Задачи к уроку
рабочая программа по биологии (8 класс) на тему

Задачи к уроку – практикуму по решению генетических задач по молекулярной генетике

1. Содержание нуклеотидов в цепи и-РНК составляет:

цитозина – 20%, аденина – 25%, урацила – 23 %, гуанина – 32%.

Определите процентный состав нуклеотидов участка молекулы ДНК, являющейся матрицей для этой и-РНК.

2. Как изменится структура полипептида, если в ДНК: ГТТ-ТТА-ГТА-АТА-ЦГА, - произойдет выпадение пятого нуклеотида?

3. Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК: АТГ-ТТТ-ГЦА-АЦЦ-АГЦ-ТЦА-ГТГ-ГГА-АЦГ. Какая последовательность аминокислот закодирована в данном фрагменте? Как изменится эта последовательность в случае выпадения шестого нуклеотида и в случае выпадения шестого, девятого и двенадцатого нуклеотидов одновременно?

4. В синтезе полипептида последовательно приняли участие т-РНК с антикодонами УАЦ, ЦЦА, УЦГ, УГА, ААГ. Составьте схему трансляции. Определите структуру участка ДНК, кодирующего этот полипептид.

5. Участок гена, кодирующего полипептид, состоит из последовательности нуклеотидов: ТАЦ-ААЦ-ГАЦ-АЦА-ТАТ. Составьте схему трансляции на рибосоме. Какие изменения произойдут в случае выпадения двенадцатого слева нуклеотида?

6. Одна из полинуклеотидных цепей участка ДНК имеет следующее строение: АТТАЦТАТЦТТАЦАГГТТЦГА. Постройте на этом участке ДНК информационную  РНК и синтезируйте полипептид.

7. Участок молекулы и-РНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: АЦГГГГЦЦУУУУАЦЦ. Что послужило матрицей для этого участка и-РНК? Что получится в результате трансляции?

8. Полипептид состоит из следующих аминокислот: аланин- цистенин – гистидин – лейцин – метионин – тирозин. Определите структуру участка ДНК, кодирующего указанный полипептид.

9. Какие изменения произойдут в строении белка, если в кодирующем его участке ДНК: ТААЦАААГААЦАААА между 10-м и 11-м нуклеотидами включить цитозин, между 13-м  и 14-м – тимин, а на конце прибавить еще один аденин.

10. Какую длину имеет часть молекулы ДНК, кодирующая инсулин быка, если известно, что молекула инсулина быка имеет 51 аминокислоту, а расстояние между двумя соседними нуклеотидами в ДНК равно 0.34 нм?

11. В состав белка входит 400 аминокислот. Определите, какую длину имеет контролирующий его ген, если расстояние между двумя соседними нуклеотидами составляет 0.34 нм.

12. Считая, что средняя относительная молекулярная масса аминокислоты около 100, а нуклеотида – около 300, определите, что тяжелее: белок или его ген?

13. Определите молекулярный вес гена, контролирующего образование белка, состоящего из 400 аминокислот. Известно, что средний молекулярный вес нуклеотида – 300.

С5. Набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках при спорообразовании перед началом мейоза и в метафазе мейоза 1. Объясните полученные результаты.

Критерии ответа:

1.      Перед началом мейоза число молекул ДНК – 56, число хромосом – 28.

2.      В метафазе мейоза 1 число хромосом – 28, ДНК – 56.

3.      Перед началом деления молекулы ДНК удваиваются, а число хромосом не изменяется. Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид; в метафазе мейоза 1 число хромосом и  ДНК не изменяется.

С2. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их.

1.      Митохондрии и пластиды представляют собой двумембранные органоиды.

2.      На внутренней стороне мембраны митохондрий и пластид располагаются фоточувствительные пигменты.

3.      В отличии от пластид, митохондрии содержат собственную кольцевую молекулу нуклеиновой кислоты.

4.      В хлоропластах происходит процесс фотосинтеза.

5.      Основная функция митохондрий заключается в синтезе липидов клетки.

С2.

1.      В  ходе энергетического обмена веществ в организме на подготовительном этапе происходит расщепление крупных молекул биополимеров до мономеров.

2.      В результате первого этапа образуется две молекулы АТФ.

3.      На втором этапе в реакциях гликолиза, которые протекают в эукариотической клетке, принимает участие кислород.

4.      Завершается энергетический обмен образованием углекислого газа и воды, а также 36 молекул АТФ.

5.      Последний этап протекает на мембранах пластид.

С2.

1.      Большое значение в строении и жизнедеятельности организмов имеют белки.

2.      Это биополимеры, мономерами которых являются азотистые основания.

3.      Белки входят в состав плазматической мембраны.

4.      Многие белки выполняют в клетке ферментативную функцию.

5.      В молекулах белка зашифрована наследственная информация о признаках организма.

6.      Молекулы белка и тРНК входят в состав рибосом.

С5. Молекула иРНК содержит 21 нуклеотид. Определите общее число нуклеотидов на фрагменте двуцепочечной молекулы ДНК, число триплетов на матричной цепи ДНК и число нуклеотидов в антикодонах всех тРНК.

Критерии ответа:

1.      Двойная цепь ДНК содержит 42 нуклеотида.

2.      На матричной цепи ДНК 7 триплетов.

3.      В антикодонах тРНК содержится 21 нуклеотид.

С5. Как происходит преобразование энергии солнечного света в световой и темновой фазах фотосинтеза в энергию химических связей глюкозы? Ответ поясните.

С5. Какие процессы происходят на этапах энергетического обмена. Ответ поясните.

Критерии ответа:

1.      На подготовительном этапе сложные органические вещества расщепляются до менее сложных (биополимеры до мономеров), энергия рассеивается в виде тепла.

2.      В процессе гликолиза глюкоза расщепляется до пировиноградной кислоты (или молочной кислоты или спирта) и синтезируется 2 молекулы АТФ.

3.      На кислородном этапе пировиноградная кислота расщепляется до углекислого газа и воды и синтезируется  36 молекул АТФ.

С5. Участок молекулы ДНК имеет следующий состав: ГАТГААТАГТГЦТТЦ. Перечислите не менее трех последствий, к которым может привести случайная замена седьмого нуклеотида тимина на цитозин.

Критерии ответа:

1.      Произойдет генная мутация: изменится кодон третьей аминокислоты

2.      В белке может произойти замена одной аминокислоты на другую, в результате изменится первичная структура белка

3.      Могут измениться все остальные структуры белка, что повлечет появление у организма нового признака

С5. Участок молекулы ДНК, кодирующей последовательность аминокислот в белке, имеет следующий состав: ГАТГААТАГТГЦТТЦ. Объясните к каким последствиям может привести случайное добавление нуклеотида гуанина между седьмым и восьмым нуклеотидами.

Участок цепи ДНК, кодирующий первичную структуру полипептида, состоит из 15 нуклеотидов. Определите число нуклеотидов на иРНК, кодирующих аминокислоты, число аминокислот в полипептиде и количество тРНК, необходимых для переноса этих аминокислот к месту синтеза. Ответ поясните.

С5. В трансляции участвовало 30 молекул тРНК. Определите число аминокислорт, входящих в состав синтезируемого белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене. Который кодирует этот белок.

С5. В биосинтезе полипептида участвовали тРНК с  антикодонами УУА,ГГЦ,ЦГЦ,АУУ,ЦГУ. Определите нуклеотидную последовательность участка каждой цепи молекулы ДНК, который несет информацию о синтезируемом полипептиде, и число нуклеотидов, содержащих аденин, гуанин, тимин, цитозин в двуцепочечной молекуле ДНК. Ответ поясните.

С5. Фрагмент цепи ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ТТАЦАГГТГТАТ. Определите последовательность нуклеотидов на иРНК, антикодоны соответствующих тРНК и аминокислотную последовательность соответствующего фрагмента молекулы белка, используя таблицу генетического кода.

С5. Полипептид состоит из 20 аминокислот. Определите число нуклеотидов на участке гена, который кодирует первичную структуру этого полипептида, число кодонов на иРНК, соответствующее этим аминокислотам, и число молекул тРНК, участвующих в биосинтезе этого полипептида. Ответ поясните.

С1. Какова природа большинства ферментов и почему они теряют свою активность при повышении уровня радиации?

Критерии ответа:

1.       Большинство ферментов -  белки.

2.      Под действием радиации происходит денатурация, изменяется структура белка – фермента.

С5. В каких случаях изменение последовательности нуклеотидов ДНК не влияет на структуру и функции соответствующего белка.

Критерии ответа:

1.      Если в результате замены нуклеотида возникает другой кодон, кодирующий ту же аминокислоту.

2.      Если кодон, образовавшийся в результате замены нуклеотида, кодирует другую аминокислоту. Но со сходными химическими свойствами, не изменяющую  структуры белка.

3.      Если изменения нуклеотидов произойдут в межгенных или нефункционирующих участках ДНК.

С5. Какие особенности хромосом обеспечивают передачу наследственной информации?

Критерии ответа

1.      Содержат ДНК, в которой закодирована  наследственная информация.

2.      Способны к самоудвоению за счет репликации ДНК

3.      Способны равномерно распределяться в клетках при делении, обеспечивая преемственность признаков.

С5. Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов: ТГГЦАГ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепи и общее число связей между азотистыми основаниями в обеих цепях (антипараллельность не учитывается).

С5. Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК – матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на котором синтезируется участок т-РНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов АТА-ГЦТ-ГАА-ЦГГ-АЦТ. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на этом фрагменте. Какой кодон иРНК будет соответствовать антикодону этой тРНК, если она переносит к месту синтеза белка аминокислоту ГЛУ. Ответ поясните. Для решения задачи используйте таблицу генетического кода.