Таблица ген кода егэ биология

И транскрипция, и трансляция относятся к матричным биосинтезам. Матричным биосинтезом называется синтез
биополимеров (нуклеиновых кислот, белков) на матрице — нуклеиновой кислоте ДНК или РНК. Процессы матричного биосинтеза относятся к пластическому обмену: клетка расходует энергию АТФ.

Матричный синтез можно представить как создание копии исходной информации на несколько другом или новом
«генетическом языке». Скоро вы все поймете — мы научимся достраивать по одной цепи ДНК другую, переводить РНК в ДНК
и наоборот, синтезировать белок с иРНК на рибосоме. В данной статье вас ждут подробные примеры решения задач, генетический словарик пригодится — перерисуйте его себе

Возьмем 3 абстрактных нуклеотида ДНК (триплет) — АТЦ. На иРНК этим нуклеотидам будут соответствовать — УАГ (кодон иРНК).
тРНК, комплементарная иРНК, будет иметь запись — АУЦ (антикодон тРНК). Три нуклеотида в зависимости от своего расположения
будут называться по-разному: триплет, кодон и антикодон. Обратите на это особое внимание.

Репликация ДНК — удвоение, дупликация (лат. replicatio — возобновление, лат. duplicatio — удвоение)

Процесс синтеза дочерней молекулы ДНК по матрице родительской ДНК. Нуклеотиды достраивает фермент ДНК-полимераза по
принципу комплементарности. Переводя действия данного фермента на наш язык, он следует следующему правилу: А (аденин) переводит в Т (тимин), Г (гуанин) — в Ц (цитозин).

Удвоение ДНК происходит в синтетическом периоде интерфазы. При этом общее число хромосом не меняется, однако каждая из них
содержит к началу деления две молекулы ДНК: это необходимо для равномерного распределения генетического материала между
дочерними клетками.

Транскрипция (лат. transcriptio — переписывание)

Транскрипция представляет собой синтез информационной РНК (иРНК) по матрице ДНК. Несомненно, транскрипция происходит
в соответствии с принципом комплементарности азотистых оснований: А — У, Т — А, Г — Ц, Ц — Г (загляните в «генетический словарик»
выше).

До начала непосредственно транскрипции происходит подготовительный этап: фермент РНК-полимераза узнает особый участок молекулы ДНК — промотор и связывается с ним. После связывания с промотором происходит раскручивание молекулы ДНК, состоящей из двух
цепей: транскрибируемой и смысловой. В процессе транскрипции принимает участие только транскрибируемая цепь ДНК.

Транскрипция осуществляется в несколько этапов:

• Инициация (лат. injicere — вызывать)

Образуется несколько начальных кодонов иРНК.

• Элонгация (лат. elongare — удлинять)

Нити ДНК последовательно расплетаются, освобождая место для передвигающейся РНК-полимеразы. Молекула иРНК
быстро растет.

• Терминация (лат. terminalis — заключительный)

Достигая особого участка цепи ДНК — терминатора, РНК-полимераза получает сигнал к прекращению синтеза иРНК. Транскрипция завершается. Синтезированная иРНК направляется из ядра в цитоплазму.

Трансляция (от лат. translatio — перенос, перемещение)

Куда же отправляется новосинтезированная иРНК в процессе транскрипции? На следующую ступень — в процесс трансляции.
Он заключается в синтезе белка на рибосоме по матрице иРНК. Последовательность кодонов иРНК переводится в последовательность
аминокислот.

Перед процессом трансляции происходит подготовительный этап, на котором аминокислоты присоединяются к соответствующим молекулам тРНК. Трансляцию можно разделить на несколько стадий:

• Инициация

Информационная РНК (иРНК, синоним — мРНК (матричная РНК)) присоединяется к рибосоме, состоящей из двух субъединиц.
Замечу, что вне процесса трансляции субъединицы рибосом находятся в разобранном состоянии.

Первый кодон иРНК, старт-кодон, АУГ оказывается в центре рибосомы, после чего тРНК приносит аминокислоту,
соответствующую кодону АУГ — метионин.

• Элонгация

Рибосома делает шаг, и иРНК продвигается на один кодон: такое в фазу элонгации происходит десятки тысяч раз.
Молекулы тРНК приносят новые аминокислоты, соответствующие кодонам иРНК. Аминокислоты соединяются друг с другом: между ними образуются пептидные связи, молекула белка растет.

Доставка нужных аминокислот осуществляется благодаря точному соответствию 3 нуклеотидов (кодона) иРНК 3 нуклеотидам (антикодону) тРНК. Язык перевода между иРНК и тРНК выглядит как: А (аденин) — У (урацил), Г (гуанин) — Ц (цитозин).
В основе этого также лежит принцип комплементарности.



Движение рибосомы вдоль молекулы иРНК называется транслокация. Нередко в клетке множество рибосом садятся на одну молекулу
иРНК одновременно — образующаяся при этом структура называется полирибосома (полисома). В результате происходит одновременный синтез множества одинаковых белков.



• Терминация

Синтез белка — полипептидной цепи из аминокислот — в определенный момент завершатся. Сигналом к этому служит попадание
в центр рибосомы одного из так называемых стоп-кодонов: УАГ, УГА, УАА. Они относятся к нонсенс-кодонам (бессмысленным), которые не кодируют ни одну аминокислоту. Их функция — завершить синтез белка.

Существует специальная таблица для перевода кодонов иРНК в аминокислоты. Пользоваться ей очень просто, если вы запомните, что
кодон состоит из 3 нуклеотидов. Первый нуклеотид берется из левого вертикального столбика, второй — из верхнего горизонтального,
третий — из правого вертикального столбика. На пересечении всех линий, идущих от них, и находится нужная вам аминокислота

Давайте потренируемся: кодону ЦАЦ соответствует аминокислота Гис, кодону ЦАА — Глн. Попробуйте самостоятельно найти
аминокислоты, которые кодируют кодоны ГЦУ, ААА, УАА.

Кодону ГЦУ соответствует аминокислота — Ала, ААА — Лиз. Напротив кодона УАА в таблице вы должны были обнаружить прочерк:
это один из трех нонсенс-кодонов, завершающих синтез белка.

Примеры решения задачи №1

Без практики теория мертва, так что скорее решим задачи! В первых двух задачах будем пользоваться таблицей генетического кода (по иРНК),
приведенной вверху.

«Фрагмент цепи ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ЦГА-ТГГ-ТЦЦ-ГАЦ. Определите последовательность нуклеотидов
во второй цепочке ДНК, последовательность нуклеотидов на иРНК, антикодоны
соответствующих тРНК и аминокислотную последовательность соответствующего фрагмента молекулы белка, используя таблицу генетического кода»

Объяснение:

По принципу комплементарности мы нашли вторую цепочку ДНК: ГЦТ-АЦЦ-АГГ-ЦТГ. Мы использовали следующие правила при нахождении второй нити
ДНК: А-Т, Т-А, Г-Ц, Ц-Г.

Вернемся к первой цепочке, и именно от нее пойдем к иРНК: ГЦУ-АЦЦ-АГГ-ЦУГ. Мы использовали следующие правила при переводе ДНК в иРНК:
А-У, Т-А, Г-Ц, Ц-Г.

Зная последовательность нуклеотидов иРНК, легко найдем тРНК: ЦГА, УГГ, УЦЦ, ГАЦ. Мы использовали следующие правила перевода иРНК в тРНК:
А-У, У-А, Г-Ц, Ц-Г. Обратите внимание, что антикодоны тРНК мы разделяем запятыми, в отличие кодонов иРНК. Это связано с тем, что
тРНК представляют собой отдельные молекулы (в виде клеверного листа), а не линейную структуру (как ДНК, иРНК).

Пример решения задачи №2

«Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент цепи ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет
следующую последовательность нуклеотидов: ТАГ-ЦАА-АЦГ-ГЦТ-АЦЦ. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется
на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону
тРНК»

Обратите свое пристальное внимание на слова «Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент цепи ДНК, на которой
синтезируется участок центральной петли тРНК «. Эта фраза кардинально меняет ход решения задачи: мы получаем право напрямую и сразу
синтезировать с ДНК фрагмент тРНК — другой подход здесь будет считаться ошибкой.

Итак, синтезируем напрямую с ДНК фрагмент молекулы тРНК: АУЦ-ГУУ-УГЦ-ЦГА-УГГ. Это не отдельные молекулы тРНК (как было
в предыдущей задаче), поэтому не следует разделять их запятой — мы записываем их линейно через тире.

Третий триплет ДНК — АЦГ соответствует антикодону тРНК — УГЦ. Однако мы пользуемся таблицей генетического кода по иРНК,
так что переведем антикодон тРНК — УГЦ в кодон иРНК — АЦГ. Теперь очевидно, что аминокислота кодируемая АЦГ — Тре.

Пример решения задачи №3

Длина фрагмента молекулы ДНК составляет 150 нуклеотидов. Найдите число триплетов ДНК, кодонов иРНК, антикодонов тРНК и
аминокислот, соответствующих данному фрагменту. Известно, что аденин составляет 20% в данном фрагменте (двухцепочечной
молекуле ДНК), найдите содержание в процентах остальных нуклеотидов.

Один триплет ДНК состоит из 3 нуклеотидов, следовательно, 150 нуклеотидов составляют 50 триплетов ДНК (150 / 3). Каждый триплет ДНК
соответствует одному кодону иРНК, который в свою очередь соответствует одному антикодону тРНК — так что их тоже по 50.

По правилу Чаргаффа: количество аденина = количеству тимина, цитозина = гуанина. Аденина 20%, значит и тимина также 20%.
100% — (20%+20%) = 60% — столько приходится на оставшиеся цитозин и гуанин. Поскольку их процент содержания равен, то
на каждый приходится по 30%.

Теперь мы украсили теорию практикой. Что может быть лучше при изучении новой темы?

1.Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5’ концу одной цепи соответствует 3’ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. Ген имеет кодирующую и некодирующую области. Кодирующая область гена называется открытой рамкой считывания. Фрагмент конца гена имеет следующую последовательность нуклеотидов: (нижняя цепь матричная (транскрибируемая)):

5’-ТГЦГЦГТААЦТГЦГАТГТГАГЦТАТАЦЦ-3’

3’-АЦГЦГЦАТТГАЦГЦТАЦАЦТЦГАТАТГГ-5’

Определите верную открытую рамку считывания и найдите последовательность аминокислот во фрагменте конца полипептидной цепи. Известно, что итоговый полипептид, кодируемый этим геном, имеет длину более четырёх аминокислот. Объясните последовательность решения задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Генетический код (иРНК от 5′ к 3′ концу)

Правила пользования таблицей

Первый нуклеотид в триплете берётся из левого вертикального ряда; второй  — из верхнего горизонтального ряда и третий  — из правого вертикального. Там, где пересекутся линии, идущие от всех трёх нуклеотидов, и находится искомая аминокислота.

Ответ:

1.  3’-АЦГЦГЦАТТГАЦГЦТАЦАЦТЦГАТАТГГ-5’  ПО транскрибируемой цепи находим

последовательность иРНК:

5’-УГЦГЦГУААЦУГЦГАУГУГАГЦУАУАЦЦ-3’

2.  В последовательности иРНК присутствует стоп-кодон 5’-УГА-3’ (УГА)

3.  По стоп-кодону находим открытую рамку считывания.

4.  Последовательность полипептида: арг-вал-тре-ала-мет.

2. Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5’ концу одной цепи соответствует 3’ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. Ген имеет кодирующую и некодирующую области. Кодирующая область гена называется открытой рамкой считывания. Фрагмент конца гена имеет следующую последовательность нуклеотидов: (нижняя цепь матричная (транскрибируемая)):

5’-ЦАТГГЦАТГАТАТАЦГЦГЦЦАГ- 3’

3’- ГТАЦЦГТАЦТАТАТГЦГЦГГТЦ-5’

Определите верную открытую рамку считывания и найдите последовательность аминокислот во фрагменте начала полипептидной цепи. При ответе учитывайте ,что полипептидная цепь начинается с аминокислоты мет. Известно, что итоговый полипептид, кодируемый этим геном , имеет длину более четырех аминокислот. Объясните последовательность решения задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Генетический код (иРНК от 5′ к 3′ концу)

Правила пользования таблицей

Первый нуклеотид в триплете берётся из левого вертикального ряда; второй  — из верхнего горизонтального ряда и третий  — из правого вертикального. Там, где пересекутся линии, идущие от всех трёх нуклеотидов, и находится искомая аминокислота.

ОТВЕТ:

1. По транскрибируемой цепи ДНК находим

3’- ГТАЦЦГТАЦТАТАТГЦГЦГГТЦ-5’

Последовательность на и РНК :

             5’-ЦАУГГЦАУГАУАУАЦГЦГЦЦАГ-3’

2.Аминокислоте мет соответствует кодон 5’-АУГ-3’

3. таких кодонов 2, синтез начинается со второго из них ( и с 7 нуклеотида)

4. потому что при синтезе с  первого кодона 5’-АУГ-3’ полипептид обрывается( в рамке считывания присутствуют стоп-кодон)

5. последовательность полипептида: мет-иле-тир-ала-про

3. Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5’ концу одной цепи соответствует 3’ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. Ген имеет кодирующую и некодирующую области. Кодирующая область гена называется открытой рамкой считывания. Фрагмент конца гена имеет следующую последовательность нуклеотидов: (нижняя цепь матричная (транскрибируемая)): 5’-ТГЦГЦГТААЦТГЦГАТГТГАГЦТАТАЦЦ-3’ 3’-АЦГЦГЦАТТГАЦГЦТАЦАЦТЦГАТАТГГ-5’ Определите верную открытую рамку считывания и найдите последовательность аминокислот во фрагменте конца полипептидной цепи. Известно, что итоговый полипептид, кодируемый этим геном, имеет длину более четырёх аминокислот. Объясните последовательность решения задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

ОТВЕТ:

1. последовательность иРНК:
   5’-УГЦГЦГУААЦУГЦГАУГУГАГЦУАУАЦЦ-3’;
   2) в последовательности иРНК присутствует стоп-кодон 5’-УГА-3’ (УГА);
   3) по стоп-кодону находим открытую рамку считывания;
   4) последовательность полипептида: арг-вал-тре-ала-мет.

НОВЫЙ ТИП С ПАЛИНДРОМАМИ

Палиндром — участок связанных комплиментарных нуклеотидов одной цепи РНК или ДНК.

Здесь нет ничего сложного, главное — разобраться со строением вторичной структуры тРНК и понять, каким образом полинуклеотидная цепь сворачивается в петлю.

1) По принципу комплементарности строим последовательность тРНК.

2) Складываем тРНК пополам, как показано на рисунке, и находим центр. Центральные три нуклеотида будут антикодоном.

3) Записываем антикодон от 3′ к 5′ концу. Находим комплементарный кодон иРНК (от 5′ к 3′ концу). И по таблице генетического кода находим нужную аминокислоту.

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5’ концу одной цепи соответствует 3’ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. Ген имеет кодирующую и некодирующую области.

Все виды РНК синтезируется на ДНК-матрице. В цепи РНК и ДНК могут иметься специальные комплементарные участки- паллиндромы, благодаря которым могут образоваться вторичная структура. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли т-РНК имеет следующую последовательность:

5’-ГААТТЦЦТГЦЦГААТТЦ-3’

3’-ЦТТААГГАЦГГЦТТААГ-5’

Установить нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте. Найдите на данном участке палиндром и установите вторичную структуру центральной петли т-РНК. Определить аминокислоту, которую будет переносить  эта т-РНК в процессе биосинтеза белка, если антикодон равноудален от концов палиндрома.

Решение:

1. 5’-ГААУУЦЦУГЦЦГААУУЦ-3’
2. Палиндром в последовательности

5’-ГААУЦ-3’

      3’-ЦУУАГ-5’

1. Вторичная структура тРНК

5’-ГААУЦ

      3’-ЦУУАГ-5’СИНИМ Цветом свернуть в клубок

4. Нуклеотидная последовательность антикодона в тРНК 5’- УГЦ-3’соответствует кодону

3’-АЦГ-5’

5. По таблице находим аминокислоту: ала

Задания 27 проверяют умения применять знания по цитологии при решении задач с использованием таблицы генетического кода, определять хромосомный набор клеток гаметофита и спорофита у растений, число хромосом и молекул ДНК в разных фазах деления клетки. От выпускника требуется решать задачи на заданную тему, обосновывать ход решения и объяснять полученные результаты.

Для решения задач по цитологии необходимо очень хорошо понимать биологический смысл всех процессов, протекающих в клетке (метаболизм, деление), последовательность их этапов и фаз. А также знать особенности строения нуклеиновых кислот, их свойства и функции; свойства генетического кода, уметь пользоваться таблицей генетического кода. Ещё очень важно правильно оформлять решение задачи, отвечать на все вопросы и комментировать полученные результаты.

Задания 27 предполагают чёткую структуру ответа и оцениваются максимально в 3 балла при наличии трёх или четырёх элементов. Такие задания содержат закрытый ряд требований («Правильный ответ должен содержать следующие позиции»). Все приведённые в эталоне ответа элементы значимы и не имеют альтернативных вариантов. В листе ответа выпускник должен представить ход решения задачи с комментариями и объяснениями, без которых невозможно получить полный ответ.

Задание с тремя элементами ответа

Задание с четырьмя элементами ответа

• Для решения задач с использованием таблицы генетического кода необходимо помнить следующие правила и принципы:

1. Смысловая и транскрибируемая цепи ДНК антипараллельны.
2. Смысловая цепь начинается с 5´- конца, а транскрибируемая – с 3 ´- конца
3. Кодоны и антикодоны принято писать с 5 ´- конца на 3 ´- конец.
4. В таблице генетического кода кодоны записаны с 5 ´- конца на 3 ´- конец.
5. Транскрипция идёт в направлении 3 ´ → 5´, а трансляция в направлении 5 ´ → 3 ´.
6. В молекулярной биологии принято писать смысловую цепь ДНК сверху, а транскрибируемую цепь под ней.

• Для решения задач по определению числа хромосом, молекул ДНК в разных фазах деления клетки необходимо помнить, что:

1. Перед митозом и мейозом в интерфазе происходит удвоение числа молекул ДНК (синтетический период интерфазы), а число хромосом остаётся прежним – 2n.
2. В профазе и метафазе митоза и мейоза число хромосом и молекул ДНК не изменяется.
3. Если в задаче указано конкретное число хромосом, то при решении задачи указывают число хромосом и молекул ДНК, не формулы.

• Для решения задач по определению хромосомного набора клеток гаметофита и спорофита у растений необходимо помнить, что:

1. У растений споры и гаметы гаплоидны.
2. Споры образуются в результате мейоза, а гаметы – в результате митоза.
3. У водорослей и мхов в жизненном цикле преобладает гаметофит (половое поколение), а у папоротников, хвоща, плаунов, голосеменных и покрытосеменных – спорофит (бесполое поколение). У бурых водорослей преобладает спорофит.
4. Зигота делится путём митоза и даёт начало всем тканям и органам растения.
5. У семенных растений мегаспоры (макроспоры) образуются из клеток семязачатка в результате мейоза; клетки зародышевого мешка образуются из макроспоры путём митоза.
6. У голосеменных эндосперм гаплоидный и образуется до оплодотворения, у покрытосеменных – 3n, образуется в результате слияния спермия (n) и центральной клетки (2n).
7. Пыльцевое зерно состоит из двух клеток – вегетативной и генеративной; за счёт вегетативной клетки образуется пыльцевая трубка, генеративная делится митозом, в результате образуются два спермия.
8. У покрытосеменных оба спермия участвуют в оплодотворении, у голосеменных в оплодотворении принимает участие один спермий, а другой погибает.

Рассмотрим примеры решения задач по цитологии.

Пример 1.

Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь – смысловая, нижняя – транскрибируемая):

5´ − АЦАТГЦЦАГГЦТАТТЦЦАГЦ −3´

3´ − ТГТАЦГГТЦЦГАТААГГТЦГ −5´

 Ген содержит информативную и неинформативную части для трансляции. Информативная часть гена начинается с триплета, кодирующего аминокислоту Мет. С какого нуклеотида начинается информативная часть гена? Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи. Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.

Решение:

1. По принципу комплементарности строим цепь и-РНК и обозначаем 5´- и 3´-концы.

ДНК:

3´–

Т

Г

Т

А

Ц

Г

Г

Т

Ц

Ц

Г

А

Т

А

А

Г

Г

Т

Ц

Г

и-РНК

5´–

А

Ц

А

У

Г

Ц

Ц

А

Г

Г

Ц

У

А

У

У

Ц

Ц

А

Г

Ц

2. В условии сказано, что информативная часть гена начинается с аминокислоты Мет. По таблице генетического кода определяем, что эту аминокислоту кодирует только один кодон и-РНК – АУГ. По принципу комплементарности определяем триплет в транскрибируемой цепи ДНК, соответствующий кодону 5´– АУГ –3´; это триплет 3´– ТАЦ –5´. Внимание! В таблице генетического кода кодоны и-РНК записаны в направлении 5´→ 3´.Следовательно, информативная часть гена начинается с третьего нуклеотида Т в транскрибируемой цепи ДНК.

3. По таблице генетического кода определяем аминокислотный состав белка, начиная с кодона АУГ.

   Белок: Мет – Про – Гли – Тир – Сер – Сер.

Пример 2.

Гаплоидный набор хромосом цесарки составляет 38. Сколько хромосом и молекул ДНК содержится в клетках кожи перед делением, в анафазе и телофазе митоза? Ответ поясните.

Решение:

В задаче рассматривается непрямое деление клетки – митоз. Таким способом делятся соматические клетки, которые имеют диплоидный набор хромосом. Обязательно необходимо указать конкретное число хромосом и молекул ДНК!

1. Клетки кожи цесарки – это соматические клетки, =>, они имеют диплоидный набор хромосом (2n) – 38 × 2 = 76 (хромосом).
2. Перед митозом в синтетическом периоде (S) происходит самоудвоение молекул ДНК, =>, клетки имеют набор 2n4c: 76 хромосом и 152 молекулы ДНК.
3. В анафазе митоза к противоположным полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды, которые становятся самостоятельными хромосомами, =>, клетки кожи содержат 2n2c (у каждого полюса клетки): 76 хромосом и 76 молекул ДНК (у каждого полюса клетки) ИЛИ в анафазе в клетке содержатся 152 хромосомы и 152 молекулы ДНК.
4. В телофазе митоза образуются две дочерние клетки с диплоидным набором хромосом 2n2c: 76 хромосом и 76 молекул ДНК.

Пример 3.

Какой хромосомный набор характерен для клеток пыльцевого зерна и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.

Решение:

1. клетки пыльцевого зерна сосны и спермии имеют набор хромосом – n (гаплоидный);
2. клетки пыльцевого зерна сосны развиваются из гаплоидных спор митозом;
3. спермии сосны развиваются из клеток пыльцевого зерна (генеративной клетки) митозом.

Генетическая информация в клетке — один из разделов общей биологии. Школьники обзорно проходят его в 9 классе, а затем более подробно в 10-11. Несмотря на это, задания из ЕГЭ по этой теме вызывают много вопросов. Самые частые проблемы — неумение писать различные виды РНК по данной матрице, а также незнание таких терминов, как гаплоидные и диплоидные клетки. В статье рассмотрим теоретические моменты, а также разберемся, как решать задание 3 из ЕГЭ по биологии. Если вы хотите более подробно изучить задание 3 по биологии и другие номера, отправляйтесь на курсы подготовки в Москве. Во время занятий преподаватели разбирают каждую тему, благодаря чему вы будете глубже разбираться в предмете. 

Что проверяется в задании 3

3 задание из ЕГЭ по биологии представляет собой текстовую задачу. Чтобы решить ее, нужно провести несложные вычисления. Ответ — целое число. Иногда при расчетах получается дробь, в таком случае ее нужно округлить. Номер касается 2 разделов: генетики и цитологии. Необходимо знать следующие темы: 

• гены и генетический код;
• репликация ДНК;
• биосинтез белка;
• строение и свойства хромосом;
• видовое постоянство хромосом;
• жизненный цикл. 

Теория по цитологии

Первый вопрос теории для ЕГЭ — гены. Под этим термином понимают единицу генетической информации, то есть участок молекулы ДНК, кодирующий структуру одного белка. Ученые установили, что в человеческом организме 25-30 тысяч генов, однако большинство из них являются вспомогательными. Они запускают или останавливают процесс считывания генетической информации, поэтому называются регуляторными. Кодирующие белки — структурные. Генетическим кодом называется особая последовательность ДНК. За нее отвечают нуклеотиды, собранные в группы по 3 штуки (триплеты). Каждый триплет кодирует только одну аминокислоту, но у большинства аминокислот есть несколько соответствующих им триплетов. Для решения задач на генетический код используется таблица. 

Следующий процесс, важный для разбора 3 задания ЕГЭ по биологии — репликация ДНК. Она происходит во время деления клетки. Все дочерние единицы должны иметь одинаковый генетический материал, поэтому в природе используются механизм, допускающий минимальное количество погрешностей. Двухцепочечная ДНК распадается, после чего на каждой половине синтезируется новая молекула. Это происходит по принципу комплементарности, открытому Чаргаффом: напротив аденина (А) встает тимин (Т), а напротив гуанина (Г) — цитозин (Ц). В РНК тимина нет, его заменяет урацил (У). Другой процесс — биосинтез белка, состоящий из 2 этапов: 

1. транскрипция. Это «переписывание» генетической информации с матрицы ДНК на иРНК. В нем участвует только одна из цепочек, а сам процесс происходит в ядре;
2. трансляция. Генетическая информация с иРНК превращается в полипептидную молекулу. Трансляция идет в рибосомах при участии тРНК, которые приносят отдельные аминокислоты в органоид.

Теория по генетике

Мы разобрали теорию 3 задания по биологии из раздела цитологии. Теперь переходим к генетике. Основное понятие — хромосома. Под ним понимают часть ядра, которая содержит гены, является хранителем и переносчиком генетической информации. Состоит из молекулы ДНК и белков, образующих саму структуру. Хромосома способна удваиваться. Во время деления клетки она увеличивается, и можно увидеть ее составные части: перетяжку-центромеру и образованные ей плечи. В начале деления хромосома состоит из двух частей — хроматид. Число хромосом у каждого вида постоянно. Например, у человека их 46. Это диплоидный набор, характерный для соматических клеток (клеток тела). Обозначается 2n2c. Гаплоидный набор — nc, то есть уменьшенный в два раза. Он наблюдается у половых клеток. 

Последний вопрос по теме «Генетическая информация в клетке» — жизненный цикл. Клетки не возникают сами по себе, а образуются в результате деления. Время от появления клетки до ее смерти или разделения называется жизненным циклом. Самый длинный его период — интерфаза (10-20 часов). Это время обычного функционирования. Состоит из 3 периодов:

1. пресинтетический. Накапливаются белки и полезные вещества, идет подготовка к удвоению ДНК;
2. синтетический. Происходит репликация ДНК, формула клетки — 2n4c;
3. постсинтетический. Делятся центриоли, митохондрии и пластиды, ядрышко становится крупным и хорошо заметным. 

Различают 2 вида деления — митоз (соматические клетки) и мейоз (половые). Подробное описание этих процессов для 3 задания по биологии не нужно, его рассматривают при комплексной подготовке на курсах. Составим таблицу с краткой характеристикой.

Примеры из ЕГЭ

Посмотрим решение 3 задания из ЕГЭ по биологии. 

Задание 1. В эпителиальной клетке человека содержится 46 хромосом. Сколько хромосом в яйцеклетке? 

Решение. Эпителиальная ткань образована соматическими клетками, то есть 46 — это 2n. Яйцеклетка — половая клетка с гаплоидным набором хромосом. 46 / 2 = 23 хромосомы. 

Ответ: 23.

Задание 2. ДНК содержит 210 нуклеотидов. Сколько аминокислот в ней закодировано? 

Решение. Аминокислоты кодируются иРНК. Она списывается с ДНК, следовательно, количество нуклеотидов будет таким же — 210. 3 нуклеотида кодируют одну аминокислоту, число из условия нужно разделить на 3: 210 / 3 = 70.

Ответ: 70. 

Теперь вы знаете, как решать задание 3 из ЕГЭ по биологии. Мы изучили основную теорию и провели разбор номера. Краткий конспект, представленный в статье, поможет вам в подготовке. Но не забывайте, что в теоретических вопросах по цитологии и генетике спрашивают намного больше. Чтобы правильно выполнить их, нужно уделить внимание самоподготовке или записаться на курсы. Мы уверены, что вы справитесь!