Как вычислить относительную молекулярную массу гемоглобина

Как вычислить относительную молекулярную массу гемоглобина

Задачи по теме «Белки»
Необходимые пояснения:

• средняя молекулярная масса одного аминокислотного остатка принимается за 120
• вычисление молекулярной массы белков:

а

в — процентное содержание компонента

Задача №1 . Гемоглобин крови человека содержит 0, 34% железа. Вычислите минимальную молекулярную массу гемоглобина.
Решение:

Мmin = 56 : 0,34% · 100% = 16471

Задача №2. Альбумин сыворотки крови человека имеет молекулярную массу 68400. Определите количество аминокислотных остатков в молекуле этого белка.
Решение:

68400 : 120 = 570 (аминокислот в молекуле альбумина)
Задача №3. Белок содержит 0,5% глицина. Чему равна минимальная молекулярная масса этого белка, если М глицина = 75,1? Сколько аминокислотных остатков в этом белке?
Решение:

1. Мmin = 75,1 : 0,5% · 100% = 15020
2. 15020 : 120 = 125 (аминокислот в этом белке)

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:

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)

отсюда: х = 16,6%

1. 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%

Ответ: Г и Ц – по 18%,

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:

На долю других нуклеотидов приходится 100% — (22%+22%)= 56%, т.е. по 28%

Для вычисления количества этих нуклеотидов
составляем пропорцию 22% — 880

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.

Задачи по теме «Код ДНК»
Задача №8. Что тяжелее: белок или его ген?
Решение:

тогда масса этого белка – 120х,

количество нуклеотидов в гене, кодирующем этот

источник

Алгоритм решения задач по молекулярной биологии

АЛГОРИТМ ФОРМИРОВАНИЯ УМЕНИЙ

ИСПОЛЬЗОВАТЬ ЗНАНИЯ ПРИ РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ПО МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ

Одним из важных задач школьного курса «Биология» является формирование у учащихся общеучебных и специальных умений. Умение решать задачи — один из объективных критериев оценки глубины усвоения материала.

Практическое применение полученных знаний при решении задач способствует развитию логического мышления, творческой, аналитическом подходе к решению поставленного вопроса или проблемы в целом, что особенно важно для будущих работников современных отраслей производства, сельского хозяйства, медицины.

Представленный материал предназначен для учителей биологии, старшеклассников, абитуриентов.

В биологии используются основные и производные единицы международной системы единиц : длины, массы, энергии, работы, теплоты и т.д..

Единицы длины — метр (м).1 м = 10 дм = 100 см = мк = нм, 1 нм = м.

Единицы массы — килограмма (кг).1 кг = г (г); 1 г = нг (нанограммов);

1 Дальтон — единица молекулярной массы, равной массе атома водорода.

Единица энергии, работы и количества теплоты — джоуль (Дж).

1 Дж = эрг = 0,2388 кал; 1 кал = 4,1868 Дж.

В процессе решения любой задачи выделяют определенные этапы.

Анализ задачи. Внимательно прочитайте содержание задачи, осмыслите ее и определите:

 к какому разделу или теме относится задача,

 найдите, что дано и что необходимо найти.

1. Сокращенная запись условия.

 С помощью условных обозначений коротко запищит, что дано и что нужно найти (как на уроках химии или физики).

 Подумайте, какие из постоянных известных вам величин можно использовать при решении задачи, запишите их.

2. Оформление записи задачи.

Место, что осталось после короткого записи условия задачи, условно разделите на две части. В левой части запишите данные, которые вы будете использовать, в правой — решение. Действий в задаче может быть несколько. Записывайте их так: 1) . ; 2) . ; 3) . и т.д.

 На каждом этапе кратко сформулируйте вопрос.

 Тщательно проверяйте результаты расчетов.

 Проверьте всю ли информацию из условия задачи использовали.

 При необходимости выберите другой способ решения.

Проверьте правильность решения в целом, сформулируйте и запишите окончательный ответ.

Примеры решения задач на молекулярные основы НАСЛЕДСТВЕННОСТИ

При решении таких задач необходимо помнить, что:

• длина одного нуклеотида, или расстояние между двумя соседними вдоль оси ДНК, составляет 0,34 нм;

• средняя молекулярная масса одного нуклеотида 345 условных единиц;

• средняя молекулярная масса одной аминокислоты равна 100 условных единиц;

• молекула белка в среднем состоит из 200 аминокислот;

• каждую аминокислоту в белковой молекуле кодирует триплет нуклеотидов и-РНК (во время трансляции);

• для определения длины гена (l) учитывают количество нуклеотидов, которая содержится в одной цепи ДНК;

• для определения молекулярной массы гена (Mr) учитывают количество нуклеотидов, содержится в двух цепях ДНК;

• трансляция осуществляется согласно генетическим кодом;

• для всех ДНК выполняется правило Чаргаффа: А = Т; Г = Ц;

• А + Г = Т + Ц (содержание пуриновых азотистых оснований — аденина и гуанина — равна содержания пиримидиновых азотистых оснований — тимина и цитозина);

• сумма всех нуклеотидов в молекуле ДНК или РНК (А + Т + Г + Ц или А + В + Г + Ц) составляет 100%.

На фрагменте одной цепи ДНК нуклеотиды расположены в последовательности, показанной ниже.

1. Нарисуйте схему структуры двухцепочечной молекулы ДНК.

2. Какова длина в нанометрах этого фрагмента?

3. Какова масса двухцепной фрагмента?

1. Руководствуясь свойством ДНК, способностью к самовоспроизведению (репликации), в основе которого лежит комплиментарность, запишем схему двухцепочечной ДНК:

А Г Т -А Ц Г -Г Ц А -Т Г Ц -А Г Ц-

Т Ц А — Т Г Ц — Ц Г Т — А Ц Д — Т Ц Г —

2. Длина одного нуклеотида, или расстояние между двумя соседними вдоль оси ДНК, составляет 0,34 нм. Длина двухцепочечной фрагмента равна длине одной цепи.

L = 15 х 0,34 = 5,1 (нм) (15 — количество нуклеотидов в одной цепи).

3. Средняя молекулярная масса одного нуклеотида 345 условных единиц, молекулярная масса фрагмента ДНК:

Мr = 345 х 15 = 5175 (а.о.м) (30 — количество нуклеотидов в двух цепях).

Ответ. Вторая цепь фрагмента ДНК имеет следующую структуру: ТЦА — ТГЦ — ЦГТ — АЦГ — ТЦГ; длина фрагмента ДНК — 5,1 нм; молекулярная масса фрагмента ДНК — 5175 а.е.м.

Фрагмент первой цепи ДНК имеет такую нуклеотидную последовательность: ТАЦАГАТГГАГТЦГЦ. Определите последовательность мономеров белка, закодированного фрагментом второй цепи ДНК.

ДНК: — ТАЦ — АГА — ТГГ — АГТ — ЦГЦ-

иРНК: — УАЦ — АГА — УГГ — АГУ — ЦГЦ-

Белок: — тир — арг — трип — ср — арг-

Ответ. Последовательность мономеров белка: тирозин — аргинин — триптофан — серин — аргинин.

Фрагмент цепи А белка нормального гемоглобина состоит из 7 аминокислот, расположенных в следующей последовательности:

вал — лей — лей — трет — о — ГЛН — лез.

1. Какое строение фрагмента иРНК, что является матрицей для синтеза этого фрагмента молекулы гемоглобина?

2. Какое строение фрагмента ДНК, кодирующего данную иРНК?

Белок: вал — лей — лей — трет — о — глу — лез

иРНК: ГУУ — УУА — УУА — АЦУ — ЦЦУ — ЦАА — ААА

ДНК: ЦАА — ААТ — ААТ — ТГА — ГГА — ДНС — ТТТ

ГТТ ТТА ТТА АЦТ ЦЦТ ЦАА ААА

Биохимический анализ показал, что иРНК имеет 30% аденина, 18% гуанина и 20% урацила. Определите долю (в%) каждого нуклеотида в соответствующем фрагменте двухцепочечной ДНК?

Определяем процент цитозинових нуклеотидов в данной иРНК:

Определяем процент адениновых и тиминових нуклеотидов (отдельно) во фрагменте ДНК:

Определяем процент гуанинових и цитозиновог нуклеотидов (отдельно) во фрагменте ДНК:

Ответ. Доля каждого нуклеотида в соответствующем фрагменте двухцепочечной ДНК составляет 25%.

Белок состоит из 124 аминолислот. Сравните относительные молекулярные массы белка и гена, который его кодирует.

Состав белка — 124 аминокислоты;

1). Определяем относительную молекулярную массу белка:

2). Определяем количество нуклеотидов в составе гена, кодирующего данный белок: 124 х 3 х 2 = 744 (нуклеотиды).

3). Определяем относительную молекулярную массу гена:

4). Определяем, во сколько раз ген тяжелее белок:

Ответ. Относительная молекулярная масса гена в 20,7 раза больше, чем кодированного белка.

Гормон роста человека (соматотропин) — белок, содержащий 191 аминокислоту. Сколько кодируя нуклеотидов и триплетов входит в состав гена соматотропина?

Одну аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов, следовательно, в состав гена соматотропного входит 191 триплет.

191 х 3 = 573 (нуклеотиды) — одна цепь;

573 х 2 = 1146 (нуклеотидов) — обе цепи.

Ответ . В состав гена соматотропного входит 191 триплет, содержащий 1146 нуклеотидов (обе цепи гена).

У больного синдром Фанкони (нарушение образования костной ткани) с мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют следующие триплеты иРНК: АУА, ГУЦ, АУГ, УЦА, УУГ, УАУ, ГУУ, АУУ. Определите, какие аминокислоты выделяются с мочой у больных синдромом Фанкони (см. Таблица «Генетический код»).

Аминокислоты: илей, вал, мет, сер, лей, тир, вал, илей.

Ответ. У больных синдромом Фанкони выделяются с мочой такие аминокислоты: изолейцин, валин, метионин, серин, лейцин, тирозин.

Экзон-интронная ОРГАНИЗАЦИЯ ГЕНОМА

Большинство структурных генов эукариот (участки ДНК) внутренне неоднородно. Они состоят из экзонных (информативных) и интронных (без информационной) фрагментов.

При транскрипции в ядре сначала синтезируется про-иРНК (незрелая), которая имеет в себе как экзоны, так и интроны. Далее с помощью комплекса ферментов без информационной участки вырезаются и разрушаются, а информативные соединяются в новый полинуклеотидний цепь — зрелую иРНК. Механизм созревания иРНК в ядре называется сплайсингом.

Фрагмент цепи молекулы ДНК содержит 1100 нуклеотидов, из них 100, 120, и 130 нуклеотидов образуют интронная участка. Определите, сколько аминокислот кодирует этот фрагмент ДНК:

N (интронных нуклеотидов) — 100, 120, 130.

1). 100 + 120 + 130 = 350 (количество нуклеотидов, образующих интронная участка);

2). 1100 — 350 = 750 (количество нуклеотидов, образующих экзонных участка);

3). 750: 3 = 250 (аминокислотных остатков).

Ответ. Этот фрагмент ДНК кодирует 250 аминокислот.

Структурный ген (фрагмент молекулы ДНК) содержит 384 цитозинових нуклеотидов, составляет 20% от их общего количества. В экзонных участках этого гена закодировано белок, состоящий из 120 аминокислотных остатков.

1. Какой нуклеотидный состав гена?

2. Какая относительная молекулярная масса интронных участков гена?

3. Насколько зрелая иРНК короче про-иРНК?

N (аминокислот в белке) — 120;

1. Нуклеотидный состав гена -?

2. Мr (интронных участков гена) -?

3. Насколько зрелая иРНК короче про-иРНК -?

1. Определяем общее количество нуклеотидов в фрагменте ДНК. Поскольку на цитозин нуклеотиды приходится 20% от их количества, то общее количество нуклеотидов составляет:

По принципу комплиментарности:

Г = Ц = 384 нуклеотиды = 20%. Отсюда: А = Т = 30%.

Х нуклеотидов — 30%; х = 576 9нуклеотидив);

2. Находим количество нуклеотидов в экзонных участках гена:

120 3 х 2 = 720 (нуклеотидов).

Находим количество нуклеотидов в интронных участках гена:

1920 — 720 = 1200 (нуклеотидов).

Находим относительную молекулярную массу интронных участков гена:

Mr (интро. Участков гена) = 1200 х 345 = 414000.

3. Длина молекулы про-иРНК равна длине структурного гена:

l (о-иРНК) = (384 + 576) х 0,34 = 326,4 (нм).

Зрелая иРНК состоит только из информативной части. Ее длина составляет:

l (зрелой РНК) = 120 х 3 х 0,34 = 122,4 (нм).

Разница в длине о-иРНК и зрелой иРНК составляет:

Ответ. 1. Ген содержит по 576 адениновых и тиминових нуклеотидов, и по 384 гуанинових и цитозинових нуклеотиды. 2. Относительная молекулярная масса интронных участков гена — 414 000. 3. Разница в длине между про- иРНК и зрелой иРНК — 204 нм.

1. Барна Иван Общая биология. Сборник задач. — Киев: Издательство «Ранок», 2009 — 736 с.

2. Биология: Справочник для абитуриентов и школьников общеобразовательных учебных заведений: Учебно-методическое пособие. — 2-е издание. — К .: Литере ЛТД, 2009. — 656 с.

3. Овчинников С.А. Сборник задач и упражнений по общей биологии: Учебное пособие. — Донецк: Третье тысячелетие, 2002. — 128 с.

4. Биология. Словарь-справочник .: Учеб. Пособие / /Авт.-сост .: В.П. Попович, Т.А. Сало, Л.В. Деревинская. — М .: Страна грез, 2006. — 112 с.

источник