ПРАВИЛА РЕШЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНО–ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ.

Предлагаемые задачи рассчитаны главным образом на расшифровку структуры белка по известным данным о строении ДНК и обратный анализ с помощью таблицы кодирования аминокислот, приведенной в таблице 1. Для примера рассмотрим способы решения двух задач.

Задача 1. Полипептид состоит из следующих аминокислот: валин – аланин – глицин – лизин – триптофан – валин – серии – глутаминовая кислота. Определите структуру участка ДНК, кодирующего указанный полипептид.

Решение задачи.

В условии задачи последовательность аминокислот в полипептиде дана. По этим сведениям нетрудно установить строение иРНК, которая управляла синтезом данного полипептида. По предлагаемой таблице 1 находим структуру триплета для валина (ГУГ), затем для аланина (ГЦА), глицина (ГГА), лизина (ААГ), триптофана (УГГ), валина (ГУГ), серина (УЦА) и глутаминовой кислоты (ГАА). Подобрав кодирующие триплеты, составляем иРНК для данного полипептида: ГУГГЦАГГАААГУГГГУГ- УЦАГАА.

По молекуле иРНК можно восстановить участок цепочки ДНК, с которой она считывалась. Урацил РНК вставал против аденина ДНК, гуанин — против цитозина и т. д. Следовательно, участок интересующей нас смысловой цепи ДНК, будет иметь следующее строение: ЦАЦЦГТЦЦГТТ-ЦАЦЦЦАЦАГТЦТТ.

Но ДНК состоит из двух цепей. Зная строение одной из них, руководствуясь принципом комплементарности, достраиваем вторую.

Целиком участок молекулы ДНК, кодирующий данный полипептид, будет иметь следующее строение:

Ц А А Ц Г А Ц Ц А Т Т Т Ц А А А Г А

Г Т Т Г Ц Т Г Г Т А А А Г Т Т Т Ц Т

Задача 2. Задача, по характеру обратная только что разобранной. Известна одна лишь цепь ДНК, с которой считывается иРНК. Строим иРНК по условиям задачи: УГГУАУЦАГГУУЦЦУ. Разбиваем ее на триплеты: УГГ, УАУ, ЦАГ, ГУГ ЦЦА. По таблице кода (см. таблицу 1) последовательно находим для каждого триплета соответствующую аминокислоту и строим участок искомого полипептида: триптофан – тирозин – глутамин – валин – пролин.

ОТВЕТЫ К ЗАДАЧАМ ПО ГЕНЕТИКЕ.

1. а) Только гаметы А.

б) Два класса гамет: R и r.

в) Только гаметы s.

2. а) Только один класс гамет.

б) Два класса гамет.

в) Только один класс гамет.

3. а) Два типа сперматозоидов: один с аллелем P, второй с аллелем p.

б) 1: 1

в) мейоз.

4. Ген r попадает в направительное тельце.

5. а) Два типа гамет.

б) Один тип гамет.

6. а) Два типа яйцеклеток: один с геном, детерминирующим карий цвет

глаз, второй с геном, детерминирующим голубой цвет глаз.

б) Один только с геном, определяющим голубой цвет глаз.

7. а) Все дети будут кареглазые.

б) Возможно рождение голубоглазого ребенка (генотип bb) с вероятностью 25%.

8. а) В F1 все кролики будут черные. В F2 произойдет расщепление в отношении 3/4 черных к 1/4 альбиносов.

б) В F1 произойдет расщепление в отношении 1/2 черных к 1/2 альбиносов.

9. а) Генотип пятипалого ребенка - рр, шестипалого — Рр.

б) Шестипалый, генотип Рр.

10. 3/4 детей будут страдать брахидактилией, 1/4 будет здорова. По генотипу 1 доминантная гомозигота (ВВ), две гетерозиготы (ВЬ) и одна рецессивная гомозигота (bb).

11. а) Нет, т. к. черные куры гомозиготы (ВВ).

б) Нет, т. к. белые особи гомозиготы (B1B1).

в) Голубые куры гетерозиготы (ВВ1), расщепление по фенотипу будет в отношении 1 черная: 2 голубых: 1 белая.

12. а) В F1 произойдет расщепление в отношении 1 чалый: 1 белый.

б) Произойдет расщепление в отношении 1 черный (RR): 2 чалых (RR1): 1 белый(R1R1).

13. Расщепление в F1 произойдет по фено- и генотипу в отношении
1: 2: 1.

14. а) Расщепление по фено- и генотипу в отношении 1 (АА) — норма: 2Аа (уменьшены глазные яблоки): 1аа (анофтальмия).

б) В F1 произойдет расщепление в отношении 1 (норма): 1 (уменьшенные глазные яблоки).

15. а) Расщепление 1:1. Все самки комолые, а самцы рогатые.

б) Дочери унаследуют признак отца, а сыновья — матери.

в) Все потомство генотипически РР1 — все самки комолые, самцы — рогатые.

г) Все дочери в мать, сыновья — в отца.

16. а) Расщепление в F1 — 1 пурпурный: 1 зеленый.

б) Расщепление в F1 — 1 красный: 1 зеленый.

в) На ярком свету все растения будут иметь пурпурный стебель, при ограниченной освещенности—красный.

17. а) Фенотип: 1 черный: 1 гималайский генотип 1CCh: 1 Chc.

б) Фенотип: 1 гималайский: 2 черных: 1 белый; генотипы –
1 Сhc: Сс и CCh: 1сс.

в) Комбинативная.

18. а) Ребенок имеет вторую группу крови (генотип I^AI⁰).

б) Дети могут иметь первую (О) группу крови (генотип I⁰I⁰) и третью (В) — генотип (I^BI⁰).

в) Ребенок будет иметь IV группу крови (генотип I^AI^B).

г) Нет, у детей может быть или вторая (генотип I^AI⁰) или третья (генотип – I^BI⁰) группа крови.

д) Возможны I и II группы крови, исключается III и IV.

е) Дети могут иметь I (генотип I⁰I⁰), II (генотип – I^AI⁰), III группу (генотип I^BI⁰) и IV (генотип – I^AI^B) группы крови.

19. а) Вероятность рождения ребенка с ахондроплазией — 50%.

20. а) Вероятность равна 50% (1/2).

б) Вероятность — 75% (3/4).

21. а) Вероятность — 25% (1/4)

б) Вероятность — 0.

22. а) Вероятность рождения ребенка с I группой крови 100%, остальные исключаются.

б) Вероятность рождения ребенка с группой крови: 1—25%; II; — 75%; III — 0; IV - 0.

в) Вероятность рождения ребенка с группой крови 1 — 0%; II — 50%; III — 50%; IV — 0%.

г) Вероятность рождения ребенка с III группой крови 75%.

23. а) Один тип А.

б) Один тип АВ.

в) Один тип аВ.

г) Один тип аb.

24. а) Два типа: А и а.

б) Четыре типа: АВ; Аb; аВ; аb.

в) Восемь классов: АВС; АВс; АbС; Аbс; аВС; аВс; аbС; аbс.

25. а) 2 типа.

б) 4 типа.

в) 16 типов.

г) 2n типов гамет.

26. а) 8 типов гамет: MNRS; MNrS; MnRS; MnrS; mNrS; mNRS; mnRS; mnrS;.

б) Один тип гамет MnRs.

в) 4 типа гамет: DeFH; DefH; deFH; defH.

27. а) Один тип гамет с генами желтой окраски и гладкой формы.

б) 4 типа гамет.

в) Два типа гамет: 1) с генами желтого цвета и морщинистой формы; 2) с генами зеленого цвета и морщинистой формы.

г) Два типа гамет: 1) с генами зеленого цвета и гладкой формы; 2) с генами зеленого цвета и морщинистой формы.

28. а) Один тип гамет (ysb).

б) Четыре типа гамет: VSb; Vsb; vSb; vsb.

в) Четыре типа гамет: vSB; vSb; vsB; vsb.

29. а) Один тип яйцеклеток (bm).

б) Четыре типа сперматозоидов: BM; Bm; bM; bm.

30. а) В F1 все потомки будут желтые и гладкие с генотипом АаВЬ. В F2 произойдет расщепление по фенотипу в отношении: 9 желтых гладких: 3 желтых морщинистых: 3 зеленых гладких: 1 зеленый морщинистый. Генотип желтых и гладких А- В -; желтых морщинистых А-bb; зеленых гладких — ааВ-; зеленых морщинистых — ааbb.

б) В F1 расщепление по фенотипу произойдет в отношении: 1 желтый гладкий (генотип АаВb): 1 желтый морщинистый (генотип Ааbb): 1зеленый гладкий (ааВb): 1 зеленый морщинистый (ааbb).

в) Расщепление по генотипу и фенотипу в отношении 1:1:1:1, как в 30 (б).

31. а) Генотипы и фенотипы потомства: 1 ЕеVV (нормальные глаза и крылья); 1 Ееvv нормальные глаза, зачаточные крылья); 1 ееVv (безглазые с нормальными крыльями); 1 ееvv (безглазые, бескрылые).

б) Расщепление в F1 в отношениях: 9:3:3:1.

в) Генотип родителей: ЕеVv и ееVv

32. а) Генотип родителей: MmBb; ребенка mmbb.

б) Нельзя, т. к. оба они могут быть гомо- и гетерозиготны по доминантному признаку.

в) Генотип отца— Mmbb; матери mmBb; первого ребенка— MmBb; второго ребенка Mmbb.

33. а) Вероятность рождения резус положительного ребенка IV группы (АВ) — 25%.

б) Вероятность рождения резус отрицательного ребенка I (О) группы 25%.

в) Внебрачным является ребенок с I (О) группой крови (его генотип I0 I0).

34. а) Возможны 24 фенотипа (4 по системе АВО, 2 по резус фактору, 3 по группам МN — (4х2х3 = 24).

б) Возможны 8 сочетаний антигенов (АВММRh+; АВМNRh+; АВММRh-; АВМNRh-; ВММRh+; ВМNRh+; ВММRh-; ВМNRh-).

в) У детей возможны 4 фенотипа: (АМNRh+; АМNRh-; ВМNRh+; ВМNRh-).

г) Вероятность наследования ребенком антигенов отца — 1/16.

д) В указанной семье у детей возможны 4 фенотипа: АМNRh+; АМNRh-; ВМNRh+; ВМNRh-. Общее число возможных сочетаний генов по трем указанным системам равно 24. Таким образом, в данной семье исключается возможность 20-ти сочетаний генов.

е) Указанный ребенок является приемным сыном. Заключение основывается на следующем: 1) если мать имеет IV группу (генотип I^АI^В), а отец I (генотип I⁰I⁰), то ребенок может иметь либо II (генотип I^А I⁰), либо III (генотип I^В I⁰) группы крови. 2) по системе МN ребенок указанных родителей может иметь антиген МN, он же имеет ММ.

35. а) В первом поколении все куры будут белыми. В F2 произойдет расщепление в отношении — 13/16 белых: 3/16 окрашенных.

б) Генотип виандота iiCС.

в) Генотип виандота iiCс.

г) Расщепление в отношении 3 белых: 1 окрашенный.

36. а) Все растения F1 будут иметь красный цвет (генотип СсРр).

б) В первом поколении будет происходить расщепление в отношении:

9/16 красных: 7/16 белых.

в) В F1 произойдет расщепление по фенотипу в отношении:

1 пурпурный к 3 белым.

37. а) Фенотипы мышей: ССАА — агути; ССаа — черные; ссАА — белые.

б) Расщепление по фенотипу при указанном скрещивании произойдет в отношениях: 9/16 агути: 3/16 черных: 4/16 белых.

в) При указанном скрещивании произойдет расщепление по фенотипу в отношениях: 1 агути: 1 черная: 2 белых.

38. а) При указанном скрещивании все потомки F1 будут иметь ореховидный гребень, а в F2 произойдет расщепление в отношении: 9/16 ореховидных: 3/16 розовидных: 3/16 гороховидных: 1/16 листовидных.

б) В F1 произойдет расщепление по фенотипу в отношении: 9:3:3:1

(см. 38 а).

в) В F1 произойдет расщепление по фенотипу в отношении:

1 ореховидный: 1 розовидный: 1 гороховидный: 1 простой (листовидный).

39. а) Родительское красное растение имело 2 пары доминантных генов (R1R1R2R2).

б) Родительское красное растение имело 3 пары доминантных генов (R1R1R2R2R3R3).

40. а) Вероятность равна ½ (50%).

б) Мать имеет генотип (IBI0ss; отец —IAI0Ss.

41. а) XX; б) ХY; в) XX; г) ХY; д) XX; е) XY.

42. а) Один тип яйцеклеток—X;

б) Два типа сперматозоидов: Х и Y;

в) Два типа яйцеклеток: Х и Y;

г) Один тип сперматозоидов: X;

д) Один тип яйцеклеток: X;

е) Два типа сперматозоидов: Х и Y.

43. а) Один тип гамет ХW.

б) Два типа гамет: ХW и Xw.

в) Два типа гамет: ХW и Y.

44. а) Один типа гамет: Хd.

б) Два типа гамет: ХD и У.

в) Самцы дрозофил по генам, локализованным в Х хромосоме, могут быть только гемизиготны.

45. а) Два типа яйцеклеток: ХH и Хh.

б) Один тип яйцеклеток: ХH.

46. а) Два типа яйцеклеток: ХC и Хc.

б) Два типа гамет: ХC и Y.

47. а) У сыновей будет цветовая слепота (XcY), а дочери будут здоровы (XCXc).

б) Генотип матери XCXc, отца — ХCY.

в) Вероятность рождения ребенка с цветовой слепотой 1/4, им может быть только мальчик.

48. а) Ген гемофилии сын унаследовал от матери.

б) Вероятность рождения больного гемофилией ребенка 1/4, им может быть только мальчик.

49. а) Два типа некроссоверных гамет РR и pr.

б) Два типа некроссоверных РR и pr, два типа кроссоверных рR и Рr.

50. а) Два типа только некроссоверных гамет DЕ и dе.

б) Четыре типа Dе и dE — некроссоверные и DE и de кроссоверные.

в) Четыре типа гамет вследствие свободной комбинации генов D и М: DМ; dm;Dm; dM.

г) Восемь типов гамет: некроссоверные — DеL; Dеl; dЕL; dЕ1 и кроссоверные — DЕL; DЕ1; dеL; dе1.

д) Восемь типов гамет: некроссоверные — DЕМ; DЕm; deМ; dеm и кроссоверные — DeМ; Dеm; dЕМ; dЕm.

е) Четыре типа гамет: DEМ; DЕm; deМ; dеm.

51. а) Четыре типа гамет: FНХST; FhХST; fHХST; fHХST.

б) Четыре типа гамет: FНХSt; fhХSt; FHY; fhY.

52. а) Четыре типа сперматозоидов: DЕ и dе — некроссоверные, Dе, dЕ — кроссоверные.

б) Четыре типа яйцеклеток: Dе, dЕ — некроссоверные и DЕ, dе — кроссоверные.

53. а) Четыре типа яйцеклеток: АВ и аb — некроссоверные и аВ, Аb — кроссоверные.

б) Такие же типы гамет как и в задаче 53а.

54. а) Женщина образует 4 типа гамет в отношении: 40%Ed; 40% eD; 10% ED; 10% ed.

б) Мужчина образует 4 типа гамет в отношении: 40%ED; 40%ed; 10% Ed; 10% eD.

55. а) Женщина образует 4 типа гамет в отношении: 45,1% XcH; 45,1% X Ch; 4,9% XCH; 4,9% Xch.

б) Мужчина образует 2 типа гамет в отношении: 50% Xch; 50% Y.

56. а) Генотип первой самки RP / rp; второй – Rp / rP.

б) Расстояние между генами R и P равно 4 морганидам.

57. Расстояние между генами равно 6 морганидам.

Ответы к задачам по молекулярной биологии.

1. ЦГТ ЦЦТ АЦА ТТЦ ГТГ ААА ААА АТА.

2. АТА ЦЦТ ЦТТ ААА ТАЦ.

3. АЦА АТА ААА ГТЦ ТТГ АЦА ГГТ ГЦТ ЦЦТ; 9,18 нм.

4. Тирозин – глутаминовая кислота – глутаминовая кислота – лейцин – аргинин – лизин – тирозин – пролин.

5. ГТА АГТ ГТЦ ЦЦТ ТГТ ААА ТГТ АГТ.

6. ГГА АУЦ ГУГ ГАА ЦАГ УГУ УГУ АЦА УЦА АУЦ.

7. Тирозин – валин – глицин – лейцин – аргинин – лизин – тирозин – пролин.

8. Валин – цистеин – глутаминовая кислота – аспарагин – глутаминовая кислота, аспарагиновая кислота – фенилаланин.

9. Смысловая цепь ДНК А-гемоглобина: ЦАЦ ГТА ГАА ТГТ ГГТ ЦТЦ ЦТТ ТТЦ.

Смысловая цепь ДНК S-гемоглобина: ЦАЦ ГТА ГАА ТГТ ГГТ ЦАЦ ЦТТ ТТЦ.

Причиной замены глутаминовой кислоты на валин является замена в шестом триплете тимидилового нуклеотида на адениловый.

10. 426 пар нуклеотидов; 144,8 нм.

11. ТГТГЦТГТТЦГАТГЦАЦЦ.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: