Question

1. ДНК – последовательность: А-А-Т-Г-Г-Г-Г-Ц-Г
Сколько аминокислот закодировано? Провести транскрипцию, синтезировать и-РНК.

2. В процессе трансляции участвовали 80 молекул т-РНК.
Сколько амонокислот входит в состав синтезируемого белка?
Сколько триплетов и сколько нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок?

3. Сколько молекул АТФ будет синтезировано:
1) на первом подготовительном этапе
2) на втором этапе гликолиза
3) на третьем этапе аэробного дыхания
4) при полном окислении фрагмента молекулы крахмала, состоящего из 150 остатков глюкозы?

Answer 1

1. ДНК - последовательность ААТ-ГГГ-ГЦГ. Сколько аминокислот закодировано? Провести транскрипцию, синтезировать и-РНК.

Дано: последовательность нуклеотидов в ДНК: ААТ-ГГГ-ГЦГ

Найти: код молекулы иРНК, аминокислотную последовательность.

Решение:

По принципу комплементарности в ДНК (аденин комплементарен тимину, гуанин комплементарен цитозину) построим вторую цепь ДНК (кодогенную) на основе данной:

ᅠᅠсмысловая ДНК: 5'-ААТ-ГГГ-ГЦГ-3'

ᅠᅠкодогенная ДНК: 3'-ТТА-ЦЦЦ-ЦГЦ-5'

Теперь на основе кодогенной ДНК построим молекулу иРНК по принципу комплементарности (аденин комплементарен урацилу, гуанин комплементарен цитозину). Затем сразу же, ориентируясь на таблицу генетического кода, запишем аминокислотную последовательность белков:

ᅠᅠкодогенная ДНК: 3'-ТТА-ЦЦЦ-ЦГЦ-5'

ᅠᅠинформационная РНК: 5'-ААУ-ГГГ-ГЦГ-3'

ᅠᅠаминокислоты: АСН ГЛИ АЛА

2. В процессе трансляции участвовали 80 молекул т-РНК.  Сколько аминокислот входит в состав синтезируемого белка?  Сколько триплетов и сколько нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок?

Дано: в трансляции участвовало 80 молекул тРНК.

Найти: 1) сколько аминокислот входит в состав синтезируемого белка?; 2) сколько триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок?

Решение:

1) Трансляция - процесс синтеза белка в рибосоме на основе молекулы иРНК (матрица). Одна молекула тРНК приносит в рибосому одну аминокислоту. Таким образом 80 молекул тРНК, участвовавших в трансляции, приносят 80 аминокислот. Эти 80 аминокислот и образуют белок, то есть это наш ответ.

2) Мы выяснили, что молекула белка была построена из 80 аминокислот. Каждая аминокислота кодируется одним триплетом, таким образом в гене, кодирующем этот белок, находится 80 триплетов. Каждый триплет в свою очередь состоит из 3 нуклеотидов, тогда найдём сколько всего нуклеотидов в гене:

ᅠᅠ$80 \cdot 3 = 240$ нуклеотидов

Ответ: 1) 80 аминокислот; 2) 80 триплетов или 240 нуклеотидов.

3. Сколько молекул АТФ будет синтезировано:  1) на первом подготовительном этапе ; 2) на втором этапе гликолиза ; 3) на третьем этапе аэробного дыхания ; 4) при полном окислении фрагмента молекулы крахмала, состоящего из 150 остатков глюкозы?

1) На подготовительном этапе АТФ не синтезируется. Вся выделяемая энергия в пищеварительном тракте рассеивается в виде тепла.

2) На этапе гликолиза при расщеплении глюкозы выделяется столько энергии, сколько хватает на синтез 2 молекул АТФ.

3) На этапе кислородного расщепления выделяется столько энергии, сколько хватает на синтез 36 молекул АТФ.

4) Решать данную задачу будем по биохимическим реакциям:

ᅠᅠ(C₆H₁₀O₅)₁₅₀ + 75H₂O ⇒ 75C₁₂H₂₂O₁₁ + $E$

(промежуточная стадия расщепления крахмала, энергия $E$ рассеивается в виде тепла)

ᅠᅠ75C₁₂H₂₂O₁₁ + 75H₂O ⇒ 150C₆H₁₂O₆ + $E$

(конечная стадия расщепления крахмала, энергия $E$ рассеивается в виде тепла)

ᅠᅠ150C₆H₁₂O₆ + 300АДФ + 300H₃PO₄ + 300НАД⁺ ⇒ 300C₃H₄O₃ + 300H₂O + 300НАД · 2H + 300АТФ

(гликолиз 150 молекул глюкозы, в результате запасается 300 молекул АТФ)

ᅠᅠ300C₃H₄O₃ + 750O₂ + 5400АДФ + 5400H₃PO₄ ⇒ 900CO₂ + 6000H₂O + 5400АТФ

(окисление 300 молекул ПВК, в результате запасается 5400 молекул АТФ)

Таким образом в общем запасается 150АТФ + 5400АТФ = 5550АТФ.