЦ
  и-РНК ЦГГ - АУГ - АУУ - ЦАГ
  т-РНК ГЦЦ - УАЦ - УАА – ГУЦ антикодоны
  Ответ : и-РНК имеет последовательность нуклеотидов
  ЦГГ-АУГ-АУУ-ЦАГ ; антикодоны т-РНК ГЦЦ-УАЦ- ГА А-ГУ Ц
  ***
  Участок цепи молекулы ДНК имеет последовательность нуклеотидов: Ц-Т-А-А-Ц-Ц-А-Т-А-Г-Т-Т-Г-А-Г. Запишите последовательность нуклеотидов иРНК.
  Дано: ДНК ЦТА - АЦЦ- АТА – ГТТ - ГАГ
  Решение: ( нуклеотиды и-РНК подбираем по принципу комплементарности к ДНК : А=У, Г=Ц)
  ДНК Ц ТА - АЦЦ - АТА - ГТТ - ГАГ
   и-РНК Г АУ - УГГ - УАУ - ЦАА –ЦУЦ
  Ответ : и-РНК имеет последовательность нуклеотидов ГАУ-УГГ-УАУ-ЦАА-ЦУЦ
  
   
  
  

• 

  7 слайд

  
  
  
  
  Исследования показали, что 28% то общего числа нуклеотидов данной
  и-РНК приходится на аденин, 20% - на урацил, 22% - на цитозин. Определите процентный состав азотистых оснований двухцепочечной ДНК, слепком с которой является вышеуказанная и-РНК?
  Дано: А-28%; У-20%; Ц-22%.
  Решение: начнем с подсчета общего процента известных нуклеотидов
  и-РНК: 28% А + 20%У + 22% Ц = 70%. Отсюда следует, что на долю гуаниновых нуклеотидов приходится 100% - 70% = 30%.
  Соотношение нуклеотидов двухцепочечной ДНК будет иным по сравнению с и- РНК:
  
  
  Второй тип задач - вычисление количества нуклеотидов, их процентное соотношение в цепи ДНК, и-РНК.
  

• 

  8 слайд

• 

  9 слайд

  Одна из цепей ДНК имеет последовательность нуклеотидов: АТА-АГГ-АТГ-ЦЦТ-ТТТ-Г.
  Определите последовательность нуклеотидов на
  и-РНК и соответствующую последовательность аминокислот фрагмента молекулы белка, если второй триплет нуклеотидов и третий нуклеотид четвёртого триплета выпадает из цепи ДНК.
  Для выполнения задания используем таблицу генетического кода.
  

• 

  10 слайд

  Дано: ДНК АТА- АГГ- АТГ- ЦЦТ-ТТТ- Г
  Решение: и-РНК УАУ-УЦЦ-УАЦ- ГГА- ААА-Ц
  Белок- ТИР-СЕР-ТИР-ГЛИ-ЛИЗ
  
  ДНК2 АТА - АТГ- ЦЦТ- ТТГ
  и-РНК УАУ - УАЦ - ГГА – ААЦ
  Белок ТИР – ТИР – ГЛИ – АСП
  
  Ответ: Выпадение второго триплета и третьего нуклеотида четвёртого триплета приведёт к изменению первичной структуры белка, а следовательно и аминокислотного состава.
  
  
  

• 

  11 слайд

  Третий тип задач определение длины, ДНК, и-РНК
  
  Участок молекулы ДНК состоит из 60 пар нуклеотидов. Определите длину этого участка
  (расстояние между нуклеотидами в ДНК составляет 0, 34 нм)
  Дано: 60 пар нуклеотидов
  Найти: длину участка ДНК
  Решение: длина нуклеотида 0, 34 нм
  L ДНК = nнуклеотидов Х Lнукл-да(0,34 нм) = 60х0,34= 20,4 нм
  
  Ответ: 20,4 нм
  
  Длина участка молекулы ДНК составляет 510нм.
  Определите число пар нуклеотидов в этом участке.
  Дано: длина участка ДНК 510нм
  Найти: Определите число пар нуклеотидов
  Решение: длина нуклеотида 0, 34 нм
  nнукл-дов =L ДНК : Lнукл-да(0,34 нм)= 510:0,34= 1500 нуклеотидов
  
  Ответ: 1500 нуклеотидов
  
  

• 

  12 слайд

  
  Комбинированные задачи
  
  
  
  Для решения этих задач можно использовать формулы
  
  L гена = nнуклеотидов Х Lнукл-да(0,34 нм)
  
  M гена = nнуклеотидов Х Mнуклеотида (300)
  
  M белка = n а/к-т Х Mа/к-ты (110)
  n а/к = n триплетов = n кодонов
  
  что тяжелее: белок или ген, в котором закодирован данный белок
  
  n белка =
  
  
  n генов =
  
  
  

• 

  13 слайд

  Молекулярная масса полипептида равна 88000. Определите:
  а) количество нуклеотидов, входящих в состав гена, кодирующего этот белок;
  б) длину и массу гена;
  в) что тяжелее: белок или ген, в котором закодирован данный белок.
  Дано: масса белка – 88000.
  Найти: количество нуклеотидов, длину и массу гена и что тяжелее: белок или ген?
  Используя формулы можно найти
  n а/к = Mбелка : Mа/к = 88000:110 = 800
  
  nнуклеотидов = n а/к Х 3 = 800 х 3 = 2400
  
  L гена = nнукл-в Х Lнукл-да = 2400 х 3,4 А0= 8160 А0
  
  M гена = nнукл-в Х Mнукл-да =2400 х 300 = 720000
  
  Найдём во сколько ген тяжелее белка 720000 : 88000 = 8,18
  
  Ответ: в 8,18 раз ген тяжелее белка
  
  
  
  
  
  

• 

  14 слайд

  Сколько аминокислот входит в состав белка, если её кодирующий участок ДНК имеет массу 288000? Какова длина гена? Что тяжелее: ген или белок, закодированный в этом гене, если средняя молекулярная масса аминокислоты равна 110?
  
  Дано: масса ДНК -288000, масса одной аминокислоты – 110.
  Найти: длину гена, количество аминокислот,
  массу белка, что тяжелее: ген или белок?
  
  Решение:
  
  n нукл-в =288000 :300
  = 960
  
  n а/к = 960 : 3 = 320
  
  L гена = 960 х 3,4 0= 3264 А0
  
  M белка = 320 х110 =35200
  
  n б/ка= 288000 : 35200
  = 8,18
  
  Ответ: в 8,18 раз ген тяжелее белка
  
  
  
  
  

• 

  15 слайд

  Энергетический обмен
  
  
  
  1. Подготовительный (в пищеварительном канале, лизосомах)
  крахмал глюкоза ( Е )
  2. Бескислородный « гликолиз» ( в цитоплазме)
  глюкоза расщепляется до 2-х молекул ПВК + 2АТФ
  3 . Кислородный «дыхание» ( в митохондриях)
  ПВК окисляется до СО2 +Н 2О + 36 АТФ
  1 глюкоза = 38 АТФ
  
  В процессе гликолиза образовалось 42 молекулы пировиноградной кислоты. Какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образуется при полном окислении?
  
  Дано: 42 ПВК
  Найти: кол-во глюкозы, кол-во АТФ при полном окислении.
  
  
   
  
  

• 

  16 слайд

  Решение:
  
  1) при гликолизе одна молекула глюкозы расщепляется с образованием 2-х молекул пировиноградной кислоты (ПВК), следовательно, гликолизу подверглось: 42 : 2 = 21 молекула глюкозы;
  
  2) при полном окислении одной молекулы глюкозы (бескислородный 2АТФ и кислородный этапы 36 АТФ) образуется 38 молекул АТФ;
  
  3) при окислении 21 молекулы образуется: 21 х 38 = 798 молекул АТФ.
  
  Ответ: 21 молекула глюкозы, 798 молекул АТФ
  

• 

  17 слайд

  Деление клетки
  
  Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет около 6 . 10 -9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в ядре при овогенезе перед началом деления, в конце телофазы мейоза I и мейоза II. Объясните полученные результаты.
  Дано: 46 хромосом = масса 6 . 10 -9 мг
  Найти: массу ДНК: перед началом деления, в конце телофазы мейоза I и мейоза II.
  Решение:
  1)перед началом деления в процессе репликации число ДНК удваивается и масса ДНК равна 2 • 6 . 10 -9 = 12 . 10 -9 мг;
  2)первое деление мейоза редукционное, число хромосом становится в 2 раза меньше, но каждая хромосома состоит из двух молекул ДНК (сестринских хроматид), поэтому в телофазе мейоза I масса ДНК равна 12 . 10 -9 : 2 = 6 . 10-9 мг;
  3)после мейоза II каждое ядро в клетке содержит однохроматидные хромосомы гаплоидного набора, поэтому в телофазе мейоза II масса ДНК равна 6 . 10-9 : 2 = 3. 10-9 мг.
  Ответ: масса ДНК перед началом деления 12 . 10 -9 мг, в конце телофазы мейоза I - 6 . 10-9 мг, в конце телофазы мейоза II - 3. 10-9 мг
  
  

• 

  18 слайд

• 

  19 слайд

  Спасибо
  за внимание.
  

Краткое описание материала