Урок на тему "Решение задач с использованием таблицы генетического кода"

• 1 слайд

  Решение задач с использованием таблицы генетического кода
  

• 2 слайд

  Повторение:
  Какие процессы описаны в данной схеме? Как они взаимосвязаны?
  
  
  

• 3 слайд

  В одной цепи молекулы ДНК следующая последовательность нуклеотидов: ТТАААЦЦАТТТГ.
  Используя принцип комплементарности, постройте вторую цепь и и-РНК, комплементарную ей.
  -Т - Т – А - А- А – Ц - Ц- А- Т- Т – Т – Г -
  I I I I I I I I I I I I
  -А – А - Т - Т - Т- Г – Г – Т – А - А – А – Ц-
  (ДНК)
   
  -У – У – А –А – А –Ц – Ц – А - У – У –У – Г-
  (и- РНК)
  
  

• 4 слайд

  Таблица генетического кода (и-РНК)
  

• 5 слайд

  Основные типы задач, решение которых предполагает использование таблицы генетического кода
  Построение молекулы и-РНК, антикодонов т-РНК и последовательности аминокислот в белке
  
  Определение структуры т-РНК и переносимой ею аминокислоты
  
  Определение аминокислотной последовательности в белке до и после изменений в ДНК
  
  
  
  Краткая теория
  Задача 1
  Задача 2
  Задача 3
  Задача 4
  Задача 5
  Задача 6
  Задача 8
  Задача 7
  Завершить работу
  Краткая теория
  Информационные источники
  самостоятельно:
  самостоятельно:
  

• 6 слайд

  нуклеотиды и-РНК комплементарны нуклеотидам ДНК;
  вместо тимина ДНК во всех видах РНК записывается урацил;
  нуклеотиды и-РНК пишутся подряд, без запятых, т. к. имеется в виду одна молекула;
  кодон и-РНК комплементарен антикодону т-РНК
  антикодоны т-РНК пишутся через запятую, т. к. каждый антикодон принадлежит отдельной молекуле т-РНК;
  Основной теоретический материал
  Построение молекулы и-РНК, антикодонов т-РНК и последовательности аминокислот в белке
  

• 7 слайд

  аминокислоты находим по таблице генетического кода;
  аминокислоты в белке пишутся через дефис, т. к. имеется в виду, что они уже соединились и образовали первичную структуру белка;
  3 нуклеотида =1 триплет (кодон) = 1 аминокислота = 1 т-РНК
  
  Основной теоретический материал
  Построение молекулы и-РНК, антикодонов т-РНК и последовательности аминокислот в белке
  

• 8 слайд

  аминокислоты находим по таблице генетического кода;
  аминокислоты в белке пишутся через дефис, т. к. имеется в виду, что они уже соединились и образовали первичную структуру белка;
  3 нуклеотида =1 триплет (кодон) = 1 аминокислота = 1 т-РНК
  
  Основной теоретический материал
  Построение молекулы и-РНК, антикодонов т-РНК и последовательности аминокислот в белке
  

• 9 слайд

  Задача 1.
  Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность
  А-Ц-Г-Т-Т-Г-Ц-Ц-Ц-А-А-Т.
  Определите последовательность нуклеотидов и-РНК, антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот в синтезируемом белке.
  

• 10 слайд

  и-РНК строим комплементарно ДНК;
  антикодоны т-РНК комплементарны кодонам и-РНК;
  аминокислоты находим по кодонам и-РНК, используя таблицу генетического кода.
  Основные этапы решения задачи. План рассуждений.
  

• 11 слайд

  фрагмент цепи ДНК:
  А-Ц-Г-Т-Т-Г-Ц-Ц-Ц-А-А-Т
  кодоны и-РНК:
  У-Г-Ц-А-А-Ц-Г-Г-Г-У-У-А
  антикодоны т-РНК
  А-Ц-Г,У-У-Г,Ц-Ц-Ц,А-А-У
  Основные этапы решения задачи. Оформление.
  

• 12 слайд

  фрагмент цепи ДНК:
  АЦГ-ТТГ-ЦЦЦ-ААТ
  кодоны и-РНК:
  УГЦ-ААЦ-ГГГ-УУА
  антикодоны т-РНК
  АЦГ,УУГ,ЦЦЦ, ААУ
  Основные этапы решения задачи. Краткое оформление.
  

• 13 слайд

  кодоны и-РНК: УГЦ-ААЦ-ГГГ-УУА
  

• 14 слайд

  Таблица генетического кода (и-РНК)
  

• 15 слайд

  последовательность аминокислот в белке:
  цис-асн-гли-лей
  (кодоны и-РНК:
  УГЦ-ААЦ-ГГГ-УУА)
  
  Основные этапы решения задачи. Определение аминокислот по таблице генетического кода.
  

• 16 слайд

  Задача 2.
  Последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка фен-глу-мет.
  Определите, пользуясь таблицей генетического кода, возможные триплеты ДНК, которые кодируют этот фрагмент белка
  

• 17 слайд

  Триплеты и-РНК: Фен-Глу-Мет
  Фен – УУУ или УУЦ
  Глу – ГАА или ГАГ
  Мет - АУГ
  Находим триплеты ДНК:
  Фен – ААА или ААГ
  Глу – ЦТТ или ЦТЦ
  Мет - ТАЦ
  Основные этапы решения задачи. Решение задачи. Оформление.
  

• 18 слайд

  Триплеты и-РНК: Фен-Глу-Мет
  Фен – УУУ или УУЦ
  Глу – ГАА или ГАГ
  Мет - АУГ
  Находим триплеты ДНК:
  Фен – ААА или ААГ
  Глу – ЦТТ или ЦТЦ
  Мет - ТАЦ
  Основные этапы решения задачи. Решение задачи. Оформление.
  

• 19 слайд

  Задача 3.
  В биосинтезе белка участвовали т-РНК с антикодонами
  УУА, ГГЦ, ЦГЦ, АУА, ЦГУ.
  Определите структуру двухцепочечного участка молекулы ДНК, несущего информацию о синтезируемом полипептиде, и последовательность аминокислот в нем.
  

• 20 слайд

  
  
  
  
  
  
  Ответы на задачу № 3
  

• 21 слайд

  Задача 4.
  Матрицей для синтеза белка послужил фрагмент и-РНК, имеющий последовательность
  АУГ-ГЦУ-ААА-ЦЦГ.
  Определите антикодоны т-РНК, участвовавшие в трансляции, первичную структуру синтезированного белка и последовательность нуклеотидов в гене, кодирующем данный белок.
  

• 22 слайд

  
  
  
  
  
  
  Ответы на задачу № 4
  

• 23 слайд

  т-РНК синтезируются прямо на матрице ДНК по принципу комплементарности и без участия и-РНК (обычно это указывается в условии задачи);
  чтобы узнать, какую аминокислоту переносит т-РНК, необходимо построить кодон и-РНК;
  по кодону и-РНК с помощью таблицы генетического кода определяем аминокислоту;
  указанный в условии триплет т-РНК является антикодоном.
  
  Определение структуры т-РНК и переносимой ею аминокислоты
  

• 24 слайд

  т-РНК синтезируются прямо на матрице ДНК по принципу комплементарности и без участия и-РНК (обычно это указывается в условии задачи);
  чтобы узнать, какую аминокислоту переносит т-РНК, необходимо построить кодон и-РНК;
  по кодону и-РНК с помощью таблицы генетического кода определяем аминокислоту;
  указанный в условии триплет т-РНК является антикодоном.
  
  Определение структуры т-РНК и переносимой ею аминокислоты
  

• 25 слайд

  Задача 5.
  Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК - матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезировался участок центральной петли т-РНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов:
  ЦГЦ-ГАЦ-ГТГ-ГТЦ-ГАА.
  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.
  

• 26 слайд

  1) Находим последовательность нуклеотидов участка центральной петли т-РНК:
  участок ДНК: ЦГЦ-ГАЦ-ГТГ-ГТЦ-ГАА
  т-РНК: ГЦГ-ЦУГ-ЦАЦ-ЦАГ-ЦУУ
  2) Подчеркнутый триплет по условию задачи соответствует антикодону. Антикодон
  т-РНК: ЦАЦ. Ему соответствует кодон
  и-РНК: ГУГ.
  3) По таблице генетического кода находим аминокислоту: вал.
  Основные этапы решения задачи. План рассуждений. Оформление.
  

• 27 слайд

  1) Находим последовательность нуклеотидов участка центральной петли т-РНК:
  участок ДНК: ЦГЦ-ГАЦ-ГТГ-ГТЦ-ГАА
  т-РНК: ГЦГ-ЦУГ-ЦАЦ-ЦАГ-ЦУУ
  2) Подчеркнутый триплет по условию задачи соответствует антикодону. Антикодон
  т-РНК: ЦАЦ. Ему соответствует кодон
  и-РНК: ГУГ.
  3) По таблице генетического кода находим аминокислоту: вал.
  Основные этапы решения задачи. План рассуждений. Оформление.
  

• 28 слайд

  Задача 6.
  Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК - матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезировался участок центральной петли т-РНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов:
  АТА­ГЦТ­ГАА- ЦГГ-АЦТ.
  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.
  

• 29 слайд

  Ответ:
  1) нуклеотидная последовательность участка тРНК:
  УАУ-ЦГА-ЦУУ-ГЦЦ-УГА;
  2) нуклеотидная последовательность антикодона ЦУУ (третий триплет) соответствует кодону на и-РНК: ГАА;
  3) по таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота глу, которую будет переносить данная т-РНК
  Условие: Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК - матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезировался участок центральной петли т-РНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: АТА­ГЦТ­ГАА- ЦГГ-АЦТ
  

• 30 слайд

  Ответ:
  1) нуклеотидная последовательность участка тРНК:
  УАУ-ЦГА-ЦУУ-ГЦЦ-УГА;
  2) нуклеотидная последовательность антикодона ЦУУ (третий триплет) соответствует кодону на и-РНК: ГАА;
  3) по таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота глу, которую будет переносить данная т-РНК
  Условие: Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК - матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезировался участок центральной петли т-РНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: АТА­ГЦТ­ГАА- ЦГГ-АЦТ
  

• 31 слайд

  Оцените себя:
  
  0 ошибок – 3 балла
  1 ошибка – 2 балла
  2 ошибки – 1 балл
  

• 32 слайд

  Задача 7.
  С какой последовательности аминокислот начинается белок, если он закодирован такой последовательностью нуклеотидов: ГАЦ-ЦГА-ТГТ-АТГ-АГА.
  Каким станет начало цепочки, если под влиянием облучения четвертый нуклеотид окажется выбитым из молекулы ДНК?
  Как это отразится на свойствах синтезируемого белка?
  

• 33 слайд

  1) Исходная ДНК:
  ГАЦ-ЦГА-ТГТ-АТГ-АГА
  и-РНК:
  ЦУГ-ГЦУ-АЦА-УАЦ-УЦУ
  последовательность аминокислот:
  лей-ала-тре-тир-сер
  Основные этапы решения задачи. План рассуждений. Оформление.
  

• 34 слайд

  2) Оставшаяся последовательность будет на один нуклеотид короче, поэтому последний триплет будет неполным. Значит, и последовательность аминокислот будет короче на одну аминокислоту.
  Измененная (мутантная) ДНК:
  ГАЦ-ГАТ-ГТА-ТГА-ГА
  и- РНК: ЦУГ-ЦУА-ЦАУ-АЦУ-ЦУ
  последовательность аминокислот:
  лей-лей-гис-тре-…
  Основные этапы решения задачи. План рассуждений. Оформление.
  

• 35 слайд

  3)Первичная структура белка изменилась (изменилось число аминокислот и их последовательность), что отразится на пространственной структуре молекулы, а значит, и на ее свойствах и функциях.
  Основные этапы решения задачи. План рассуждений. Оформление.
  

• 36 слайд

  Задача 8.
  В результате мутации во фрагменте молекулы белка аминокислота треонин (тре) заменилась на глутамин (глн).
  Определите аминокислотный состав фрагмента молекулы нормального и мутированного белка и фрагмент мутированной и-РНК, если в норме и-РНК имеет последовательность:
  ГУЦ-АЦА­ГЦГ-АУЦ-ААУ.
  Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
  

• 37 слайд

  1) и-РНК: ГУЦ−АЦА-ГЦГ- АУЦ-ААУ;
  нормальный белок: ……………………………………..;
  2) После мутации фрагмент молекулы белка будет иметь состав: ………………………………..;
  3) Глутамин кодируется двумя кодонами …… и ……., следовательно, мутированная и-РНК будет …………………..….. или …………………….……..
  Скорее всего произошла …………………………………
  ............................, т.е. ….поменялись с …. — триплет …….. превратился в ……. и тогда мутированная и-РНК будет:………………………
  Основные этапы решения задачи. План рассуждений.
  

• 38 слайд

  1) и-РНК: ГУЦ−АЦА-ГЦГ- АУЦ-ААУ;
  нормальный белок: вал-тре-ала-иле-асн;
  2) После мутации фрагмент молекулы белка будет иметь состав: вал-глн-ала-иле-асн;
  3) Глутамин кодируется двумя кодонами ЦАА и ЦАГ, следовательно, мутированная и-РНК будет ГУЦ−ЦАА−ГЦГ−АУЦ−ААУ или . ГУЦ−ЦАГ−ГЦГ−АУЦ−ААУ
  Скорее всего произошла инверсия — поворот нуклеотидов на 180°, т.е. А поменялись с Ц — триплет АЦА превратился в ЦАА и тогда мутированная и-РНК будет: ГУЦ−ЦАА−ГЦГ−АУЦ−ААУ
  

• 39 слайд

  1) и-РНК: ГУЦ−АЦА-ГЦГ- АУЦ-ААУ;
  нормальный белок: вал-тре-ала-иле-асн;
  2) После мутации фрагмент молекулы белка будет иметь состав: вал-глн-ала-иле-асн;
  3) Глутамин кодируется двумя кодонами ЦАА и ЦАГ, следовательно, мутированная и-РНК будет ГУЦ−ЦАА−ГЦГ−АУЦ−ААУ или . ГУЦ−ЦАГ−ГЦГ−АУЦ−ААУ
  Скорее всего произошла инверсия — поворот нуклеотидов на 180°, т.е. А поменялись с Ц — триплет АЦА превратился в ЦАА и тогда мутированная и-РНК будет: ГУЦ−ЦАА−ГЦГ−АУЦ−ААУ
  

• 40 слайд

  Оцените себя:
  
  0 ошибок – 3 балла
  1 ошибка – 2 балла
  2 ошибки – 1 балл
  

• 41 слайд

  Таблица генетического кода (и-РНК)
  

• 42 слайд

  Список использованных источников
  https://ru.wikipedia.org/wiki – Таблица генетического кода;
  http://bio.reshuege.ru – Задачи по цитологии С5;
  http://ege-study.ru/materialy-ege/podborka-zadanij-po-citologii - Д. А. Соловков, ЕГЭ по биологии, задача С5. Подборка заданий по цитологии;
  http://keramikos.ru/table.php?ap=table1000304 – Задание С5. Решение задач по цитологии на применение знаний в новой;
  http://www.myshared.ru/slide/357298 - Решение задач части С5.