Решение заданий части С. Цитологические задачи (С5)

ЗАДАЧА 1
В процессе транскрипции участвовало 120 нуклеотидов. Определите число аминокислот, которые кодируются этими нуклеотидами, а также число т – РНК, которые будут участвовать в трансляции, число триплетов в молекуле ДНК, которые кодируют этот белок.

ТЕОРИЯ
1. транскрипция – это биосинтез молекул и – РНК на основе молекулы ДНК (происходит в ядре)
2. трансляция – биосинтез белка на рибосоме
3. триплет – последовательность из трех нуклеотидов
4. одна молекула т – РНК переносит одну аминокислоту на рибосому
5. один триплет кодирует одну аминокислоту

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
1. одну аминокислоту кодирует три нуклеотида, следовательно,
число аминокислот = 120 : 3= 40
2. число т – РНК = числу аминокислот, т. к. каждая т – РНК транспортирует одну аминокислоту
число т – РНК = 40
3. три нуклеотида = 1 триплет
число триплетов = 120 : 3 = 40

ЗАДАЧА 2
В процессе трансляции участвовало 30 молекул т – РНК. Определите число аминокислот, входящих в состав синтезируемого белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
1. одна молекула т – РНК транспортирует одну аминокислоту
число аминокислот = число т – РНК = 30
2. одну аминокислоту кодирует один триплет
число триплетов = число аминокислот = 30
3. Триплет – это последовательность из трех нуклеотидов
Число нуклеотидов = число триплетов × 3
Число нуклеотидов = 30 × 3 = 90

ЗАДАЧА 3
При исследовании клеток различных органов млекопитающих было обнаружено, что % - ное содержание митохондрий в клетках сердечной мышцы в 2 раза выше, чем в клетках печени, и в 5 раз выше, чем в клетках поджелудочной железы. Как можно объяснить полученные результаты?

ТЕОРИЯ
Митохондрии - «энергетические станции клетки»
Основная функция – синтез АТФ (Аденозинтрифосфорная кислота – универсальный источник энергии)

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
Митохондрии – органоиды клетки, в которых происходит энергетический обмен, синтез и накопление АТФ
Для работы сердца требуется много энергии (АТФ), поэтому в клетках сердечной мышцы наибольшее содержание митохондрий.
Обмен веществ в клетках печени выше, чем в клетках поджелудочной железы, поэтому клетки этого органа содержат больше митохондрий

ЗАДАЧА 4
Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов: ГТГТАТГГААГТ.
Определите последовательность нуклеотидов на и – РНК, антикодоны соответствующих т – РНК и последовательность аминокислот в фрагменте молекулы белка, пользуясь таблицей генетического кода.

ТЕОРИЯ
Принцип комплементарности – избирательное
соединение нуклеотидов. В основе этого принципа лежит
Образование и – РНК на одной из цепочек
ДНК – матрицы.
ДНК и - РНК
Г (гуанин) – Ц (цитозин)
Ц (цитозин) – Г (гуанин)
А (аденин) – У (урацил)
Т (тимин) – А (аденин)
и – РНК т – РНК
Г (гуанин) – Ц (цитозин)
Ц (цитозин) – Г (гуанин)
А (аденин) – У (урацил)
У (урацил) – А (аденин)

ТАБЛИЦА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
Последовательность нуклеотидов на
и – РНК:
ЦАЦАУАЦЦУУЦА
2. антикодоны молекул т – РНК:
ГУГ, УАУ, ГГА, АГУ
3. последовательность аминокислот в молекуле белка:
гис-иле-про-сер

ЗАДАЧА 5
В результате гликолиза образовалось 56 молекул пировиноградной кислоты (ПВК). Определите, какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образовалось при гидролизе и при полном окислении. Ответ поясните.

ТЕОРИЯ
Энергетический обмен
1 этап: подготовительный
Сложные органические вещества расщепляются на более простые,
энергия рассеивается в виде тепла
2 этап: гликолиз (бескислородный)
Осуществляется в цитоплазме,
Образуется 2 молекулы ПВК, 2 молекулы АТФ
3 этап – кислородный (гидролиз)
Протекает в митохондриях
Образуется 36 молекул АТФ, углекислый газ, вода

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
при гликолизе одна молекула глюкозы расщепляется до 2 молекул ПВК и 2 молекул АТФ
Число молекул глюкозы = 56 : 2 = 28
2. При гидролизе образуется 36 молекул АТФ из одной молекулы глюкозы
Число АТФ(гидролиз) = 28 * 36 = 1008
3. При полном окислении из одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ
Число АТФ (полное окисление) = 28 * 38 = 1064

ЗАДАЧА 6
Сколько молекул АТФ будет синтезировано в клетках молочнокислых бактерий и клетках мышечной ткани при окислении 30 молекул глюкозы?

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
В клетках молочнокислых бактерий происходит только гликолиз, а в клетках мышечной ткани и гликолиз и гидролиз
Из одной молекулы глюкозы при гликолизе синтезируется 2 молекулы АТФ, значит в клетках молочнокислых бактерий образуется
30 × 2 = 60 молекул АТФ
3. При полном окислении одной молекулы глюкозы синтезируется 38 молекул АТФ, поэтому в клетках мышечной ткани образуется
30 × 38 = 1140 молекул АТФ

САМОСТОЯТЕЛЬНО РЕШИТЕ
В процессе полного расщепления глюкозы выход АТФ составил 760 молекул. Сколько молекул глюкозы подверглись расщеплению, и каков выход молекул АТФ в процессе гликолиза? Объясните полученные результаты.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
в результате полного расщепления 1 молекулы глюкозы выход АТФ составит 38 молекул, из которых 2 молекулы в процессе гликолиза и 36 молекул в процессе дыхания;
гликолизу подверглось: 760:38=20 молекул глюкозы;
при гликолизе 20 молекул глюкозы выход АТФ: 20×2=40 молекул АТФ.

ПОВТОРЕНИЕ (ВСЕ ВАРИАНТЫ С5 ЗАДАНИЙ)
В молекуле ДНК содержится 19% цитозина. Определите, сколько (в %) в этой молекуле содержится других нуклеотидов.

Г=19%. А=Т=31%.

В трансляции участвовало 110 молекул т-РНК. Определите количество аминокислот, входящих в состав образующегося белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.

110 аминокислот, 110 триплетов, 330 нуклеотидов.

Фрагмент ДНК состоит из 102 нуклеотидов. Определите число триплетов и нуклеотидов в иРНК, а также количество аминокислот, входящих в состав образующегося белка.

34 триплета, 34 аминокислоты, 34 молекулы т-РНК.

Фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующее строение: ЦТАТЦЦГЦТГТЦ. Постройте на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка (для этого используйте таблицу генетического кода).

и-РНК: ГАУ-АГГ-ЦГА-ЦАГ. Аминокислотная последовательность: асп-арг-арг-глн.

Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ГАЦАГАЦУЦААГУЦУ. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте. Также напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК (для этого используйте таблицу генетического кода).

Фрагмент ДНК: ЦТГТЦТГАГТТЦАГА. Антикодоны т-РНК: ЦУГ, УЦУ, ГАГ, УУЦ, АГА. Аминокислотная последовательность: асп-арг-лей-лиз-сер.

Фрагмент ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ТГТЦЦАТЦАААЦ. Установите нуклеотидную последовательность т-РНК, которая синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

т-РНК: АЦА-ГГУ-АГУ-УУГ. Антикодон АГУ, кодон и-РНК – УЦА, переносимая аминокислота – сер.

В клетке животного диплоидный набор хромосом равен 30. Определите количество молекул ДНК перед митозом, после митоза, после первого и второго деления мейоза.

2n=30. Генетический набор:
a. перед митозом 60 молекул ДНК;
b. после митоза 30 молекулы ДНК;
c. после первого деления мейоза 30 молекул ДНК;
d. после второго деления мейоза 15 молекул ДНК.

В клетке животного диплоидный набор хромосом равен 56. Определите количество молекул ДНК и хромосом перед мейозом, после профазы 1 мейоза, после анафазы 2 мейоза.

В диссимиляцию вступило 23 молекулы глюкозы. Определите количество АТФ после гликолиза, после энергетического этапа и суммарный эффект диссимиляции.

Поскольку из одной молекулы глюкозы образуется 2 молекулы ПВК и 2АТФ, следовательно, синтезируется 46 АТФ.
После энергетического этапа диссимиляции образуется 36 молекул АТФ (при распаде 1 молекулы глюкозы), следовательно, синтезируется 828 АТФ.
Суммарный эффект диссимиляции равен
828+46=874 АТФ.

В цикл Кребса вступило 10 молекул ПВК. Определите количество АТФ после энергетического этапа, суммарный эффект диссимиляции и количество молекул глюкозы, вступившей в диссимиляцию.

В цикл Кребса вступило 10 молекул ПВК, следовательно, распалось 5 молекул глюкозы. Количество АТФ после гликолиза – 10 молекул, после энергетического этапа – 180 молекул, суммарный эффект диссимиляции 190 молекул АТФ.