Презентация "Решение задач с использованием таблицы генетического кода"; 10-11 класс

Решение задач с использованием таблицы генетического кода Фунтова Ирина Геннадьевна, учитель биологии

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

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 Задача 1 Построение молекулы и-РНК, Краткая теория Задача 2 антикодонов т-РНК и самостоятельно: последовательности Задача 3 Задача 4 аминокислот в белке Краткая теория Определение структуры т-РНК и переносимой ею аминокислоты Определение аминокислотной последовательности в белке до и после изменений в ДНК Информационные источники Задача 5 самостоятельно: Задача 6 Задача 7 Задача 8 Завершить работу

Построение молекулы и-РНК, антикодонов т-РНК и последовательности аминокислот в белке Основной теоретический материал 1. нуклеотиды и-РНК комплементарны нуклеотидам ДНК; 2. вместо тимина ДНК во всех видах РНК записывается урацил; 3. нуклеотиды и-РНК пишутся подряд, без запятых, т. к. имеется в виду одна молекула; 4. кодон и-РНК комплементарен антикодону т-РНК 5. антикодоны т-РНК пишутся через запятую, т. к. каждый антикодон принадлежит отдельной молекуле тРНК;

Построение молекулы и-РНК, антикодонов т-РНК и последовательности аминокислот в белке Основной теоретический материал 6. аминокислоты находим по таблице генетического кода; 7. аминокислоты в белке пишутся через дефис, т. к. имеется в виду, что они уже соединились и образовали первичную структуру белка; 8. 3 нуклеотида =1 триплет (кодон) = 1 аминокислота = 1 т-РНК

Построение молекулы и-РНК, антикодонов т-РНК и последовательности аминокислот в белке Основной теоретический материал 6. аминокислоты находим по таблице генетического кода; 7. аминокислоты в белке пишутся через дефис, т. к. имеется в виду, что они уже соединились и образовали первичную структуру белка; 8. 3 нуклеотида =1 триплет (кодон) = 1 аминокислота = 1 т-РНК

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.

Основные этапы решения задачи. План рассуждений. 1. и-РНК строим комплементарно ДНК; 2. антикодоны т-РНК комплементарны кодонам иРНК; 3. аминокислоты находим по кодонам и-РНК, используя таблицу генетического кода.

Основные этапы решения задачи. Оформление. 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. Краткое оформление. фрагмент цепи ДНК: АЦГ-ТТГ-ЦЦЦ-ААТ кодоны и-РНК: УГЦ-ААЦ-ГГГ-УУА антикодоны т-РНК АЦГ,УУГ,ЦЦЦ, ААУ

кодоны и-РНК: УГЦ-ААЦ-ГГГУУА

Таблица генетического кода (и-РНК)

Основные этапы решения задачи. Определение аминокислот по таблице генетического кода. последовательность аминокислот в белке: цис-асн-гли-лей (кодоны и-РНК: УГЦ-ААЦ-ГГГ-УУА)

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

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. 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

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.

Фрагмент первой цепи ДНК Фрагмент Последовател второй цепи ь-ность ДНК аминокислот, кодируемая этим участком Ответ: ТТА-ГГЦ-ЦГЦААТ-ЦЦГАТА-ЦГТ ГЦГ-ТАТ-ГЦА Балло в за верны й ответ 1 балл асп-про-алатир-ала 1 балл Ответы на задачу № 3 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.

Задача Антикодон Первичная №4 ы структура синтезирова т-РНК н-ного белка Ответ: Балло в за верны й ответ Последовательность нуклеотидов в гене, кодирующем участок белка УАЦ, ЦГА, УУУ, ГГЦ мет-алафен-про ТАЦ-ЦГА-ТТТ-ГГЦ 1 балл 1 балл 1 балл Ответы на задачу № 4

Определение структуры т-РНК и переносимой ею аминокислоты 1. т-РНК синтезируются прямо на матрице ДНК по принципу комплементарности и без участия и-РНК (обычно это указывается в условии задачи); 2. чтобы узнать, какую аминокислоту переносит т-РНК, необходимо построить кодон и-РНК; 3. по кодону и-РНК с помощью таблицы генетического кода определяем аминокислоту; 4. указанный в условии триплет т-РНК является антикодоном.

Определение структуры т-РНК и переносимой ею аминокислоты 1. т-РНК синтезируются прямо на матрице ДНК по принципу комплементарности и без участия и-РНК (обычно это указывается в условии задачи); 2. чтобы узнать, какую аминокислоту переносит т-РНК, необходимо построить кодон и-РНК; 3. по кодону и-РНК с помощью таблицы генетического кода определяем аминокислоту; 4. указанный в условии триплет т-РНК является антикодоном.

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.

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. 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.

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.

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 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

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?

Основные этапы решения задачи. План рассуждений. Оформление. 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.

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 иРНК имеет последовательность: ГУЦ-АЦАГЦГ-АУЦ-ААУ. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Основные этапы решения задачи. План рассуждений. 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:………………………

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)

1. 2. 3. 4. 5. 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/podborkazadanij-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.