 |
Задачи по теме «энергетический обмен»
|
|
|
|
Ход работы.
1. Решение задач по образцу.
Фрагмент первой цепи ДНК имеет следующее строение: ТАЦ АГА ТГГ АГТ ЦГЦ. Определите последовательность аминокислот в молекуле белка, закодированных во второй цепи ДНК.
Решение:
ДНК: 1-я цепочка ТАЦ-АГА-ТГГ-АГТ-ЦГЦ
2-я цепочка АТГ-ТЦТ-АЦЦ-ТЦА-ГЦГ
иРНК УАЦ-АГА-УГГ-АГУ-ЦГЦ
белок тир-арг-трип-сер-арг
2. Фрагмент цепи А белка нормального гемоглобина состоит из 7 аминокислот, в такой последовательности вал-лей- лей-тре-про-глн-лиз. 1. Какое строение имеет фрагмент иРНК, являющейся матрицей для синтеза этого фрагмента молекулы гемоглобина? 2.Каково строение фрагмента ДНК, который кодирует данную иРНК?
Решение:
Белок: вал-лей- лей-тре-про-глн-лиз.
иРНК ГУУ-УУА-УУА-АЦУ-ЦЦУ-ЦАА-ААА
ДНК 1цеп ЦАА-ААТ-ААТ-ТГА-ГГА-ГТТ-ТТТ
2 цепочка ГТТ-ТТА-ТТА-АЦТ-ЦЦТ-ЦАА-ААА
3. Белок состоит из 124 аминокислот. Сравните относительные молекулярные массы белка и гена, который его кодирует.
Дано:
Состав белка -124 аминокислоты определяем относительную молекулярную массу белка
Mr(аминокислоты)-100(пост величина) 124*100=12 400
Mr(нуклеотида)-345(пост величина) определяем количество нуклеотидов в составе гена
Mr гена-? 124* 3*2= 744(нуклеотида)
Mr белка? определяем относительную молекулярную массу гена
744*345=256 680
Определяем во сколько раз ген тяжелее белка
256 680: 12 400= 20,7 раз
4. Самостоятельное решение задач. Белок кодируется такой последовательностью нуклеотидов ДНК:ТГТТАТТАТГААТГТЦЦТ. Определите последовательность аминокислот в белке.
5. Фрагмент ДНК имеет следующий состав: ГАЦ ЦАЦ ТГА АТГ ТТТ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепи ДНК и массу этого участка.
6. Фрагмент иРНК:УУУ УАУ ГУУ УГГ ГАА. Определите с какого участка ДНК синтезирован этот фрагмент и его длину. (0,34нм длина нуклеотида).
|
|
|
7.Дана последовательность аминокислот в белке: арг-три-тир-гис-фен. Как изменится последовательность аминокислот, если в кодирующем его участке ДНК выпадет 10-й нуклеотид.
Задачи по теме «Белки»
Справочно:
· средняя молекулярная масса одного аминокислотного остатка принимается за 120 (иногда - 100)
· вычисление молекулярной массы белков:
а
Мmin = ----- · 100%
в
гдеМmin - минимальная молекулярная масса белка,
а - атомная или молекулярная масса компонента,
в - процентное содержание компонента.
Задача №1. Гемоглобин крови человека содержит 0, 34% железа. Вычислите минимальную молекулярную массу гемоглобина.
Решение:
Мmin = 56: 0,34% · 100% = 16471
Ответ: Мmin =16471
Задача №2. Альбумин сыворотки крови человека имеет молекулярную массу 68400. Определите количество аминокислотных остатков в молекуле этого белка.
Решение:
68400: 120 = 570 (аминокислот в молекуле альбумина)
Ответ: в молекуле альбумина 570 аминокислот
Задача №3. Белок содержит 0,5% глицина. Чему равна минимальная молекулярная масса этого белка, если Мглицина = 75,1? Сколько аминокислотных остатков в этом белке?
Решение:
1. Мmin = 75,1: 0,5% · 100% = 15020
2. 15020: 120 = 125 (аминокислот в этом белке)
Ответ: в белке 125 аминокислот
Задачи по теме «Нуклеиновые кислоты»
Справочно:
· относительная молекулярная масса одного нуклеотида 345
· расстояние между нуклеотидами в цепи молекулы ДНК (=длина одного нуклеотида) - 0, 34 нм
· 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 «ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН»
Задача №11. В процессе энергетического обмена произошло расщепление 7 моль глюкозы, из которых полному подверглось только 2. Определите:
а) сколько моль молочной кислоты и СО2 при этом образовалось?
б) сколько АТФ при этом синтезировано?
в) сколько энергии запасено в этих молекулах АТФ?
Решение:
5С6 Н12 О6 → 5 ·2 С3 Н6 О3 + 5 ·2 АТФ
2С6 Н12 О6 + 2·6 О2 → 2·6 СО2 + 2·6 Н2 О + 2·38 АТФ
Ответ: а) 10 моль С3 Н6 О3 и 12 моль СО2
б) 10 + 76 = 86 (моль АТФ)
в) 86 · 40 = 3440 (кДж энергии)
г) 12 моль О2
Задача №12. В результате энергетического обмена в клетке образовалось 5 моль молочной кислоты и 27 моль углекислого газа. Определите:
|
|
|
а) сколько всего моль глюкозы израсходовано?
б) сколько из них подверглось полному расщеплению, а сколько гликолизу?
в) сколько энергии запасено?
г) Сколько моль кислорода пошло на окисление?
Решение:
2,5С6 Н12 О6 → 2,5 ·2 С3 Н6 О3 + 2,5 ·2 АТФ
4,5С6 Н12 О6 + 4,5·6 О2 →4,5·6 СО2 + 4,5·6 Н2 О + 4,5·38 АТФ
Ответ: а) 17 моль С6 Н12 О6
б) 4,5 моль - полному расщеплению, 2,5 - гликолизу
в) (2,5 · 2 + 4,5 · 38) · 40 = 7040 (кДж)
г) 27 моль О2
Задача №13. Мышцы ног при беге со средней скоростью расходуют за 1 минуту 24 кДж энергии. Определите:
а) сколько всего граммов глюкозы израсходуют мышцы ног за 25 минут бега, если кислород доставляется кровью к мышцам в достаточном количестве?
б) накопится ли в мышцах молочная кислота?
Решение:
Х 24 · 25
С6 Н12 О6 + 6 О2 → 6 СО2 + 6 Н2 О + 38 АТФ
180 38 · 40
Х = 600 · 180: 1520 = 71 (г)
Ответ: а) 71 г
б) нет, т.к. О2 достаточно
Задача №14. Мышцы руке при выполнении вольных упражнений расходуют за 1 минуту 12 кДж энергии. Определите: а) сколько всего граммов глюкозы израсходуют мышцы ног за 10 минут, если кислород доставляется кровью к мышцам в достаточном количестве?
б) накопится ли в мышцах молочная кислота?
Решение:
Х 12 · 10
С6 Н12 О6 + 6 О2 → 6 СО2 + 6 Н2 О + 38 АТФ
180 38 · 40
Х = 120 · 180: 1520 = 14, 2(г)
Ответ: а) 14,2 г
б) нет, т.к. О2 достаточно
Задача №15. Бегун расходует за 1 минуту 24 кДж энергии. Сколько глюкозы потребуется для бега с такой затратой, если 50 минут в его организме идет полное окисление глюкозы, а 10 минут - гликолиз?
Решение:
Х 24 · 10
1) С6 Н12 О6 → 2С3 Н6 О3 + ·2 АТФ
180 2 · 40
Х = 240 · 180: 80 = 540 (г)
У 24 · 50
2) С6 Н12 О6 + 6 О2 → 6 СО2 + 6 Н2 О + 38 АТФ
180 38 · 40
У = 25 · 50 · 180: 1520= 142 (г)
3) 540 + 142 = 682 (г)
ВОПРОСЫ ДЛЯ АМОКОНТРОЛЯ
1.Каковы функции молекулы ДНК в клетке?
2.Какие функции в клетке выполняют транспортная, информационная, рибосомная РНК?
3.Молекула ДНК распалась на две цепочки. одна из них имеет строение: ТАГ АЦТ ГГТ АЦА ЦГТ ГГТ ГАТ ТЦА... Какое строение будет иметь вторая молекула ДНК,когда указанная цепочка достроится до полной двухцепочечной молекулы?
4.Полипептидная цепь одного белка животных имеет следующее начало: лизин-глутамин-треонин-аланин-аланин-аланин-лизин-... С какой последовательности нуклеотидов начинается ген, соответствующий этому белку?
|
|
|
5.Участок молекулы белка имеет следующую последовательность аминокислот: глутамин-фенилаланин-лейцин-тирозин-аргинин. Определите одну из возможных последовательностей нуклеотидов в молекуле ДНК.
6.Участок молекулы белка имеет следующую последовательность аминокислот: глицин-тирозин-аргинин-аланин-цистеин. Определите одну из возможных последовательностей нуклеотидов в молекуле ДНК.
7.Одна из цепей рибонуклеазы (фермента поджелудочной железы) состоит из 16 аминокислот: Глу-Гли-асп-Про-Тир-Вал-Про-Вал-Про-Вал-Гис-фен-Фен-Асн-Ала-Сер-Вал. Определите структуру участка ДНК, кодирующего эту часть рибонуклеазы.
8.Фрагмент гена ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ГТЦ ЦТА АЦЦ ГГА ТТТ. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи белка.
9.Фрагмент гена ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ТЦГ ГТЦ ААЦ ТТА ГЦТ. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи белка.
10.Фрагмент гена ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ТГГ АЦА ГГТ ТТЦ ГТА. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи белка.
11.Определите порядок следования аминокислот в участке молекулы белка, если известно, что он кодируется такой последовательностью нуклеотидов ДНК: ТГА ТГЦ ГТТ ТАТ ГЦГ ЦЦЦ. Как изменится белок, если химическим путем будут удалены 9-й и 13-й нуклеотиды?
ЛИТЕРАТУРА
1..Беляев Д.К. Биология. 10 класс: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / Беляев Д.К., Бородин П. М. Дымщиц Г.М. – М.: «Просвещение», 2015. – 224 с.
|
|
|
