Решение задач по теме: "Биосинтез белка"

Учитель биологии

МАОУ «Лицей №9»

Савина Наталья Васильевна

Решение задач по теме: «Биосинтез белка».

Задание №1

Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя транскрибируемая).

5'-ЦГААГГЦГТЦААТГТ-3'

3'-ГЦТТЦЦГЦАГТТАЦА-5'

Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5' и 3' концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5' конца соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Пояснение.

Схема решения задачи включает:

1. Нуклеотидная последовательность участка тРНК (верхняя цепь по условию смысловая):

 ДНК: 3'-ГЦТ-ТЦЦ-ГЦА-ГТТ -АЦА-5'

тРНК: 5'-ЦГА-АГГ-ЦГУ-ЦАА-УГУ-3'

          ×

           3'-УГЦ- 5'     

                                            иРНК:                    5'-АЦГ-3'

                                              АК:                           -Тре-

2. Нуклеотидная последовательность антикодона ЦГУ (по условию третий триплет) соответствует кодону на иРНК  АЦГ;

3. По таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота -Тре, которую будет переносить данная тРНК.

Примечание.

1. По фрагменту молекулы ДНК, определяем нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется

на данном фрагменте.

ДНК:  3'-ГЦТ-ТЦЦ-ГЦА-ГТТ-АЦА-5'

тРНК: 5'-ЦГА-АГГ-ЦГУ-ЦАА-УГУ-3'

На ДНК с 3' конца строится тРНК с 5' - конца.

2. Определяем кодон иРНК, который будет комплементарен триплету тРНК в процессе биосинтеза белка.

Если третий триплет соответствует антикодону тРНК: 5'-ЦГУ-3', для нахождения иРНК сначала произведем запись в обратном порядке от 3' → к 5' получим 3'-УГЦ-5', определяем иРНК: 5'-АЦГ-3'.

3. По таблице генетического кода кодону 5'-АЦГ-3' соответствует аминокислота -Тре, которую будет переносить данная тРНК.

Пояснение к строению ДНК в условии:

Двойная спираль ДНК. Две антипараллельные (5'- конец одной цепи располагается напротив 3'- конца другой) комплементарные цепи полинуклеотидов, соединенной водородными связями в парах А-Т и Г-Ц, образуютдвухцепочечную молекулу ДНК. Молекула ДНК спирально закручена вокруг своей оси. На один виток ДНК приходится

приблизительно 10 пар оснований.

Смысловая цепь ДНК - Последовательность нуклеотидов в цепи кодирует наследственную информацию. Транскрибируемая (антисмысловая) цепь, по сути, является копией смысловой цепи ДНК. Служит матрицей для синтеза иРНК (информацию о первичной структуре белка), тРНК, рРНК.

Биосинтез белка. Задание №2 Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя транскрибируемая). 5'-ГААГГЦГТЦААТГТЦ-3' 3'-ЦТТЦЦГЦАГТТАЦАГ-5' Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5' и 3' концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5' конца соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Схема решения задачи: Нуклеотидная последовательность участка тРНК (верхняя цепь по условию смысловая): ДНК: 3'-ЦТТ-ЦЦГ-ЦАГ-ТТА-ЦАГ-5' тРНК: 5'-ГАА-ГГЦ-ГУЦ-ААУ-ГУЦ-3'           ×            3'-ЦУГ- 5'                                                   иРНК:                    5'-ГАЦ-3'                                               АК:                           -Асп-

Биосинтез белка. Задание №3 Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя транскрибируемая). 5'-ААГГЦГТГААТГТЦЦ-3' 3'-ТТЦЦГЦАЦТТАЦАГГ-5' Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5' и 3' концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5' конца соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Схема решения задачи: Нуклеотидная последовательность участка тРНК (верхняя цепь по условию смысловая): ДНК: 3'-ТТЦ-ЦГЦ-АЦТ-ТАЦ-АГГ-5' тРНК: 5'-ААГ-ГЦГ-УГА-АУГ-УЦЦ-3'           ×            3'-АГУ- 5'                                                      иРНК:                 5'-УЦА-3'                                                АК:                          -Сер-

Биосинтез белка.

Задание №4

Молекулы тРНК, несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке: АУА, ААЦ, АГЦ, АЦА. Определите последовательность нуклеотидов смысловой и транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК.

Схема решения задачи. Пояснение.

1. По принципу комплементарности определяем последовательность иРНК на основе антикодонов тРНК, но сначала ориентируем антикодоны тРНК (3'→ 5') так, чтобы они присоединялись к иРНК антипараллельно (по условию антикодоны тРНК даны в ориентации 5'→ 3')

                                      тРНК:  5'-АУА-3', 5'-ААЦ-3', 5'-АГЦ-3', 5'-АЦА-3'

                                                         ×                  ×              ×                ×

                                      тРНК:  3'-АУА-5', 3'-ЦАА-5', 3'-ЦГА-5', 3'-АЦА-5'

                                       иРНК: 5'-УАУ-ГУУ-ГЦУ-УГУ-3'

По принципу комплементарности определяем последовательность

иРНК: 5'-УАУГУУГЦУУГУ-3';

2. Нуклеотидную последовательность транскрибируемой и смысловой цепей ДНК также определяем по принципу комплементарности (на основе найденной иРНК по принципу комплементарности строим транскрибируемую ДНК, затем на её основе находим смысловую). В молекулярной генетике принято смысловую ДНК писать сверху, транскрибируему -снизу):

5'-ТАЦГТАГЦАТГЦ -3'

3'-АТАЦААЦГААЦА-5'

3. По таблице генетического кода и кодонам иРНК находим последовательность аминокислот в пептиде:

иРНК: 5'-УАУ-ГУУ-ГЦУ-УГУ-3'

                                                  белок:        Тир-Вал-Ала-Цис

Биосинтез белка. Задание №5 Молекулы тРНК, несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке: ГУА, ГАЦ, АГЦ, УЦУ. Определите последовательность нуклеотидов смысловой и транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК.

Схема решения задачи.                                      тРНК: 5'-ГУА-3', 5'-ГАЦ-3', 5'-АГЦ-3', 5'-УЦУ-3'                                                          ×               ×               ×                 ×  тРНК: 3'-АУГ-5', 3'-ЦАГ-5', 3'-ЦГА-5', 3'-УЦУ-5'                                      иРНК:      5'-УАЦ-ГУЦ-ГЦУ-АГА -3'                                       ДНК:       5'-ТАЦ-ГТА-ГЦТ-АГА -3'                                                       3'-АТГ-ЦАГ-ЦГА-ТЦТ-5'                                       Белок:            Тир-Вал-Ала-Арг

Биосинтез белка. Задание №6 Молекулы тРНК, несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке: ЦГА, ГЦЦ, АЦЦ, УГУ. Определите последовательность нуклеотидов смысловой и транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК.

Схема решения задачи.                                      тРНК:  5'-ЦГА-3',  5'-ГЦЦ-3',  5'-АЦЦ-3', 5'-УГУ-3'                                                         ×                  ×                 ×               ×                                      тРНК:  3'-АГЦ-5',  3'-ЦЦГ-5',  3'-ЦЦА-5',  3'-УГУ-5'                                      иРНК:      5'-УЦГ-ГГЦ-ГГУ-АЦА -3'                                       ДНК:       5'-ТЦГ-ГГЦ-ГГТ-АЦА -3'                                                       3'-АГЦ-ЦЦГ-ЦЦА-ТГТ-5'                                       Белок:            Сер-Гли-Гли-Тре

Краткое описание документа:

В материале описано решение задач нового типа, которые включены с 2020 года в ЕГЭ по биологии.

Решение задач по теме: «Биосинтез белка».

Задание №1

Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя транскрибируемая).

5'-ЦГААГГЦГТЦААТГТ-3'

3'-ГЦТТЦЦГЦАГТТАЦА-5'

Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5' и 3' концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5' конца соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Пояснение.

Схема решения задачи включает:

1. Нуклеотидная последовательность участка тРНК (верхняя цепь по условию смысловая):

ДНК: 3'-ГЦТ-ТЦЦ-ГЦА-ГТТ -АЦА-5'

тРНК: 5'-ЦГА-АГГ-ЦГУ-ЦАА-УГУ-3'

×

3'-УГЦ- 5'

иРНК: 5'-АЦГ-3'

АК: -Тре-

2. Нуклеотидная последовательность антикодона ЦГУ (по условию третий триплет) соответствует кодону на иРНК АЦГ;

3. По таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота -Тре, которую будет переносить данная тРНК.

Примечание.

1. По фрагменту молекулы ДНК, определяем нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется

на данном фрагменте.

ДНК: 3'-ГЦТ-ТЦЦ-ГЦА-ГТТ-АЦА-5'

тРНК: 5'-ЦГА-АГГ-ЦГУ-ЦАА-УГУ-3'

На ДНК с 3' конца строится тРНК с 5' - конца.

2. Определяем кодон иРНК, который будет комплементарен триплету тРНК в процессе биосинтеза белка.

Если третий триплет соответствует антикодону тРНК: 5'-ЦГУ-3', для нахождения иРНК сначала произведем запись в обратном порядке от 3' → к 5' получим 3'-УГЦ-5', определяем иРНК: 5'-АЦГ-3'.

3. По таблице генетического кода кодону 5'-АЦГ-3' соответствует аминокислота -Тре, которую будет переносить данная тРНК.

Пояснение к строению ДНК в условии:

Двойная спираль ДНК. Две антипараллельные (5'- конец одной цепи располагается напротив 3'- конца другой) комплементарные цепи полинуклеотидов, соединенной водородными связями в парах А-Т и Г-Ц, образуютдвухцепочечную молекулу ДНК. Молекула ДНК спирально закручена вокруг своей оси. На один виток ДНК приходится

приблизительно 10 пар оснований.

Смысловая цепь ДНК - Последовательность нуклеотидов в цепи кодирует наследственную информацию. Транскрибируемая (антисмысловая) цепь, по сути, является копией смысловой цепи ДНК. Служит матрицей для синтеза иРНК (информацию о первичной структуре белка), тРНК, рРНК.

Биосинтез белка. Задание №2 Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя транскрибируемая). 5'-ГААГГЦГТЦААТГТЦ-3' 3'-ЦТТЦЦГЦАГТТАЦАГ-5' Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5' и 3' концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5' конца соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Схема решения задачи: Нуклеотидная последовательность участка тРНК (верхняя цепь по условию смысловая): ДНК: 3'-ЦТТ-ЦЦГ-ЦАГ-ТТА-ЦАГ-5' тРНК: 5'-ГАА-ГГЦ-ГУЦ-ААУ-ГУЦ-3' × 3'-ЦУГ- 5' иРНК: 5'-ГАЦ-3' АК: -Асп-

Биосинтез белка. Задание №3 Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя транскрибируемая). 5'-ААГГЦГТГААТГТЦЦ-3' 3'-ТТЦЦГЦАЦТТАЦАГГ-5' Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5' и 3' концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5' конца соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Схема решения задачи: Нуклеотидная последовательность участка тРНК (верхняя цепь по условию смысловая): ДНК: 3'-ТТЦ-ЦГЦ-АЦТ-ТАЦ-АГГ-5' тРНК: 5'-ААГ-ГЦГ-УГА-АУГ-УЦЦ-3' × 3'-АГУ- 5' иРНК: 5'-УЦА-3' АК: -Сер-

Биосинтез белка.

Задание №4

Молекулы тРНК, несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке: АУА, ААЦ, АГЦ, АЦА. Определите последовательность нуклеотидов смысловой и транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК.

Схема решения задачи. Пояснение.

1. По принципу комплементарности определяем последовательность иРНК на основе антикодонов тРНК, но сначала ориентируем антикодоны тРНК (3'→ 5') так, чтобы они присоединялись к иРНК антипараллельно (по условию антикодоны тРНК даны в ориентации 5'→ 3')

тРНК: 5'-АУА-3', 5'-ААЦ-3', 5'-АГЦ-3', 5'-АЦА-3'

× × × ×

тРНК: 3'-АУА-5', 3'-ЦАА-5', 3'-ЦГА-5', 3'-АЦА-5'

иРНК: 5'-УАУ-ГУУ-ГЦУ-УГУ-3'

По принципу комплементарности определяем последовательность

иРНК: 5'-УАУГУУГЦУУГУ-3';

2. Нуклеотидную последовательность транскрибируемой и смысловой цепей ДНК также определяем по принципу комплементарности (на основе найденной иРНК по принципу комплементарности строим транскрибируемую ДНК, затем на её основе находим смысловую). В молекулярной генетике принято смысловую ДНК писать сверху, транскрибируему -снизу):

5'-ТАЦГТАГЦАТГЦ -3'

3'-АТАЦААЦГААЦА-5'

3. По таблице генетического кода и кодонам иРНК находим последовательность аминокислот в пептиде:

иРНК: 5'-УАУ-ГУУ-ГЦУ-УГУ-3'

белок: Тир-Вал-Ала-Цис

Биосинтез белка. Задание №5 Молекулы тРНК, несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке: ГУА, ГАЦ, АГЦ, УЦУ. Определите последовательность нуклеотидов смысловой и транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК.

Схема решения задачи. тРНК: 5'-ГУА-3', 5'-ГАЦ-3', 5'-АГЦ-3', 5'-УЦУ-3' × × × × тРНК: 3'-АУГ-5', 3'-ЦАГ-5', 3'-ЦГА-5', 3'-УЦУ-5' иРНК: 5'-УАЦ-ГУЦ-ГЦУ-АГА -3' ДНК: 5'-ТАЦ-ГТА-ГЦТ-АГА -3' 3'-АТГ-ЦАГ-ЦГА-ТЦТ-5' Белок: Тир-Вал-Ала-Арг

Биосинтез белка. Задание №6 Молекулы тРНК, несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке: ЦГА, ГЦЦ, АЦЦ, УГУ. Определите последовательность нуклеотидов смысловой и транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК.

Схема решения задач тРНК: 5'-ЦГА-3', 5'-ГЦЦ-3', 5'-АЦЦ-3', 5'-УГУ-3' × × × × тРНК: 3'-АГЦ-5', 3'-ЦЦГ-5', 3'-ЦЦА-5', 3'-УГУ-5' иРНК: 5'-УЦГ-ГГЦ-ГГУ-АЦА -3' ДНК: 5'-ТЦГ-ГГЦ-ГГТ-АЦА -3' 3'-АГЦ-ЦЦГ-ЦЦА-ТГТ-5' Белок: Сер-Гли-Гли-Тре