Практическая работа №2 Решение элементарных задач по молекулярной биологии

Практическая работа №2

Тема: Решение элементарных задач по молекулярной биологии

Цель: научиться применять теоретические знания для решения задач по молекулярной биологии, моделировать процесс передачи наследственной информации, формировать умение сравнивать и анализировать

Оборудование: инструкционная карта, таблицы генетического кода, справочные данные

1. Задачи по теме «Белки»

Для решения элементарных задач по молекулярной биологии необходимо пользоваться справочными данными:

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

2. для вычисления молекулярной массы белков пользуются формулой:

Мmin = а/ b х 100%, где

Мmin - минимальная молекулярная масса белка,

а – атомная или молекулярная масса компонента,

b - процентное содержание компонента.

1. Масса одного нуклеотида 345

Примеры решения задач:

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

Задача №2. Альбумин сыворотки крови человека имеет молекулярную массу 68400. Определите количество аминокислотных остатков в молекуле этого белка, если молекулярная масса одного аминокислотного остатка равна 120.

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?

Задача №4. 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 х

Ответ: ген тяжелее белка.

2.Задачи по теме «Нуклеиновые кислоты»

Справочные данные:

1. относительная молекулярная масса одного нуклеотида 345

2. расстояние между нуклеотидами в цепи молекулы ДНК (l длина одного нуклеотида) 0, 34 нм

3. 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

Задачи по теме «Код ДНК»

Задача №1. 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

Двадцать аминокислот, входящих в состав белков

Задачи для самостоятельного решения

I вариант

1. Молекулярная масса пепсина 35500. Сколько аминокислотных остатков содержит эта молекула, если средняя молекулярная масса одного аминокислотного остатка равняется 120.

2. Гормон роста человека (соматотропин|) содержит 191 аминокислоту. Чему равна молекулярная масса соматотропна, если средняя молекулярная масса одного аминокислотного остатка равняется 120?

3. Длина фрагмента ДНК 221нм|. Определить количество нуклеотидов| в данном фрагменте. Длина одного нуклеотида равна 0,34нм.

4.Одна из цепей молекулы ДНК имеет такую последовательность нуклеотидов|: ААА ГЦА ЦЦГ ЦТТ ЦТА. Какую последовательность нуклеотидов | будет иметь вторая цепь молекулы ДНК?

5.Фрагмент молекулы ДНК имеет такую последовательность нуклеотидов ЦЦЦ ГАТ ТАА ГЦГ ТТА. Какой будет последовательность нуклеотидов и – РНК, которая будет синтезирована на этом фрагменте ДНК?

6. Фрагмент молекулы ДНК содержит 180 адениловых| нуклеотидов |, что составляет|сдает| 30% от общего количества. Определить: а) количество тимидиловых|, гуаниловых| и цитидиловых| нуклеотидов |; б) длину фрагмента.

ІІ вариант

1. Минимальная молекулярная масса гемоглобина составляет|сдает| 16471. Сколько аминокислотных остатков в этой молекуле? Средняя молекулярная масса одного аминокислотного остатка равняется 120.

2. Белок глицин| содержит 125 аминокислот. Почему равняется его молекулярная масса?

3. Длина фрагмента ДНК 51нм|. Определить количество нуклеотидов| в данном фрагменте.

4. Одна из цепей молекулы ДНК имеет такую последовательность нуклеотидов АТЦ ЦТГ ТАГ ГТА. Какую последовательность нуклеотидов | будет иметь вторая цепь молекулы ДНК?

5. Фрагмент молекулы ДНК имеет такую последовательность нуклеотидов |: ТТЦ ГАГ ТТТ ААЦ ГЦА. Какой будет последовательность нуклеотидов |:| и – РНК, которая будет синтезирована на этом фрагменте ДНК?

6. Фрагмент молекулы ДНК содержит 240 гуаниловых| нуклеотидов |:|, что составляет|сдает| 20% от общего количества. Определить: а) количество адениловых|, тимидиловых| и цитидиловых| нуклеотидов |;| б|б|) длину фрагмента.