При синдроме фанкони у больного с мочой выделяются аминокислоты ауа гуц

На главную
Теоретические материалы
Задачи с ответами
Примеры решения задач
1.
Одна из цепочек ДНК имеет последовательность нуклеотидов: АГТ АНД ГАТ
АЦТ ЦГА ТТТ АЦГ … Какую последовательность нуклеотидов имеет вторая
цепочка той же молекулы?
Решение.
По принципу комплементарности достраиваем вторую цепочку (А-Т, Г-Ц). Она
будет выглядеть так: ТЦА ТГГ ЦТА ТГА ГЦТ
AAA
ТГЦ …
2.
Большая из двух цепей белка инсулина (так называемая цепь В) начинается
со следующих аминокислот: фенилаланин-валин-аспарагин-глутаминовая
кислота-гистидин-лейцин. Напишите последовательность нуклеотидов в
начале участка молекулы ДНК, хранящего информацию об этом белке.
Решение.
Поскольку одну аминокислоту могут кодировать несколько триплетов, точную
структуру иРНК и участка ДНК определить невозможно, структура может
варьировать. Используя принцип комплементарности нуклеотидов и таблицу
генетического кода получаем один из вариантов:
3.
Участок гена имеет следующее строение, состоящее из последовательности
нуклеотидов: ЦГГ ЦГЦ ТЦА
AAA
ТЦГ … . Укажите строение соответствующего участка белка, информация о
котором содержится в данном гене. Как отразится на строении белка
удаление из гена четвертого нуклеотида?
Решение.
Используя принцип комплементарности соединения оснований водородными
связями и таблицу генетического кода, делаем все как в предыдущей
задаче:
Цепь ДНК | ЦГГ | ЦГЦ | ТЦА | AAA | ТЦГ |
иРНК | ЩЦ | ГЦГ | АТУ | УУУ | АГЦ |
Аминокислоты цепи белка | Ала — Ала — Сер — Фен — Сер |
При удалении из гена четвертого нуклеотида – Ц произойдут заметные
изменения – уменьшится количество и состав аминокислот в белке:
Цепь ДНК | ЦГГ | гцт | ЦАА | ААТ | ЦГ |
иРНК | ЩЦ | ЦГА | ГУУ | УУА | ГЦ |
Аминокислоты цепи белка | Ала — Apr — Вал — Лей — |
4.
При синдроме Фанкони (нарушение образования костной ткани) у больного с
мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют кодоны в иРНК: АУА,
ГУЦ, АУГ, УЦА, УУГ, ГУУ, АУУ. Определите, выделение каких аминокислот с
мочой характерно для синдрома Фанкони, если у здорового человека в моче
содержатся аминокислоты аланин, серии, глутаминовая кислота и глицин.
Решение.
Используя таблицу генетического кода, определим аминокислоты, которые
кодируются указанными триплетами. Это изолейцин, валин, метионин, серии,
лейцин, тирозин, валин, изолейцин. Таким образом, в моче больного только
одна аминокислота (серии) такая же как у здорового человека, остальные
шесть – новые, а три, характерные для здорового человека, отсутствуют.
5.
Исследования показали, что в иРНК содержится 84% гуанина, 18% урацила,
28% цитозина, 20% аденина. Определите процентный состав азотистых
оснований в участке ДНК, являющегося матрицей для данной иРНК.
Решение.
Очевидно, что 34% гуанина в иРНК в смысловой (считываемой) цепи ДНК
будут составлять 34% цитозина, соответственно, 18% урацила – 18% аденина,
28% цитозина – 28% гуанина, 20% аденина – 20% тимина (по принципу
комплементарности оснований нуклеотидов). Суммарно А + Т и Г + Ц в
смысловой цепи будет составлять: А + Т = 18% + 20% = 38%, Г + Ц = 28% +
34% = 62%. В антисмысловой (некодируемой) цепи (ДНК – двухцепочечная
молекула) 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 комплиментарных оснований будет
поровну, т. е. аденина и тимина – по 19%, гуанина и цитозина по 31%.
6.
Цепь А инсулина быка в 8-м звене содержит аланин, а лошади – треонин, и
9-м анонс; соответственно серии и глицин. Что можно сказать о
происхождении инсулинов?
Решение.
Посмотрим, какими триплетами в иРНК кодируются упомянутые в условии
задачи аминокислоты, и для удобства сравнения составим небольшую
таблицу:
Бык | Лошадь | |
8-е | АЛЛ | ТРЕ |
иРНК | ГЦУ | АЦУ |
9-е | СЕР | ГЛИ |
иРНК | АГУ | ГГУ |
Поскольку аминокислоты кодируются разными триплетами, взяты триплеты,
минимально отличающиеся друг от друга. В данном случае у лошади и быка в
8-м и 9-м звеньях изменены аминокислоты в результате замены первых
нуклеотидов в триплетах иРНК: гуанин заменен на аденин (или наоборот). В
двухцепочечной ДНК это будет равноценно замене пары Ц-Г на Т-А (или
наоборот). Следовательно, отличия цепей А инсулина быка и лошади
обусловлены транзициями в участке молекулы ДНК, кодирующей 8-е и 9-е
звенья цепи А инсулинов быка и лошади.
В
начало
Оренбургская область Шарлыкский район
село Дубровка улица Школьная, 8
Электронный
адрес автора:
bjyfcmrf@mail.ru
Источник
АЛГОРИТМ ФОРМИРОВАНИЯ УМЕНИЙ
ИСПОЛЬЗОВАТЬ ЗНАНИЯ ПРИ РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ПО МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ
Одним из важных задач школьного курса «Биология» является формирование у учащихся общеучебных и специальных умений. Умение решать задачи – один из объективных критериев оценки глубины усвоения материала.
Практическое применение полученных знаний при решении задач способствует развитию логического мышления, творческой, аналитическом подходе к решению поставленного вопроса или проблемы в целом, что особенно важно для будущих работников современных отраслей производства, сельского хозяйства, медицины.
Представленный материал предназначен для учителей биологии, старшеклассников, абитуриентов.
единицы измерения
В биологии используются основные и производные единицы международной системы единиц : длины, массы, энергии, работы, теплоты и т.д..
Единицы длины – метр (м).1 м = 10 дм = 100 см = мк = нм, 1 нм = м.
Единицы массы – килограмма (кг).1 кг = г (г); 1 г = нг (нанограммов);
1 Дальтон – единица молекулярной массы, равной массе атома водорода.
Единица энергии, работы и количества теплоты – джоуль (Дж).
1 Дж = эрг = 0,2388 кал; 1 кал = 4,1868 Дж.
В процессе решения любой задачи выделяют определенные этапы.
Анализ задачи. Внимательно прочитайте содержание задачи, осмыслите ее и определите:
к какому разделу или теме относится задача,
найдите, что дано и что необходимо найти.
1. Сокращенная запись условия.
С помощью условных обозначений коротко запищит, что дано и что нужно найти (как на уроках химии или физики).
Подумайте, какие из постоянных известных вам величин можно использовать при решении задачи, запишите их.
2. Оформление записи задачи.
Место, что осталось после короткого записи условия задачи, условно разделите на две части. В левой части запишите данные, которые вы будете использовать, в правой – решение. Действий в задаче может быть несколько. Записывайте их так: 1) …; 2) …; 3) … и т.д.
3. Решение задачи.
Решайте задачу поэтапно.
На каждом этапе кратко сформулируйте вопрос.
Тщательно проверяйте результаты расчетов.
Проверьте всю ли информацию из условия задачи использовали.
При необходимости выберите другой способ решения.
4. Завершающий этап.
Проверьте правильность решения в целом, сформулируйте и запишите окончательный ответ.
Примеры решения задач на молекулярные основы НАСЛЕДСТВЕННОСТИ
При решении таких задач необходимо помнить, что:
• длина одного нуклеотида, или расстояние между двумя соседними вдоль оси ДНК, составляет 0,34 нм;
• средняя молекулярная масса одного нуклеотида 345 условных единиц;
• средняя молекулярная масса одной аминокислоты равна 100 условных единиц;
• молекула белка в среднем состоит из 200 аминокислот;
• каждую аминокислоту в белковой молекуле кодирует триплет нуклеотидов и-РНК (во время трансляции);
• для определения длины гена (l) учитывают количество нуклеотидов, которая содержится в одной цепи ДНК;
• для определения молекулярной массы гена (Mr) учитывают количество нуклеотидов, содержится в двух цепях ДНК;
• трансляция осуществляется согласно генетическим кодом;
• для всех ДНК выполняется правило Чаргаффа: А = Т; Г = Ц;
• А + Г = Т + Ц (содержание пуриновых азотистых оснований – аденина и гуанина – равна содержания пиримидиновых азотистых оснований – тимина и цитозина);
• сумма всех нуклеотидов в молекуле ДНК или РНК (А + Т + Г + Ц или А + В + Г + Ц) составляет 100%.
Задача 1.
На фрагменте одной цепи ДНК нуклеотиды расположены в последовательности, показанной ниже.
… АГТАЦГГЦАТГТАГЦ …
1. Нарисуйте схему структуры двухцепочечной молекулы ДНК.
2. Какова длина в нанометрах этого фрагмента?
3. Какова масса двухцепной фрагмента?
решение
1. Руководствуясь свойством ДНК, способностью к самовоспроизведению (репликации), в основе которого лежит комплиментарность, запишем схему двухцепочечной ДНК:
ДНК:
А Г Т -А Ц Г -Г Ц А -Т Г Ц -А Г Ц-
Т Ц А – Т Г Ц – Ц Г Т – А Ц Д – Т Ц Г –
2. Длина одного нуклеотида, или расстояние между двумя соседними вдоль оси ДНК, составляет 0,34 нм. Длина двухцепочечной фрагмента равна длине одной цепи.
L = 15 х 0,34 = 5,1 (нм) (15 – количество нуклеотидов в одной цепи).
3. Средняя молекулярная масса одного нуклеотида 345 условных единиц, молекулярная масса фрагмента ДНК:
Мr = 345 х 15 = 5175 (а.о.м) (30 – количество нуклеотидов в двух цепях).
Ответ. Вторая цепь фрагмента ДНК имеет следующую структуру: ТЦА – ТГЦ – ЦГТ – АЦГ – ТЦГ; длина фрагмента ДНК – 5,1 нм; молекулярная масса фрагмента ДНК – 5175 а.е.м.
Задача 2.
Фрагмент первой цепи ДНК имеет такую нуклеотидную последовательность: ТАЦАГАТГГАГТЦГЦ. Определите последовательность мономеров белка, закодированного фрагментом второй цепи ДНК.
решение
ДНК: – ТАЦ – АГА – ТГГ – АГТ – ЦГЦ-
– АТГ – ТЦТ – АЦЦ – ТЦА – ГЦГ-
иРНК: – УАЦ – АГА – УГГ – АГУ – ЦГЦ-
Белок: – тир – арг – трип – ср – арг-
Ответ. Последовательность мономеров белка: тирозин – аргинин – триптофан – серин – аргинин.
Задача 3.
Фрагмент цепи А белка нормального гемоглобина состоит из 7 аминокислот, расположенных в следующей последовательности:
вал – лей – лей – трет – о – ГЛН – лез.
1. Какое строение фрагмента иРНК, что является матрицей для синтеза этого фрагмента молекулы гемоглобина?
2. Какое строение фрагмента ДНК, кодирующего данную иРНК?
Решение
Белок: вал – лей – лей – трет – о – глу – лез
иРНК: ГУУ – УУА – УУА – АЦУ – ЦЦУ – ЦАА – ААА
ДНК: ЦАА – ААТ – ААТ – ТГА – ГГА – ДНС – ТТТ
ГТТ ТТА ТТА АЦТ ЦЦТ ЦАА ААА
Задача 4.
Биохимический анализ показал, что иРНК имеет 30% аденина, 18% гуанина и 20% урацила. Определите долю (в%) каждого нуклеотида в соответствующем фрагменте двухцепочечной ДНК?
решение
дано:
А = 30%;
Г = 18%;
У = 20%.
Определяем процент цитозинових нуклеотидов в данной иРНК:
= 100% – (+) =
= 100% – (30% + 20% + 18%) = 32%.
Определяем процент адениновых и тиминових нуклеотидов (отдельно) во фрагменте ДНК:
= (+): 2 = (30% + 20%): 2 = 25%.
Определяем процент гуанинових и цитозиновог нуклеотидов (отдельно) во фрагменте ДНК:
= (+): 2 = (18% + 32%): 2 = 25%.
Ответ. Доля каждого нуклеотида в соответствующем фрагменте двухцепочечной ДНК составляет 25%.
Задача 5.
Белок состоит из 124 аминолислот. Сравните относительные молекулярные массы белка и гена, который его кодирует.
дано:
Состав белка – 124 аминокислоты;
Мr (аминокислоты) = 100;
Мr (нуклеотида) = 345.
Мr (гена) -? Мr (белка) -?
решение
1). Определяем относительную молекулярную массу белка:
124 х 100 = 12400.
2). Определяем количество нуклеотидов в составе гена, кодирующего данный белок: 124 х 3 х 2 = 744 (нуклеотиды).
3). Определяем относительную молекулярную массу гена:
744 х 345 = 256680.
4). Определяем, во сколько раз ген тяжелее белок:
256680: 12400 = 20,7 (раза).
Ответ. Относительная молекулярная масса гена в 20,7 раза больше, чем кодированного белка.
Задача 6.
Гормон роста человека (соматотропин) – белок, содержащий 191 аминокислоту. Сколько кодируя нуклеотидов и триплетов входит в состав гена соматотропина?
решение
Одну аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов, следовательно, в состав гена соматотропного входит 191 триплет.
191 х 3 = 573 (нуклеотиды) – одна цепь;
573 х 2 = 1146 (нуклеотидов) – обе цепи.
Ответ. В состав гена соматотропного входит 191 триплет, содержащий 1146 нуклеотидов (обе цепи гена).
Задача 7.
У больного синдром Фанкони (нарушение образования костной ткани) с мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют следующие триплеты иРНК: АУА, ГУЦ, АУГ, УЦА, УУГ, УАУ, ГУУ, АУУ. Определите, какие аминокислоты выделяются с мочой у больных синдромом Фанкони (см. Таблица «Генетический код»).
решение
Аминокислоты: илей, вал, мет, сер, лей, тир, вал, илей.
Ответ. У больных синдромом Фанкони выделяются с мочой такие аминокислоты: изолейцин, валин, метионин, серин, лейцин, тирозин.
Экзон-интронная ОРГАНИЗАЦИЯ ГЕНОМА
Большинство структурных генов эукариот (участки ДНК) внутренне неоднородно. Они состоят из экзонных (информативных) и интронных (без информационной) фрагментов.
При транскрипции в ядре сначала синтезируется про-иРНК (незрелая), которая имеет в себе как экзоны, так и интроны. Далее с помощью комплекса ферментов без информационной участки вырезаются и разрушаются, а информативные соединяются в новый полинуклеотидний цепь – зрелую иРНК. Механизм созревания иРНК в ядре называется сплайсингом.
Задача 1.
Фрагмент цепи молекулы ДНК содержит 1100 нуклеотидов, из них 100, 120, и 130 нуклеотидов образуют интронная участка. Определите, сколько аминокислот кодирует этот фрагмент ДНК:
дано:
N (ДНК нуклеотидов) – 1100;
N (интронных нуклеотидов) – 100, 120, 130.
N (аминокислот) -?
решение:
1). 100 + 120 + 130 = 350 (количество нуклеотидов, образующих интронная участка);
2). 1100 – 350 = 750 (количество нуклеотидов, образующих экзонных участка);
3). 750: 3 = 250 (аминокислотных остатков).
Ответ. Этот фрагмент ДНК кодирует 250 аминокислот.
Задача 2.
Структурный ген (фрагмент молекулы ДНК) содержит 384 цитозинових нуклеотидов, составляет 20% от их общего количества. В экзонных участках этого гена закодировано белок, состоящий из 120 аминокислотных остатков.
1. Какой нуклеотидный состав гена?
2. Какая относительная молекулярная масса интронных участков гена?
3. Насколько зрелая иРНК короче про-иРНК?
дано:
N (Ц нуклеотидов) – 384 (20%);
N (аминокислот в белке) – 120;
L (нуклеотида) – 0,34 нм;
Мr (нуклеотида) – 345.
1. Нуклеотидный состав гена -?
2. Мr (интронных участков гена) -?
3. Насколько зрелая иРНК короче про-иРНК -?
решение
1. Определяем общее количество нуклеотидов в фрагменте ДНК. Поскольку на цитозин нуклеотиды приходится 20% от их количества, то общее количество нуклеотидов составляет:
384 нуклеотидов – 20%;
Х нуклеотидов – 100%;
Х = 1920 (нуклеотидов);
По принципу комплиментарности:
Г = Ц = 384 нуклеотиды = 20%. Отсюда: А = Т = 30%.
384 нуклеотиды – 20%;
Х нуклеотидов – 30%; х = 576 9нуклеотидив);
А = Т 576 нуклеотидов.
2. Находим количество нуклеотидов в экзонных участках гена:
120 3 х 2 = 720 (нуклеотидов).
Находим количество нуклеотидов в интронных участках гена:
1920 – 720 = 1200 (нуклеотидов).
Находим относительную молекулярную массу интронных участков гена:
Mr (интро. Участков гена) = 1200 х 345 = 414000.
3. Длина молекулы про-иРНК равна длине структурного гена:
l (о-иРНК) = (384 + 576) х 0,34 = 326,4 (нм).
Зрелая иРНК состоит только из информативной части. Ее длина составляет:
l (зрелой РНК) = 120 х 3 х 0,34 = 122,4 (нм).
Разница в длине о-иРНК и зрелой иРНК составляет:
326,4 нм – 122,4 нм = 204 нм.
Ответ. 1. Ген содержит по 576 адениновых и тиминових нуклеотидов, и по 384 гуанинових и цитозинових нуклеотиды. 2. Относительная молекулярная масса интронных участков гена – 414 000. 3. Разница в длине между про- иРНК и зрелой иРНК – 204 нм.
литература:
1. Барна Иван Общая биология. Сборник задач. – Киев: Издательство «Ранок», 2009 – 736 с.
2. Биология: Справочник для абитуриентов и школьников общеобразовательных учебных заведений: Учебно-методическое пособие. – 2-е издание. – К .: Литере ЛТД, 2009. – 656 с.
3. Овчинников С.А. Сборник задач и упражнений по общей биологии: Учебное пособие. – Донецк: Третье тысячелетие, 2002. – 128 с.
4. Биология. Словарь-справочник .: Учеб. Пособие / /Авт.-сост .: В.П. Попович, Т.А. Сало, Л.В. Деревинская. – М .: Страна грез, 2006. – 112 с.
Источник
- Главная
- Вопросы & Ответы
- Вопрос 3516526
более месяца назад
Просмотров : 24
Ответов : 1
Лучший ответ:
Держи.
Вроде,правильно.
более месяца назад
Ваш ответ:
Комментарий должен быть минимум 20 символов
Чтобы получить баллы за ответ войди на сайт
Лучшее из галереи:
Другие вопросы:
Составьте программу, выясняющую, есть ли в слове Х хотя бы одна из букв “о” или “а”?
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 14
Ответов : 1
Определить плотность кислорода при давлении 8,3 атм и температуре 47^С
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 12
Ответов : 1
Пожалуйста помогите.Раскройте скобки,употребляя глаголы в форме Present Continuous или в Present Simple. 1). We (not to eat) now. We (not to eat) at work. 2). Nick (not to skate) now. Nick (not to skate) once a week. 3).You (not to work) at the moment.You (not to work) on Sundays. 4). Bill (to laug…
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 30
Ответов : 1
Решите систему уравнений: xy+x-y=1 x²y-xy²=-6
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 13
Ответов : 1
Помогите с русского на английский перевести. только пожалуйста правильно грамматически. обычно я обедаю в школе. во сколько ты идёшь в школу я умею говорить по англ,но не очень хорошо когда ты приходишь домой она не когда не ест мясо после школы они обычно играют в футбол
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 20
Ответов : 1
Источник