Урок на тему Решение задач с использованием таблицы генетического кода

Решение задач с использованием таблицы генетического кода

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

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

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)

Таблица генетического кода (и-РНК)

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:

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

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

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

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.

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.

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.

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.

кодоны и-РНК: УГЦ-ААЦ-ГГГ-УУА

Таблица генетического кода (и-РНК)

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.

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

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.

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.

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.

Ответы на задачу № 3 Фрагмент первой цепи ДНК Фрагмент второй цепи ДНК Последователь-ность аминокислот, кодируемая этим участком Ответ: ТТА-ГГЦ-ЦГЦ-АТА-ЦГТ ААТ-ЦЦГ-ГЦГ-ТАТ-ГЦА асп-про-ала-тир-ала Баллов за верный ответ 1 балл 1 балл 1 балл

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.

Ответы на задачу № 4 Задача № 4 Антикодоны т-РНК Первичная структура синтезирован-ного белка Последователь-ность нуклеотидов в гене, кодирующем участок белка Ответ: УАЦ, ЦГА, УУУ, ГГЦ мет-ала-фен-про ТАЦ-ЦГА-ТТТ-ГГЦ Баллов за верный ответ 1 балл 1 балл 1 балл

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

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

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.

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.

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.

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.

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

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

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

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?

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.

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.

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.

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.

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.

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

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

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

Таблица генетического кода (и-РНК)

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.