Просмотр содержимого документа
«Мастер-класс " Решение заданий по молекулярной биологии" Подготовка к ЕГЭ биология"»
Решение заданий по разделу «Молекулярная биология» при подготовке учащихся к ЕГЭ
Юрченко Лариса Васильевна
учитель биологии
МБОУ « Марьяновская СОШ№1»
Январь,2022
В каких заданиях встречаются?
- Молекулярная биология изучает механизмы хранения и передачи наследственной информации.
- Задачи по молекулярной биологии встречаются в двух основных темах: нуклеиновые кислоты, генетический код.
- В заданиях 1 части -3; 2 части- 27.
Спецификация и кодификация
Типы задач:
- Установление последовательности нуклеотидов в ДНК, иРНК, антикодонов тРНК, используя принцип комплементарности.
- Вычисление количества нуклеотидов, их процентное соотношение в цепи ДНК, иРНК.
- Вычисление количества водородных связей в цепи ДНК, иРНК.
- Определение длины, массы ДНК, иРНК.
- Определение последовательности аминокислот по таблице генетического кода.
- Определение массы ДНК, гена, белка, количества аминокислот, нуклеотидов.
- Комбинированные
Требования к решению задач
- ход решения должен соответствовать последовательности процессов, протекающих в клетке
- решать задачи осознано, обосновывать каждое действие теоретически
- запись решения оформлять аккуратно , цепи ДНК, иРНК , тРНК прямые, символы нуклеотидов четкие, расположены на одной линии по горизонтали
- цепи ДНК, иРНК , тРНК размещать на одной строке без переноса
- ответы на все вопросы выписывать в конце решения
Справочная информация
• Один шаг это полный виток спирали ДНК– поворот на 360 градусов
• Один шаг составляют 10 пар нуклеотидов
• Длина одного шага – 3,4 нм
• Расстояние между двумя нуклеотидами – 0,34 нм
• Молекулярная масса одного нуклеотида – 345 г/моль
• Молекулярная масса одной аминокислоты – 120 г/мол
• В среднем один белок содержит 400 аминокислот
Первый тип задач - задачи на установление последовательности нуклеотидов в ДНК, иРНК, антикодонов тРНК
- Участок правой цепи молекулы ДНК имеет последовательность нуклеотидов:
- А-Г-Т-Ц-Т-А-А-Ц-Т-Г-А-Г-Ц-А-Т.
- Запишите последовательность нуклеотидов левой цепи ДНК.
- Дано: ДНК А-Г-Т-Ц-Т-А-А-Ц-Т-Г-А-Г-Ц-А-Т
- Решение: ( нуклеотиды левой цепи ДНК подбираем по принципу комплементарности А-Т, Г-Ц)
- ДНК А Г Т Ц Т А А Ц Т Г А Г Ц А Т
- ДНК Т Ц А Г А Т Т Г А Ц Т Ц Г Т А
- Ответ : левая цепь ДНК имеет последовательность нуклеотидов Т-Ц-А-Г-А-Т-Т-Г-А-Ц-Т-Ц-Г-Т-А
- Задание2.
- Определите последовательность нуклеотидов иРНК, антикодоны молекул тРНК , если фрагмент ДНК имеет последовательность нуклеотидов
- Г-Ц-Ц-Т-А-Ц-Т-А-А-Г-Т-Ц
- Дано: ДНК Г-Ц-Ц-Т-А-Ц-Т-А-А-Г-Т-Ц
- Решение: (нуклеотиды подбираем по принципу комплементарности
- А-У, Г-Ц под ДНК .сначала строим иРНК, затем тРНК)
- ДНК ГЦЦ- ТАЦ- ТАА- ГТЦ
- иРНК ЦГГ- АУГ- АУУ- ЦАГ
- тРНК ГЦЦ; УАЦ; УАА; ГУЦ
- Ответ : иРНК имеет последовательность нуклеотидов Ц ГГАУГАУУЦАГ
- антикодоны тРНК Г Ц Ц; У А Ц; У А А; Г У
Второй тип задач - на вычисление количества нуклеотидов, их процентное соотношение в цепи ДНК, иРНК .
- В одной молекуле ДНК нуклеотидов с тимином Т -23% . Определите процентное содержание нуклеотидов с А, Г, Ц по отдельности в этой молекуле ДНК .
- Дано: Т -23%
- Найти: % А, Г, Ц
- Решение 1: согласно правилу Чаргаффа А+Г = Т+Ц, все нуклеотиды в ДНК составляют 100%. так как тимин комплементарен аденину, то А=23%.
- 23+23=46% ( А+Т)
- 100- 46 =54% (Г+Ц)
- Так как гуанин комплементарен цитозину, то их количество тоже равно, поэтому
- 54 : 2 =27% (Г, Ц)
- Решение 2: согласно правилу Чаргаффа А+Г = Т+Ц, все нуклеотиды в ДНК составляют 100% или А+Г и Т+Ц по 50 % так как тимин комплементарен аденину, то А=23%.
- следовательно 50 - 23=27% (Г, Ц, т.к. они комплементарны)
- Ответ : А=23%, Г=27%, Ц=27%
Участок молекулы ДНК ( одна цепочка) содержит: 150 нуклеотидов – А, 50 нуклеотидов – Т, 300 нуклеотидов – Ц, 100 нуклеотидов - Г. Определите : количество нуклеотидов во второй цепи с А, Т, Г, Ц и общее количество нуклеотидов с А, Т, Ц, Г в двух цепях ДНК.
- Дано: нуклеотидов в 1-й цепи ДНК: А-150, Т-50, Ц-300, Г-100.
- Найти: А, Т, Ц, Г в двух цепях ДНК.
- Решение: А=Т, Г=Ц, так как они комплементарны, поэтому во второй цепи Т-150, А-50, Г-300, Ц-100
- Всего нуклеотидов: А(150+50)+Т(50+150)+Г(300+100)+Ц(100+300)=1200 Ответ: нуклеотидов во второй цепи Т-150, А-50, Г-300, Ц-100;
- 1200 нуклеотидов в двух цепях
Третий тип задач на вычисление количества водородных связей.
- Две цепи ДНК удерживаются водородными связями. Определите число водородных связей в этой цепи ДНК, если известно, что нуклеотидов с аденином 12, с гуанином 20.
- Дано: А-12, Г-20
- Найти: число водородных связей в ДНК
- Решение: А=Т, Г=Ц, так как они комплементарны
- Между А и Т двойная водородная связь, поэтому 12х2=24 связи
- Между Г и Ц тройная водородная связь, поэтому 20х3=60 связей
- 24+60=84- водородных связей всего 84
- Ответ: 84 водородных связей
Четвертый тип задач определение длины, ДНК, иРНК
- Участок молекулы ДНК состоит из 60 пар нуклеотидов. Определите длину этого участка (расстояние между нуклеотидами в ДНК составляет 0, 34 нм)
- Дано: 60 пар нуклеотидов
- Найти: длину участка
- Решение: длина нуклеотида 0, 34 нм
- 60х0,34= 20,4 нм
- Ответ: 20,4 нм
- Длина участка молекулы ДНК составляет 510нм. Определите число пар нуклеотидов в этом участке.
- Дано: длина участка ДНК 510нм
- Найти: Определите число пар нуклеотидов
- Решение: длина нуклеотида 0, 34 нм 510:0,34= 1500 нуклеотидов
- Ответ: 1500 нуклеотидов
« Биосинтез белка, генетический код»
- на участке ДНК строится иРНК
- иРНК переходит в цитоплазму
- иРНК соединяется с рибосомой ( 2 триплета)
- тРНК несет аминокислоту в рибосому
- кодон иРНК комплементарен антикодону тРНК
- в рибосоме из аминокислот образуется белок
- ДНК- РНК- белок
- 20 аминокислот - 64 триплета
- ДНК - иРНК - тРНк
- 3 нуклеотида =1 триплет =1 аминокислота = 1тРНК
Пятый тип задач - определение последовательности аминокислот по таблице генетического кода.
- Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов: ТГГАГТГАГТТА. Определите последовательность нуклеотидов на иРНК, антикодоны тРНК и аминокислотную последовательность фрагмента молекулы белка.
- Дано: ДНК Т-Г-Г-А-Г-Т-Г-А-Г-Т-Т-А
- Найти: иРНК, тРНК и аминокислотную последовательность белка
- Решение: на участке ДНК по принципу комплементарности (А-У, Г-Ц) построим иРНК, затем по цепи иРНК построим тРНК по принципу комплементарности ( А-У, Г-Ц)
- антикодоны т-РНК друг от друга отделяют точкой с запятой
- ДНК Т- Г- Г- А- Г- Т- Г- А- Г- Т- Т- А
- иРНК А-Ц-Ц-У- Ц- А- Ц- У- Ц- А- А- У
- тРНК У- Г- Г; А -Г- У; Г -А- Г; У- У-А
- иРНК разделим на триплеты и по таблице генетического кода определим аминокислотную последовательность белка: А-Ц-Ц тре, У-Ц-А сер, Ц-У-Ц лей, А- А-У асн.
- Ответ : иРНК А-Ц- Ц-У- Ц- А-Ц-У-Ц-А- А-У
- тРНК У- Г –Г; А- Г-У; Г-А-Г; У- У-А
- аминокислотную последовательность белка :тре, сер, лей, асн
Шестой тип задач - определение массы белка, количества аминокислот, нуклеотидов .
- 1. Сколько нуклеотидов содержит ген, кодирующий белок из 210 аминокислот?
- Дано: 210 аминокислот
- Найти: количество нуклеотидов
- Решение: Одной аминокислоте соответствует 3 нуклеотида, поэтому 210х3=630 нуклеотидов
- Ответ: 630 нуклеотидов
- 2.Молекулярная масса полипептида составляет 40000. Определите длину кодирующего его гена, если молекулярная масса одной аминокислоты в среднем равна 100, а расстояние между соседними нуклеотидами в цепи ДНК составляет 0, 34 нм.
- Дано: масса белка – 40000, масса аминокислоты – 100, расстояние между нуклеотидами 0,34нм
- Найти: длину гена
- Решение: Так как белок ( полипептид) состоит из аминокислот, найдем количество аминокислот 40000:100=400
- 1 аминокислота=3 нуклеотида, 400х3=1200 нуклеотидов. Ген состоит из нуклеотидов.
- Длина гена 1200х0,34=408нм
- Ответ: длина гена 408нм
- Какую длину имеет участок молекулы ДНК, в котором закодирована первичная структура инсулина, если молекула инсулина содержит 51 аминокислоту, а один нуклеотид занимает 0,34 нм в цепи ДНК? Какое число молекул тРНК необходимо для переноса этого количества аминокислот к месту синтеза? (Следует учитывать, что одна тРНК доставляет к рибосоме одну аминокислоту.) Ответ поясните.
- Дано: 51 аминокислота, 1 нуклеотид 0,34 нм
- Найти: длину ДНК, число тРНК
- 1)для кодирования одной аминокислоты необходимо 3 нуклеотида, 51 х 3 = 153 нуклеотида;
- 2) участок ДНК имеет длину 0,34 х 153 = 52 нм
- 3) одна тРНК переносит одну аминокислоту, поэтому тРНК -51 молекула
- Ответ: длина ДНК 52 нм , число тРНК - 51