Как найти белок по таблице генетического кода

Скачать материал

без ожидания

Скачать материал

без ожидания

Описание презентации по отдельным слайдам:

• 

  1 слайд

  Решение задач с использованием таблицы генетического кода

• 

  2 слайд

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

• 

  3 слайд

  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)

• 

  4 слайд

  Таблица генетического кода (и-РНК)

• 

  5 слайд

  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:

• 

  6 слайд

  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

• 

  7 слайд

  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

• 

  8 слайд

  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

• 

  9 слайд

  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.

• 

  10 слайд

  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.

• 

  11 слайд

  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.

• 

  12 слайд

  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.

• 

  13 слайд

  кодоны и-РНК: УГЦ-ААЦ-ГГГ-УУА

• 

  14 слайд

  Таблица генетического кода (и-РНК)

• 

  15 слайд

  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.

• 

  16 слайд

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

• 

  17 слайд

  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.

• 

  18 слайд

  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.

• 

  19 слайд

  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.

• 

  20 слайд

  Ответы на задачу № 3

• 

  21 слайд

  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.

• 

  22 слайд

  Ответы на задачу № 4

• 

  23 слайд

  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

• 

  24 слайд

  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

• 

  25 слайд

  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.

• 

  26 слайд

  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.

• 

  27 слайд

  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.

• 

  28 слайд

  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.

• 

  29 слайд

  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

• 

  30 слайд

  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

• 

  31 слайд

  Оцените себя:

  0 ошибок – 3 балла
  1 ошибка – 2 балла
  2 ошибки – 1 балл

• 

  32 слайд

  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?

• 

  33 слайд

  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.

• 

  34 слайд

  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.

• 

  35 слайд

  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.

• 

  36 слайд

  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.

• 

  37 слайд

  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.

• 

  38 слайд

  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

• 

  39 слайд

  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

• 

  40 слайд

  Оцените себя:

  0 ошибок – 3 балла
  1 ошибка – 2 балла
  2 ошибки – 1 балл

• 

  41 слайд

  Таблица генетического кода (и-РНК)

• 

  42 слайд

  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.

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 252 470 материалов в базе

• Выберите категорию:

• Выберите учебник и тему

• Выберите класс:

• Тип материала:

  • Все материалы

  • Статьи

  • Научные работы

  • Видеоуроки

  • Презентации

  • Конспекты

  • Тесты

  • Рабочие программы

  • Другие методич. материалы

Найти материалы

Вам будут интересны эти курсы:

• Курс повышения квалификации «Организация и руководство учебно-исследовательскими проектами учащихся по предмету «Биология» в рамках реализации ФГОС»

• Курс повышения квалификации «ФГОС общего образования: формирование универсальных учебных действий на уроке биологии»

• Курс повышения квалификации «Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности»

• Курс повышения квалификации «Методические аспекты реализации элективного курса «Антропология и этнопсихология» в условиях реализации ФГОС»

• Курс повышения квалификации «Государственная итоговая аттестация как средство проверки и оценки компетенций учащихся по биологии»

• Курс повышения квалификации «Нанотехнологии и наноматериалы в биологии. Нанобиотехнологическая продукция»

• Курс повышения квалификации «Основы биоэтических знаний и их место в структуре компетенций ФГОС»

• Курс повышения квалификации «Гендерные особенности воспитания мальчиков и девочек в рамках образовательных организаций и семейного воспитания»

• Курс профессиональной переподготовки «Биология и химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»

• Курс профессиональной переподготовки «Организация производственно-технологической деятельности в области декоративного садоводства»

• Курс повышения квалификации «Инновационные технологии обучения биологии как основа реализации ФГОС»

Слайд 1

Решение задач с использованием таблицы генетического кода Автор: Фунтова Ирина Геннадьевна учитель биологии МБОУ «СОШ №3 с УИОП им. Г. Панфилова» Анжеро-Судженского городского округа

Слайд 2

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

Слайд 3

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)

Слайд 4

Таблица генетического кода (и-РНК)

Слайд 5

Задачи на построение молекулы и-РНК, антикодонов т-РНК и последовательности аминокислот в белке

Слайд 6

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;

Слайд 7

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

Слайд 8

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.

Слайд 9

и-РНК строим комплементарно ДНК; антикодоны т-РНК комплементарны кодонам и-РНК; аминокислоты находим по кодонам и-РНК, используя таблицу генетического кода.

Слайд 10

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

Слайд 11

фрагмент цепи ДНК: АЦГ-ТТГ-ЦЦЦ-ААТ кодоны и-РНК: УГЦ-ААЦ-ГГГ-УУА антикодоны т-РНК АЦГ,УУГ,ЦЦЦ, ААУ

Слайд 12

кодоны и-РНК: УГЦ-ААЦ-ГГГ-УУА

Слайд 14

последовательность аминокислот в белке: цис- асн – гли – лей (кодоны и-РНК: УГЦ -ААЦ- ГГГ – УУА )

Слайд 15

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

Слайд 16

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

Слайд 17

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.

Слайд 18

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.

Слайд 19

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 Балов за верный ответ 1 балл 1 балл 1 балл Задача 3: В биосинтезе белка участвовали т-РНК с антикодонами УУА, ГГЦ, ЦГЦ, АУА, ЦГУ.

Слайд 20

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 Балов 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 .

Слайд 21

Задачи на определение структуры т-РНК и переносимой ей аминокислоты

Слайд 22

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.

Слайд 23

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.

Слайд 24

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.

Слайд 25

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.

Слайд 26

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

Слайд 27

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

Слайд 28

Задачи на определение аминокислотной последовательности в белке до и после изменений в ДНК

Слайд 29

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?

Слайд 30

1). Исходная ДНК: ГАЦ-ЦГА-ТГТ-АТГ-АГА и-РНК: ЦУГ-ГЦУ-АЦА-УАЦ-УЦУ последовательность аминокислот: лей-ала-тре-тир-сер

Слайд 31

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- …

Слайд 32

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.

Слайд 33

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.

Слайд 34

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: …………………………………………………………….

Слайд 35

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

Слайд 36

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

Слайд 37

Основные типы задач, решение которых предполагает использование таблицы генетического кода Задачи на построение молекулы и-РНК, антикодонов т-РНК и последовательности аминокислот в белке; Задачи на определение структуры т-РНК и переносимой ей аминокислоты; Задачи на определение аминокислотной последовательности в белке до и после изменений в ДНК.

Слайд 38

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 ситуации; http://www.myshared.ru/slide/357298 – Решение задач части С5.

План урока:

Генетическая информация

Решение задач по расшифровке генетического кода

Биосинтез белка

Генетическая информация

Население Земли составляет более 7,6 млрд.человек, но найти одинаковых людей просто невозможно. Каждый человек обладает уникальными особенностями, которые сформировались в процессе его развития.  У любого организма есть свой генотип, состоящий из определенного набора генов, которые определяют свойства организма или признаки.Все эти факторы являются решающими при формировании и развитии живых существ.

Носителем генетической информации считаются нуклеиновые кислоты. Подробно мы с ними знакомились в  5 уроке “Химический состав клетки”.

На молекуле ДНК осуществляется хранение генетической информации, которая записана на ней в виде последовательности нуклеотидов.

Определенный участок ДНК, который выполняет функцию хранения генетической информации,получил название ген.

Информация о синтезе определенного вида белков записана на ДНК в виде сообщений, закодированных последовательностью нуклеотидов. Такие зашифрованные сообщения получили название генетического кода организма.

Генетический код разных организмов обладает рядом общих свойств. Остановимся подробнее на каждом из них.

1. Триплетность – каждая аминокислота кодируется сочетанием из трех расположенных нуклеотидов, получивших название кодон или триплет. Соответственно, единицей генетического кода будет триплет.

Мы уже знаем, что генетическая информация организма записана на молекуле ДНК посредством сочетания четырех нуклеотидов – аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц), тимин (Т). Нетрудно посчитать, что число возможных комбинаций из четырех нуклеотидов по три составит 64, этого сочетания вполне достаточно для кодирования 20 аминокислот, входящих в состав белка. Вспомнить строение белка вам поможет  урок 5 “Химический состав клетки”. В настоящее время установлены кодоны для всех известных аминокислот и составлена таблица генетического кода. В следующем пункте остановимся подробнее на правилах пользования данной таблицы и решении задач по расшифровке генетического кода.

2. Код является множественным, или «вырожденным», в таком случае одна и та же аминокислота способна шифроваться несколькими триплетами. Избыточность генетического кода имеет значение для повышения надежности передачи генетической информации.

Специфичность генетического кода заключается в том, что каждый триплет шифрует только одну аминокислоту.

4. Код считается неперекрывающимся, при этом один и тот же нуклеотид не способен содержаться в составе двух рядом расположенных триплетов.

5. В генетическом коде отсутствуют запятые, то есть если произойдет выпадение одного нуклеотида, его место займет ближайший нуклеотид из соседнего кодона, благодаря чему изменится весь порядок считывания. Данный сбой приводит к появлению различных мутаций на генном уровне. Однако, молекула ДНК весьма длинная и складывается из миллионов нуклеотидных пар, поэтому генетическая информация о структуре белка должна быть разграничена. И действительно, существуют триплеты-инициаторы синтеза белковой молекулы и триплеты, которые прекращают синтез белка. Данные кодоны служат своеобразными знаками препинания генетического кода.

6. Нуклеотидный код является единым для всех живых организмов, в этом проявляется его универсальность.  Это свойство кода считается убедительным доказательством общности происхождения живой природы.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что такое генетической информации.

Генетической информации присущи определенные свойства:

Решение задач по расшифровке генетического кода

В молекулярной биологии широко используется таблица генетического кода. Ее применяют для определения последовательности аминокислот в белке.

Используя таблицу для расшифровки генетического кода, следует вспомнить сокращенные названия аминокислот, которые нам понадобятся при решении задач.

Рассмотри алгоритм действий при решении задач на определение генетического кода.

1. Разделим участок молекулы ДНК на отдельные триплеты: ААГ – ЦТТ – ТГЦ – ЦАГ.

2. Первый триплет начинается с аденина А ищем его в первом горизонтальном столбце. Учитываем, что нуклеотиды ДНК расположены в таблице генетического кода в скобках. Второе основание тоже аденинА расположен во втором горизонтальном столбце. Третье основание – гуанин Г, расположен в последнем столбце таблицы генетического кода. На пересечении столбцов мы находим необходимую аминокислоту – Фен, используя таблицу сокращений аминокислот, узнаем, что это фенилаланин.

3. Таким же способом определяем аминокислоты ещё для трех триплетов.

В итоге получаем для триплета ЦТТ – глутаминовая кислота, ТГЦ кодирует треонин, а ЦАГ – валин. Тогда у нас получилась следующая последовательность аминокислот: Фен – Глу – Тре – Вал. Соответственно, из данного отрезка молекулы ДНК образуется белок, состоящий из полученной последовательности аминокислот. Биосинтез белка сложный, многоступенчатый процесс, который рассмотрим в следующем пункте.

Биосинтез  белка

Структура любого белка зашифрована в ДНК, которая не участвует в его биосинтезе. Данная молекула  работает лишь матрицей для создания иРНК. Впервые в живых организмах мы сталкиваемся с реакциями матричного синтеза. Для неживой природы такие процессы не характерны. Такие реакции происходят очень быстро и точно. Рассмотрим их на примере сборки белковой молекулы.

Биосинтез белка происходит на рибосомах, пребывающих в большей степени в цитоплазме.  Значит, с целью передачи генетической информации с ДНК к зоне формирования белка требуется проводник. В качестве его выступает иРНК.

Биосинтез белка включает в себя два последовательных этапа. Остановимся подробнее на каждой из этих стадий – транскрипции и трансляции белка.

1. Непосредственно образованию белка предшествует матричный синтез иРНК, который именуется транскрипция.

Установлено, что РНК синтезируется в ядре клетки на одной из цепочек ДНК согласно принципу комплиментарности. Подробно описан данный принцип в 5 уроке  “Химический состав клетки”.

Процесс транскрипции белка совершается никак не на целой молекуле ДНК, а только на небольшой ее зоне. Активная роль здесь отводится ферменту РНК-полимераза, которая способствует формированию РНК и распознает «знаки препинания». Транскрипция РНК, нужной с целью формирования белка, происходит в несколько последовательных этапов.

Сначала при содействии ферментов разрываются водородные связи в азотистых основаниях цепочки ДНК. В результате этого нити ДНК разъединяются. В этом месте начинается процесс транскрипции РНК – передача данных с ДНК, необходимых в синтезе определенного белка. Фермент перемещается по цепи ДНК и связывает между собой нуклеотиды в увеличивающуюся цепь иРНК. При биосинтезе белка транскрипция способна совершаться синхронно на некоторых генах одной хромосомы, а также на генах, размещенных на разных хромосомах. В следствие обмена генетической информацией формируется иРНК с последовательностью нуклеотидов, являющихся верной копией матрицы ДНК.

Синтезированная в ядре иРНК отделяется от своей матрицы и через поры ядерной оболочки поступает в цитоплазму, где прикрепляется к малой субъединице рибосом.

На специальных генах формируются и два других типа РНК – тРНК и рРНК. Начало и конец синтеза всех типов РНК строго зафиксирован специальными триплетами, выполняющими функцию «знаков препинания».

2. Вторым этапом синтеза белка считается трансляция. Проистекают данные реакции в рибосомах, куда доставляется информация о структуре белка на иРНК. Процесс трансляции заключается в переносе и реализации генетической информации в виде синтеза белка.

Зрелые молекулы иРНК, попав в цитоплазму, присоединяются к рибосомам  и затем постепенно протягиваются через ее тело. В каждый момент биосинтеза  белка в клетке внутри рибосомы находится незначительный участок иРНК.

Аминокислоты доставляются в рибосомы различными тРНК, которых в клетке несколько десятков.

Трансляция белка наступает со стартового кодона АУГ. Из этой зоны всякая рибосома прерывисто, триплет за триплетом, перемещается по иРНК, что сопровождается увеличением полипептидной цепочки. Количество аминокислот в белке соответствует числу триплетов иРНК.

Встраивание аминокислот исполняется при содействии тРНК – главных агентов биосинтеза белка в организме.

Цепь тРНК своей конфигурацией напоминает листик клевера. На вершине размещается особенный триплет – антикодон, который прикрепляется согласно принципу комплиментарности к конкретному кодону иРНК.

Рассмотрим последовательность ключевых процессов данного этапа биосинтеза белка.

Молекула тРНК, несущая первостепенную аминокислоту, подходит к рибосоме и примыкает антикодоном к комплиментарному ей триплету. Впоследствии к данной рибосоме присоединяется второй комплекс из тРНК и аминокислоты. В итоге между аминокислотами зарождается пептидная связь.

Первая тРНК, сбросив аминокислоту, оставляет рибосому. Затем к сформировавшейся цепочке прикрепляется третья аминокислота, доставленная в рибосому собственной тРНК, потом четвертая и так далее.

Течение биосинтеза белка не прекращается вплоть до тех пор, пока рибосома не достигнет одного из трех стоп-кодонов – УАА, УАГ или УГА.

На этом образование данной белковой цепочки прекращается, а иРНК под действием ферментов распадаются на нуклеотиды.

Всякий этап биосинтеза белка ускоряется подходящим ферментом и снабжается энергией за счет расщепления АТФ.

Большую роль в транспорте белка после его биосинтеза играет эндоплазматическая сеть. Образовавшиеся белки поступают в ее каналы, по которым перемещаются к определенным участкам клетки.

Синтез белковых молекул протекает непрерывно и с большой скоростью: в одну минуту образуется примерно 50-60 тысяч пептидных связей. Синтез одной молекулы длится всего 3-4 секунды.

Для сравнения можно привести пример синтезированного искусственно белка инсулина. Эта молекула состоит из 51 аминокислотного остатка, а для его синтеза потребовалось провести около 5000 операций. В этой работе принимали участие 10 человек в течении трех лет. Как видите, в лабораторных условиях синтез белка требует огромных усилий, времени и средств.

В результате биосинтеза половина белков нашего тела обновляются за 80 дней. За всю свою жизнь человек обновляет весь свой белок около 200 раз.

Синтез белка характерен только для живых существ, значит, является основным отражением свойств живого.