Молекулярный уровень егэ биология

Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

Пройти тестирование по этим заданиям

Уровни организации живого

Видео урок

Схема

Теория

Под уровнем организации живой материи понимают то функциональное место, которое данная биологическая структура занимает в общей системе организации мира.

Молекулярно-генетический (молекулярный) уровень

Биологическая система

Биологические макромолекулы (нуклеиновые кислоты, белки, углеводы) и другие вещества (липиды, АТФ и т.п.)

Элементарные процессы

Распад и синтез макромолекул в клетке, самосборка и матричное копирование макромолекул, генные мутации и т.д.

Характеристика

На этом уровне элементарной структурной единицей является ген (участок ДНК), а ДНК — носитель наследственной информации у всех живых организмов. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ превращение энергии, передача наследственной информации.

Субклеточный уровень

Биологическая система

Органоиды

Элементарные процессы

Деление полуавтономных органоидов (митохондрии, пластиды), сборка органоидов и т.д.

Характеристика

На уровне субклеточных (надмолекулярных) структур изучают строение и функции органоидов (хромосом, митохондрий, рибосом и др.), а также включений клетки.

Клеточный уровень

Биологическая система

Клетка

Элементарные процессы

Жизненный цикл клетки. Митоз. Мейоз. Амитоз. Метаболизм и т.д.

Характеристика

Клетка — основная струк­турно-функциональная единица всех жи­вых организмов, элементарная живая система, единица размножения и развития всех живых организмов, обитающих на Земле. Минимальная единица, которой присущи все свойства живого.

Тканевый уровень

Биологическая система

Ткань

Элементарные процессы

Регенерация ткани, дифференциация, специализация. и т.д.

Характеристика

Ткань – совокупность сходных по строению клеток и межклеточного вещества, объединенных выполнением общей функции. Этот уровень присутствует только у многоклеточных организмов

Органный уровень

Биологическая система

Орган

Элементарные процессы

Процессы, связанные с функциями органов: пищеварение, газообмен и т.д.

Характеристика

Орган – структурно-функциональное объединение нескольких типов тканей.

Организменный уровень

Биологическая система

Особь

Элементарные процессы

Процессы онтогенеза (индивидуальное развитие), включающие процессы эмбрионального и постэмбрионального развития, обмен веществ, размножение и т.д.

Характеристика

Организм — целостная одноклеточная или многоклеточная живая система, способная к самостоятельному существованию. Многоклеточный организм образован совокупностью тканей и органов, специализированных на выполнении различных функций.

Популяционно-видовой уровень

Биологическая система

Популяция и вид

Элементарные процессы

Процессы, приводящие к видообразованию: дрейф генов, популяционные волны, дивергенция и т.д.

Характеристика

Популяция – это совокупность организмов одного и того же вида, достаточно долго проживающих на определенной территории и полностью или частично изолированные от других популяций. Вид – совокупность схожих особей, имеющих общее происхождение, свободно скрещивающихся между собой и дающие плодовитое потомство.

Биоценотический (экосистемный, биогеоценотический) уровень

Биологическая система

Биоценоз

Элементарные процессы

Круговорот веществ и энергии, межвидовые взаимодействия, передача энергии по цепям питания, сукцессии и т.д.

Характеристика

Экосистема — биологическая система (биогеоценоз), состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними

Биосферный уровень

Биологическая система

Биосфера

Элементарные процессы

Глобальный круговорот веществ и превращение энергии и т.д.

Характеристика

Биосфера – оболочка Земли, заселенная живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности совокупность всех биогеоценозов, включает все явления жизни на Земле. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов.

Термины

Отработать термины по теме «Уровни организации живого»

Список использованных источников

ЕГЭ. Биология. Пошаговая подготовка / Ю.А. Садовниченко. — Москва : Эксмо, 2015. — 320 с

Биология (Общие закономерности). 10 кл. : учебное пособие к элективному курсу для общеобразоват. организаций (углублённый уровень) / А.А. Вахрушев, М.А. Корженевская, А.П. Пуговкин, Н.А. Пуговкина, П.М. Скворцов. – М . : Баласс, 2015. – 400 с.: ил. (Образовательная система «Школа 2100»).

Просмотров: 55687

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания,
берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта
готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием
сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом
администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта
и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы
принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без
письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой
зрения авторов.

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Сборник задачпо молекулярной биологииУЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Учебное пособие предназначено для учеников старших классов и призвано оказывать помощь при подготовке к ЕГЭ по биологии. Также может использоваться учителями средних общеобразовательных школ в процессе преподавания соответствующих разделов биологии.

Предисловие

Раздел «Молекулярная биология» является одним из сложных для понимания в школьном курсе общей биологии. Облегчению усвоения этих разделов может способствовать решение задач по молекулярной биологии разных уровней сложности.

Использование таких задач развивает у школьников логическое мышление и позволяет им глубже понять учебный материал по этой теме, дает возможность преподавателям осуществлять эффективный контроль уровня усвоенных учащимися знаний. Задачи составлены в соответствии с программой по биологии для общеобразовательных и профильных классов, а также с программой для поступающих в высшие учебные заведения.

В пособие включены задачи, взятые из имеющихся пособий, тестов ЕГЭ, а также задачи, разработанные учителем. Заимствованные из других пособий задачи представлены или без изменений, или – в незначительной модификации.

В предлагаемом пособии рассматриваются общие принципы решения и оформления задач, включает более 100 задач всех типов разных уровней сложности. Для типовых задач и задач повышенной сложности приводятся решения. Значительную часть занимают задачи, которые чаще всего встречаются на экзаменах по биологии. 

Пособие рассчитано на тех, кто уже обладает знаниями молекулярной биологии в объеме курса средней школы и предназначено старшеклассникам для подготовки к ЕГЭ по биологии. Также может быть использовано учителями средней школы в процессе преподавания соответствующих разделов биологии.

^ Задачи по молекулярной биологииМолекулярная масса, состав белков инуклеиновых кислот.

Как биополимеры, белки характеризуются высокой молекулярной массой (от 6000 до 1000000 и выше). Такие белки содержат в своем составе от 50 до 8000 и более аминокислотных остатков. Приблизительное количество аминокислотных остатков в белке можно определить путем деления молекулярной массы белка на среднюю 

молекулярную массу одного аминокислотного остатка, принимаемую за 100 атомных единиц массы Задача №1. Альбумин сыворотки крови человека имеет молекулярную массу 68400. Определите количество аминокислотных остатков в молекуле этого белка?Решение: определяем общее количество аминокислотных остатков, принимая среднюю молекулярную массу одного аминокислотного остатка за 100 (а.е.м.)

68400 : 100 = 684 аминокислот

Ответ: 684 аминокислот в молекуле альбумина.^ Задача №2. Известна молекулярная масса трех видов белков: а) 3600; б) 4800; в) 72000. Определите количество аминокислотных остатков в молекуле этого белка?

Молекулярную массу можно определить по содержанию того или иного компонента. Многие сложные белки содержат в своем составе один или несколько атомов металла (Fe, Zn, Си и др.). Молекулярную массу низкомолекулярных белков можно вычислить по данным аминокислотного состава. В этом случае выбирают ту аминокислоту, содержание которой в белке минимально. По данным элементарного и аминокислотного состава вначале вычисляют минимальную молекулярную массу по формуле:

^ М.м = А : В × 100%, где М.м — минимальная молекулярная масса белка, А — атомная или молекулярная масса компонента, В- процентное содержание компонента.

Зная число атомов металла или аминокислотных остатков в молекуле, можно рассчитать истинную молекулярную массу данного белка, умножив минимальную молекулярную массу на число компонентов.

^ Задача №3. Гемоглобин крови человека содержит 0,34% железа. Вычислите минимальную молекулярную массу гемоглобина. Решение: Атомная масса железа 56. Поскольку в гемоглобине содержится один атом железа, то минимальную молекулярную массу белка можно рассчитать, составив пропорцию:

0,34 части Fe — 100 части гемоглобина 

56 частей- Х

М.м = ( 56 × 100) : 0,34 или сразу по формуле М.м = 56 : 0,34 × 100%

Ответ: 16470 молекулярная масса гемоглобина^ Задача №4. Белок содержит 0,5% глицина. Чему равна минимальная молекулярная масса этого белка, если М.м глицина = 75? Сколько аминокислотных остатков в этом белке?Решение:

М.м = 75 : 0,5 × 100% = 15000

15000 : 100 = 150

Ответ: 150 аминокислот в этом белке.

Молекула ДНК состоит из двух правильно закрученных спиральных цепей (полинуклеотидов).Цепи между собой комплементарны, т. е. дополняют друг друга. Комплементарность выражается в следующем: водородные связи идут от аденина и гуанина одной цепи соответственно к тимину и цитозину другой цепи, и наоборот. Принцип комплементарности имеет большое значение для понимания самоудвоения ДНК и транскрипции РНК. 

^ Важное значение имеют закономерности в количественном соотношении нуклеотидов в молекуле ДНК, которые известны в виде правил Чаргаффа:1) А = Т; 2) Г = Ц; отсюда следует, что А : Т = 1 и Г : Ц = 1 ^ Задача №5. В молекуле ДНК на долю нуклеотидов с гуанином приходится 20%. Определите процентное соотношение других нуклеотидов в этой ДНК.Решение: Используем правила Чаргаффа: Г = Ц = 20% 

А + Т = 100 – (20 + 20)

А + Т = 60%, А = Т = 30%

^ Ответ: Ц =Г=20%, А=Т=30%.Задача №6. Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность ЦЦАТАГЦ. Определите нуклеотидную последовательность второй цепи и общее число водородных связей, которые образуются между двумя цепями ДНК. Объясните полученные результаты. Решение:

1) 1 цепь ДНК: ЦЦАТАГЦ

2 цепь ДНК: ГГТАТЦГ

2) между нуклеотидами А и Т образуются 2 водородные связи, всего связей 3 х 2 =6

3) между нуклеотидами Г и Ц образуются 3 водородные связи, число связей 4 х 3 = 12.

4) общее число связей между двумя цепями 12 + 6 = 18.

Ответ: 18 водородных связей.Задача №7. Сколько и каких видов свободных нуклеотидов потребуется при редупликации молекулы ДНК, в которой количество А = 600 тыс., Г = 2400 тыс.?Ответ: Столько же нуклеотидов, сколько их содержится в редуплицирующейся ДНК: 

А = 600тыс, то Т = 600тыс. Г = 2400 тыс,, то Ц = 2400 тыс., всего 6 млн.

^ Задача №8. В молекуле ДНК содержится 70 нуклеотидов с тимином (Т). Определите, сколько нуклеотидов с аденином содержат дочерние молекулы ДНК, образующиеся в процессе редупликации, и объясните полученные результаты.Примечание. Расстояние между парами нуклеотидов равно 0,34 нм. Относительная молекулярная масса одного нуклеотида принимается за 345 атомных единиц массы.Задача №9. На фрагменте одной цепи ДНК нуклеотиды расположены в последовательности: ААГТЦТАЦГТАТ. Определите процентное содержание всех нуклеотидов в этом фрагменте ДНК и длину гена.Решение: 

1) 1 цепь ДНК: ААГТЦТАЦГТАТ.

2 цепь ДНК: ТТЦАГАТГЦАТА

) Ц = Г = 4; А = Т = 8.(А + Т) + (Г + Ц) = 24

3) 24 – 100% 

4 — Х

Х = 33,4% (Ц = Г )

4) 100 – (33,4 +33,4) = 33,2 (А + Т), то А = Т = 16,6

5) молекула ДНК состоит из двух цепей, поэтому длина гена равна одной цепи 

12 х 0,34 = 4,08 нм.

Ответ: А =Т = 16,6%, Г = Ц = 33,4. Длина гена – 4,08 нм.^ Задача №10. В молекуле белка содержится 950 нуклеотидов с цитозином, составляющих 20% от общего количества нуклеотидов в этой ДНК. Определите процентное содержание других нуклеотидов, входящих в молекулу ДНК. Какова длина этого фрагмента?Решение: Используем правила Чаргаффа.

1) Ц = Г = 20% 

2) (А + Т) = 100 – (20 +20) = 60%, значит А = Т = 30%

3)Для вычисления количества этих нуклеотидов составляем пропорцию:

20% — 950

30% — Х 

Х = 1425

4)для определения длины ДНК нужно узнать, сколько всего нуклеотидов содержится в одной цепи: 

(950 + 950 + 1425 + 1425) : 2 = 2375, то 2375 х 0,34 = 808 (нм).

Ответ: А = Т = 30%, Г = Ц = 20%, длина фрагмента – 808 нм.^ Задача №11. В молекуле ДНК содержится 1400 нуклеотидов с тимином, составляющих 5% от общего количества нуклеотидов в этой ДНК. Определите процентное содержание других нуклеотидов, входящих в молекулу ДНК. Какова длина этого фрагмента?Решение: 

1) Т = А = 5% = 1400 нуклеотидов, их сумма А + Т = 2800 нуклеотидов.

2) (А + Т) = 10%, то (Г + Ц) = 90%, Г = Ц = 45%

3) 5% — 1400

45% — Х

Х= 12600 нуклеотидов Ц и Г

4) (2800 + 25200) : 2 = 14000, то 14000 х 0,34 = 4760 нм.

Ответ: Г = Ц = 45% = 12600 нуклеотидов; А =Т = 5% = 1400 нуклеотидов; длина фрагмента – 4760 нм.^ Задача №12. В молекуле ДНК содержится 1100 нуклеотидов с аденином, что составляет 10% от общего количества нуклеотидов в этой ДНК. Определите, сколько нуклеотидов с тимином, гуанином, цитозином содержится в отдельности в молекуле ДНК, и объясните полученный результат.^ Задача №13. Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 69000, из них 8625 приходится на долю нуклеотида с аденином. Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК. Определите длину этого фрагмента.Решение: 

1) определяем количество нуклеотидов в ДНК, зная, что относительная молекулярная масса одного нуклеотида принимается за 345 а.е.м. 

69000 : 345 = 200 (нуклеотидов в ДНК)

2) 200 нуклеотидов в двух цепях, значит в одной –100, то100 х 0,34 = 34 (нм)

3) определяем количество адениловых нуклеотидов 8625 : 345 = 25 (А), 

значит А = Т = 25 нуклеотидов, Г = Ц = (200 – 50): 2= 75 нуклеотидов.

Ответ: А = Т = 25 нуклеотидов, Г = Ц = 75 нуклеотидов Длина фрагмента 34 нм.^ Задача №14. Одна из цепей ДНК имеет молекулярную массу 34155. Определите количество мономеров белка, запрограммированного в этой ДНК.Решение:

34155 : 345 (молекулярная масса одного нуклеотида) = 99 нуклеотидов содержится в ДНК.

99 : 3 = 33 триплета в ДНК кодируют 33 аминокислоты белка.

Ответ: 33 аминокислоты^ Обмен веществ и превращение энергии. Энергетический обмен.Задача №15. Какие продукты образуются и сколько молекул АТФ запасается в клетках дрожжей при спиртовом брожении в результате расщепления 15 молекул глюкозы?. Ответ поясните.Решение: 

1) Расщепление глюкозы в клетках дрожжей происходит по пути спиртового брожения, продуктами которого являются этиловый спирт и углекислый газ

2) одна молекула глюкозы расщепляется с образованием 2-х молекул АТФ, следовательно из 15 молекул глюкозы образуется 30 молекул АТФ.

Ответ: этиловый спирт и углекислый газ, 30 молекул АТФ^ Задача №16. В процессе гликолиза образовалось 42 молекулы пировиноградной кислоты. Какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образуется при полном окислении?Решение:

1) При гликолизе одна молекула глюкозы расщепляется с образованием 2-х молекул пировиноградной кислоты (ПВК), следовательно, гликолизу подверглось 42 : 2= 21 молекул глюкозы;

2) При полном окислении одной молекулы глюкозы (бескислородный и кислородный этапы) образуется 38 молекул АТФ;

3) При окислении 21 молекулы образуется 21 х 38 = 798 молекул АТФ.

Ответ: 21 молекул глюкозы; 798 молекул АТФ^ Задача №17. Сколько молекул АТФ будет синтезироваться в клетках эукариот при полном окислении фрагмента молекулы крахмала, состоящего из 70 остатков глюкозы? Ответ поясните.Решение:

1) Крахмал под действием гидролитических ферментов расщепляется в лизосоме до менее сложных органических веществ (мономеров) – глюкозы. В данном случае образуется 70 молекул ;

2) При полном окислении одной молекулы глюкозы (в митохондрии) синтезируется 38 молекул АТФ;

3) При окислении 70 молекул глюкозы синтезируется 

70 х 38 = 2660 молекул АТФ

Ответ: 2660 молекул АТФ^ Задача № 18. В процессе энергетического обмена произошло расщепление 7 моль глюкозы, из которых полному расщеплению подверглось только 2. Определите:

а) сколько моль пировиноградной кислоты и СО2 при этом образовалось;
б) сколько АТФ при этом синтезировано;
в) сколько энергии запасено в этих молекулах АТФ;
г) сколько израсходовано моль О2?

Решение:

1) из 7 моль глюкозы 2 подверглись полному расщеплению, 5- неполному. 

2) 5 С

6Н12О6 → 5 × 2 С3Н4О3 + 5 × 2 АТФ (неполное расщепление 5 моль глюкозы) = 10 моль АТФ

3) 2 С

6Н12О6 + 2 × 6 О2 → 2 × 6 СО2 + 2 × 6 Н2О + 2 × 38 АТФ (полное расщепление = 76 моль АТФ 
4) суммируем количество АТФ: 10 + 76 = 86 моль АТФ

5) определяем количество энергии в молекуле АТФ:

86 х 40 кДж = 3440 кДж.

Ответ а) 10 моль С3Н4О3 и 12 моль СО2; б) 86 молекул АТФ; в) 3440 кДж энергии; г) 12 моль О2^ Задача №19. В результате энергетического обмена в клетке образовалось 5 моль пировиноградной 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:

С

6Н12О6 → 2 С3Н4О3 + 2 АТФ 

2,5 С

6Н12О6 → 2,5 × 2 С3Н4О3 + 2,5 × 2 АТФ

С

6Н12О6 + 6 О2 → 6 СО2 + 6 Н2О + 38 АТФ 

4,5 С

6Н12О6 + 4,5 × 6 О2 → 4,5 × 6 СО2 + 4,5 × 6 Н2О + 4,5 × 38 АТФ Ответ: 

а) 7 моль С

6Н12О6;
б) 4,5 моль – полному расщеплению, 2,5 – гликолизу;
в) (2,5 × 2 + 4,5 × 38) × 40 = 7040 (кДж);
г) 27 моль О2.Задача № 20. В процессе диссимиляции произошло расщепление 17 моль глюкозы, из которых кислородному расщеплению подверглись 3 моль. Определите:

а) сколько молей пировиноградной кислоты и СО2 при этом образовано;
б) сколько АТФ при этом синтезировано;
в) сколько энергии запасено в этих молекулах АТФ;
г) сколько израсходовано моль О2?

Ответ: а) 28 моль ПВК, 18 моль СО2; б) 142; в) 5680 кДж; г)18.Задача № 21. Мышцы ног при беге со средней скоростью расходуют за 1 мин 24 кДж энергии. Определите:

а) сколько всего граммов глюкозы израсходуют мышцы ног за 25 мин бега, если кислород доставляется кровью к мышцам в достаточном количестве;
б) накопится ли в мышцах молочная кислота?

Решение:

Х = 600 × 180 : 1520 = 71 (г)

Ответ: 

а) 71 г;
б) нет, т.к. кислорода достаточно.

^ Задача № 22. Бегун расходует за 1 мин 24 кДж энергии. Сколько глюкозы потребуется для бега с такими затратами, если 50 мин в его организме идет полное окисление глюкозы, а 10 мин – гликолиз?Решение:

Х = 240 × 180 : 80 = 540 (г)

У = 25 × 50 × 180 : 1520= 142 (г)

3) 540 + 142 = 682 (г)

Ответ: 682 г^ Пластический обмен. Биосинтез белка.

Информация о структуре белков записана и хранится в ДНК в виде определенной последовательности нуклеотидов. Участок молекулы ДНК, кодирующий синтез белковой молекулы определенной структуры, называется геном. Система зашифровки наследственной информации, а точнее, аминокислотной последовательности индивидуальных белков в молекуле ДНК называется генетическим кодом. При решении задач по синтезу белка надо использовать таблицу генетического кода и учитывать свойства генетического кода. 

Примечание: Молекулярная масса одной аминокислоты в среднем 100, одного нуклеотида – 35а.е.м.Таблица генетического кода.Задача № 23. Что тяжелее: белок или его ген?Решение:

Пусть х – количество аминокислот в белке, тогда масса этого белка – 100х; молекулярная масса одного аминокислотного остатка -100.

Код триплетен — количество нуклеотидов в гене, кодирующем этот белок – 3х, масса этого гена – 345 × 3х. (Относительная молекулярная масса одного нуклеотида – 345 а.е.м.). 

100х < 345 × 3х

Ответ: ген тяжелее белка^ Задача №24. Какова молекулярная масса гена (двух цепей ДНК), если в одной цепи его запрограммирован белок с молекулярной массой 2400?Решение:

1. 
   2400 : 100 (молекулярная масса одной аминокислоты) = 24 аминокислоты в белке
2. 
   24 х 3 = 72 нуклеотида в одной цепи ДНК
3. 
   72 х 345 = 24840 – молекулярная масса одной цепи гена, то двух цепей гена 24840 х 2 = 49680

Ответ: 49680 а.е.мЗадача №25. Одна из цепей ДНК имеет молекулярную массу 34155.Определите количество мономеров белка, запрограммированного в этой ДНК Решение:

1.34155 : 345 (молекулярная масса одного нуклеотида) = 99 нуклеотидов содержится в ДНК

2. 99 : 3 = 33 триплета в ДНК кодируют 33 аминокислоты (мономера) белка.

Ответ: 33.Задача №26. Молекулярная масса белка 48000. Определите длину соответствующего гена. Решение:

1. Белок состоит из 48000 : 100 = 480 аминокислот;

2. Одна из цепей гена, несущая программу белка, должна состоять из 480 триплетов, или 480 х 3 = 1 440 нуклеотидов

3. Длина этой цепи ДНК – 1 440 х 0,34 нм = 489,6нм, такова же длина гена (двухцепочечного участка ДНК).

Ответ: длина гена – 489,6нм. ^ Задача №27. Участок одной из цепей ДНК имеет следующую последовательность:

ТГАТТУГГААГЦАГГЦЦ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепи.

Решение:

Согласно принципу комплементарности последовательность нуклеотидов во второй цепи ДНК будет следующей:

1 цепь ДНК: ТГАТТАГГААГЦАГГЦЦ

2 цепь ДНК: АЦТААТЦЦТТЦГТЦЦГГ

^ Задача №28. Одна из цепей ДНК с последовательностью нуклеотидов ЦТТГЦАТАААА используется в качестве матрицы для синтеза и-РНК. Какую последовательность нуклеотидов будет иметь и-РНК?Решение:

Цепь ДНК: ЦТТГЦАЦААА

Цепь и-РНК: ГААЦГУГУУУ

^ Задача №29.Содержание нуклеотидов в цепи и-РНК следующее: 34% гуанина, 18% урацила, 28% цитозина, 20% аденина. Определите процентный состав азотистых оснований в участке ДНК, являющегося матрицей для данной и-РНК.Решение:

Очевидно, что 34% гуанина в и-РНК в считаемой цепи ДНК будет составлять 34% цитозина, соответственно 18% урацила — 18 % аденина, 28% цитозина — 28% гуанина, 20% аденина – 20% тимина ( по принципу комплементарности оснований нуклеотидов). Суммарно А + Т и Г + Ц в считаемой цепи будет составлять :

А +Т = 18% + 20% = 38%; Г + Ц = 28% + 34% = 62%.

В некодируемой цепи (ДНК – двухцепочечная молекула) 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 комплементарных оснований будет поровну, т.е. аденина и тимина – по 19%, гуанина и цитозина по 31%. 

Задача №30. Содержание нуклеотидов в цепи и-РНК следующее: аденилового – 27%, гуанилового – 35%, цитидилового – 18%, урацилового – 20%. Определите процентный состав нуклеотидов участка молекулы ДНК (гена), являющегося матрицей для этой и-РНК.^ Задача № 31. Последовательность нуклеотидов в начале гена, хранящего информацию о белке инсулине, начинается так: А–А–А–Ц–А–Ц–Ц–Т–Г–Ц–Т–Т–Г–Т–А–Г–А–Ц

Напишите последовательности аминокислот, которой начинается цепь инсулина.

Решение:

Задание выполняется с помощью таблицы, в которой нуклеотиды в и-РНК соответствуют аминокислотным остаткам.

Ответ: фен– вал – асп – глу – гис – лей^ Задача № 32. Молекула ДНК распалась на две цепочки. Одна из них имеет строение:

ТАГ АЦТ ГГТ АЦА ЦГТ ГГТ. Какое строение будет иметь вторая молекула ДНК, когда указанная цепочка достроится до полной двухцепочечной молекулы?

^ Задача №33. Последовательность нуклеотидов в фрагменте и-РНК следующая: УУЦУУАЦЦЦЦАУЦГЦААЦГГУ. Определите аминокислоты, информация о последовательности которых записана в и-РНК, антикодоны т-РНК, фрагмент гена, кодирующего данный участок молекулы белка.Решение:

1) Указанные триплеты нуклеотидов кодируют и определяют последовательность следующих аминокислот: Фен –Лей – Про – Гис – Арг – Асн – Гли

2) Антикодоны т-РНК: ААГ, ААУ, ГГГ, ГУА, ГЦГ, УУГ, ЦЦА.

3) Последовательность триплетов в фрагменте гена, т.е. ДНК: ААГААТГГГГТАГЦГТТГЦЦА

Задача №34. Определите первичную структуру синтезируемого белка, если участок цепи ДНК имеет следующую структуру: АЦА АТА ААА ГТТ ЦГТ….^ Задача №35. Фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность: ЦГТТГГГЦТАГГЦТТ. 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.Решение:

1. Нуклеотидная последовательность участка и-РНК — ГЦААЦЦЦГАУЦЦГАА

2. Нуклеотидная последовательность антикодона ЦГА (третий триплет) соответствует кодону на и_РНК ГЦУ;

3. По таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота АЛАНИН, которую будет переносить данная т-РНК. 

^ Задача №36. Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК – матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на котором синтезируется участок центральной петли т-РНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов –АТАГЦТГААЦГТАЦТ-. 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.^ Задача №37 В биосинтезе полипептида участвуют молекулы т-РНК с антикодонами УАЦ, УУУ, ГЦЦ, ЦАА в данной последовательности. Определите последовательность нуклеотидов на и-РНК, ДНК и последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка, используя таблицу генетического кода.Решение:

Последовательность на и-РНК: АУГАААЦГГГУУ

Фрагмент цепи ДНК: ТАЦТТТГЦЦЦАА

аминокислотная последовательность: мет-лиз-арг-вал.

Задача № 38. В биосинтезе полипептида участвовали молекулы т-РНК с антикодонами УУА, ГГЦ, ЦГЦ, АУУ, ЦГУ. Определите нуклеотидную последовательность участка каждой цепи молекулы ДНК, который несет информацию о синтезируемом полипептиде, и число нуклеотидов, содержащих аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г), цитозин (Ц) в двуцепочечной молекуле ДНК.Решение:

1.Антикодоны т-РНК комплементарны кодонам и-РНК, а последовательность нуклеотидов и-РНК комплементарна одной из цепей ДНК

2. Участок одной цепи ДНК – ТТАГГЦЦГЦАТТЦГТ, 

состав второй цепи ДНК – ААТЦЦГГЦГТААГЦА

3.Число нуклеотидов: А – 7, Т – 7, Г – 5, Ц – 8.

Задача № 39. Начало цепи одной из фракций гистона, выделенного из тимуса быка, имеет следующую аминокислотную последовательность: Ала — Apr — Тре — Лиз -. Какова возможная структура начальных фрагментов и-РНК и двухцепочечной ДНК?Решение: По таблице генетического кода находим, что указанные аминокислоты гистона кодируются триплетами: ГЦЦ-ЦГЦ-АЦЦ-ААГ. По принципу комплементарности устанавливаем строение соответствующего участка молекулы ДНК.

Цепь и-РНК: ГЦЦ –ЦГЦ- АЦЦ- ААГ

1 цепь ДНК: ЦГГ — ГЦГ – ТГГ- ТТЦ

2 цепь ДНК: ГЦЦ- ЦГЦ — АЦЦ -ААГ 

^ Задача № 40. Фрагмент молекулы адренокортикотропного гормона человека, вырабатываемого передней долей гипофиза, имеет структуру: — Сер — Тир — Сер – Мет-. Определите перечень антикодонов в т-РНК, участвующих в биосинтезе фрагмента АКТГ.^ Задача № 41. У больных серповидной анемией в молекуле гемоглобина глютаминовая кислота замещена на валин. Чем отличается ДНК человека, больного серповидной анемией, от ДНК здорового человека?Решение.

Находим триплеты на и-РНК, кодирующие глютаминовую кислоту и валин, а по ним — нуклеотидный состав ДНК:

Здоровый человек Больной человек
аминокислоты Глу Вал

кодоны и-РНК ГАА ГУУ

ЦТТ ЦАА

состав ДНК : : : : : :

ГАА ГТТ

Задача № 42 Участок молекулы ДНК имеет следующий состав: ГАТГААТАГТГЦТТЦ. Перечислите не менее 3-х последствий, к которым может привести случайная замена 6-го нуклеотида аденина (А) на цитозин (Ц). .Решение:

1) Произойдет генная мутация – изменится кодон второй аминокислоты.

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

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

^ Задача №43.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?^ Задача №44. Последовательность нуклеотидов в цепи ДНК: -ААТГЦАГГТЦАЦТЦАТГ-.В результате мутации одновременно выпадают второй и пятый нуклеотиды. Запишите новую последовательность нуклеотидов в цепи ДНК. Определите по ней последовательность нуклеотидов в и-РНК и последовательность аминокислот в полипептиде. ^ Задача №45. Какое изменение молекулы ДНК сильнее повлияет на строение белка: выпадение одного нуклеотида из триплета или целого триплета?Решение. В качестве примера возьмем какой-либо участок цепи ДНК, несущий информацию о строении определенного пептида, и проанализируем его строение при возможных ситуациях.

а) При нормальном строении цепи ДНК:

Цепь ДНК: АГГ- ТГГ- ЦТЦ-ЦТГ -Г…

Цепь и-РНК: УЦЦ-АЦЦ-ГАГ-ГАЦ-Ц…
Пептид: Сер –Тре-Глу-Асп-

б) При выпадении из цепи ДНК одного нуклеотида. Допустим, выбит первый нуклеотид второго триплета (Т).

Цепь ДНК: -АГГ-ГГЦ-ТЦЦ-ТГГ …

Цепь и-РНК: .УЦЦ-ЦЦГ-АГГ-АЦЦ…

Пептид: — Сер – Про — Apr — Тре —

в) При выпадении целого триплета из цепи ДНК. Допустим, выбит второй триплет 

(-ТГГ-).

Цепь ДНК: -АГГ – ЦТЦ – ЦТГ — Г …

Цепь и-РНК: -УЦЦ – ГАГ – ГАЦ — Ц …

Пептид: — Сер — Глу — Асп —

Таким образом, при выпадении одного нуклеотида из цепи ДНК изменяется полностью аминокислотный состав белковой молекулы. Исключение целого триплета приводит к выпадению лишь одной аминокислоты. При этом последовательность всех остальных аминокислот в белковой цепи сохраняется.

^ Задача №46. Фрагмент одной из цепей ДНК последовательность нуклеотидов: -АТААГТАТГЦЦТ-. Определите последовательность нуклеотидов в и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи.. Что произойдет в полипептиде, если в результате мутации во фрагменте гена выпадет второй триплет нуклеотидов? ^ Задача №47. 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:

1) 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.
2) Каждая аминокислота кодируется одним триплетом, а так как аминокислот 30, следовательно и триплетов 30.

3) Если один триплет состоит из трех нуклеотидов, значит необходимо произвести расчет: 30 х 3 = 90 нуклеотидов. 

Ответ: :Белок состоит из 30 аминокислот, ген, который его кодирует включает в себя 30 триплетов или 90 нуклеотидов.Задача № 48. Гормон окситоцин имеет белковую природу. В процессе трансляции его молекулы участвовало 9 молекул т-РНК. Определите число аминокислот, входящих в состав синтезируемого белка, а также число триплетов и нуклеотидов, которые кодирует этот белок. Ответ поясните.Решение:

1. Одна т-РНК транспортирует одну аминокислоту, следовательно 9 т-РНК. 

2. Число триплетов ДНК равно 9, так как один триплет кодирует одну аминокислоту.

3. Число нуклеотидов – 27, так как код триплетен (9х3).

Задача № 49. Какую длину имеет участок ДНК, в котором закодирована первичная структура инсулина, если молекула инсулина содержит 51 аминокислоту, а один нуклеотид занимает 0,34 нм в цепи ДНК? Какое число молекул т-РНК необходимо для переноса этого количества аминокислот к месту синтеза? (Следует учитывать, что одна т-РНК доставляет к рибосоме одну аминокислоту). Ответ поясните.Решение:

1. Для кодирования одной аминокислоты необходимо 3 нуклеотида, соответственно для 51 аминокислоты – 153 нуклеотида;

2. Участок ДНК из 153 нуклеотидов имеет 52 нм (0,34 х 153);

3. В синтезе участвует 51 молекула т-РНК, одна т-РНК переносит одну аминокислоту.

Задача №50. Какую длину имеет участок молекулы ДНК, кодирующий миоглобин современных животных, если миоглобин содержит одну цепь со 155 аминокислотами, а один нуклеотид занимает 0,34 нм в цепи ДНК ^ Задача №51. Информационная часть и-РНК содержит 120 нуклеотидов. Определите число аминокислот, входящих в кодируемый ею белок, число молекул т-РНК, участвующих в процессе биосинтеза этого белка, число триплетов в участке гена, кодирующих первичную структуру этого белка ( следует учитывать, что одна т-РНК доставляет к рибосоме одну аминокислоту). Объясните полученные результаты.Решение:

1. Аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов, следовательно, белок содержит 

120 : 3 = 40 аминокислот;

2. Поскольку т-РНК транспортирует одну аминокислоту, для трансляции понадобилось 40 т-РНК.

3. и-РНК является копией гена, кодирующего данный белок, поэтому ген содержит 120 : 3 = 40 триплетов.

Задача №52.Участок цепи ДНК, кодирующий первичную структуру полипептида, состоит из 15 нуклеотидов. Определите число нуклеотидов на и-РНК, кодирующих аминокислоты, число аминокислот в полипептиде и количество т-РНК, необходимых для переноса этих аминокислот к месту синтеза. Ответ поясните. ^ Задача №53 Полипептид состоит из 20 аминокислот. Определите число нуклеотидов на участке гена, который кодирует первичную структуру этого полипептида, число кодонов на и-РНК, соответствующее этим аминокислотам, и число молекул т-РНК, участвующих в биосинтезе этого полипептида (следует учесть, что одна т-РНК доставляет к рибосоме одну аминокислоту). Ответ поясните.Решение:

1.Генетический код триплетен, поэтому участок гена ДНК, кодирующий полипептид из 20 аминокислот, содержит 

20 х 3 = 60 нуклеотидов

2. информационная часть и-РНК содержит 20 кодонов 

3. для биосинтеза данного полипептида понадобится 20 молекул т-РНК.

^ Задача №54. Определите число молекул и-РНК и т-РНК, участвующих в синтезе молекулы белка, которая состоит из 900 аминокислот. Сколько нуклеотидов и-РНК определяет первичную структуру молекулы этого белка?Решение:

1. В синтезе одной молекулы белка участвует одна молекула и-РНК;

2. Одна молекула т-РНК доставляет одну молекулу аминокислоты к рибосоме, следовательно, 900 аминокислот доставляют 900 молекул т-РНК;

3. Каждой аминокислоте соответствует один триплет – 3 нуклеотида, а 900 аминокислотам соответствует 2700 нуклеотидов.

^ Задача №55 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 – 100, а нуклеотида- 345 а.е.м. Ответ поясните.Решение:

1. Генетический код триплетен, следовательно, белок, состоящий из 100 аминокислот, кодирует 300 нуклеотидов.

2. Молекулярная масса белка 100 х 100 =10000; молекулярная масса гена 300 х 345 = 103500

3. Участок ДНК тяжелее, чем кодируемый им белок, в 10 раз ( 103500 : 10000) = 10,35

Задача № 56. В трансляции участвовало 50 молекул т-РНК. Определите, во сколько раз молекула белка легче молекулы и-РНК, на которой он синтезируется. Средняя молекулярная масса аминокислоты 100, нуклеотида – 3 45. Ответ поясните.^ Задача № 57. Участок одной из двух цепей молекулы ДНК содержит 300 нуклеотидов с аденином (А), 100 нуклеотидов с тимином (Т), 150 нуклеотидов с гуанином (Г) и 200 нуклеотидов с цитозином (Ц). Какое число нуклеотидов с А, Т, Г, Ц содержится в двухцепочечной молекуле ДНК? Сколько аминокислот должен содержать белок, кодируемый этим участком молекулы ДНК? Решение:

1. Согласно принципу комплементарности во второй цепи ДНК содержится нуклеотидов: Т – 300, А – 100, Ц- 150, Г – 200.

2. В двух цепях ДНК содержится нуклеотидов: А – 400, Т – 400, Ц – 350, Г – 350.

3. Информацию о структуре белка несет одна из двух цепей, число нуклеотидов в одной цепи ДНК: 300 + 100 + 150 + 200 = 750, одну аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов, поэтому в белке должно содержаться 750 : 3 = 250 аминокислот.

^ Задача №58. Длина участка молекулы ДНК составляет 850 нм. Определите количество нуклеотидов в одной цепи ДНК.Задача №59. В гене С содержится 21000 пар нуклеотидов. Определить число полных оборотов спирали в этом гене и количество закодированных в нем аминокислот.Решение:

1. Каждый полный виток спирали ДНК включает 10 пар нуклеотидов. Следовательно, количество полных оборотов спирали в гене равна 21000 : 10 = 2100 витков

2. Одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами. Следовательно, количество закодированных в гене аминокислот равно 21000 : 3 = 7000 аминокислот.

Задача №60. Молекула ДНК состоит из 1200 пар нуклеотидов. Определите число полных спиральных витков в данной молекуле, количество закодированных в нем аминокислот и вес гена.^ Задача №61. Ген эукариот, кодирующий белок А, включает пять экзонов (по 140 пар нуклеотидов) и три интрона (по 720 пар нуклеотидов).Определить содержание нуклеотидов в незрелой про-и–НК и в зрелой и- РНК.Решение: 

Экзоны несут информацию о структуре белка. Интроны – некодирующие участки.

1. Незрелая про-и-РНК содержит всю информацию, переписанную с данного участка ДНК, т.е. с пяти экзонов и трех интронов. Следовательно, количество нуклеотидов в незрелой про-и-РНК равно: 5 х 140 +3 х 720 = 2860 нуклеотидов.

2. При созревании про-и-РНК интроны из нее вырезаются, поэтому зрелая про-и-РНК будеи состоять только из 5 экзонов, значит , количество нуклеотидов в зрелой про-и-РНК – 5 х 140 = 700 нуклеотидов.

Задача №62. Фрагмент кодирующей цепи ДНК содержит 3000 нуклеотидов, интроны в ней составляют 50%. Определите количество нуклеотидов в зрелой молекуле и-РНК. 

Ответ: 1500 нуклеотидов.

^ Задача №63. Фрагмент кодирующей цепи ДНК содержит 4800 нуклеотидов, на долю интронов в ней приходится 30%. Определите количество нуклеотидов в зрелой молекуле и-РНК и аминокислот в белковой молекуле закодированной в данной цепи ДНК.Решение:

1. Количество интронов составляет 30%, 1440 нуклеотидов от общего количества.

2. В зрелой молекуле и-РНК интроны (1440 нуклеотидов) выпадают, следовательно, количество нуклеотидов 4800 – 1440 = 3360.

3. Код триплетен: 3360 : 3 = 1120 аминокислот.

Задача № 64. Длина незрелой и-РНК (про-РНК) 102000 нм, экзоны в ней составляют 45%. Определите длину зрелой и-РНК, количество в ней нуклеотидов и сколько аминокислот закодировано в ней.

Ответ: 1) 165000 нуклеотидов

2) 55000 аминокислот

Задачи для повторения.1. Нуклеиновые кислоты

1. Фрагмент молекулы ДНК состоит из 6000 нуклеотидов. Определите длину данного фрагмента ДНК 

2. Фрагмент молекулы ДНК состоит из 5760 нуклеотидов, из них тимидиловых нуклеотидов 1125. Определите длину данного фрагмента и количество адениловых, гуаниловых и цитидиловых нуклеотидов.

3. Фрагмент молекулы ДНК состоит из 950 пар нуклеотидов, из них адениловых нуклеотидов 340. Определите длину данного фрагмента и количество гуаниловых, тимидиловых и цитидиловых нуклеотидов.

4. Определите количество водородных связей во фрагменте ДНК -ГТЦАТГГАТАГТЦЦТАТ.

5. Молекула ДНК состоит из 4000 нуклеотидов. Определите число полных спиральных витков в данной молекуле.

6. Длина участка молекулы ДНК составляет 850 нм. Определите количество нуклеотидов в одной цепи ДНК.

7. В молекуле ДНК 28 % тимидиловых нуклеотидов. Определите количество адениловых нуклеотидов.

8. В молекуле ДНК 17 % цитидиловых нуклеотидов. Определите количество гуаниловых нуклеотидов.

9. Фрагмент молекулы ДНК состоит из 1000 нуклеотидов, из них адениловых нуклеотидов 23%. Определите количество гуаниловых, тимидиловых и цитидиловых нуклеотидов.

10.Определите  молекулярную  массу фрагмента ДНК если он состоит из 900 нуклеотидов

11.Фрагмент молекулы ДНК содержит 350 цитидиловых нуклеотидов, что составляет 28% от общего количества нуклеотидов. Определить сколько в данном фрагменте адениловых, гуаниловых, тимидиловых, нуклеотидов и его  молекулярную  массу

12.Длина участка молекулы ДНК составляет 544 нм. Определите количество нуклеотидов в ДНК и его  молекулярную  массу.

13.Длина участка молекулы ДНК составляет 272 нм, адениловых нуклеотидов в молекуле 31%. Определить  молекулярную  массу молекулы, процентное содержание других нуклеотидов. 

14. Молекулярная  масса молекулы ДНК составляет 17250 г/моль Определите количество нуклеотидов в молекуле и её длину.

15. Молекулярная  масса молекулы ДНК составляет 27600 г/моль, в ней цитидиловый нуклеотид составляет 15%. Определите количество других нуклеотидов в молекуле и её длину.

16.Фрагмент кодирующей цепи ДНК имеет следующую последовательность ТГААЦТГАГГТЦГАЦ. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК транскрибируемой с данного фрагмента 

17.Фрагмент и-РНК имеет следующую последовательность нуклеотидов УГАГЦАУЦАГАЦУГУ. Определите последовательность нуклеотидов фрагмента молекулы ДНК с которой транскрибирован данный фрагмент и-РНК

18.Фрагмент и-РНК имеет следующую последовательность нуклеотидов УАУЦГАГУЦАЦГЦ. Определите последовательность нуклеотидов и число водородных связей во фрагменте молекулы ДНК с которой транскрибирован данный фрагмент и-РНК

19.Фрагмент и-РНК имеет следующую последовательность нуклеотидов УАУГАЦУАГЦАГ. Определите последовательность антикодонов т-РНК соответствующие кодонам и-РНК

20.Последовательность антикодонов т-РНК АУГ ГЦГ УАУ ГУЦ. Определите последовательность нуклеотидов фрагмента ДНК, которая соответствует т-РНК

21.Участок молекулы и-РНК состоит из 300 нуклеотидов, Определите его длину.

22.Участок молекулы и-РНК состоит из 480 нуклеотидов, Определите его длину. и  молекулярную  массу.

23.Длина участка молекулы и-РНК составляет 510 нм.. Определите количество нуклеотидов, содержащихся в этом участке молекулы

24.Молекула и-РНК содержит 19% урациловых нуклеотидов, сколько адениловых нуклеотидов содержится в кодирующей цепи участка ДНК ?

25.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?

26.Правая цепь ДНК имеет следующую структуру АТГГТЦАТЦ. Определите структуру и-РНК транскрипция, которой произошла с левой цепи 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. Молекулярная  масса гена ДНК составляет 103500 г/моль. Определите число нуклеотидов в транскрибируемой с данного гена и-РНК.

2. Биосинтез белка

29.Фрагмент гена ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ТЦГГТЦААЦТТАГЦТ. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи белка.

30.Участок молекулы белка имеет следующую последовательность аминокислот: аспаргин-изолейцин-пролин-триптофан-лизин. Определите одну из возможных последовательностей нуклеотидов в молекуле ДНК.

31.Участок молекулы белка имеет следующую последовательность аминокислот: серин-глутамин-аспаригин-триптофан. Определите возможные последовательности нуклеотидов в молекуле и-РНК.

32.Фрагмент молекулы и-РНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: УГЦААГЦУГУУУАУА. Определите последовательность аминокислот в молекуле белка

33.Фрагмент молекулы и-РНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ГЦАУГУАГЦААГЦГЦ. Определите последовательность аминокислот в молекуле белка и её  молекулярную  массу.

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

35.Фрагмент ДНК имеет  молекулярную  массу 414000 г/моль. Определите длину фрагмента ДНК и число аминокислот закодированных в нём.

36.Участок кодирующей цепи ДНК имеет  молекулярную  массу 182160г/моль. Определите количество аминокислот закодированных в нем.

37.Участок кодирующей цепи ДНК имеет  молекулярную  массу 238050 г/моль. Определите количество аминокислот закодированных в нем и  молекулярную  массу белка.

38.Правая цепь ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ЦТАТАГТААЦАА. Определите структуру фрагмента белка, синтезированного по левой цепи ДНК.

39.Фрагмент одной цепи ДНК имеет следующую структуру: ГГТАЦГАТГТЦААГА. Определите первичную структуру белка, закодированного в этой цепи, количество (%) различных видов нуклеотидов в двух цепях фрагмента и его длину.

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

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

42.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.

43.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.

44.Фрагмент цепи и-РНК имеет следующую последовательность: ГГГУГГУАУЦЦЦААЦУГУ. Определите, последовательность нуклеотидов на ДНК, антикодоны т-РНК, и последовательность аминокислот соответствующая фрагменту гена ДНК.

45.В синтезе белка приняли участие молекулы т-РНК с антикодонами: ГУЦ, ЦГУ, УУЦ, ГАУ, АУГ. Определите нуклеотидную последовательность во фрагменте гена ДНК и последовательность аминокислот в участке синтезируемого белка.

3.Генные мутации.

46.Кодирующая цепь ДНК имеет последовательность нуклеотидов: ТАГЦГТТТЦТЦГГТА. Как изменится структура молекулы белка, если произойдет удвоение шестого нуклеотида в цепи ДНК. Объясните результаты.

47.Кодирующая цепь ДНК имеет последовательность нуклеотидов: АГАТАГГТАЦГТТЦГ. Как изменится структура молекулы белка, если произойдёт выпадение десятого нуклеотида в цепи ДНК. Объясните результаты.

48.Под воздействием мутагенных факторов во фрагменте гена: ГАЦЦАГТТТЦАГТТГ произошла замена девятого нуклеотида на цитозин. Объясните, как изменится структура молекулы белка.

4. Энергетический обмен

49.Гликолизу подверглось две молекулы глюкозы, окислению только одна. Определите количество образованных молекул АТФ и выделившихся молекул углекислого газа при этом

50.Гликолизу подверглось четыре молекулы глюкозы, окислению только две. Определите количество затраченных молекул кислорода и количество молекул пировиноградной кислоты накопившейся в клетке.

51.Окислению подверглось три молекулы глюкозы. Определите, сколько молекул пировиноградной кислоты накопилось в клетке, молекул воды, углекислого газа и АТФ образовалось, молекул кислорода расходовалось в клетке.

52.В процессе энергетического обмена в клетке накопилось 4 молекулы пировиноградной кислоты и выделилось 12 молекул углекислого газа. Определите количество молекул глюкозы подвергшихся гликолизу и сколько из них окислению до конечных продуктов.

53.В процессе энергетического обмена в клетке образовалось 40 молекул АТФ. Определите количество молекул глюкозы подвергшихся гликолизу и сколько из них окислению до конечных продуктов.

54.В процессе энергетического обмена в клетке образовалось 78 молекул АТФ и 12 молекул углекислого газа. Определите количество молекул глюкозы подвергшихся гликолизу и сколько из них окислению до конечных продуктов.

55.В процессе энергетического обмена в клетке образовалось 116 молекул АТФ и затрачено 18 молекул кислорода. Определите количество молекул глюкозы подвергшихся гликолизу и сколько из них окислению до конечных продуктов.

56.Расщеплению и окислению подверглось 6 молекул глюкозы, на это расходовалось 24 молекулы кислорода. Определите, сколько молекул воды и углекислого газа выделилось при этом.

Ответы и решения

1. 1020 нм.

2. А-1125, Г-1755, Ц-1755, длина ДНК -892,2 нм.

3. 1) длина ДНК-323 нм 2)Г-520, Т-430, Ц-520 нуклеотидов

4. 

Решение: Цепи ДНК комплементарны , значит суммы А+Т и Г+Ц равны суммам второй цепи. Между А и Т образуется 2 водородные связи, между Г и Ц – 3 связи. А+Т=10∙2=20, Г+Ц=7∙3=21, 20+21= 41 водородных связей ^ Ответ: во фрагменте ДНК 41 водородных связей

5. 

Решение: Полный виток или один шаг в молекуле ДНК составляют 10 пар нуклеотидов. В данной молекуле 4000 нуклеотидов, что составляет 2000 пар, следовательно: 2000:10=200 полных витков.Ответ: 200 полных спиральных витков в молекуле ДНК6. 2500 нуклеотидов в участке молекулы ДНК7. А-28%8. Г-17%9. Решение:1000 нуклеотидов это 100%, определим, сколько нуклеотидов составляет 23% адениловых: 23∙1000:100=230 нуклеотидов, А=Т=230, 1000-460(А+Т)=540(Г+Ц); Г=Ц=270(540:2) Ответ: Г-270, Т-230, Ц-270 нуклеотидов в фрагменте ДНК10. Решение: Молекулярная  масса одного нуклеотида составляет 345 г/моль, следовательно  молекулярная  масса фрагмента ДНК: 900∙345=310500 г/мольОтвет:  молекулярная  масса фрагмента ДНК-310500 г/моль11.1) А-275, Г-350,Т-275 нуклеотидов2)  молекулярная  масса фрагмента ДНК-431250 г/моль12. 1) в участке молекулы ДНК -3200 нуклеотидов 2)  молекулярная  масса участка ДНК-1104000 г/моль13. 1)  молекулярная  масса участка ДНК-552000 г/моль 2) Т-31%, Г-19%, Ц-19%14. 1) количество нуклеотидов в молекуле ДНК -50 2) длина молекулы ДНК -8,5 нм.15. 1) Г-12, Ц-12, А-28, Т-28 2) 13,616. и-РНК – АЦУУГАЦУЦЦАГЦУГ17. ДНК – АААЦТГЦЦТАГГТАТ и-РНК – АААЦУГЦЦУАГГУАУ^ 18. ДНК – АЦТЦГТАГТЦТГАЦА19. 1) ДНК – АТАГЦТЦАГТГЦ 2) 30 водородных связей20. т-РНК — АУА, ЦУГ, АУЦ, ГУЦ.21. ДНК – АТГГЦГТАТГТЦ22. длина ДНК – 102 нм.23. длина ДНК – 163,2 нм. молек. масса – 165600 г/моль24. 1500 нуклеотидов 25. А – 19%26.. У – 11%27. и-РНК – АУГГУЦАУЦ28. Решение:100-(13(А)+27(Г)+39(У))=21(Ц) А+Т=52%; Г+Ц=48%Ответ: А-26%; Т-26%; Г-24%; Ц-24%.29. и-РНК – 150 нуклеотидов30 1) и-РНК – АГЦЦАГУУГААУЦГ 2) сер-глн-лей-асп-арг31. ДНК – ТТАТААГГГАЦЦТТЦ (возможны другие варианты)32. Сер – УЦУ, УЦЦ, УЦА, УЦГГлн – ЦАА, ЦАГАсн – ААУ, ААЦТри – УГГ33. цис-лиз-лей-фен-иле.34. ала-цис-сер-лиз-арг.35. 1) 53 нм 2) 310500 г/моль 3) 150 аминокислот36. 1) 204 нм 2) 200 аминокислот37. 176 аминокислот38.230 аминокислот; 23000 г/моль39. 1) про-цис-тир-сер-сер 2) Г-7(23%); Ц-7(23%); А(22%); Т-(22%) 3) 5,1 нм40 1) 279450 г/моль 2) 137,2 нм41 1) 319500 г/моль 2) 153 нм42. 1) и-РНК-375 нуклеотидов 2) ДНК-750 нуклеотидов 3) т-РНК-125 43. 1) и-РНК-435 нуклеотидов 2) ДНК-870 нуклеотидов 3) т-РНК-145 44.ДНК: ЦЦЦ АЦЦ АТА ГГГ ТТТ АЦАт-РНК: ЦЦЦ, АЦЦ, АУА, ГГГ,УУУ, АЦАбелок: гли – три – тир – про – лиз – цис45.ДНК: ГТЦ ЦГТ ТТЦ ГАТ АТГБелок : глн – ала – лиз – лей – тир46. нормальный белок – иле-ала-лиз-сер-глн изменённый белок – иле-ала-лиз-сер—про47. нормальный белок – сер-иле-гис-ала-сер изменённый белок – сер-иле-гис-глн и уменьшится на одну аминокислоту48. структура молекулы белка не изменится, так как исходный и изменённый триплет кодируют одну и ту же аминокислоту49. Решение:Для решения используем уравнения 2 этапа (гликолиза) и 3 этапа (кислородного) энергетического обмена.При гликолизе одной молекулы глюкозы образуется 2 молекулы АТФ, а при окислении 36 АТФ. По условию задачи гликолизу подверглось 2 молекулы глюкозы: 2∙2=4 ,а окислению только одна. 4+36=40 АТФ.Углекислый газ образуется только на 3 этапе, при полном окислении одной молекулы глюкозы образуется 6 СО2Ответ: 40 АТФ; СО2.- 650. О2 — 12 молекул; С3 Н6 О3 – 4 молекулы51. С3 Н6 О3 – 0; Н2О – 132; СО2.- 18; АТФ – 11452. гликолизу подверглось 4 молекулы глюкозы, а окислению только 2.53. гликолизу подверглось 2 молекулы глюкозы, а окислению только 1.54. гликолизу подверглось 3 молекулы глюкозы, а окислению только 2.55. гликолизу подверглось 4 молекулы глюкозы, а окислению только 3.56. Н2О –180; СО2.- 24Литература.1. Болгова И.В. Сборник задач по общей биологии. М., ОНИКС Мир и образование.2008.2. Адельшина Г.А. Генетика в задачах. Москва. Глобус. 2009.3. Кочергин Б.Н., Кочергина Н.А.Задачи по молекулярной биологии и генетике. Москва. Народная АСВЕТА .19824. Муртазин Г.М. Задачи и упражнения по общей биологии. М.:Просвещение. 1981.5. http://www.scro.ru/pic/195.doc

Задумайтесь! Мы с вами состоит из миллиардов атомов. Все атомы находятся в круговороте, и
все атомы, которыми мы обладаем, в ком-то и где-то находились те 4,5 млрд. лет, которые существует Земля. Они были частями
животных, растений, грибов и бактерий — а сейчас принадлежат нам на короткое время.

С химической точки зрения ответ на вопрос «Жив ли изучаемый объект?» — не представляется возможным. Понятию «жизнь» дано
колоссальное количество определений. Жизнь — это самовоспроизведение с изменением, способ существования белковых тел,
постоянный обмен веществ с внешней средой.

Мы приступаем к изучению неорганических и органических веществ клетки. Начнем с неотъемлемого компонента клетки,
благодаря которому жизнь на Земле в принципе стала возможна — вода.

Вода

Составляет 60-80% массы клетки. Молекула воды обладает уникальным свойством — полярностью, которое возникает из-за
разницы в электроотрицательности (ЭО) между атомами кислорода и водорода (у кислорода ЭО больше).

Поскольку молекула воды полярна, ее называют диполь. Между молекулами воды возникают непрочные водородные связи:
водородная связь начинается от отрицательно заряженного атома кислорода (2δ^—) одной молекулы воды и
тянется до положительно заряженного атома водорода другой молекулы воды (δ⁺)

По отношению к воде все вещества можно подразделить на два типа:

• Гидрофильные (греч. hydro — вода и philéo — люблю) — вещества, которые хорошо растворяются в воде. Гидрофильными
  веществами являются сахара, соли, альдегиды, спирты, аминокислоты.
• Гидрофобные (греч. hydro — вода и phobos — страх) — вещества, которые не растворяются в воде. Гидрофобными
  веществами являются жиры.

Роль воды в клетке трудно переоценить. Ее функции и свойства крайне важны:

• Вода — универсальный растворитель

Большинство реакций, которые протекают в клетке, идут в растворе (водной среде). Полярность молекулы воды позволяет
ей быть отличным растворителем для других гидрофильных (полярных) веществ.

• Вода — терморегулятор

Вода может поглощать теплоту при минимальном изменении температуры. Это настоящее «спасение» для клеток: чуть только
температура меняется, вода начинает поглощать избыток тепла, защищая клетку от перегревания. Выделяясь на поверхность
кожи с потом, вода испаряется, поверхность кожи при этом охлаждается.

• Вода — реагент

Она не только создает среду для реакций в клетке, но и сама активно участвует во многих из них. Расщепление питательных
веществ, попавших в клетку, происходит за счет реакции гидролиза (греч. hydro — вода и lysis — расщепление).

• Транспортная функция

Питательные вещества, газы перемещаются по организму с током крови. Вода составляет 90-92% плазмы крови, является ее основным
компонентом. С помощью воды происходит не только доставка веществ к клеткам, но и удаление из организма побочных продуктов
обмена веществ.



• Структурная функция

Вода придает тканям тургор (лат. turgor — наполнение) — внутреннее осмотическое давление в живой клетке, создающее
напряжение оболочек клеток. Вода составляет от 60 до 95% цитоплазмы, придает клеткам форму. Изменение тургора клеток растений
приводит к перемещениям их частей, раскрытию устьиц, цветков.

Осмотическое давление — избыточное гидростатическое давление на раствор, отделенный от чистого растворителя с
помощью полупроницаемой мембраны.

Главное — понимать суть: если мы поместим живую клетку в гипертонический раствор, то
вода (растворитель) устремится из клетки в раствор (в сторону большей концентрации соли) — это приведет к сморщиванию
клеток.

Если же клетка окажется
в гипотоническом растворе, то вода извне устремится внутрь клетки (опять-таки в сторону большей концентрации солей),
приводя при этом к разбуханию (и возможному разрыву) клетки.

Элементы

Живая клетка — кладезь элементов таблицы Менделеева. Процент содержания различных элементов отличается, в связи с чем все они делятся на
3 группы:

• Биогенные (основные) — C, H, O, N. Входят в состав органических соединений, составляют основную часть клетки
• Макроэлементы (греч. makrós — большой) — составляют десятые и сотые доли в клетке: K, Na, Ca, Mg, Cl, P, S
• Микроэлементы (греч. mikrós — маленький) — составляют тысячные доли в клетке: Zn, Cu, I, Co, Mn, Fe

Процентное содержание элемента не коррелирует с его важностью и биологической значимостью. Так, к примеру, микроэлемент
I играет важную роль в синтезе гормонов щитовидной железы: тироксина, трийодтиронина. За нормальные рост и развитие
организмов отвечают Zn, Mn, Cu.

Благоприятно влияют на сперматозоиды Zn, Ca, Mg, защищая их от оксидативного стресса (окисления). Невозможным становится
нормальное образование эритроцитов без должного уровня Fe и Cu.

Соли

В водной среде клетки соли диссоциируют (распадаются) на положительно заряженные ионы — катионы (Na⁺, K⁺,
Ca²⁺, Mg²⁺) и отрицательно заряженные — анионы (Cl^—, SO₄^2-,
HPO₄^2-, H₂PO₄^—).

Для процессов возбуждения клетки (нейрона, миоцита — мышечной клетки) внутри клетки должна поддерживаться низкая концентрация ионов Na⁺ и высокая концентрация ионов K⁺. В окружающей клетку среде все наоборот: много Na и мало K. В мембране существует
специальный натрий-калиевый насос, который поддерживает необходимое равновесие. Если это
соотношение нарушится, то нейрон не сможет сгенерировать нервный импульс, а клетка мышцы — сократиться.

Соли в клетке и организме выполняют ряд важных функций:

• Участвуют в активации ферментов
• Создают буферные системы (бикарбонтаную, фосфатную, белковую)
• Поддерживают кислотно-щелочное состояние (КЩС)
• Создают осмотическое давление клетки
• Создают мембранный потенциал клеток (натрий-калиевый насос)
• Являются основным минеральным составляющим скелета внутреннего и наружного (у моллюсков)

Мы переходим к органическим компонентам клетки, к которым относятся: жиры, углеводы, белки и нуклеиновые кислоты.

Белки, или пептиды (греч. πεπτος — питательный)

Белки — полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Белки представляют линейную структуру, образованную из
длинной цепи аминокислот, между которыми возникают пептидные связи. Пептидная связь образуется между карбоксильной
группой (COOH) одной аминокислоты и аминогруппой другой аминокислоты (NH₂).

Между понятиями пептиды и белки существует определенная разница. Белки состоят из сотен тысяч аминокислот. Пептидами
называют небольшие белки, содержащие до 10 аминокислот. Ими являются некоторые гормоны: окситоцин,
вазопрессин, тиреолиберин — эти пептиды выполняют регуляторную функцию.

Выделяется несколько уровней пространственной организации белка:

• Первичная — полипептидная цепь, в которой аминокислоты расположены линейно
• Вторичная — полипептидная цепь закручивается в спираль, формируется α или β структура
• Третичная — спирали скручиваются в глобулу (лат. globulus — шарик)
• Четвертичная — образуется у сложных белков путем соединения нескольких глобул

При резком изменении оптимальных для белка условий он подвергается денатурации: при этом происходит переход от
высших структур организации к низшим, или «раскручивание белка». Важно заметить, что аминокислотная последовательность (первичная структура белка) при этом не меняется, однако свойства белка меняются кардинально (теряется его гидрофильность).

Осмелюсь сделать заявление: вы часто начинаете свой день с денатурации белка. Простейший способ провести такой
эксперимент — пожарить яичницу. Заметьте, что изначально яичный белок прозрачный и текучий, но по итогу жарки эти свойства
утрачиваются: он становится непрозрачным и вязким.

Завершаем тему о белках изучением их функций:

• Каталитическая (греч. katalysis — разрушение)

Белки — природные катализаторы, ускоряющие реакции в организме в десятки и сотни тысяч раз. Эту роль главным образом
выполняют белки-ферменты (энзимы).

Иногда в состав белков входят так называемые ко-факторы — небелковые соединения,
которые необходимы ферменту для его биологической активности (в роли ко-факторов могут выступать Zn²⁺,
Mg²⁺).

• Строительная

Белки входят в состав клеточных мембран. Сложные белки: коллаген, эластин — входят в состав соединительных тканей организма,
придавая им некоторую прочность и эластичность.

• Регуляторная

Некоторые гормоны, регулирующие обменные процессы в организме, имеют белковое происхождение: инсулин, глюкагон,
адренокортикотропный гормон (АКТГ).

• Защитная

Говоря об этой функции, прежде всего, стоит вспомнить об антителах — иммуноглобулинах, которые синтезируют B-лимфоциты.
Антитела нейтрализуют чужеродные организму антигены (разрушают бактерии).



Помимо антител, защитную функцию выполняют
также белки свертывающей системы крови (тромбин и фибриноген): они предохраняют организм от кровопотери.



• Энергетическая

При недостаточном питании в организме начинают окисляться молекулы белков. При расщеплении 1 г белков выделяется 17,6 кДж энергии.

• Транспортная

Некоторые белки крови способны присоединять к себе и переносить различные молекулы. Альбумины участвуют в транспорте
жирных кислот, глобулины — гормонов и некоторых ионов (Fe, Cu). Основной белок эритроцитов — гемоглобин — способен
переносить кислород, углекислый и угарный газы (угарный конечно нежелательно ему переносить, будет отравление)

• Сократительная

Двигательные белки, актин и миозин, на уровне саркомера обеспечивают сокращение мышц. При возбуждении мышечной
ткани тонкие нити актина начинают тереться о толстые нити миозина, приводя к сокращению.



• Рецепторная

На поверхности мембраны белки образуют многочисленные рецепторы, которые, соединяясь с гормонами, приводят к
изменению обмена веществ в клетке. Таким образом, гормоны реализуют воздействие на клетки органов-мишеней.

Жиры, или липиды (греч. lipos — жир)

С химической точки зрения жиры являются сложными эфирами, образованными трехатомным спиртом глицерином и высшими
карбоновыми кислотами (жирными кислотами). Среди их свойств надо выделить то, что они практически нерастворимы
в воде. Вспомните, как тяжело смыть жир с рук водой.

Почему именно мыло смывает жир с рук? Дело в том, что молекула мыла повторяет свойства жира: одна часть ее гидрофобна,
а другая гидрофильна. Мыло соединяется с молекулой жира гидрофобной частью, и вместе они легко смываются водой.

Приступим к изучению функций жиров:

• Энергетическая

При окислении жиров выделяется много энергии: 1 г — 38,9 кДж. Это вдвое больше выделяющейся энергии при расщеплении
1г углеводов.

• Запасающая

Жиры имеют способность накапливаться в клетках, расположенных в подкожно-жировой клетчатке, внутренних органах.
Эти запасы являются резервом организма на случай голодания или при недостаточном питании.

В жирах также запасается вода: в 100 г жира содержится 107 мл воды. Многим пустынным животным (верблюдам)
жировые запасы помогают длительное время обходиться без воды.

• Структурная

Жиры входят в состав биологических мембран клеток человека вместе с белками. Из фосфолипидов построены мембраны всех
клеток органов и тканей!

Так, к примеру, холестерин — обязательный компонент мембраны, придает ей определенную жесткость и совершенно необходим
для нормальной жизнедеятельности (заболевания возникают только при нарушении липидного обмена).



• Терморегуляция

Жиры обладают плохой теплопроводностью. Располагаясь в подкожно-жировой клетчатке, они образуют термоизолирующий слой.
Особенно хорошо он развит у ластоногих (моржи и тюлени), китов, защищает их от переохлаждения.

• Гормональная

Некоторые гормоны по строению относятся к жирам: половые (андрогены — мужские и эстрогены — женские), гормон
беременности (прогестерон), кортикостероиды.

• Участие в обмене веществ (метаболизме)

Производное жира — витамин D — принимает важное участие в обмене кальция и фосфора в организме. Он образуется
в коже под действием ультрафиолетового излучения (солнечного света). При недостатке витамина D возникает заболевание —
рахит.

Углеводы

Представляют собой органические соединения, состоящие из одной или нескольких молекул простых сахаров. Выделяется три основных
класса углеводов:

• Моносахариды (греч. monos — единственный)

Простые сахара, легко растворяющиеся в воде и имеющие сладкий вкус. Моносахариды подразделяются на гексозы (имеют 6 атомов углерода)
— глюкоза, фруктоза, и пентозы (имеют 5 атомов углерода) — рибоза и дезоксирибоза, входящие в состав нуклеиновых кислот.

• Олигосахариды (греч. ὀλίγος — немногий)

При гидролизе олигосахариды распадаются на моносахариды. В состав олигосахаридов может входить от 2 до 10 моносахаридных остатков.
Если в состав олигосахарида входят 2 остатка моносахарида, то его называют дисахарид. К дисахаридам относятся сахароза, лактоза,
мальтоза. При гидролизе сахароза распадается на глюкозу и фруктозу.



• Полисахариды

Это биополимеры, в состав которых входят сотни тысяч моносахаридов. Они обладают высокой молекулярной массой,
нерастворимы в воде, на вкус несладкие.

Крахмал, целлюлоза, гликоген, хитин и муреин — все это биополимеры. Давайте вспомним, где они находятся.

Клеточная стенка образована: у растений — целлюлозой, у грибов — хитином, у бактерий — муреином. Запасным питательным
веществом растений является крахмал, животных — гликоген.

Перечислим функции, которые выполняют углеводы:

• Энергетическая

В результате расщепления 1 г углеводов высвобождается 17,6 кДж энергии.

• Запасающая

Запасным питательным веществом растений и животных соответственно являются крахмал и гликоген. Расщепление гликогена позволяет
нам оставаться в сознании и быть активными между приемами пищи.

Гликоген представляет собой разветвленную молекулу, состоящую
из остатков глюкозы. За счет больших размеров такая молекула хорошо удерживается в клетке, а ее разветвленность позволяет ферментам
быстро отщеплять множество молекул глюкозы одновременно.



Существуют заболевания, при которых распад
гликогена нарушается: в результате нейроны не получают глюкозы (источника энергии, соответственно не синтезируются и молекулы АТФ). Из-за этого становятся возможны частые потери сознания.

• Структурная (опорная)

Целлюлоза входит в состав клеточных стенок растений, придавая им необходимую твердость. Хитин образует клеточную стенку
грибов и наружный скелет членистоногих.

Нуклеиновые кислоты (от лат. nucleus — ядро)

Высокомолекулярные органические соединения, представленные двумя видами: ДНК (дезоксирибонуклеиновые кислоты) и РНК
(рибонуклеиновые кислоты). ДНК и РНК — биополимеры, мономером которых является нуклеотид. Запомните, что нуклеотид
состоит из 3 компонентов:

• Азотистое основание

Для ДНК характерны следующие азотистые основания: аденин — тимин, гуанин — цитозин; для РНК: аденин — урацил,
гуанин — цитозин. Исходя из принципа комплементарности, данные основания соответствуют друг другу, в результате
чего между ними образуются связи.

Между аденином и тимином образуется 2 водородные связи, а между гуанином и цитозином — 3.



Именно по этой причине количество аденина в молекуле ДНК всегда совпадает с количеством тимина. К примеру, если
в ДНК 20% аденина, то с уверенностью можно сказать, что в ней 20% тимина. Выходит на оставшиеся основания — цитозин
и гуанин — остается 60%, значит, цитозин и гуанин составляют в ДНК 30% каждый. Таким нехитрым образом, зная процент
содержания одного основания, можно подсчитать все остальные.

• Остаток сахара

В ДНК остаток сахара — дезоксирибоза, в РНК — рибоза.

• Остаток фосфорной кислоты — фосфат

Мы подробно изучили структуру ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) — двойной правозакрученной спиральной молекулы. Теперь
настало время детально поговорить об РНК (рибонуклеиновой кислоте). Все виды РНК синтезируются на матрице — ДНК, различают
три вида РНК:

• Рибосомальная РНК (рРНК)

Синтезируется в ядрышке. рРНК входит в состав
малых и больших субъединиц рибосом. В процентном отношении рРНК составляет 80-90% всей РНК клетки.

• Информационная РНК (иРНК, син. — матричная РНК, мРНК)

Синтезируется в ядре в ходе процесса транскрипции (лат. transcriptio — переписывание).
Фермент РНК-полимераза строит цепь иРНК по принципу комплементарности с ДНК. Исходя из данного принципа,
гуанин (Г) в молекуле ДНК соединяется с цитозином (Ц) в РНК. Далее соответственно: цитозин (Ц) — гуанин (Г),
аденин (А) — урацил (У), тимин (Т) — аденин (А).



• Транспортная РНК (тРНК)

Обеспечивает транспорт аминокислоты к рибосоме во время синтеза белка. Благодаря этому становится возможным
соединение аминокислот друг с другом, образуется белок. тРНК имеет характерную форму клеверного листа.

Эра, возраст (в млн лет) Период, продолжительность (в млн лет) Мир животных Мир растений Важнейшие ароморфозы Кайнозойская, 62–70 Антропоген, 1,5 Современный животный мир. Эволюция и господство человека Современный растительный мир Интенсивное развитие коры головного мозга; прямохождение Неоген, 23,0 Палеоген, 41±2 Доминируют млекопитающие, птицы, насекомые. Появляются первые приматы (лемуры, долгопяты), позднее парапитеки и дриопитеки. Исчезают многие группы пресмыкающихся, головоногих моллюсков Широко распространяются цветковые растения, особенно травянистые; сокращается флора голосеменных   Мезозойская, 240 Мел, 70 Преобладают костистые рыбы, первоптицы, мелкие млекопитающие; появляются и распространяются плацентарные млекопитающие и современные птицы; вымирают гигантские пресмыкающиеся Появляются и начинают доминировать покрытосеменные; сокращаются папоротники и голосеменные Возникновение цветка и плода. Появление матки Юра, 60 Господствуют гигантские пресмыкающиеся, костистые рыбы, насекомые, головоногие моллюски; появляется археоптерикс; вымирают древние хрящевые рыбы Господствуют современные голосеменные; вымирают древние голосеменные   Триас, 35±5 Преобладают земноводные, головоногие моллюски, травоядные и хищные пресмыкающиеся; появляются костистые рыбы, яйцекладущие и сумчатые млекопитающие Преобладают древние голосеменные; появляются современные голосеменные; вымирают семенные папоротники Появление четырёхкамерного сердца; полное разделение артериального и венозного кровотока; появление теплокровности; появление молочных желёз Палеозойская, 570 Пермь, 50±10 Господствуют морские беспозвоночные, акулы; быстро развиваются пресмыкающиеся и насекомые; возникают зверозубые и травоядные пресмыкающиеся; вымирают стегоцефалы и трилобиты Богатая флора семенных и травянистых папоротников; появляются древние голосеменные; вымирают древовидные хвощи, плауны и папоротники Образование пыльцевой трубки и семени Карбон, 65±10 Доминируют земноводные, моллюски, акулы, двоякодышащие рыбы; появляются и быстро развиваются крылатые формы насекомых, пауки, скорпионы; возникают первые пресмыкающиеся; заметно уменьшаются трилобиты и стегоцефалы Обилие древовидных папоротникообразных, образующих «каменноугольные леса»; возникают семенные папоротники; исчезают псилофиты Появление внутреннего оплодотворения; появление плотных оболочек яйца; ороговение кожи Девон, 55 Преобладают панцирные, моллюски, трилобиты, кораллы; появляются кистепёрые, двоякодышащие и лучепёрые рыбы, стегоцефалы Богатая флора псилофитов; появляются мхи, папоротниковидные, грибы Расчленение тела растений на органы; преобразование плавников в наземные конечности; появление органов воздушного дыхания Силур, 35 Богатая фауна трилобитов, моллюсков, ракообразных, кораллов; появляются панцирные рыбы, пер вые наземные беспозвоночные (многоножки, скорпионы, бескрылые насекомые) Обилие водорослей; растения выходят на сушу — появляются псилофиты Дифференцировка тела растений на ткани; разделение тела животных на отделы; образование челюстей и поясов конечностей у позвоночных Ордовик, 55±10 Кембрий, 80±20 Преобладают губки, кишечнополостные, черви, иглокожие, трилобиты; появляются бесчелюстные позвоночные (щитковые), моллюски Процветание всех отделов водорослей   Протерозойская, 2600   Широко распространены простейшие; появляются все типы беспозвоночных, иглокожих; появляются первичные хордовые — подтип Бесчерепные Широко распространены сине-зелёные и зелёные водоросли, бактерии; появляются красные водоросли Появление двусторонней симметрии Архейская, 3500   Возникновение жизни: прокариоты (бактерии, сине-зелёные водоросли), эукариоты (простейшие), примитивные много-клеточные Появление фотосинтеза; появление аэробного дыхания; появление эукариотических клеток; появление полового процесса; появление многоклеточности