Принципы решения типовых задач по молекулярной биологии Задача 1

Принципы решения типовых задач по молекулярной биологии

Задача 1

Одна из цепочек молекулы ДНК имеет следующий порядок нуклеотидов: АЦГ ТАГ ЦТА ГЦГ… Напишите порядок нуклеотидов в комплементарной цепочке ДНК.

Пояснение к решению задачи. Известно что две цепочки в молекуле ДНК соединяются водородными связями между комплементарными нуклеотидами (А-Т, Г-Ц). Порядок нуклеотидов в известной цепочке ДНК:

А Ц Г Т А Г Ц Т А Г Ц Г

Т Г Ц А Т Ц Г А Т Ц Г Ц – порядок нуклеотидов в комплементарной цепочке ДНК.

Ответ: порядок нуклеотидов в комплементарной цепочке ДНК: ТГЦАТЦГАТЦГЦ

Задача 2

Порядок нуклеотидов в одной из цепочек молекулы ДНК следующий: АГЦТАЦГТАЦГА… Определите порядок аминокислот в полипептиде, закодированном этой генетической информацией.

Пояснение к решению задачи. Известно, что матрицей для синтеза полипептида является молекула и-РНК, матрицей для синтеза которой в свою очередь является одна из цепочек молекулы ДНК. Первый этап биосинтеза белка: транскрипция – переписывание порядка нуклеотидов с цепочки ДНК на и-РНК. Синтез и-РНК идет по принципу комплементарности (А-У, Г-Ц ). Вместо тимина в и-РНК азатистое основание урацил. Известная цепочка ДНК:

А Г Ц Т А Ц Г Т А Ц Г А…

У Ц Г А У Г Ц А У Г Ц У…-порядок нуклеотидов в и-РНК.

Одну аминокислоту кодируют три рядом расположенные нуклеотида цепочки и-РНК (кодоны) – разбиваем и-РНК на кодоны:

УЦГ, АУГ, ЦАУ, ГЦУ и по тадлице кодонов находим соответствующие им аминокислоты: УЦГ – соответствует серину, АУГ – метионину, ЦАУ – гисцидину, ГЦУ – аланину.

Ответ: порядок аминокислот в закодированном полипептиде : сер – мет – гис – ала…

Задача 3

Одна из цепочек молекулы ДНК имеет следующий порядок нуклеотидов: ГГЦАТГГАТЦАТ…

а ) Определите последовательность аминокислот в соответствуюшем полипептиде, если известно, что и РНК синтезируется на комплементарной цепи ДНК.

б ) Как изменится первичная структура полипептида, если выпадет третий нуклеотид?

Пояснение к решению задачи.

а ) Известно, что молекула и- РНК синтезируется по принципу комплементарности на одной из цепей молекулы ДНК. Нам известен порядок нуклеотидов в одной цепи ДНК и сказано, что и-РНК синтезируется на комплементарной цепи. Следовательно, надо построить комплементарную цепь ДНК, помня при этом, что аденин соответствует тимину, а гуанин цитозину. Двойная цепочка ДНК будет выглядеть следующим образом:

Г Г Ц А Т Г Г А Т Ц А Т…

Ц Ц Г Т А Ц Ц Т А Г Т А …

Теперь можно построить молекулу и – РНК. Следует помнить, что вместо тимина в молекулу РНК входит урацил. Следовательно:

ДНК: Ц Ц Г Т А Ц Ц Т А Г А Т…

И-РНК: Г Г Ц А У Г Г А У Ц А У….

Три рядом расположенных нуклеотида (триплет, кодон) и-РНК определяют присоединение одной аминокислоты. Соответствующие триплетам аминокислоты находим по таблице кодонов. Кодон ГГЦ соответствует гли, А УГ – мет, ГАУ – асп, ЦАУ – гис. Следовательно, последовательность аминокислот участка полипептидной цепи будет: гли – мет – асп – гис…

б ) Если в цепочке молекулы ДНК выпадет третий нуклеотид, то она будет выглядеть следующим образом:

ГГАТГГАТЦАТ…

Комплементарная цепочка: ЦЦТАЦЦТАГТА…

Информационная и-РНК: ГГАУГГАУЦАУ…

Произойдут изменения всех кодонов. Первый кодон ГГА соответствует аминокислоте гли, второй УУГ – три, третий АУЦ – иле, четвертый не полный. Таким образом, участок полипептида будет выглядеть:

Гли – три – иле…, т.е. произойдет значительное изменение порядка и количества аминокислот в полипептиде.

Ответ: а ) последовательность аминокислот в полипептиде: гли – мет – асп – гис…,

б ) после выпадения третьего нуклеотида последовательность аминокислот в полипептиде: гли – три – иле…

Задача 4

Полипептид имеет следующий порядок аминокислот: фен – тре – ала – сер – арг…

а ) Определите один из вариантов последовательности нуклеотидов гена, кодирующего данный полипептид.

б ) Какие т-РНК (с какими антикодонами) участвуют в синтезе этого белка? Напишите один из возможных вариантов.

Пояснение к решению задачи.

а ) Полипептид имеет следующую последовательность аминокислот: фен – тре – ала – сер – арг… По таблице кодонов находим один из триплетов, кодирующий соответствующие аминокислоты. Фен – УУУ, тре – АЦУ, ала – ГЦУ, сер – АГУ, арг – АГА. Следовательно, кодирующая данный полипептид и-РНК будет иметь следующую последовательность нуклеотидов:

УУУАЦУГЦУАГУАГА…

Порядок нуклеотидов в кодирующей цепочке ДНК: АААТГАЦГАТЦАТЦТ…

Комплементарная цепочка ДНК: ТТТАЦТГЦТАГТАГА…

б ) По таблице кодонов находим один из вариантов последовательности нуклеотидов и-РНК (как в предыдущем варианте). Антикодоны т-РНК комплементарны кодонам и-РНК:

и-РНК УУУАЦУГЦУАГУАГА…

антикодоны т-РНК ААА, УГА, ЦГА, УЦА, УЦУ

Ответ: а ) один из вариантов последовательности нуклеотидов в гене будет:

АААТГАЦГАТЦАТЦТ

ТТТАЦТГЦТАГТАГА,

б ) в синтезе этого белка будут участвовать т-РНК с антикодонами (один из вариантов): ААА, УГА, ЦГА, УЦА, УЦУ.

Задачи для самоконтроля

1.Одна из цепочек фрагмента молекулы ДНК имеет такую последовательность нуклеотидов: АГТГАТГТТГГТГТА… Какова будет структура второй цепочки молекулы ДНК?

2.Участок одной цепи ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ТГААЦАЦТАГТТАГААТАЦЦА… Какова последовательность аминокислот в полипептиде, соответствующем этой генетической информации?

3.Участок одной нити ДНК имеет такую структуру: ТАТТЦТТТТТГТ… Укажите структуру соответствующей части молекулы белка, синтезированного при участии комплементарной цепи. Как изменится первичная структура фрагмента белка, если выпадет второй от начала нуклеотид?

4.Часть молекулы белка имеет такую последовательность аминокислот: сер – ала – тир – лей – асп… Какие т-РНК (с какими антикодонами) участвуют в синтезе этого белка? Напишите один из возможных вариантов.

5.Напишите один из вариантов последовательности нуклеотидов в гене, если кодируемый белок имеет следующую первичную структуру:

Ала – тре – лиз – асн – сер – глн – глу – асп…

gigabaza.ru

Задачи на комплементарность.

Задача №1

У европейцев имеет место взаимодействие двух пар неаллельных генов, контролирующих синтез антигенов в Kell-системе крови. Один из генов детерминирует синтез вещества — предшественника этих антигенов и является доминантным X-сцепленным геном. Второй ген является аутосомно-доминантным (его частота в популяциях составляет 0,05 %). Он определяет синтез Kell-антигенов, который возможен только в присутствии гена-предшественника. Рецессивное состояние последнего ведет к развитию акантоцитоза («колючие» эритроциты) и разрушению эритроцитов (гемолизу). У здоровых родителей родился сын, страдающий акантоцитозом. Определите вероятные генотипы ребенка и родителей, если они являются гомозиготными по локусу Kell-антигена.

Решение задачи:

А — ген, контролирующий синтез Kell-антигена;

а — отсутствие Kell-антигена;

Х^В — синтез предшественника;

Х^в — отсутствие предшественника.

Р Х^ВХ^вАА х X^BYAA

F Хв Y А А

 

Задача 2.У разводимых в звероводческих хозяйствах норок, цвет меха определяется двумя парами несцепленных неаллельных генов, сочетание которых дает следующие фенотипы:

А-вв — бежевый,

ааВ- — серый,

А-В- — коричневый,

аавв — кремовый.

а) Какой цвет норок комплементарный?

б) Какое потомство и в каком соотношении получится при скрещивании гетерозиготных коричневых норок с кремовыми?

Решение задачи:

а) Коричневый.

б) Р АаВв х аавв

АВ ав

Ав

аВ

ав

F АаВв — коричневые 25 %, Аавв — бежевые 25 %,

ааВв — серые 25 %,

аавв — кремовые 25 %.

Задача 3.

У человека пигментация волос обусловлена комплементарным действием генов. Ген М контролирует образование черного пигмента и представлен тремя аллелями: M^bk, M^bw, M^bd. Доминирование M^bk > M^bw > M^bd. Первый аллель обуславливает синтез значительных, второй — промежуточных и третий — малых количеств пигмента. Последний нельзя путать с аллелем альбинизма, локализующемся в другом локусе. У гомозигот по аллелю альбинизма пигмент вообще не образуется. Кроме вышеуказанных трех аллелей, существует доминантный неаллельный ген R, который контролирует синтез красного пигмента. Рецессивный ген г в гомозиготном состоянии приводит к отсутствию красного пигмента. Сочетание названных аллелей дает весь спектр окраски волос у человека.

M^bd M^bd rr — блондин,

M^bd M^bd RR — ярко-рыжий,

M^bw M^bd RR — темно-рыжий,

Mbk Мbd rr — шатен,

Mbk м^Ьк rr — брюнет,

M^bk M^bd Rr — каштановый

M^bw M^bw Rr — каштановый.

а) В семье отец блондин, мать брюнетка. Унаследуют ли дети цвет волос родителей?

 

б) Может ли в семь, где отец брюнет, а мать шатенка, родиться ярко-рыжий
ребенок?

 

в) Может ли в семье, где отец имеет каштановые волосы, а мать шатенка, родиться
ребенок блондин?

Решение задачи:

а)Р M^bd M^bd rr x M^bk M^bk rr

M^bdr M^bkr

F M^bk M^bd rr — нет, все будут шатены.

 

б)Р M^bk M^bk rr x M^bkM^bdrr

М^bk r M^bk r

M^bdr

F M^bk M^bk rr, M^bk M^bd rr — нет, дети унаследуют цвет волос родителей.

 

в) Да, если у отца генотип M^bk M^bd Rr, тогда:

Р M^bk M^bd Rr x M^bk M^bd rr

M^bk R M^bk r

M^bk_r M^bdr

M^bdR

M^bdr

F M^bdM^bdrr-1/8= 12,5%

Задачи на эпистаз.

Задача 1.

У лошадей доминантный ген С определяет серую окраску шерсти. В то же время он является супрессором по отношению к генам В, определяющим вороную масть и в -рыжую масть. То есть, вороная и рыжая масти могут проявляться только в случае рецессивной гомозиготы по гену С.

Определите расщепление потомства по фенотипу в случае скрещивания двух дигетерозиготных серых лошадей.

Решение задачи:

В — вороная масть (В-сс),

в — рыжая масть (ввсс),

С — серый цвет, он же ген-супрессор,

с — ген, не оказывающий ингибиторного действия.

Р ВвСс х ВвСс

ВС, Вс ВС, Вс вС, вс вС, вс

F:

	ВС	Вс	вС	вс
ВС	ВВСС	ВВСс	ВвСС	ВвСс
Вс	ВВСс	ВВсс	ВвСс	Ввсс
вС	ВвСс	ввСС	ввСС	ввСс
вс	ВвСс	Ввсс	ввСс	ввсс

Фенотипы: серые лошади — 12 частей,

вороные — 3 части,

рыжие — 1 часть потомков.

Задача 2.

Так называемый «Бомбейский феномен» состоит в том, что в семье, где отец имел 1 группу крови, а мать 3, родилась девочка с 1 группой крови. Она вышла замуж за мужчину со 2 группой крови, и у них родились две девочки: первая с 4, вторая с 1 группой крови. Появление в 3-ем поколении девочки с 4 группой крови вызвало недоумение. Однако в литературе было описано еще несколько подобных случаев. По сообщению В. Маккьюсика некоторые генетики склонны объяснять это явление редким рецессивным эпистатическим геном, способным подавлять действие генов, определяющих группы крови А и В. Принимая эту гипотезу:

а) установить вероятные генотипы всех трех поколений, описанных в «Бомбейском феномене»;

б) определить вероятность рождения детей с 1 группой крови в семье первой дочери из 3-его поколения, если она выйдет замуж за такого же по генотипу мужчину, как она сама;

в) определите вероятность 1 группы крови у детей второй дочери, если она выйдет замуж за мужчину с 4 группой крови, но гетерозиготного по редкому эпистатичному гену.

Решение задачи:

х — эпистатичный ген (супрессор)

X — ген, не оказывающий эпистатического эффекта.

а)1 Р iiХх х I^В-Хх

II F I^Bixx (фенотипически 1-я группа — 0, αβ)
Р I^Bixx х I^AiX—

III F I^AI^BXx;iiXx.

 

б) P I^AI^BXx x I^Ai^BXx

I^AX I^AX

I^AxI^Ax

I^BX I^BX

I^BxI^Bx

 

F I^AI^Axx; I^AI^Bxx; I^AI^Bxx; I^BI^Bxx — 4/16 частей или 25 % (0, αβ).

 

в) Р iiХх х I^AI^BXx

iX I^AX

ix I^Ax

I^BX

I^Bx

F I^Aixx; I^Bixx — 2/8 или 25 % (0, αβ).

Задачи на полимерию.

Задача 1.

Рост человека контролируется несколькими парами генов, которые взаимодействуют по типу полимерии. Если пренебречь факторами среды и условно ограничиться лишь тремя парами генов, то можно допустить, что в какой-то популяции самые низкорослые люди имеют все рецессивные гены и рост 150см, самые высокие — доминантные гены и рост 180 см.

а)Определите рост людей, гетерозиготных по всем трем парам генов роста.

б) Низкорослая женщина вышла замуж за мужчину среднего роста. У них было четверо детей, которые имели рост 165см, 160см, 155см, 150см. Определите генотип родителей и их рост.

Решение задачи: А₁А₁А₂А₂А₃А₃ — 180 см, а₁а₁а₂а₂а₃а₃— 150 см.

а)А ₌ 180-150= 5см

А₁а₁А₂а₂А₃а₃= 150 + (5 х 3) = 165 см

б) 150 см 165 см

Р а₁а₁а₂а₂а₃а₃ ^хА₁а₁А₂а₂А₃а₃

а₁а₂а₃ а₁а₂а₃

F а₁а₁а₂а₂а₃а₃

 

Задача 2.

Допустим, что у человека различия в цвете кожи обусловлены в основном двумя парами независимо расщепляющихся генов. А1А1А2А2 — черная кожа, aiaia2a2 — белая кожа; любые три аллеля черной кожи дают темную кожу, любые два — смуглую, один светлую (при наличии гена М, обеспечивающего синтез меланина).

Каковы генотипы следующих родителей:

а) оба смуглые, имеют одного черного и одного белого ребенка;

б) оба черные и имеют ребенка-альбиноса;

в) оба смуглые и дети тоже смуглые;

г) один смуглый, а другой светлый; из большого числа детей 3/8 смуглых, 1/8
темных, 1/8 белых.

Решение задачи:

А1А1А2А2 — черная кожа,

A₁a₁A₂A₂

— темная кожа,

A₁A₁A₂a₂

A₁A₁a₂a₂

A₁a₁A₂a₂ — смуглая,

a₁a₁A₂A₂

 

A₁a₁a₂a₂ — светлая,

a₁a₁A₂a₂

 

a₁a₁a₂a₂ — белая.

 

M — синтез меланина,

м — альбинизм.

а) Р A₁a₁A₂a₂ x A₁a₁A₂a₂

 

F A₁A₁A₂A₂, a₁a₁a₂a₂.

 

б) Р МмА₁А₁А₂А₂ х МмА₁А₁А₂А₂
F ммA₁A₁A₂A₂

 

в) Р A₁A₁a₂a₂ x a₁a₁A₂A₂
F A₁a₁A₂a₂

 

г) Р А₁а₁А₂а₂ х А₁а₁а₂а₂

А₁А₂ A₁a₂

A₁a₂ a₁a₂

a₁A₂

a₁a₂

 

4. Резус-фактор.

В простейшем варианте резус-положительность доминирует над резус-отрицательностью и практически наследование Rh-фактора имитирует моногенное наследование. Однако, ряд исследований показывает, что система Rh определяется тремя антигенными факторами, которые детерминированы тремя тесно сцепленными генами, внутри аллельных пар которых действует полное доминирование, а при взаимодействии между ними проявляется “эффект положения”. Все это обусловливает разнообразие вариантов резус-антигенов и соответственно резус-несовместимости. Обозначаются эти гены буквами С,Д, Е. Но не все подробности наследования резус-фактора выяснены.

Если речь идет о наследовании вообще фенотипа Rh+ или Rh-, то этот вопрос решается просто, исходя из принципов моногенного наследования при полном доминировании.

Задача 1.

В семье родился резус — отрицательный ребенок.

Какие варианты фенотипов и генотипов по этому признаку могут быть у его родителей?

Решение задачи:

R — Rh+

r — Rh-

а) Rh- Rh-

Р rr х rr

r r

F rr

 

б) Rh+ Rh+

Р Rr х Rr

R, r R, r

F RR, Rr, Rr, rr.

 

в) Rh+ Rh-

Р Rr х rr

R, r r

F Rr, rr.

 

Задача 1.

Катаракта и полидактилия у человека обусловлены доминантными, тесно сцепленными генами. Однако, сцепленными могут быть не обязательно только гены указанных аномалий. Например, ген катаракты может быть сцеплен с геном нормального строения кисти и, наоборот, ген нормального строения хрусталика глаза — с геном полидактилии.

1. Женщина унаследовала катаракту от своей матери, а полидактилию от отца. Ее муж нормален в отношении обоих признаков. Чего скорее можно ожидать у их детей: одновременного проявления катаракты и полидактилии, отсутствия обоих признаков или наличия только одной аномалии?

2. Какое потомство можно ожидать в семье, где оба родителя гетерозиготны по обоим признакам?

Решение задачи:

А — катаракта,

а — N,

В — полидактилия,

в — N,

ААаа

В в, В, в

 

1. Р Аа х аа

вВвв

 

Ав ав

аВ

F Аавв, ааВв — наличие только одной аномалии.

 

2. а) Р Аа х Аа

вВвВ

 

Ав Ав

аВ аВ

 

F АаВв, АаВв — 50 % — обе аномалии;

ААвв — 25 % — с катарактой;

ааВВ — 25 % с полидактилией.

 

б) Р Аа х Аа

ВвВв

 

АВ АВ

ав ав

 

F ААВВ, АаВв, АаВв, аавв:

75 % — обе аномалии — ААВВ, АаВв, АаВв;

25 % — N — аавв.

 

Задача 2.

Ген цветной слепоты и ген ночной слепоты — рецессивные, сцепленные с Х-хромосомой. Расстояние между этими двумя генами составляет 50 морганид.

Определите вероятность рождения детей одновременно с обеими аномалиями в семье, где жена имеет нормальное зрение, но ее мать страдает ночной слепотой, а отец — цветной слепотой. Муж ее нормален по обоим признакам.

Решение задачи:

D — N

d — дальтонизм,

А — N,

а — ночная слепота,

Х^АD — 50 %

 

Р Х^АdХ^аD х Х^АDY

 

Некроссоверные гаметы Х^Аd — 25 % Х^АD

Х^аD — 25 % Y

 

Кроссоверные гаметы Х^АD — 25 %

Х^аd — 25 %

 

F Х^аdY — 1/8 — 12,5 % — только мальчики.

 

Задача 3.

У человека локус резус-фактора сцеплен с локусом, определяющим форму эритроцитов, и находится от него на расстоянии 3-х морганид. Резус-положительность и эллиптоцитоз (ненормальная форма эритроцитов в виде эллипса) определяются доминантными аутосомными генами.

Один из супругов гетерозиготен по обоим признакам.При этом резус-положительность он унаследовал от одного родителя, а эллиптоцитоз — от другого. Второй супруг резус-отрицателен и имеет нормальные эритроциты. Определите процентное соотношение вероятных генотипов и фенотипов детей в семье.

Решение задачи:

R — Rh+

r — Rh-

В — эллиптоцитоз

в — N

R = 3 %

В

Р R r х rrвв

в В rв

 

Некроссоверные гаметы Rв — 48,5 %

rВ — 48,5 %

Кроссоверные гаметы RВ — 1,5 %

rв — 1,5 %

F Rrвв, rrВв, RrВв, rrвв:

rrвв — 1,5 % — гомозигот рецессивных, фенотип — Rh-, N.

RrВв — 1,5 % — дигетерозигот, фенотип — Rh+, эллиптоцитоз.

Rrвв — 48,5 % — Rh+, N.

rrВв — 48,5 % — Rh-, эллиптоцитоз.

 

Задача 4.

У крыс темная окраска шерсти доминирует над светлой, а розовый цвет глаз — над красным.Оба признака сцеплены. В лаборатории от скрещивания розовоглазых темношерстных крыс с красноглазыми светлошерстными получено потомство: светлых красноглазых — 24, темных красноглазых — 25, светлых розовоглазых — 24, темных розовоглазых — 26.

Определите расстояние между генами, окраски шерсти и цвета глаз.

Пояснение к решению задачи:

для измерения расстояния между генами пользуются формулой:

 

Х = а + с х 100 %,

n

где Х — расстояние между генами, а — колличество кроссоверных форм первой группы, с — количетво кроссоверных форм второй группы, n — общее число потомков в данном опыте.

 

 

Решение задачи:

А — темн.

а — светл.

В — розов. гл.

в — красн.

А — ?

В

Х = 25 + 24 х 100 % = 49 %.

25 + 24 + 24 + 26

Задача 5.

Гипоплазия эмали (тонкая зернистая эмаль, зубы светло-бурого цвета) наследуется как сцепленный с Х-хромосомой признак. В семье, где оба родителя страдали отмеченной аномалией, родился сын с нормальными зубами.

Определите вероятность того, что следующий ребенок будет тоже с нормальными зубами.

Решение задачи:

Х^В — гипопл.

Х^в — N.

Р Х^ВХ^{вх ХВY}

 

Х^В Х^В

Х^в Y

 

F Х^ВХ^В, Х^ВХ^в, Х^ВY, Х^вY.

25 % — только мальчики.

Задача 6.

Девушка, имеющая нормальное зрение, отец которой страдал цветной слепотой, выходит замуж за нормального мужчину, отец которого тоже страдал цветной слепо-той. Какое зрение можно ожидать у детей от этого брака?

Решение задачи:

 

Р Х^DХ^d х Х^DY

 

Х^D Х^D

Х^d Y

 

F Х^DХ^D, Х^DХ^d, Х^DY, Х^dY.

25 % — дальтоников, только мальчики.

 

Задача 7.

Ангидрозная эктодермальная дисплазия( отсутствие потоотделения, нарушение терморегуляции) передается как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой признак.

Нормальная женщина выходит замуж за мужчину, больного ангидрозной эктодермальной дисплазией. У них рождается больная девочка и здоровый сын. Определить вероятность рождения следующего ребенка без аномалий.

Решение задачи:

Х^а — диспл.

Х^А — N.

 

Р Х^АХ^а х Х^аY

 

Х^А Х^а

Х^а Y

 

F Х^АХ^а, Х^аХ^а, Х^АY, Х^аY.

50 %

 

Задача 8.

Если альбинизм определяется рецессивным аутосомным геном, а гемофилия рецессивным, сцепленным с Х-хромосомой геном, может ли быть мужчина гемофиликом и альбиносом одновременно?

Решение задачи:

Может — Х^hYаа.

 

Задача 9.

У человека есть наследственное аллергическое заболевание — геморрагический диатез, вызываемое рецессивным геном. Аллели этого гена сцеплены с Х-хромосомой и У-хромосомой. Определите какие дети будут в семье, где:

а) жена здорова, а муж болен;

б) жена здорова, но ее мать страдала геморрагическим диатезом.

Решение задачи:

Х^а — геморр. диат.

Y^а — геморр. диат.

Х^А — N

Y^А — N

а) 1. P Х^АХ^А х Х^аY^а

 

Х^А Х^а

Y^а

F Х^АХ^а, Х^АY^а — 100 % здоровы.

 

2. P Х^АХ^а х Х^аY^а

 

Х^А Х^а

Х^а Y^а

 

F Х^АХ^а, Х^АY^а — 50% здоровы;

Х^аХ^а, Х^а Y^а — 50% больны.

 

б) Р Х^АХ^а х Х^аY^а

 

Х^А Х^а

Х^а Y^а

 

F Х^АХ^а, Х^АY^а — 50% здоровы;

Х^аХ^а, Х^а Y^а — 50% больны.

Задача 10.

Если мужчина с цветной слепотой женится на нормальной женщине и они имеют двоих детей — нормальную дочь и сына с цветной слепотой, что можно сказать о генотипе матери?

Решение задачи:

Мать гетерозиготна — Х^DХ^d

Задача 11.

Отец и сын в семье гемофилики с карими глазами, а мать имеет нормальную свертываемость крови и голубые глаза. Можно ли сказать, что сын унаследовал все признаки от отца?

Решение задачи:

Нет: гемофилию через мать, карие глаза — отца.

 

Задача 12.

У человека псевдогипертрофическая мышечная дистрофия( смерть в 14-20 лет) в некоторых семьях зависит от рецессивного, сцепленного с полом гена. Болезнь зарегистрирована только у мальчиков. Почему? Если больные мальчики умирают до деторождения, то почему эта болезнь не элиминируется из популяций?

Решение задачи:

Болезнь не элиминируется, так как ген в Х-хромосоме; женщины — носители этого гена. Больные девочки не рождаются, т. к. неоткуда получить вторую Х-хромосому, мальчики умирают до деторождения.

 

Задача 13.

Мужчина, страдающий дальтонизмом и глухотой, женился на женщине, нормальной по зрению и хорошо слышащей. У них родился сын, глухой и дальтоник, и дочь дальтоник, но с хорошим слухом.

Определите вероятность рождения в этой семье дочери с обеими аномалиями, если известно, что дальтонизм и глухота передаются как рецессивные признаки, но дальтонизм сцеплен с Х-хромосомой, а глухота — аутосомный признак.

Решение задачи:

Х^D — N

Х^d — дальт.

А — N

а — глух.

 

Р Х^DX^dAa x X^dYaa

 

Х^DA X^dа

Х^Da Ya

X^dA

X^da

 

F X^dX^daa — 1/8 — 12,5 %.

 

 

Задача 14.

а) Пигментный ретинит (прогрессирующее снижение поля зрения и ночная слепота, нередко приводящая к полной слепоте) может наследоваться тремя путями: как аутосомный доминантный признак, как аутосомный рецессивный и как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой.

б) Впоследствии было установлено, что подобный локус есть не только в Х-, но и в Y-хромосоме.

Определите вероятность рождения больных детей в семье, где мать больна пигментным ретинитом и является гетерозиготной по всем трем парам генов, а муж здоров и гомозиготен:

а) по аутосомным генам;

б) по трем парам генов.

Решение задачи:

а) А — п.р.

а — N

В — N

в — п.р.

Х^r — п.р.

Х^R — N

б) Y^r — п.р.

Y^R — N

 

а) Р АаВвХ^RХ^r х ааВВХ^RY

 

АВХ^R аВХ^R

АВХ^r (аВY)

АвХ^R

АвХ^r

аВХ^R

(аВХ^r)

авХ^R

(авХ^r)

 

F 8/16 + 2/16 = 10/16 » 62 %

 

б) Р АаВвХ^RХ^r х ааВВХ^RY^R

 

АВХ^R аВХ^R

АВХ^r аВY^R

АвХ^R

АвХ^r

аВХ^R

аВХ^r

авХ^R

авХ^r

F 8/16 = 50 %



infopedia.su

учитель биологии — Задачи по ДНК

СЕКРЕТЫ КОДА

Наследственность организма определяется набором генов (геномом). Ген — это участок молекулы ДНК, локализованный в хромосомах. Молекула ДНК состоит из двух спирально закрученных вокруг общей оси длинных полинуклеотидных цепей. Отдельные нукле-отиды ДНК состоят из фосфорной кислоты, дезокси-рибозы и одного из азотистых оснований — аденина (А), тимина (Т), гуанина (Г) и цитозина (Ц).

Масса одного нуклеотида составляет приблизитель­но 345 у. е., что дает возможность, зная молекулярную массу ДНК, определить число нуклеотидов в ней.

Средняя длина гена около 1000 пар оснований, что составляет 340 нм вытянутой двойной спирали ДНК.

Один нуклеотид в молекуле ДНК занимает 0,34 нм, что позволяет определить длину того или иного фраг­мента ДНК, зная количество нуклеотидов.

Важнейшим свойством нуклеиновых кислот является комплементарность нуклеотидов: А — ТиГ— Ц. В молекуле и-РНК вместо тимидилового нуклеотида имеется уридиловый, комплементарный адениловому (А-У).  ‘

Исходя из этого и зная чередование нуклеотидов в одной цепи ДНК, можно построить недостающую цепь.

При решении задач принято считать, что белок со­стоит из 200 аминокислот, а молекулярная масса одной аминокислоты около 100 у. е.

 

Задача №1

Фрагмент правой цепи ДНК имеет следующий нуклеотидный состав: ГГГЦАТААЦГЦТ…

Определите  порядок чередования  нуклеотидов в, левой цепи.

Какова длина данного фрагмента молекулы ДНК?

Определите процент содержания каждого нуклеотида в данном фрагменте.

 

Задача №2

Химический анализ показал, что 16% общего числа нуклеотидов данной и-РНК приходится нааденин, 29% — на гуанин, 42% — на цитозин.

Определите процентный состав азотистых основа­ний ДНК, «слепком» с которой является данная и-РНК.

 

Задача №3

Молекулярная масса белка X = 50000.

Определите длину фрагмента молекулы соответ­ствующего гена.

 

Задача №4

Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 69000, из них 8625 приходится на долю адени-ловых нуклеотидов.

Сколько содержится каждого нуклеотида?

Какова длина этой молекулы ДНК?

 

Задача №5

В молекуле ДНК обнаружено 880 гуаниловых нукле­отидов, которые составляют 22% от общего количес­тва нуклеотидов этой ДНК.

Сколько каждого нуклеотида содержится в этой мо­лекуле ДНК?

Какова длина этой молекулы ДНК?

  Задача № 6

Химическое исследование показало, что 30 % общего числа нуклеотидов данной информационной РНК приходится на урацил, 26 % -на цитозин, 24 %- на аденин. Что можно сказать о нуклеотидном составе соответствующего участка двух цепочечной ДНК, слепком с которого является и-РНК?

 Задача № 7.

Белок состоит из 158 аминокислот. Какую длину

имеет определяющий его ген, если расстояние между двумя соседними нуклеотидами в спиральной молекуле ДНК составляет 3,4 ?

Задача № 8

Укажите порядок нуклеотидов в цепочке ДНК, образующейся путем самокоприрования цепочки:

ЦАЦЦГТАЦАГААТЦГЦТГАТ

Решение задачи №1

1). По принципу комплементарности строим левую цепь ДНК:

правая цепь Г-Г-Г-Ц-А-Т-А-А-Ц-Г-Ц-Т- …

левая цепь  Ц-Ц-Ц-Г-Т-А-Т-Т-Г-Ц-Г-А- …

2). Так как молекула ДНК двухцепочная, следова­тельно, ее длина равна длине одной цепи.

Один нуклеотид занимает в молекуле ДНК 0,34 нм. Отсюда длина данного фрагмента:

0,34 нмх 12 = 4,08 нм

3). Всего в данном фрагменте молекулы ДНК будет

24 нуклеотида.

Из них А = 5, или 20,8%

По правилу Чаргаффа А + Г = А+Ц, А = Т, Г=Ц

Тогда Т = 5 — 20,8%

Г + Ц = 24 — 10=14;

Г = Ц = 7, или 29,2%

Ответ: А = 20,8%; Т = 20,8%; Г = 29,2%; \л/ = 29,2%.

 

Решение задачи №2

1). Определяем процентное содержание уридиловых нуклеотидов в и-РНК:

100% — (16% + 29% + 42%) = 13%.

2). Определяем процентный состав той из цепочек ДНК, «слепком» с которой является данная и-РНК:

А = 13% : 2 = 6,5%;

Т = 16% : 2 = 8%;

Г = 42% : 2 = 21%;

Ц = 29% : 2= 14,5%.

3). Вторая цепочка ДНК будет комплементарна первой:

А = 8%;

Т = 6,5%;

Г= 14,5%;

Ц = 21%.

4). В целом в молекуле ДНК процент нуклеотидов будет равен:

А = 6,5% + 8% = 14,5%;

Т = 8% + 6,5% = 14,5%;

Г = 21% + 14,5% = 35,5%;

Ц = 14,5% + 21% = 35,5%.

Ответ: А = 14,5%; Т = 14,5%; Г = 35,5%; Ц = 35,5%.

 

Решение задачи №3

1). Белок X состоит из 50000 : 100 = 500 аминокислот.

2). Одна из цепей гена, несущая программу белка X, должна состоять из 500 х 3 = 1500 нуклеотидов.

3). Длина этой цепи ДНК равна 1500×0,34 = 510 (нм), такова же длина гена (двухцепочного участка ДНК). Ответ: Длина фрагмента равна 510 нм.

 

Решение задачи №4

1)  Масса одного нуклеотида 345 у. е., тогда в данной
молекуле ДНК содержится

69000 : 345 = 200 нуклеотидов.

2)    В эту молекулу ДНК входят

8625 : 345 = 25 адениловых нуклеотидов (А).

3)    На долю Г + Ц приходится:

200 — (25А + 25Т) = 150 нуклеотидов. Г= Ц = 75 (150 : 2).

4)  200 нуклеотидов содержится в двух цепях ДНК, в
одной цепи —

200 : 2 = 100.

Длина ДНК = 100 х 0,34 нм = 34 нм.

Ответ: А = Т = 25; Г = Ц = 75; длина ДНК 34 нм.

 

Решение задачи №5

1)      Исходя из принципа комплементарности
(А + Т) + (Г+ Ц) = 100%

Тогда количество цитидиловых нуклеотидов равно: Г= Ц= 880, или 22%.

2)     На долю (Т + А) приходится:
100% — (22 + 22) = 56%,

что составляет

х = (56 х 880) : 22 = 2240 нуклеотидов.

Отсюда следует

А = Т = 2240 : 2 = 11 20 нуклеотидов.

3)  Всего в этой молекуле ДНК содержится (880 х 2) + (1120 х 2) = 4000 нуклеотидов.

Для определения  длины ДНК узнаем,  сколько нуклеотидов содержится в одной цепи:

4000 : 2 = 2000

Длина ДНК составляет

0,34 нм х 2000 = 680 нм.

Ответ: В молекуле ДНК Г = С = 880 и А = Т = 1120 ну­клеотидов; длина этой молекулы 680 нм.

4)    

 

 Литература:»Энциклопедия в вопросах и ответах» в 10 т. /Составитель Вадченко Н.Л.- Д.: Сталкер, 1996-446 с.- Т.3

matveeva.ucoz.ru

Задачи по молекулярной биологии для 10 класса

Задачи по молекуляроной биологии для 10 класса

1/Задачи по теме «Белки»

Справочно:

• средняя молекулярная масса одного аминокислотного остатка принимается за 120 (иногда – 100)

• вычисление молекулярной массы белков:

а

М_min = —— · 100%

в

где М_min — минимальная молекулярная масса белка,

а – атомная или молекулярная масса компонента,

в — процентное содержание компонента.

Задача №1. Гемоглобин крови человека содержит 0, 34% железа. Вычислите минимальную молекулярную массу гемоглобина.

Решение:

М_min = 56 : 0,34% · 100% = 16471

Ответ: М_min =16471

Задача №2. Альбумин сыворотки крови человека имеет молекулярную массу 68400. Определите количество аминокислотных остатков в молекуле этого белка.

Решение:

68400 : 120 = 570 (аминокислот в молекуле альбумина)

Ответ: в молекуле альбумина 570 аминокислот

Задача №3. Белок содержит 0,5% глицина. Чему равна минимальная молекулярная масса этого белка, если М_{глицина} = 75,1? Сколько аминокислотных остатков в этом белке?

Решение:

1. М_min = 75,1 : 0,5% · 100% = 15020

2. 15020 : 120 = 125 (аминокислот в этом белке)

Ответ: в белке 125 аминокислот

2/Задачи по теме «Нуклеиновые кислоты»

Справочно:

• относительная молекулярная масса одного нуклеотида 345

• расстояние между нуклеотидами в цепи молекулы ДНК (=длина одного нуклеотида) — 0, 34 нм

• Правила Чаргаффа:

  1. ∑(А) = ∑(Т)

  2. ∑(Г) = ∑(Ц)

  3. ∑(А+Г) = ∑(Т+Ц)

∑ — знак суммы

Задача №4. На фрагменте одной нити ДНК нуклеотиды расположены в последовательности: А-А-Г-Т-Ц-Т-А-Ц-Г-Т-А-Т.

Определите процентное содержание всех нуклеотидов в этом гене и его длину.

Решение:

1. достраиваем вторую нить (по принципу комплементарности)

2. ∑(А +Т+Ц+Г)= 24,

из них ∑(А) = 8 = ∑(Т)

24 – 100%

8 – х %

отсюда: х = 33,4%

∑(Г) = 4 = ∑(Ц)

24 – 100%

4 – х %

отсюда: х = 16,6%

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

12 · 0,34 = 4,08 нм

Ответ: А=Т=8(33,4%) Г=Ц=4(16,6%)

Длина гена 4,08 нм

Задача №5. В молекуле ДНК на долю цитидиловых нуклеотидов приходится 18%. Определите процентное содержание других нуклеотидов в этой ДНК.

Решение:

1. Ц – 18% => Г – 18%

2. На долю А+Т приходится 100% — (18% +18%)=64%, т.е. по 32%

Ответ: Г и Ц – по 18%,

А и Т – по 32%.

Задача №6. В молекуле ДНК обнаружено 880 гуаниловых 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)

Ответ: Г и Ц – по 880,

А и Т – по 1120.

Длина гена 680 нм

Задача №7. Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 69000, из них 8625 приходится на долю адениловых нуклеотидов. Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК. Определите длину этого фрагмента.

Решение:

1. 69000 : 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 => в одной – 100.

100 · 0,34 = 34 (нм)

Ответ: Г и Ц – по 75,

А и Т – по 25.

Длина фрагмента 34 нм

3Задачи по теме «Код ДНК»

Задача №8. 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

Ответ: ген тяжелее белка.

Задача №9. Последовательность нуклеотидов в начале гена, хранящего информацию о белке инсулине, начинается так:

АААЦАЦЦТГЦТТГТАГАЦ

Напишите последовательности аминокислот, которой начинается цепь инсулина

Решение: задание выполняется с помощью таблицы генетического кода

Генетический код

Первое

основание

Второе основание

Третье

основание

У (А)

Ц (Г)

А (Т)

Г (Ц)

У (А)

Фен

Фен

Лей

Лей

Сер

Сер

Сер

Сер

Тир

Тир

—

—

Цис

Цис

—

Три

У (А)
Ц (Г)
А (Т)
Г (Ц)

Ц (Г)

Лей

Лей

Лей

Лей

Про

Про

Про

Про

Гис

Гис

Глн

Глн

Арг

Арг

Арг

Арг

У (А)
Ц (Г)
А (Т)
Г (Ц)

А (Т)

Иле

Иле

Иле

Мет

Тре

Тре

Тре

Тре

Асн

Асн

Лиз

Лиз

Сер

Сер

Арг

Арг

У (А)
Ц (Г)
А (Т)
Г (Ц)

Г (Ц)

Вал

Вал

Вал

Вал

Ала

Ала

Ала

Ала

Асп

Асп

Глу

Глу

Гли

Гли

Гли

Гли

У (А)
Ц (Г)
А (Т)
Г (Ц)

Двадцать аминокислот, входящих в состав белков

Сокращ. назв.

Аминокислота

Сокращ. назв.

Аминокислота

Ала

Арг

Асн

Асп

Вал

Гис

Гли

Глн

Глу

Иле

Аланин

Аргинин

Аспарагин

Аспарагиновая к.

Валин

Гистидин

Глицин

Глутамин

Глутаминовая к.

Изолейцин

Лей

Лиз

Мет

Про

Сер

Тир

Тре

Три

Фен

Цис

Лейцин

Лизин

Метионин

Пролин

Серин

Тирозин

Треонин

Триптофан

Фенилаланин

Цистеин

Ответ:

фенилаланин – валин – аспарагиновая кислота – глутаминовая кислота – гистидин – лейцин.

Задача №10. Вирусом табачной мозаики (РНК — овый вирус) синтезируется участок белка с аминокислотной последовательностью:

Ала – Тре – Сер – Глу – Мет-

Под действием азотистой кислоты (мутагенный фактор) цитозин в результате дезаминирования превращается в урацил. Какое строение будет иметь участок белка вируса табачной мозаики, если все цитидиловые нуклеотиды подвергнутся указанному химическому превращению?

Решение:

Ала – Тре – Сер – Глу – Мет-

ГЦУ – АЦГ – АГУ – ГАГ — АУГ

ГУУ – АУГ – АГУ – ГАГ — АУГ

Вал – Мет – Сер – Глу – Мет-

4/ Задачи по теме «Энергетический обмен»

Задача №11. В процессе энергетического обмена произошло расщепление 7 моль глюкозы, из которых полному подверглось только 2. Определите:

а) сколько моль молочной кислоты и СО₂ при этом образовалось?

б) сколько АТФ при этом синтезировано?

в) сколько энергии запасено в этих молекулах АТФ?

Решение:

5С₆ Н₁₂ О₆ → 5 ·2 С₃ Н₆ О₃ + 5 ·2 АТФ

2С₆ Н₁₂ О₆ + 2·6 О₂ → 2·6 СО₂ + 2·6 Н₂ О + 2·38 АТФ

Ответ: а) 10 моль С₃ Н₆ О₃ и 12 моль СО₂

б) 10 + 76 = 86 (моль АТФ)

в) 86 · 40 = 3440 (кДж энергии)

г) 12 моль О₂

Задача №12. В результате энергетического обмена в клетке образовалось 5 моль молочной 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:

2,5С₆ Н₁₂ О₆ → 2,5 ·2 С₃ Н₆ О₃ + 2,5 ·2 АТФ

4,5С₆ Н₁₂ О₆ + 4,5·6 О₂ →4,5·6 СО₂ + 4,5·6 Н₂ О + 4,5·38 АТФ

Ответ: а) 17 моль С₆ Н₁₂ О₆

б) 4,5 моль – полному расщеплению, 2,5 — гликолизу

в) (2,5 · 2 + 4,5 · 38) · 40 = 7040 (кДж)

г) 27 моль О₂

Задача №13. Мышцы ног при беге со средней скоростью расходуют за 1 минуту 24 кДж энергии. Определите:

а) сколько всего граммов глюкозы израсходуют мышцы ног за 25 минут бега, если кислород доставляется кровью к мышцам в достаточном количестве?

б) накопится ли в мышцах молочная кислота?

Решение:

Х 24 · 25

С₆ Н₁₂ О₆ + 6 О₂ → 6 СО₂ + 6 Н₂ О + 38 АТФ

180 38 · 40

Х = 600 · 180 : 1520 = 71 (г)

Ответ: а) 71 г

б) нет, т.к. О₂ достаточно

Задача №14. Мышцы руке при выполнении вольных упражнений расходуют за 1 минуту 12 кДж энергии. Определите: а) сколько всего граммов глюкозы израсходуют мышцы ног за 10 минут, если кислород доставляется кровью к мышцам в достаточном количестве?

б) накопится ли в мышцах молочная кислота?

Решение:

Х 12 · 10

С₆ Н₁₂ О₆ + 6 О₂ → 6 СО₂ + 6 Н₂ О + 38 АТФ

180 38 · 40

Х = 120 · 180 : 1520 = 14, 2(г)

Ответ: а) 14,2 г

б) нет, т.к. О₂ достаточно

Задача №15. Бегун расходует за 1 минуту 24 кДж энергии. Сколько глюкозы потребуется для бега с такой затратой, если 50 минут в его организме идет полное окисление глюкозы, а 10 минут – гликолиз?

Решение:

Х 24 · 10

1) С₆ Н₁₂ О₆ → 2С₃ Н₆ О₃ + ·2 АТФ

180 2 · 40

Х = 240 · 180 : 80 = 540 (г)

У 24 · 50

2) С₆ Н₁₂ О₆ + 6 О₂ → 6 СО₂ + 6 Н₂ О + 38 АТФ

180 38 · 40

У = 25 · 50 · 180 : 1520= 142 (г)

3) 540 + 142 = 682 (г)

infourok.ru

практические по биологии — Мои файлы — Каталог файлов

Практическая работа №1

Тема: «ДНК и РНК»

Цель: обобщить знания о нуклеиновых кислотах как универсальных носителях наследственной информации, научиться составлять двухцепочные ДНК по принципу комплементарности., определять длину ДНК, процентное содержание нуклеотидов.

Общие сведения.

Наследственность организма определяется набором генов (геномом). Молекула ДНК состоит из двух спирально закрученных вокруг общей оси длинных полинуклеотидных цепей. Отдельные нуклеотиды ДНК состоят из фосфорной кислоты, дезоксирибозы и одного из азотистых оснований — аденина (А), тимина (Т), гуанина (Г) и цитозина (Ц).

Масса одного нуклеотида составляет приблизитель­но 345 у. е., что дает возможность, зная молекулярную массу ДНК, определить число нуклеотидов в ней.

Один нуклеотид в молекуле ДНК занимает 0,34 нм, что позволяет определить длину того или иного фраг­мента ДНК, зная количество нуклеотидов.

Исходя из принципа комплементарности и зная чередование нуклеотидов в одной цепи ДНК, можно построить недостающую цепь.

При решении задач принято считать, что белок со­стоит из 200 аминокислот, а молекулярная масса одной аминокислоты около 100 у. е.

В ДНК количество аденина и гуанина равно числу цитозина и тимина, а также А=Т и Ц=Г (правило Чаргаффа)

Аминокислоты, необходимые для синтеза белка, доставляются в рибосомы с помощью т-РНК. Каждая молекула т-РНК переносит только одну аминокислоту.

Информация о первичной структуре молекулы белка зашифрована в молекуле ДНК.

Каждая аминокислота зашифрована последовательностью из трех нуклеотидов. Эта последовательность называется триплетом или кодоном. Определить аминокислоту можно по таблице

 Транскрипция — это процесс синтеза (считывания) и-РНК по матрице ДНК.

Транскрипция осуществляется по правилу комплементарности.

В состав РНК вместо тимина входит урацил

Антикодон — это последовательность из трех нуклеотидов, комплементарных нуклеотидам кодона в и-РНК. В состав т-РНК и и-РНК входят одни те же нуклеотиды.

Примеры решения задач:

Задача№1. Фрагмент правой цепи ДНК имеет следующий нуклеотидный состав: ГГГЦАТААЦГЦТ…Определите  порядок чередования  нуклеотидов в левой цепи. Какова длина данного фрагмента молекулы ДНК? Определите процент содержания каждого нуклеотида в данном фрагменте.

Решение задачи №1

1). По принципу комплементарности строим левую цепь ДНК:

правая цепь Г-Г-Г-Ц-А-Т-А-А-Ц-Г-Ц-Т- …

левая цепь  Ц-Ц-Ц-Г-Т-А-Т-Т-Г-Ц-Г-А- …

2). Так как молекула ДНК двухцепочная, следова­тельно, ее длина равна длине одной цепи.

Один нуклеотид занимает в молекуле ДНК 0,34 нм. Отсюда длина данного фрагмента:

0,34 нмх 12 = 4,08 нм

3). Всего в данном фрагменте молекулы ДНК будет

24 нуклеотида.

Из них А = 5, или 20,8%

По правилу Чаргаффа А + Г = А+Ц, А = Т, Г=Ц

Тогда Т = 5 — 20,8%

Г + Ц = 24 — 10=14;

Г = Ц = 7, или 29,2%

Ответ: А = 20,8%; Т = 20,8%; Г = 29,2%; \л/ = 29,2%.

Задача№2. В молекуле ДНК содержится 17% аденина. Определите, сколько (в %) в этой молекуле содержится других нуклеотидов.

Решение задачи №2:

Количество аденина равно количеству тимина, следовательно, тимина в этой молекуле содержится 17%. На гуанин и цитозин приходится 100% — 17% — 17% = 66%. Т.к. их количества равны, то Ц=Г=33%.

Задача № 3 . 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 задачи №3(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 комплементарных оснований будет поровну, т.е аденина и тимина – по 19%, гуанина и цитозина по 31%.

 

Задания:

№1. Дайте определение следующим понятиям:

1. ДНК
2. и-РНК
3. Комплементарность
4. Нуклеотид
5. т-РНК
6. Рибосомы
7. р- РНК
8. Эндоплазматическая сеть (ретикулум)
9. Ядро
10. Ядерная ДНК
11. Ген
12. Рибоза
13. Кариотип
14. Хроматин
15. Хромосома

2. Решите задачи, опираясь на принцип комплементарности:

1. А.  Фрагмент правой цепи ДНК имеет следующий нуклеотидный состав: ГГГЦАТААЦГЦТ…

Определите  порядок чередования  нуклеотидов в, левой цепи.

Какова длина данного фрагмента молекулы ДНК?

Б.     В молекуле ДНК содержится 21% цитозина. Определите, сколько (в %) в этой молекуле содержится других нуклеотидов.

2. А.        Последовательность нуклеотидов в начале гена, хранящего информацию о белке инсулине, начинается так: АААЦАЦЦТГЦТТГТАГАЦ. Напишите последовательности аминокислот, которой начинается цепь инсулина
3.        В молекуле ДНК содержится 31% аденина. Определите, сколько (в %) в этой молекуле содержится других нуклеотидов.
4. А.        Участок гена имеет следующее строение, состоящее из последовательности нуклеотидов: ЦГГЦГЦТЦААААТЦГ  …  Укажите строение соответствующего участка белка, информация о котором содержится в данном гене. Как отразится на строении  белка удаление из гена четвертого нуклеотида?

Б.        Исследования показали, что в и- РНК содержится 34% гуанина,18% урацила, 28% цитозина и 20% аденина. Определите процентный состав  азотистых оснований в участке ДНК, являющейся матрицей для данной и-РНК.

4. А.        Фрагмент ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов АГЦЦГАЦТТГЦЦ. Установите нуклеотидную последовательность т-РНК, которая синтезируется на данном фрагменте.
5.        В молекуле ДНК на долю цитидиловых нуклеотидов приходится 18%. Определите процентное содержание других нуклеотидов в этой ДНК.
5. А.        Фрагмент правой цепи ДНК имеет следующий нуклеотидный состав: ЦЦТЦАТААЦГЦТ…

Определите  порядок чередования  нуклеотидов в, левой цепи.

Какова длина данного фрагмента молекулы ДНК?

1.        В молекуле ДНК содержится 19% цитозина. Определите, сколько (в %) в этой молекуле содержится других нуклеотидов.

6. А.        Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ГЦУААУГУУЦУУУАЦ. Определите антикодоны т-РНК и  фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК
7.        Молекула и-РНК содержит 21% гуаниловых нуклеотидов, сколько цитидиловых нуклеотидов содержится в кодирующей цепи участка ДНК?
7. А.        Фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующее строение: ГГЦТЦТЦАТААЦ. Постройте на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка (для этого используйте таблицу генетического кода).
8.        В молекуле и-РНК содержится 27% адениловых, 27% гуаниловых нуклеотидов. Определите соотношение всех видов  нуклеотидов в ДНК, с которой была транскрибирована данная и-РНК.
8. А. Молекула ДНК распалась на две цепочки. Одна из них имеет строение : ТАГАЦТГГТАЦАЦГТГГТГАТТЦА … Какое строение будет иметь  вторая молекула ДНК ,когда указанная цепочка достроится до полной двухцепочечной молекулы ? какова её длина?
9. В молекуле и-РНК содержится 27% адениловых, 13% гуаниловых и 40% урациловых нуклеотидов. Определите соотношение всех видов  нуклеотидов в ДНК, с которой была транскрибирована данная и-РНК
9. А. Фрагмент ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ГТТЦГАЦТТГЦЦ. Установите нуклеотидную последовательность т-РНК, которая синтезируется на данном фрагменте.
10. 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
10.  А. Фрагмент правой цепи ДНК имеет следующий нуклеотидный состав: ЦЦТЦАТААЦГГГ…

Определите  порядок чередования  нуклеотидов в, левой цепи.

Какова длина данного фрагмента молекулы ДНК?

1. В молекуле и-РНК содержится 24% адениловых, 27% гуаниловых и 13% урациловых нуклеотидов. Определите соотношение всех видов  нуклеотидов в ДНК, с которой была транскрибирована данная и-РНК

11.  А. Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ГЦУААУГУУЦУУУАЦ. Определите антикодоны т-РНК и  фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК
12. В молекуле ДНК содержится 27% цитозина. Определите, сколько (в %) в этой молекуле содержится других нуклеотидов.
12.  А. Одна из цепочек  ДНК имеет последовательность нуклеотидов: АГТАЦЦГАТАЦТЦГА ТТТАЦГ  … Какую последовательность нуклеотидов имеет вторая цепочка ДНК той же молекулы Постройте на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка (для этого используйте таблицу генетического кода).

Б. Молекула и-РНК содержит 21% гуаниловых нуклеотидов, сколько цитидиловых нуклеотидов содержится в кодирующей цепи участка ДНК?

 

13. А. Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ГЦУУУУГУУЦУУУАЦ. Определите антикодоны т-РНК и  фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК
14. Молекула и-РНК содержит 16% гуаниловых нуклеотидов, сколько цитидиловых нуклеотидов содержится в кодирующей цепи участка ДНК?

 

14.  А. Фрагмент гена ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ГТЦЦТААЦЦГГАТТТ. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи белка.
15. В молекуле и-РНК содержится 24% цитидиловых, 27% гуаниловых и 13% урациловых нуклеотидов. Определите соотношение всех видов  нуклеотидов в ДНК, с которой была транскрибирована данная и-РНК

 

 

dichinskaya.ucoz.ru

Персональный сайт учителя биологии — Задачи по молекулярной биологии с решениями

СЕКРЕТЫ КОДА

Наследственность организма определяется набором генов (геномом). Ген — это участок молекулы ДНК, локализованный в хромосомах. Молекула ДНК состоит из двух спирально закрученных вокруг общей оси длинных полинуклеотидных цепей. Отдельные нукле-отиды ДНК состоят из фосфорной кислоты, дезокси-рибозы и одного из азотистых оснований — аденина (А), тимина (Т), гуанина (Г) и цитозина (Ц).

Масса одного нуклеотида составляет приблизитель­но 345 у. е., что дает возможность, зная молекулярную массу ДНК, определить число нуклеотидов в ней.

Средняя длина гена около 1000 пар оснований, что составляет 340 нм вытянутой двойной спирали ДНК.

Один нуклеотид в молекуле ДНК занимает 0,34 нм, что позволяет определить длину того или иного фраг­мента ДНК, зная количество нуклеотидов.

Важнейшим свойством нуклеиновых кислот является комплементарность нуклеотидов: А — ТиГ— Ц. В молекуле и-РНК вместо тимидилового нуклеотида имеется уридиловый, комплементарный адениловому (А-У).  ‘

Исходя из этого и зная чередование нуклеотидов в одной цепи ДНК, можно построить недостающую цепь.

При решении задач принято считать, что белок со­стоит из 200 аминокислот, а молекулярная масса одной аминокислоты около 100 у. е.

 

Задача №1

Фрагмент правой цепи ДНК имеет следующий нуклеотидный состав: ГГГЦАТААЦГЦТ…

Определите  порядок чередования  нуклеотидов в, левой цепи.

Какова длина данного фрагмента молекулы ДНК?

Определите процент содержания каждого нуклеотида в данном фрагменте.

 

Задача №2

Химический анализ показал, что 16% общего числа нуклеотидов данной и-РНК приходится нааденин, 29% — на гуанин, 42% — на цитозин.

Определите процентный состав азотистых основа­ний ДНК, «слепком» с которой является данная и-РНК.

 

Задача №3

Молекулярная масса белка X = 50000.

Определите длину фрагмента молекулы соответ­ствующего гена.

 

Задача №4

Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 69000, из них 8625 приходится на долю адени-ловых нуклеотидов.

Сколько содержится каждого нуклеотида?

Какова длина этой молекулы ДНК?

 

Задача №5

В молекуле ДНК обнаружено 880 гуаниловых нукле­отидов, которые составляют 22% от общего количес­тва нуклеотидов этой ДНК.

Сколько каждого нуклеотида содержится в этой мо­лекуле ДНК?

Какова длина этой молекулы ДНК?

  Задача № 6

Химическое исследование показало, что 30 % общего числа нуклеотидов данной информационной РНК приходится на урацил, 26 % -на цитозин, 24 %- на аденин. Что можно сказать о нуклеотидном составе соответствующего участка двух цепочечной ДНК, слепком с которого является и-РНК?

 Задача № 7.

Белок состоит из 158 аминокислот. Какую длину имеет определяющий его ген, если расстояние между двумя соседними нуклеотидами в спиральной молекуле ДНК составляет 3,4 ?

Задача № 8

Укажите порядок нуклеотидов в цепочке ДНК, образующейся путем самокоприрования цепочки:

ЦАЦЦГТАЦАГААТЦГЦТГАТ

Решение задачи №1

1). По принципу комплементарности строим левую цепь ДНК:

правая цепь Г-Г-Г-Ц-А-Т-А-А-Ц-Г-Ц-Т- …

левая цепь  Ц-Ц-Ц-Г-Т-А-Т-Т-Г-Ц-Г-А- …

2). Так как молекула ДНК двухцепочная, следова­тельно, ее длина равна длине одной цепи.

Один нуклеотид занимает в молекуле ДНК 0,34 нм. Отсюда длина данного фрагмента:

0,34 нмх 12 = 4,08 нм

3). Всего в данном фрагменте молекулы ДНК будет

24 нуклеотида.

Из них А = 5, или 20,8%

По правилу Чаргаффа А + Г = А+Ц, А = Т, Г=Ц

Тогда Т = 5 — 20,8%

Г + Ц = 24 — 10=14;

Г = Ц = 7, или 29,2%

Ответ: А = 20,8%; Т = 20,8%; Г = 29,2%; \л/ = 29,2%.

 

Решение задачи №2

1). Определяем процентное содержание уридиловых нуклеотидов в и-РНК:

100% — (16% + 29% + 42%) = 13%.

2). Определяем процентный состав той из цепочек ДНК, «слепком» с которой является данная и-РНК:

А = 13% : 2 = 6,5%;

Т = 16% : 2 = 8%;

Г = 42% : 2 = 21%;

Ц = 29% : 2= 14,5%.

3). Вторая цепочка ДНК будет комплементарна первой:

А = 8%;

Т = 6,5%;

Г= 14,5%;

Ц = 21%.

4). В целом в молекуле ДНК процент нуклеотидов будет равен:

А = 6,5% + 8% = 14,5%;

Т = 8% + 6,5% = 14,5%;

Г = 21% + 14,5% = 35,5%;

Ц = 14,5% + 21% = 35,5%.

Ответ: А = 14,5%; Т = 14,5%; Г = 35,5%; Ц = 35,5%.

 

Решение задачи №3

1). Белок X состоит из 50000 : 100 = 500 аминокислот.

2). Одна из цепей гена, несущая программу белка X, должна состоять из 500 х 3 = 1500 нуклеотидов.

3). Длина этой цепи ДНК равна 1500×0,34 = 510 (нм), такова же длина гена (двухцепочного участка ДНК). Ответ: Длина фрагмента равна 510 нм.

 

Решение задачи №4

1)  Масса одного нуклеотида 345 у. е., тогда в данной
молекуле ДНК содержится

69000 : 345 = 200 нуклеотидов.

2)    В эту молекулу ДНК входят

8625 : 345 = 25 адениловых нуклеотидов (А).

3)    На долю Г + Ц приходится:

200 — (25А + 25Т) = 150 нуклеотидов. Г= Ц = 75 (150 : 2).

4)  200 нуклеотидов содержится в двух цепях ДНК, в
одной цепи —

200 : 2 = 100.

Длина ДНК = 100 х 0,34 нм = 34 нм.

Ответ: А = Т = 25; Г = Ц = 75; длина ДНК 34 нм.

 

Решение задачи №5

1)      Исходя из принципа комплементарности
(А + Т) + (Г+ Ц) = 100%

Тогда количество цитидиловых нуклеотидов равно: Г= Ц= 880, или 22%.

2)     На долю (Т + А) приходится:
100% — (22 + 22) = 56%,

что составляет

х = (56 х 880) : 22 = 2240 нуклеотидов.

Отсюда следует

А = Т = 2240 : 2 = 11 20 нуклеотидов.

3)  Всего в этой молекуле ДНК содержится (880 х 2) + (1120 х 2) = 4000 нуклеотидов.

Для определения  длины ДНК узнаем,  сколько нуклеотидов содержится в одной цепи:

4000 : 2 = 2000

Длина ДНК составляет

0,34 нм х 2000 = 680 нм.

Ответ: В молекуле ДНК Г = С = 880 и А = Т = 1120 ну­клеотидов; длина этой молекулы 680 нм.

4)      

biolog388.ucoz.ru