Разработка по теме Решение задач по молекулярной биологии

Решение задач по молекулярной биологии

• Один шаг это полный виток спирали ДНК-поворот на 360^o

• Один шаг составляют 10 пар нуклеотидов

• Длина одного шага - 3,4 нм

• Расстояние между двумя нуклеотидами - 0,34 нм

• Молекулярная масса одного нуклеотида - 345 г/моль

• Молекулярная масса одной аминокислоты - 120 г/мол

• В молекуле ДНК: А+Г=Т+Ц (Правило Чаргаффа: ∑(А) = ∑(Т), ∑(Г) = ∑(Ц), ∑(А+Г) =∑(Т+Ц)

• Комплементарность нуклеотидов: А=Т; Г=Ц

• Цепи ДНК удерживаются водородными связями, которые образуются между комплементарными азотистыми основаниями: аденин с тимином соединяются 2 водородными связями, а гуанин с цитозином тремя.

• В среднем один белок содержит 400 аминокислот;

• вычисление молекулярной массы белка:

где М_min - минимальная молекулярная масса белка,
а - атомная или молекулярная масса компонента,
в - процентное содержание компонента.

Задача № 1.Одна из цепочек ДНК имеет последовательность нуклеотидов : АГТ АЦЦ ГАТ АЦТ ЦГА ТТТ АЦГ ... Какую последовательность нуклеотидов имеет вторая цепочка ДНК той же молекулы. Для наглядности можно использовать магнитную "азбуку" ДНК (прием автора статьи) .
Решение: по принципу комплементарности достраиваем вторую цепочку (А-Т,Г-Ц) .Она выглядит следующим образом: ТЦА ТГГ ЦТА ТГА ГЦТ ААА ТГЦ.

Задача № 2. Последовательность нуклеотидов в начале гена, хранящего информацию о белке инсулине, начинается так: ААА ЦАЦ ЦТГ ЦТТ ГТА ГАЦ. Напишите последовательности аминокислот, которой начинается цепь инсулина.
Решение: Задание выполняется с помощью таблицы генетического кода, в которой нуклеотиды в иРНК (в скобках - в исходной ДНК) соответствуют аминокислотным остаткам.

Задача № 3. Большая из двух цепей белка инсулина имеет (так называемая цепь В) начинается со следующих аминокислот : фенилаланин-валин-аспарагин-глутаминовая кислота-гистидин-лейцин. Напишите последовательность нуклеотидов в начале участка молекулы ДНК, хранящего информацию об этом белке.

Решение (для удобства используем табличную форму записи решения): т.к. одну аминокислоту могут кодировать несколько триплетов, точную структуру и-РНК и участка ДНКопределить невозможно, структура может варьировать. Используя принцип комплементарности и таблицу генетического кода получаем один из вариантов:

Цепь белка

Фен

Вал

Асн

Глу

Гис

Лей

и-РНК

УУУ

ГУУ

ААУ

ГАА

ЦАЦ

УУА

ДНК

1-я цепь

ААА

ЦАА

ТТА

ЦТТ

ГТГ

ААТ

2-я цепь

ТТТ

ГТТ

ААТ

ГАА

ЦАЦ

ТТА

Задача № 4. Участок гена имеет следующее строение, состоящее из последовательности нуклеотидов: ЦГГ ЦГЦ ТЦА ААА ТЦГ ... Укажите строение соответствующего участка белка, информация о котором содержится в данном гене. Как отразится на строении белка удаление из гена четвертого нуклеотида?

Решение (для удобства используем табличную форму записи решения): Используя принцип комплементарности и таблицу генетического кода получаем:

Цепь ДНК

ЦГГ

ЦГЦ

ТЦА

ААА

ТЦГ

и -РНК

ГЦЦ

ГЦГ

АГУ

УУУ

АГЦ

Аминокислоты цепи белка

Ала-Ала-Сер-Фен-Сер

При удалении из гена четвертого нуклеотида - Ц произойдут заметные изменения - уменьшится количество и состав аминокислот в белке:

Цепь ДНК

ЦГГ

ГЦТ

ЦАА

ААТ

ЦГ

и -РНК

ГЦЦ

ЦГА

ГУУ

УУА

ГЦ

Аминокислоты цепи белка

Ала-Арг-Вал-Лей-

Задача № 5. Вирусом табачной мозаики (РНК-содержащий вирус) синтезируется участок белка с аминокислотной последовательностью: Ала - Тре - Сер - Глу - Мет-. Под действием азотистой кислоты (мутагенный фактор) цитозин в результате дезаминирова ния превращается в урацил. Какое строение будет иметь участок белка вируса табачной мозаики, если все цитидиловые нуклеотиды подвергнутся указанному химическому превращению?

Решение (для удобства используем табличную форму записи решения): Используя принцип комплементарности и таблицу генетического кода получаем :

Аминокислоты цепи белка (исходная)

Ала - Тре - Сер - Глу - Мет-

и -РНК (исходная)

ГЦУ

АЦГ

АГУ

ГАГ

АУГ

и -РНК (дезаминированная)

ГУУ

АУГ

АГУ

ГАГ

АУГ

Аминокислоты цепи белка (дезаминированная)

Вал - Мет - Сер - Глу - Мет-

Задача № 6. При синдроме Фанкоми (нарушение образования костной ткани) у больного с мочой выделяются аминокислоты , которым соответствуют кодоны в и -РНК : АУА ГУЦ АУГ УЦА УУГ ГУУ АУУ. Определите, выделение каких аминокислот с мочой характерно для синдрома Фанкоми, если у здорового человека в моче содержатся аминокислоты аланин, серин, глутаминовая кислота, глицин.

Решение (для удобства используем табличную форму записи решения): Используя принцип комплементарности и таблицу генетического кода получаем:

и -РНК

АУА

ГУЦ

АУГ

УЦА

УУГ

ГУУ

АУУ

Аминокислоты цепи белка (больного человека)

Изе-Вал-Мет-Сер-Лей-Вал-Иле

Аминокислоты цепи белка (здорового человека)

Ала-Сер-Глу-Гли

Таким образом, в моче больного человека только одна аминокислота (серин) такая же как, у здорового человека, остальные - новые, а три, характерные для здорового человека, отсутствуют.

Задача № 7. Цепь А инсулина быка в 8-м звене содержит аланин, а лошади - треонин, в 9-м звене соответственно серин и глицин. Что можно сказать о происхождении инсулинов?

Решение (для удобства сравнения используем табличную форму записи решения): Посмотрим, какими триплетами в и-РНК кодируются упомянутые в условии задачи аминокислоты.

Организм

Бык

Лошадь

8-е звено

Ала

Тре

и- РНК

ГЦУ

АЦУ

9-е звено

Сер

Гли

и- РНК

АГУ

ГГУ

Т.к. аминокислоты кодируются разными триплетами, взяты триплеты, минимално отличающиеся друг от друга. В данном случае у лошади и быка в 8-м и 9-м звеньях изменены аминокислоты в результате замены первых нуклеотидов в триплетах и -РНК : гуанин заменен на аденин ( или наоборот). В двухцепочечной ДНК это будет равноценно замене пары Ц-Г на Т-А (или наоборот).
Следовательно, отличия цепей А инсулина быка и лошади обусловлены транзициями в участке молекулы ДНК, кодирующей 8-е и 9-е звенья цепи А инсулинов быка и лошади.

Задача № 7 . Исследования показали, что в и- РНК содержится 34% гуанина,18% урацила, 28% цитозина и 20% аденина.Определите процентный состав азотистых оснваний в участке ДНК, являющейся матрицей для данной и-РНК.
Решение (для удобства используем табличную форму записи решения): Процентное соотношение азотистых оснований высчитываем исходя из принципа комплементарности:

и-РНК

Г

У

Ц

А

34%

18%

28%

20%

ДНК (смысловая цепь, считываемая)

Г

А

Ц

Т

28%

18%

34%

20%

ДНК (антисмысловая цепь)

Г

А

Ц

Т

34%

20%

28%

18%

Суммарно А+Т и Г+Ц в смысловой цепи будут составлять: А+Т=18%+20%=38% ; Г+Ц=28%+34%=62%. В антисмысловой (некодируемой) цепи суммарные показатели будут такими же , только процент отдельных оснований будет обратный: А+Т=20%+18%=38% ; Г+Ц=34%+28%=62%. В обеих же цепях в парах комплиментарных оснований будет поровну, т.е аденина и тимина - по 19%, гуанина и цитозина по 31%.

Задача № 8. На фрагменте одной нити ДНК нуклеотиды расположены в последователь ности: А-А-Г-Т-Ц-Т-А-Ц-Г-Т-А-Т. Определите процентное содержание всех нукле отидов в этом фрагменте ДНК и длину гена.

Решение:

1) достраиваем вторую нить (по принципу комплементарности)

2) ∑(А +Т+Ц+Г) = 24,из них ∑(А) = 8 = ∑(Т)

24 - 100%

=> х = 33,4%

8 - х%

24 - 100%

=> х = 16,6%

4 - х%

∑(Г) = 4 = ∑(Ц)

3) молекула ДНК двуцепочечная, поэтому длина гена равна длине одной цепи:

12 × 0,34 = 4,08 нм

Задача № 9. В молекуле ДНК на долю цитидиловых нуклеотидов приходится 18%. Определите процентное содержание других нуклеотидов в этой ДНК.

Решение:

1) т.к. Ц = 18%, то и Г = 18%;
2) на долю А+Т приходится 100% - (18% +18%) = 64%, т.е. по 32%

Задача № 10. В молекуле ДНК обнаружено 880 гуанидиловых 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)

Задача № 11. Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 69 000, из них 8625 приходится на долю адениловых нуклеотидов. Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК. Определите длину этого фрагмента.

Решение:

1) 69 000 : 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, значит в одной - 100. 100 × 0,34 = 34 (нм)

Задача № 12. Что тяжелее: белок или его ген?

Решение: Пусть х - количество аминокислот в белке, тогда масса этого белка - 120х, количество нуклеотидов в гене, кодирующем этот белок, - 3х, масса этого гена - 345 × 3х. 120х < 345 × 3х, значит ген тяжелее белка.

Задача № 13. Гемоглобин крови человека содержит 0, 34% железа. Вычислите минимальную молекулярную массу гемоглобина.

Решение: М_min = 56 : 0,34% · 100% = 16471

Задача №14. Альбумин сыворотки крови человека имеет молекулярную массу 68400. Определите количество аминокислотных остатков в молекуле этого белка.

Решение: 68400 : 120 = 570 (аминокислот в молекуле альбумина)

Задача №15. Белок содержит 0,5% глицина. Чему равна минимальная молекулярная масса этого белка, если М глицина = 75,1? Сколько аминокислотных остатков в этом белке?

Решение: М_min = 75,1 : 0,5% · 100% = 15020 ; 15020 : 120 = 125 (аминокислот в этом белке)

Задачи для самостоятельной работы

1. 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 ?

2. Полипептидная цепь одного белка животных имеет следующее начало : лизин-глутамин-треонин-аланин-аланин-аланин-лизин-... С какой последовательности нуклеотидов начинается ген, соответствующий этому белку?

3. Участок молекулы белка имеет следующую последовательность аминокислот: глутамин-фенилаланин-лейцин-тирозин-аргинин. Определите одну из возможных последовательностей нуклеотидов в молекуле ДНК.

4. Участок молекулы белка имеет следующую последовательность аминокислот: глицин-тирозин-аргинин-аланин-цистеин. Определите одну из возможных последовательностей нуклеотидов в молекуле ДНК.

5. 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.

6. Фрагмент гена ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ГТЦ ЦТА АЦЦ ГГА ТТТ. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи белка.

7. Фрагмент гена ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ТЦГ ГТЦ ААЦ ТТА ГЦТ. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи белка.

8. Фрагмент гена ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ТГГ АЦА ГГТ ТТЦ ГТА. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи белка.

9. 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?

10. Кодирующая цепь ДНК имеет последовательность нуклеотидов: ТАГ ЦГТ ТТЦ ТЦГ ГТА. Как изменится структура молекулы белка, если произойдет удвоение шестого нуклеотида в цепи ДНК. Объясните результаты.

11. Кодирующая цепь ДНК имеет последовательность нуклеотидов: ТАГ ТТЦ ТЦГ АГА. Как изменится структура молекулы белка, если произойдет удвоение восьмого нуклеотида в цепи ДНК. Объясните результаты.

12. Под воздействием мутагенных факторов во фрагменте гена: ЦАТ ТАГ ГТА ЦГТ ТЦГ произошла замена второго триплета на триплет АТА. Объясните, как изменится структура молекулы белка.

13. Под воздействием мутагенных факторов во фрагменте гена: АГА ТАГ ГТА ЦГТ ТЦГ произошла замена четвёртого триплета на триплет АЦЦ. Объясните, как изменится структура молекулы белка.

14. Фрагмент молекулы и-РНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ГЦА УГУ АГЦ ААГ ЦГЦ. Определите последовательность аминокислот в молекуле белка и её молекулярную массу.

15. Фрагмент молекулы и-РНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ГАГ ЦЦА ААУ АЦУ УУА. Определите последовательность аминокислот в молекуле белка и её молекулярную массу.

16. Ген ДНК включает 450пар нуклеотидов. Какова длина, молекулярная масса гена и сколько аминокислот закодировано в нём?

17. Сколько нуклеотидов содержит ген ДНК, если в нем закодировано 135 аминокислот. Какова молекулярная масса данного гена и его длина?

18. Фрагмент одной цепи ДНК имеет следующую структуру: ГГТ АЦГ АТГ ТЦА АГА. Определите первичную структуру белка, закодированного в этой цепи, количество (%) различных видов нуклеотидов в двух цепях фрагмента и его длину.

19. Какова молекулярная масса гена и его длина, если в нем закодирован белок с молекулярной массой 1500 г/моль?

20. Какова молекулярная масса гена и его длина, если в нем закодирован белок с молекулярной массой 42000 г/моль?

21. В состав белковой молекулы входит 125 аминокислот. Определите количество нуклеотидов в и-РНК и гене ДНК, а также количества молекул т-РНК принявших участие в синтезе данного белка.

22. В состав белковой молекулы входит 204 аминокислоты. Определите количество нуклеотидов в и-РНК и гене ДНК, а также количества молекул т-РНК принявших участие в синтезе данного белка.

23. В синтезе белковой молекулы приняли участие 145 молекул т-РНК. Определите число нуклеотидов в и-РНК, гене ДНК и количество аминокислот в синтезированной молекуле белка.

24. В синтезе белковой молекулы приняли участие 128 молекул т-РНК. Определите число нуклеотидов в и-РНК, гене ДНК и количество аминокислот в синтезированной молекуле белка.

25. Фрагмент цепи и-РНК имеет следующую последовательность: ГГГ УГГ УАУ ЦЦЦ ААЦ УГУ. Определите, последовательность нуклеотидов на ДНК, антикодоны т-РНК, и последовательность аминокислот соответствующая фрагменту гена ДНК.

26. Фрагмент цепи и-РНК имеет следующую последовательность: ГУУ ГАА ЦЦГ УАУ ГЦУ. Определите, последовательность нуклеотидов на ДНК, антикодоны т-РНК, и последовательность аминокислот соответствующая фрагменту гена ДНК.

27. В молекуле и-РНК содержится 13% адениловых, 27% гуаниловых и 39% урациловых нуклеотидов. Определите соотношение всех видов нуклеотидов в ДНК, с которой была транскрибирована данная и-РНК.

28. В молекуле и-РНК содержится 21% цитидиловых, 17% гуаниловых и 40% урациловых нуклеотидов. Определите соотношение всех видов нуклеотидов в ДНК, с которой была транскрибирована данная и-РНК

29. Молекула и-РНК содержит 21% гуаниловых нуклеотидов, сколько цитидиловых нуклеотидов содержится в кодирующей цепи участка ДНК?

30. Если в цепи молекулы ДНК, с которой транскрибирована генетическая информация, содержалось 11% адениловых нуклеотидов, сколько урациловых нуклеотидов будет содержаться в соответствующем ему отрезке и-РНК?

Используемая литература.

1. Болгова И.В. Сборник задач по общей биологии с решениями для поступающих в вузы-М.: ООО "Издательство Оникс":"Издательство."Мир и Образование", 2008г.

2. Воробьев О.В. Уроки биологии с применением информационных технологий .10 класс. Методическое пособие с электронным приложением-М.:Планета,2012г.

3. Чередниченко И.П. Биология. Интерактивные дидактические материалы.6-11 класс. Методическое пособие с электронным интерактивным приложением. - М.:Планета,2012г.

4. Интернет-ссылки:

5. ru.convdocs.org/download/docs-8406/8406.doc

6. bio.1september.ru/articles/2009/06

Поделиться…

Задачи по молекулярной биологии.
Для их решения необходимы знания о структуре нуклеиновых кислот, нуклеотидов,белков.А так же иметь представление о таких процессах как реализация генетического кода, биосинтез белка (транскрипция и трансляция)

Теоретический материал очень большой, а наша цель сегодня разобрать алгоритмы решения задач, поэтому я даю ссылки на электронные учебники, где можно взять теорию: ebio.ru/index-4.html или sbio.info/page.php?id=11630

А мы выделим главное:

1. ДНК содержится в ядре и состоит из вдух комплиментарных цепей, в ней содержится инфомация о структуре белка (порядок расположения аминокислот);

2. Во время транскрипции на одной из цепей ДНК синтезируется и-РНК, она поступает в цитоплазму и служит матрицей для синтеза белка;

3. Структурной единицей нуклеиновых кислот(НК) является нуклеотид, их выделяют пять типов- адениловый (А), тимидиловый (Т), гуаниловый (Г), цитидиловый (Ц), уридиловый (У)

4. Каждый тип НК содержит только четыре вида нуклеотида, в ДНК - А,Т,Г,Ц; в РНК - А,У,Г,Ц;

5. Одна аминокислота кодируется тремя стоящими рядом нуклеотидами - ТРИПЛЕТОМ (кодоном);

6. Одна аминокислота транспортируется к месту синтеза одной т-РНК, на вершине которой расположен антикодон;

7. Нуклеотиды соединяются по принципу комплиментарности: напротив А располагается Т, а напротив Г-Ц.

Это минимум информации, который необходим для решения задач.

Рассмотрим алгоритм решения на примере одной из задач.
ЗАДАЧА 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 Из выше сказанного следует что каждая аминокислота транспортируется к месту синтеза одной т-РНК, нам известно, что т-РНК было 30, следовательно и аминокислот тоже 30.
Каждая аминокислота кодируется одним триплетом, а так как аминокислот 30, следовательно и триплетов 30. Рассуждаем далее, один триплет состоит из трех нуклнотидов, значит необходимо произвести расчет: 30 х 3=90 нуклеотидов. Все!
ОТВЕТ:Белок состоит из 30 аминокислот, ген, который его кодирует включает в себя 30 триплетов или 90 нуклеотидов.

Рассмотрим еще один тип задач. Предположим, вам известна последовательность расположения нуклеотидов в молекуле и-РНК (ЦГГАУЦЦАУУГЦ), необходимо определить структуру гена и количество аминокислот в белке.
необходимо записать последовательность нуклеотидов в и-РНК, а ниже под ними запишем комплиментарные им нуклеотиды ДНК.
и-РНК: Ц-Г-Г-А-У-Ц-Ц-А-У-У-Г-Ц
ДНК:Г-Ц-Ц-А-Т-Г- Г-Т-А-А-Ц-Г
А теперь, зная, что каждая аминокислота кодируется триплетом, разбиваем ДНК на тройки и получаем четыре триплета, Следовательно белок, который кодируется данным геном состоит из четырех аминокислот.

ЗАДАЧИ
1. Белок состоит из 100 аминокислот. установите, во сколько раз молекулярная масса участка гена, кодирующего данный белок, превышает молекулярную массу белка, если средняя молекулярная масса аминокислоты - 110, а нуклеотида- 300. Ответ поясните.
2.В биосинтезе полипептида участвовали т-РНК с антикодонами УУА, ГГЦ, ЦГЦ, ААГ, ЦГУ. Определите нуклеотидную последовательность участка каждой цепи молекулы ДНК,который несет информацию о синтезируемом полипептиде, и число нуклеотидов, содержащих А, Г, Т, Ц в двухцепочечной молекуле ДН

Наследственность организма определяется набором генов (геномом). Ген - это участок молекулы ДНК, локализованный в хромосомах. Молекула ДНК состоит из двух спирально закрученных вокруг общей оси длинных полинуклеотидных цепей. Отдельные нукле-отиды ДНК состоят из фосфорной кислоты, дезокси-рибозы и одного из азотистых оснований - аденина (А), тимина (Т), гуанина (Г) и цитозина (Ц).

Масса одного нуклеотида составляет приблизитель­но 345 у. е., что дает возможность, зная молекулярную массу ДНК, определить число нуклеотидов в ней.

Средняя длина гена около 1000 пар оснований, что составляет 340 нм вытянутой двойной спирали ДНК.

Один нуклеотид в молекуле ДНК занимает 0,34 нм, что позволяет определить длину того или иного фраг­мента ДНК, зная количество нуклеотидов.

Важнейшим свойством нуклеиновых кислот является комплементарность нуклеотидов: А - ТиГ- Ц. В молекуле и-РНК вместо тимидилового нуклеотида имеется уридиловый, комплементарный адениловому (А-У). '

Исходя из этого и зная чередование нуклеотидов в одной цепи ДНК, можно построить недостающую цепь.

При решении задач принято считать, что белок со­стоит из 200 аминокислот, а молекулярная масса одной аминокислоты около 100 у. е.

Задача №1

Фрагмент правой цепи ДНК имеет следующий нуклеотидный состав: ГГГЦАТААЦГЦТ...

Определите порядок чередования нуклеотидов в, левой цепи.

Какова длина данного фрагмента молекулы ДНК?

Определите процент содержания каждого нуклеотида в данном фрагменте.

Задача №2

Химический анализ показал, что 16% общего числа нуклеотидов данной и-РНК приходится нааденин, 29% - на гуанин, 42% - на цитозин.

Определите процентный состав азотистых основа­ний ДНК, «слепком» с которой является данная и-РНК.

Задача №3

Молекулярная масса белка X = 50000.

Определите длину фрагмента молекулы соответ­ствующего гена.

Задача №4

Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 69000, из них 8625 приходится на долю адени-ловых нуклеотидов.

Сколько содержится каждого нуклеотида?

Какова длина этой молекулы ДНК?

Задача №5

В молекуле ДНК обнаружено 880 гуаниловых нукле­отидов, которые составляют 22% от общего количес­тва нуклеотидов этой ДНК.

Сколько каждого нуклеотида содержится в этой мо­лекуле ДНК?

Какова длина этой молекулы ДНК?

Задача № 6

Химическое исследование показало, что 30 % общего числа нуклеотидов данной информационной РНК приходится на урацил, 26 % -на цитозин, 24 %- на аденин. Что можно сказать о нуклеотидном составе соответствующего участкадвух цепочечной ДНК, слепком с которого является и-РНК?

Задача № 7.

Белок состоит из 158 аминокислот. Какую длину имеет определяющий его ген, если расстояние между двумя соседними нуклеотидами в спиральной молекуле ДНК составляет 3,4 ?

Задача № 8

Укажите порядок нуклеотидов в цепочке ДНК, образующейся путем самокоприрования цепочки:

ЦАЦЦГТАЦАГААТЦГЦТГАТ

Решение задачи №1

1). По принципу комплементарности строим левую цепь ДНК:

правая цепь Г-Г-Г-Ц-А-Т-А-А-Ц-Г-Ц-Т- ...

левая цепь Ц-Ц-Ц-Г-Т-А-Т-Т-Г-Ц-Г-А- ...

2). Так как молекула ДНК двухцепочная, следова­тельно, ее длина равна длине одной цепи.

Один нуклеотид занимает в молекуле ДНК 0,34 нм. Отсюда длина данного фрагмента:

0,34 нмх 12 = 4,08 нм

3). Всего в данном фрагменте молекулы ДНК будет

24 нуклеотида.

Из них А = 5, или 20,8%

По правилу Чаргаффа А + Г = А+Ц, А = Т, Г=Ц

Тогда Т = 5 - 20,8%

Г + Ц = 24 - 10=14;

Г = Ц = 7, или 29,2%

Ответ: А = 20,8%; Т = 20,8%; Г = 29,2%; \л/ = 29,2%.

Решение задачи №2

1). Определяем процентное содержание уридиловых нуклеотидов в и-РНК:

100% - (16% + 29% + 42%) = 13%.

2). Определяем процентный состав той из цепочек ДНК, «слепком» с которой является данная и-РНК:

А = 13% : 2 = 6,5%;

Т = 16% : 2 = 8%;

Г = 42% : 2 = 21%;

Ц = 29% : 2= 14,5%.

3). Вторая цепочка ДНК будет комплементарна первой:

А = 8%;

Т = 6,5%;

Г= 14,5%;

Ц = 21%.

4). В целом в молекуле ДНК процент нуклеотидов будет равен:

А = 6,5% + 8% = 14,5%;

Т = 8% + 6,5% = 14,5%;

Г = 21% + 14,5% = 35,5%;

Ц = 14,5% + 21% = 35,5%.

Ответ: А = 14,5%; Т = 14,5%; Г = 35,5%; Ц = 35,5%.

Решение задачи №3

1). Белок X состоит из 50000 : 100 = 500 аминокислот.

2). Одна из цепей гена, несущая программу белка X, должна состоять из 500 х 3 = 1500 нуклеотидов.

3). Длина этой цепи ДНК равна 1500x0,34 = 510 (нм), такова же длина гена (двухцепочного участка ДНК). Ответ: Длина фрагмента равна 510 нм.

Решение задачи №4

1) Масса одного нуклеотида 345 у. е., тогда в данной
молекуле ДНК содержится

69000 : 345 = 200 нуклеотидов.

2) В эту молекулу ДНК входят

8625 : 345 = 25 адениловых нуклеотидов (А).

3) На долю Г + Ц приходится:

200 - (25А + 25Т) = 150 нуклеотидов. Г= Ц = 75 (150 : 2).

4) 200 нуклеотидов содержится в двух цепях ДНК, в

2) В эту молекулу ДНК входят

8625 : 345 = 25 адениловых нуклеотидов (А).

3) На долю Г + Ц приходится:

200 - (25А + 25Т) = 150 нуклеотидов. Г= Ц = 75 (150 : 2).

4) 200 нуклеотидов содержится в двух цепях ДНК, в
одной цепи -

200 : 2 = 100.

Длина ДНК = 100 х 0,34 нм = 34 нм.

Ответ: А = Т = 25; Г = Ц = 75; длина ДНК 34 нм.

Решение задачи №5

1) Исходя из принципа комплементарности
(А + Т) + (Г+ Ц) = 100%

Тогда количество цитидиловых нуклеотидов равно: Г= Ц= 880, или 22%.

2) На долю (Т + А) приходится:
100% - (22 + 22) = 56%,

что составляет

х = (56 х 880) : 22 = 2240 нуклеотидов.

Отсюда следует

А = Т = 2240 : 2 = 11 20 нуклеотидов.

3) Всего в этой молекуле ДНК содержится (880 х 2) + (1120 х 2) = 4000 нуклеотидов.

Для определения длины ДНК узнаем, сколько нуклеотидов содержится в одной цепи:

4000 : 2 = 2000

Длина ДНК составляет

0,34 нм х 2000 = 680 нм.

Ответ: В молекуле ДНК Г = С = 880 и А = Т = 1120 ну­клеотидов; длина этой молекулы 680 нм.

Задача №1.

Найти молекулярную массу и длину первичной структуры белка лизоцима (антибиотик слюны и слез), если известно, что в его состав входит 129 аминокислотных остатков.

Решение:

1) Мr (белка) = 129×110=14190 а. е.м.

2) Длина=129×0,35=45,15 нм

Задача №2.

Инсулин (гормон поджелудочной железы человека) имеет молекулярную массу 5610 а. е.м. Определите количество аминокислотных остатков в молекуле этого белка.

Решение:

5610 : 110 = 51 (аминокислот в молекуле инсулина)

Задача №3.

Миозин (один из сократительных белков мышечной ткани) имеет молекулу, длина первичной структуры которой составляет 1570 нм. Определите его молекулярную массу.

Решение:

1) 1570: 0,35 = 4486 (аминокислот)

2) Мr (белка) = 4486×110=493460 а. е.м.

Задача №4.

Яичный альбумин (основной запасной белок куриного яйца) имеет молекулярную массу 66000 а. е.м. Определите длину его первичной структуры.

Решение:

1) 66000: 110 = 600 (аминокислот в этом белке)

2) 600×0,35 = 210 нм.

Задачи по теме «Нуклеиновые кислоты»

Необходимые пояснения:

· относительная молекулярная масса одного нуклеотида принимается за 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)

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

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%

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)

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)

Задачи по теме «Код ДНК»

Задача№8.

Какую длину имеет ген, кодирующий инсулин, если известно, что молекула инсулина имеет 51 аминокислоту, а расстояние между нуклеотидами в ДНК составляет 0,34 нм.

Решение:

Одну а/к кодирует 1 кодон, состоящий из 3 нуклеотидов ДНК.

1) 51×3=153 (нуклеотида кодирующих инсулин в ДНК)

2) 153×0,34=52,02 нм (длина гена)

Задача№9.

Какую последовательность нуклеотидов имеет молекула и-РНК, которая синтезируется на участке гена с такой последовательностью нуклеотидов:

А) ЦТГ-ЦЦГ-ЦТТ-АГТ-ЦТТ

Б) ЦАЦ-ТАТ-ЦЦТ-ТЦТ-АГГ

Задача№10.

Последовательность нуклеотидов в начале гена, хранящего информацию о белке инсулине, начинается так: АААЦАЦЦТГЦТТГТАГАЦ.

Напишите последовательности аминокислот, которой начинается цепь инсулина

Решение:

Генетический код

Первое

основа-ние

Второе основание

Третье

основа-ние

У (А)

Ц (Г)

А (Т)

Г (Ц)

У (А)

Фен

Фен

Лей

Лей

Сер

Сер

Сер

Сер

Тир

Тир

-

-

Цис

Цис

-

Три

У (А)
Ц (Г)
А (Т)
Г (Ц)

Ц (Г)

Лей

Лей

Лей

Лей

Про

Про

Про

Про

Гис

Гис

Глн

Глн

Арг

Арг

Арг

Арг

У (А)
Ц (Г)
А (Т)
Г (Ц)

А (Т)

Иле

Иле

Иле

Мет

Тре

Тре

Тре

Тре

Асн

Асн

Лиз

Лиз

Сер

Сер

Арг

Арг

У (А)
Ц (Г)
А (Т)
Г (Ц)

Г (Ц)

Вал

Вал

Вал

Вал

Ала

Ала

Ала

Ала

Асп

Асп

Глу

Глу

Гли

Гли

Гли

Гли

У (А)
Ц (Г)
А (Т)
Г (Ц)

Двадцать аминокислот, входящих в состав белков

Сокращ. назв.

Аминокислота

Сокращ. назв.

Аминокислота

Ала

Арг

Асн

Асп

Вал

Гис

Гли

Глн

Глу

Иле

Аланин

Аргинин

Аспарагин

Аспарагиновая к.

Валин

Гистидин

Глицин

Глутамин

Глутаминовая к.

Изолейцин

Лей

Лиз

Мет

Про

Сер

Тир

Тре

Три

Фен

Цис

Лейцин

Лизин

Метионин

Пролин

Серин

Тирозин

Треонин

Триптофан

Фенилаланин

Цистеин

Ответ:

фенилаланин - валин - аспарагиновая кислота - глутаминовая кислота - гистидин - лейцин.

Задача№11.

Вирусом табачной мозаики (РНК - овый вирус) синтезируется участок белка с аминокислотной последовательностью:

Ала - Тре - Сер - Глу - Мет-

Под действием азотистой кислоты (мутагенный фактор) цитозин в результате дезаминирования превращается в урацил. Какое строение будет иметь участок белка вируса табачной мозаики, если все цитидиловые нуклеотиды подвергнутся указанному химическому превращению?

Решение:

Ала - Тре - Сер - Глу - Мет

ГЦУ - АЦГ - АГУ - ГАГ - АУГ

ГУУ - АУГ - АГУ - ГАГ - АУГ

Вал - Мет - Сер - Глу - Мет

Задачи по генетике

Кроссворд «Генетические термины»

14

11

9 10

8

7

6

5 13

4

15

12

3

1 2

Совокупность внешних и внутренних признаков организма место расположения гена в хромосоме общее свойство всех организмов приобретать новые признаки в пределах вида особь, в генотипе которой находятся одинаковые аллели одного гена наука о наследственности и изменчивости особь, в генотипе которой находятся разные аллели одного гена объекты, с которыми проводил свои опыты Т. Морган гены, обеспечивающие развитие альтернативных признаков совокупность генов, полученная организмом от родителей основоположник генетики общее свойство всех организмов передавать свои признаки потомкам одна особь гибридного поколения признак, подавляющий другие подавляемый признак хромосомы, по которым у самцов и самок нет различий.

Ответы:

1 - генотип, 2 - локус, 3 - изменчивость, 4 - гомозиготная,

5 - генетика, 6 - гетерозиготная, 7 - дрозофилы,

8 - аллельные, 9 - генотип, 10 - Мендель,

11 - наследственность, 12 - гибрид, 13 - доминантный, 14 - рецессивный, 15 - аутосомы

Тестовый контроль № 1

(решение задач на моногибридное скрещивание)

Вариант 1.

У гороха высокий рост доминирует над низким. Гомозиготное растение высокого роста опылили пыльцой гороха низкого роста. Получили 20 растений. Гибридов первого поколения самоопылили и получили 96 растений второго поколения.

Сколько различных типов гамет могут образовать гибриды первого поколения?

А) 1 Б) 2 В) 3 Г) 4

Сколько разных генотипов может образоваться во втором поколении?

А) 1 Б) 2 В) 3 Г) 4

Сколько доминантных гомозиготных растений выросло во втором поколении? А) 24 Б) 48 В) 72 Г) 96 Сколько во втором поколении гетерозиготных растений?

А) 24 Б) 48 В) 72 Г) 96

Сколько растений во втором поколении будут высокого роста?

А) 24 Б) 48 В) 72 Г) 96

Вариант 2.

У овса раннеспелость доминирует над позднеспелостью. Гетерозиготное раннеспелое растение скрестили с позднеспелым. Получили 28 растений.

1. Сколько различных типов гамет образуется у раннеспелого родительского растения?

А) 1 Б) 2 В) 3 Г) 4

2. Сколько различных типов гамет образуется у позднеспелого родительского растения?

А) 1 Б) 2 В) 3 Г) 4

3. Сколько гетерозиготных растений будет среди гибридов?

А) 28 Б) 21 В) 14 Г) 7

4. Сколько среди гибридов будет раннеспелых растений?

А) 28 Б) 21 В) 14 Г) 7

5. Сколько разных генотипов будет у гибридов?

А) 1 Б) 2 В) 3 Г) 4

Вариант 3.

У гороха гладкие семена - доминантный признак, морщинистые - рецессивный. При скрещивании двух гомозиготных растений с гладкими и морщинистыми семенами получено 8 растений. Все они самоопылились и во втором поколении дали 824 семени.

1.Сколько растений первого поколения будут гетерозиготными?

А) 2 Б) 4 В) 6 Г) 8

2. Сколько разных фенотипов будет в первом поколении?

А) 1 Б) 2 В) 3 Г) 4

3. Сколько различных типов гамет могут образовать гибриды первого поколения?

А) 1 Б) 2 В) 3 Г) 4

4. Сколько семян во втором поколении будут гетерозиготными?

А) 206 Б) 412 В) 618 Г) 824

5.Сколько во втором поколении будет морщинистых семян?

А) 206 Б) 412 В) 618 Г) 824

Вариант 4.

У моркови оранжевая окраска корнеплода доминирует над жёлтой. Гомозиготное растение с оранжевым корнеплодом скрестили с растением, имеющим жёлтый корнеплод. В первом поколении получили 15 растений. Их самоопылили и во втором поколении получили 120 растений.

1. Сколько различных типов гамет может образовывать родительское растение с оранжевым корнеплодом?

А) 1 Б) 2 В) 3 Г) 4

2. Сколько растений с жёлтым корнеплодом вырастет во втором поколении? А) 120 Б) 90 В) 60 Г) 30

3.Сколько во втором поколении будет гетерозиготных растений?

А) 120 Б) 90 В) 60 Г)30

4. Сколько доминантных гомозиготных растений будет во втором поколении?

А) 120 Б) 90 В) 60 Г) 30

5. Сколько растений из второго поколения будет с оранжевым корнеплодом?

А) 120 Б) 90 В) 60 Г) 30

ОТВЕТЫ:

Вариант 1

Вариант

2

Вариант

3

Вариант

4

1. б

2. в

3. а

4. б

5. в

1. б

2. а

3. в

4. в

5. б

1. г

2. а

3. б

4. б

5. а

1. а

2. г

3. в

4. г

5. б

Тестовый контроль № 2

( решение задач на дигибридное скрещивание)

Вариант 1.

У гороха высокий рост доминирует над карликовым, гладкая форма семян - над морщинистой. Гомозиготное высокое растение с морщинистыми семенами скрестили с гетерозиготным растением, имеющим гладкие семена и карликовый рост. Получили 640 растений.

1. Сколько будет среди гибридов высоких растений с гладкими семенами?

А) нетБ) 160В) 640Г) 320

2. Сколько разных типов гамет может образовать родительское растение с гладкими семенами и карликовым ростом?

А) 1 Б) 2В) 3 Г) 4

3. Сколько среди гибридов будет низкорослых растений с гладкими семенами? А) 320 Б) 640 В) 160 Г) нет

4. Сколько разных генотипов будет у гибридов?

А) 1Б) 2 В) 3Г) 4

5. Сколько гибридных растений будет высокого роста?

А) 160 Б) нет В) 640 Г) 320

Вариант 2.

У кур оперённые ноги доминируют над неоперёнными, а гороховидный гребень - над простым. Скрестили дигетерозиготных кур и гомозиготных петухов с простыми гребнями и оперёнными ногами. Получили 192 цыплёнка.

1. Сколько типов гамет образует курица?

А) 1Б) 2В) 3Г) 4

2. Сколько разных генотипов будет у цыплят?

А) 1Б) 2В) 4 Г)16

3. Сколько цыплят будут с оперёнными ногами?

А) 192 Б) 144В) 96Г) 48

4. Сколько цыплят будет с оперёнными ногами и простыми гребнями?

А) 192 Б) 144 В) 96 Г) 48

5. Сколько разных фенотипов будет у гибридов?

А) 1 Б) 2 В) 3 Г) 4

Вариант 3.

У кур укороченные ноги доминируют над нормальными, а гребень розовидной формы - над простым. В результате скрещивания гетерозиготной по этим признакам курицы и петуха с нормальными ногами и простым гребнем получено 80 цыплят.

1. Сколько разных типов гамет может образовать курица?

А) 1Б) 2 В) 3 Г) 4

Сколько разных типов гамет может образоваться у петуха?

А) 1Б) 2В) 3Г) 4

Сколько различных генотипов будет у гибридов?

А) 4Б) 8 В) 12 Г) 16

Сколько цыплят будет с нормальными ногами и простым гребнем?

А) 80Б) 60В) 40Г) 20

Сколько цыплят будет с розовидными гребнями?

А) 80 Б) 60 В) 40 Г) 20

Вариант 4.

У коров комолость (безрогость) доминирует над рогатостью, а чёрная масть - над рыжей. Чистопородного комолого быка чёрной масти скрестили с дигетерозиготными коровами. Получили 64 телёнка.

1. Сколько разных типов гамет образует бык?

А) 1 Б) 2 В) 3 Г) 4

2.Сколько разных типов гамет образует корова?

А) 1 Б) 2 В) 3 Г) 4

3.Сколько различных фенотипов образуется при этом скрещивании?

А) 1 Б) 4 В) 8 Г) 16

4.Сколько различных генотипов будет у телят?

А) 1 Б) 2 В) 3 Г) 4

5.Сколько будет комолых чёрных дигетерозиготных телят?

А) 64 Б) 48 В) 32 Г) 16

ОТВЕТЫ:

Вариант 1

Вариант

2

Вариант

3

Вариант

4

1. г

2. б

3. г

4. б

5. в

1. г

2. в

3. а

4. в

5. б

1. г

2. а

3. а

4. г

5. в

1. а

2. г

3. а

4. г

5. г

Задачи на моногибридное скрещивание.

Задача 1.

Какие пары наиболее выгодно скрещивать для получения платиновых лисиц, если платиновость доминирует над серебристостью, но в гомозиготном состоянии ген платиновости вызывает гибель зародыша?

Ответ: наиболее выгодно скрещивать серебристых и платиновых гетерозиготных лисиц.

Задача 2.

При скрещивании двух белых тыкв в первом поколении ¾ растений были белыми, а ¼ - желтыми. Каковы генотипы родителей, если белая окраска доминирует над желтой?

Ответ: родительские растения гетерозиготны.

Задачи на дигибридное скрещивание.

Задача 3.

Если женщина с веснушками (доминантный признак) и волнистыми волосами (доминантный признак), у отца которой были прямые волосы и не было веснушек, выйдет замуж за мужчину с веснушками и прямыми волосами (оба его родителя с такими же признаками), то какими могут быть у них дети?

Ответ: все дети в этой семье будут с веснушками, а вероятность рождения их с прямыми и волнистыми волосами - по 50%

Задача 4.

Каковы генотипы родительских растений, если при скрещивании красных томатов (доминантный признак) грушевидной формы (рецессивный признак) с желтыми шаровидными получилось: 25% красных шаровидных, 25% красных грушевидных, 25% желтых шаровидных, 25% желтых грушевидных?

Ответ: генотипыродительских растений Аавв и ааВв.

Задачи на неполное доминирование.

Задача 5.

При скрещивании между собой чистопородных белых кур потомство оказывается белым, а при скрещивании черных кур - черным. Потомство от белой и черной особи оказывается пестрым. Какое оперение будет у потомков белого петуха и пестрой курицы?

Ответ: половина цыплят будет белых, а половина пестрых

Задача 6.

Растения красноплодной земляники при скрещивании между собой всегда дают потомство с красными ягодами, а растения белоплодной земляники - с белыми. В результате скрещивания этих сортов друг с другом получаются розовые ягоды. Какое возникнет потомство при скрещивании между собой гибридов с розовыми ягодами?

Ответ: половина потомков будет с розовыми ягодами и по 25% с белыми и красными.

Задачи на наследование групп крови.

Задача 7.

Какие группы крови могут быть у детей, если у обоих родителей 4 группа крови?

Ответ: вероятность рождения детей с 4 группой крови - 50%, со 2 и 3 - по 25%.

Задача 8.

Можно ли переливать кровь ребёнку от матери, если у неё группа крови АВ, а у отца - О?

Ответ: нельзя.

Задача 9.

У мальчика 4 группа крови, а у его сестры - 1. Каковы группы крови их родителей?

Ответ: 2 и 3.

Задача 10.

В родильном доме перепутали двух мальчиков (Х и У). У Х - первая группа крови, у У - вторая. Родители одного из них с 1 и 4 группами, а другого - с 1 и 3 группами крови. Кто чей сын?

Ответ: у Х родители с 1 и 3 группами, у У - с 1 и 4.

Задачи на наследование, сцепленное с полом.

Задача 11.

У попугаев сцепленный с полом доминантный ген определяет зелёную окраску оперенья, а рецессивный - коричневую. Зелёного гетерозиготного самца скрещивают с коричневой самкой. Какими будут птенцы?

Ответ: половина самцов и самок будут зелеными, половина - коричневыми.

Задача 12.

У дрозофилы доминантный ген красной окраски глаз и рецессивный белой окраски глаз находятся в Х - хромосоме. Какой цвет глаз будет у гибридов первого поколения, если скрестить гетерозиготную красноглазую самку и самца с белыми глазами?

Ответ: вероятность рождения самцов и самок с разным цветом глаз - по 50%.

Задача 13.

У здоровых по отношению к дальтонизму мужа и жены есть

сын, страдающий дальтонизмом, у которого здоровая дочь, здоровая дочь, у которой 2 сына: один дальтоник, а другой - здоров, здоровая дочь, у которой пятеро здоровых сыновей

Каковы генотипы этих мужа и жены?

Ответ: генотипы родителей ХD Хd, ХD У.

Задача 14.

Кошка черепаховой окраски принесла котят черной, рыжей и черепаховой окрасок. Можно ли определить: черный или рыжий кот был отцом этих котят?

Ответ: нельзя.

Занимательные генетические задачи

Задача 1. « Сказка про драконов»

У исследователя было 4 дракона: огнедышащая и неогнедышащая самки, огнедышащий и неогнедышащий самцы. Для определения способности к огнедышанию у этих драконов им были проведены всевозможные скрещивания:

Огнедышащие родители - всё потомство огнедашащее. Неогнедышащие родители - всё потомство неогнедышащее. Огнедышащий самец и неогнедышащая самка - в потомстве примерно поровну огнедышащих и неогнедышащих дракончиков. Неогнедышащий самец и огнедышащая самка - всё потомство неогнедышащее.

Считая, что признак определяется аутосомным геном, установите доминантный аллель и запишите генотипы родителей.

Задача 2. «Консультант фирмы «Коктейль»

Представьте себе, что вы - консультант небольшой фирмы «Коктейль», что в буквальном переводе с английского означает «петушиный хвост». Фирма разводит экзотические породы петухов ради хвостовых перьев, которые охотно закупают владельцы шляпных магазинов во всём мире. Длина перьев определяется геном А (длинные) и а (короткие), цвет: В - чёрные, в - красные, ширина: С - широкие, с - узкие. Гены не сцеплены. На ферме много разных петухов и кур со всеми возможными генотипами, данные о которых занесены в компьютер. В будущем году ожидается повышенный спрос на шляпки с длинными чёрными узкими перьями. Какие скрещивания нужно провести, чтобы получить в потомстве максимальное количество птиц с модными перьями? Скрещивать пары с абсолютно одинаковыми генотипами и фенотипами не стоит.

Задача 3. «Контрабандист»

В маленьком государстве Лисляндии вот уже несколько столетий разводят лис. Мех идёт на экспорт, а деньги от его продажи составляют основу экономики страны. Особенно ценятся серебристые лисы. Они

считаются национальным достоянием, и перевозить через границу строжайше запрещено. Хитроумный контрабандист, хорошо учившийся в школе, хочет обмануть таможню. Он знает азы генетики и предполагает, что серебристая окраска лис определяется двумя рецессивными аллелями гена окраски шерсти. Лисы с хотя бы одним доминантным аллелем - рыжие. Что нужно сделать, чтобы получить серебристых лис на родине контрабандиста, не нарушив законов Лисляндии?

Задача 4. «Расстроится ли свадьба принца Уно?»

Единственный наследный принц Уно собирается вступить в брак с прекрасной принцессой Беатрис. Родители Уно узнали, что в роду Беатрис были случаи гемофилии. Братьев и сестёр у Беатрис нет. У тёти Беатрис растут два сына - здоровые крепыши. Дядя Беатрис целыми днями пропадает на охоте и чувствует себя прекрасно. Второй же дядя умер ещё мальчиком от потери крови, причиной которой стала глубокая царапина. Дяди, тётя и мама Беатрис - дети одних родителей. С какой вероятностью болезнь может передаться через Беатрис королевскому роду её жениха?

Задача 5. «Царские династии»

Предположим, что у императора АлександраΙ в У-хромосоме была редкая мутация. Могла ли эта мутация быть у:

а) Ивана Грозного б) Петра Ι в) Екатерины ΙΙ г) Николая ΙΙ?

Решение:

· Ввиду принадлежности к женскому полу, мы сразу вычеркнем Екатерину ΙΙ.

· Ивана Грозного вычеркнем тоже - он представитель рода Рюриковичей и к династии Романовых не принадлежал.

· Провинцал. немецкий герцог и Анна (дочь Петра Ι)

↓

Петр ΙΙΙ и Екатерина ΙΙ

↓

Павел Ι

↓ ↓

Александр Ι Николай Ι

↓

Александр ΙΙ

↓

Александр ΙΙΙ

↓

Николай ΙΙ

Ответ: могла у Николая ΙΙ

Задача 6. «Листая роман «Война и мир»

Предположим, что в Х - хромосоме у князя Николая Андреевича Болконского была редкая мутация. Такая же мутация была и у Пьера Безухова. С какой вероятностью эта мутация могла быть у:

а) Наташи Ростовой

б) у сына Наташи Ростовой

в) сына Николая Ростова

г) автора «Войны и мира»

Ответ:

· Андрей Болконский не получил от отца Х-хромосомы. Его жена не была родственницей ни Болконских ни Безуховых. Следовательно, у сына князя Андрея мутации нет.

· Наташа Ростова вышла замуж за Пьера Безухова. Пьер передал свою хромосому своим дочерям, но не сыновьям. Следовательно, дочери Наташи Ростовой получили мутацию, а сыновья - нет.

· Сын Николая Ростова получил свою Х - хромосому от матери - дочери старого князя Болконского (из 2 хромосом княжны Марьи мутация была только в одной => она передала Х - хромосому своему сыну с вероятностью 50%)

· Лев Николаевич: действие романа заканчивается за несколько лет до рождения Толстого, на страницах романа сам автор не появляется. Но: отцом писателя был отставной офицер граф Николай Ильич Толстой, а мать - урожденная Волконская => прототипами родителей писателя были Николай Ростов и его жена, урожденная Мария Болконская. Их будущий сын Лев получит мутацию с вероятностью 50%.

Задача 7. «Спор Бендера и Паниковского»

Два соседа поспорили: как наследуется окраска у волнистых попугайчиков? Бендер считает, что цвет попугайчиков определяется одним геном, имеющим 3 аллеля: Со - рецессивен по отношению к двум другим, Сг и Сж кодоминантны Поэтому у попугайчиков с генотипом Со Со - белый цвет, Сг Сг и Сг Со - голубой, Сж Сж и Сж Со - жёлтый цвет и Сг Сж - зелёный цвет. А Паниковский считает, что окраска формируется под действием двух взаимодействующих генов А и В. Поэтому попугайчики с генотипом А*В* - зелёные, А* вв - голубые, ааВ* - жёлтые, аавв - белые.

Они составили 3 родословные:

1. P : З х Б 2. P : З х З 3. P : З х Б

F1 : З, Б F1 : Б F1 :Г, Ж, Г, Г, Ж, Ж, Ж, Г, Ж

Какие родословные могли быть составлены Бендером, какие - Паниковским?

Ответ: родословные 1 и 2 могли быть составлены

Паниковским, а родословная 3 - Бендером