Задачи на антипараллельность днк егэ биология как решать

Скачать материал

Скачать материал

Описание презентации по отдельным слайдам:

• 

  1 слайд

  Разбор решения задач на антипараллельность

  Разъяснение по выполнению заданий 27 линии на ЕГЭ по биологии в 2021 году

  Минькова Татьяна Васильевна ,
  учитель биологии высшей
  квалификационной категории
  МОУ СОШ с.Варваровка

  ГАУ ДПО «АМИРО» Кафедра естественно-географического образования, физической культуры, ОБЖ и экологии человека

  г. Благовещенск – 2021 год
  «Дорогу осилит идущий»
   Л. Соловьёв
  «Повесть о Ходже Насреддине» 

• 

  2 слайд

  Кодификатор элементов содержания и требований к уровню
  подготовки выпускников образовательных организаций для
  проведения ЕГЭ по биологии;

• 

  3 слайд

  В спецификации КИМа данные проверяемые элементы находятся в задании с порядковым номером 27, относятся к ВЫСОКОМУ уровню сложности и оцениваются в 3 балла
  Проверяется задание по типу критериев с закрытым рядом требований, в эталоне предлагается единственный правильный вариант ответа, не допускаются иные интерпретации и указано: «Правильный ответ должен содержать следующие позиции»

• 

  4 слайд

  Цель: повторение и закрепление умений решать цитологические задачи в новой ситуации
  План.
  Повторение:
  строение нуклеиновых кислот: ДНК и РНК ( 3’-, и 5’- концы)
  принципы комплементарности и антипараллельности
  Матричные реакции биосинтеза: транскрипция и трансляция
  Генетический код и его свойства, правила работы с таблицей генетического кода.
  2. Решение типовых задач на матричные синтезы с применением принципа антипараллельности.

• 

  5 слайд

  ДНК и РНК –нуклеиновые кислоты, биополимеры, мономером которых являются нуклеотиды
  А – азотистое основание; Б – углевод; В – остаток фосфорной кислоты

• 

  6 слайд

  3’
  Т
  ОН
  5’
  Ц
  Фосфодиэфирная связь
  A
  3’
  ОН
  5’
  5′ конец цепи
  3′ конец цепи
  Фосфодиэфирная связь
  Направление роста

• 

  7 слайд

  В формировании фосфодиэфирной опосредовано участвуют 3-й углерод 
  пентозы одного нуклеотида и 5-й углерод пентозы другого (соседнего)
  Нуклеотида. А нуклеотиды, не задействованные в образовании связи
  образуют углеродные 3’- , и 5’ — концы

• 

  8 слайд

  3’
  Т
  ОН
  5’
  Ц
  A
  3’
  ОН
  5’
  3’
  5’
  Т
  A
  НО
  Г

• 

  9 слайд

  Схема образования водородных связей между комплементарными азотистыми основаниями ДНК
  1 цепь (смысловая) ДНК: 5’ — А – Г – Ц – Т — 3’
  2 цепь (транскрибируемая) ДНК: 3’ — Т – Ц – Г – А – 5’
  иРНК: 5’ — А – Г – Ц – У — 3’
  число водородных связей
  Комплементарность – взаимное соответствие (дополнение)
  биополимеров или их фрагментов друг другу.
  Антипараллельность – это противоположное направление
  двух цепей двойной спирали ДНК: одна цепь имеет направление
  от 5’ к 3’, другая от 3’к 5’.

• 

  10 слайд

  Генетический код и его свойства
  Ген – наследственный фактор (участок ДНК), несущий информацию
  об определённом признаке или функции организма и который
  является структурной и функциональной единицей наследственности.
  Генетический код или код ДНК – это система записи генетической
  информации в молекуле ДНК.
  Генетический код – это набор сочетаний из трёх нуклеотидов,
  кодирующих определённые аминокислоты.
  Свойства генетического кода
  Триплетность (43 = 64, три из них – не кодирующие)
  Избыточность (вырожденность)
  Однозначность
  Старт-кодон АУГ начинает трансляцию с аминокислоты Мет
  Стоп-кодоны
  Универсальность

  Жил – был – кот – сер – был – мил – мне – тот – кот
  Илб – ылк – отс – ерб – ылм- илм – нет – отк — от

• 

  11 слайд

  Старт-кодон иРНК — АУГ — начало информативной части ДНК, кодирует α Мет
  Стоп-кодоны иРНК: УАА, УАГ, УГА — не кодируют аминокислоты
  Таблица Генетического кода дана для иРНК
  — АУГ – АГУ – ЦЦГ – ГЦУ – УУУ – УАА-
  — Мет – Сер – Про – Ала – Фен – стоп-

• 

  12 слайд

  Реакции матричного синтеза
  Матричный синтез можно представить как создание копии исходной информации на несколько другом или новом «генетическом языке».
  Реакции матричного синтеза позволяют достраивать по одной цепи ДНК другую, переводить РНК в ДНК и наоборот, синтезировать белок с иРНК на рибосоме.

• 

  13 слайд

  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:
  к гуанину (Г) присоединяется цитозин (Ц), к аденину (А) присоединяется тимин (Т),
  и, наоборот: Ц – Г, Т — А

• 

  14 слайд

  Транскрипция (лат. transcriptio — переписывание)
  Транскрипция представляет собой синтез информационной РНК (иРНК) по матрице ДНК. Несомненно, транскрипция происходит в соответствии с принципом комплементарности азотистых оснований:
  ДНК: 5’-ЦГА-АГГ-ТГА-ЦАА-ТГТ-3’ (смысловая)
  ДНК: 3’-ГЦТ-ТЦЦ-АЦТ-ГТТ-АЦА-5’ (транскриб.)
  иРНК: 5’-ЦГА-АГГ-УГА-ЦАА-УГУ-3’

• 

  15 слайд

  Трансляция (от лат. translatio — перенос, перемещение, передача)
  Процесс синтеза белка на рибосоме по матрице иРНК. Последовательность кодонов иРНК переводится в последовательность аминокислот.
  5’
  3’

• 

  16 слайд

  ВАЖНО! Последовательность из трёх нуклеотидов, начиная с информативной части в цепи, в молекуле ДНК называют ТРИПЛЕТ,
  в иРНК называют КОДОН, в тРНК называют АНТИКОДОН
  Отдельные последовательности ДНК, иРНК или тРНК записываются в направлении 5’ 3’, поэтому в ответе именно в таком направлении нужно указывать последовательность кодонов и антикодонов. Но если приводится взаимодействие кодон – антикодон, расположение нуклеотидов антипараллельно:поэтому кодоны в генетическом коде записываются в направлении 5’ 3’, а антикодоны в направлении 3’ 5’

• 

  17 слайд

  Шесть типов задач на антипараллельность в реакциях матричного синтеза

• 

  18 слайд

  Задача №1
  Лайфхак №1
  5’ – Г Ц А Т Г Г Г Ц Т Ц Т Г Г А Т Ц Т А Г Г −3’
  3’ − ЦГТ АЦЦ ЦГА ГАЦ ЦТА ГАТ ЦЦ −5’ (ОШИБКА!)

  5’ – Г- Ц- А-Т- Г- Г- Г- Ц- Т- Ц- Т- Г- Г- А- Т- Ц- Т- А- Г- Г −3’
  3’ − Ц- Г- Т- А- Ц- Ц- Ц- Г- А- Г- А- Ц- Ц- Т- А- Г- А- Т-Ц-Ц −5’

• 

  19 слайд

  РЕШЕНИЕ: 1) Определяем по принципу комплементарности нуклеотидную последовательность иРНК, учитывая, что она строится в направлении от 5’ — к 3’- концу, и антипараллельна транскрибируемой ДНК:

  иРНК: 5’ – Г- Ц- А- У- Г- Г- Г — Ц — У- Ц- У- Г- Г- А- У- Ц- У- А- Г- Г -3’

  2) Зная, что синтез любого белка начинается с а/к-ты Мет, которую кодирует кодон иРНК – АУГ, то информативная часть гена (молекулы ДНК) начинается с третьего нуклеотида (Т ) – на транскрибируемой цепи, с третьего нуклеотида (А) –на смысловой цепи ДНК соответственно .

  3) Находим последовательность полипептидной цепи белка по иРНК:

  Смысл. ДНК: 5’ – Г- Ц- А-Т- Г- Г- Г- Ц- Т- Ц- Т- Г- Г- А- Т- Ц- Т- А- Г- Г −3’
  Транскр.ДНК: 3’ − Ц- Г- Т- А- Ц- Ц- Ц- Г- А- Г- А- Ц- Ц- Т- А- Г- А- Т-Ц-Ц −5’
  иРНК: 5’ – Г-Ц-А-У-Г-Г-Г-Ц-У-Ц-У-Г-Г-А-У-Ц-У-А-Г-Г -3’
  — Мет – Гли – Сер – Гли – Сер – Арг —

• 

• 

  21 слайд

  Задача №2

  Антикодоны тРНК записывают через запятую, что соответствует
  представлению о строении молекулы тРНК (клеверный лист, состоит из 5-7
  триплетов, последовательность из трёх нуклеотидов, располагающаяся на вершине «листа» – это информативная часть, которая является
  антикодоном и занимает среднюю листовую пластинку клеверного листа.
  Наоборот, в иРНК нуклеотиды записываются слитно без пробела и запятых,
  либо через «тире», что соответствует представлению о целостности молекулы,
  образованной из нуклеотидов, посредством фосфодиэфирных связей
  Лайфхак №2

• 

  22 слайд

  тРНК: 5’- У Г А-3’, 5’-АУГ-3’, 5’-АГУ -3’, 5’-ГГЦ-3’, 5’- ААУ-3’ зеркалим

  иРНК: 5’- У Ц А – ЦАУ – АЦУ – ГЦЦ – АУУ -3’

  РЕШЕНИЕ: 1) Определяем последовательность нуклеотидов в цепи иРНК, зная, что антикодоны молекулы тРНК антипараллельны кодонам молекулы иРНК:
  2) Определяем последовательность нуклеотидов ДНК (нужно определить
  ИНФОРМАТИВНУЮ ЧАСТЬ), это будет транскрибируемая цепь ДНК.
  Определяем её по иРНК, соблюдая принцип антипараллельности.
  ПОМНИМ! азотистое основание (А) комплементарно (У) в РНК ,
  а в ДНК (А) комплементарно (Т).
  иРНК: 5’- У Ц А – Ц А У – А Ц У – Г Ц Ц – А У У -3’
  ДНК: 3’- А Г Т – Г Т А – Т Г А – Ц Г Г – Т А А -5’ (транкрибируемая)
  3) Определяем число нуклеотидов в двухцепочечной молекуле ДНК
  по правилу Чаргаффа: В молекуле ДНК количество: А=Т и Г=Ц.
  Количество пуринов (А+Г) = количеству пиримидинов (Т+Ц): А+Г=Т+Ц.
  Подсчитаем число нуклеотидов в одной цепи ДНК: А=5, Г=5, Т=4, Ц=1,
  значит во второй цепи ДНК: Т= 5, Ц=5, А=4, Г=1.
  Проверяем по формуле А+Г=Т+Ц: (9+6) = (9+6). ИТОГО: (А)=9, (Г)=6, (Т)=9, (Ц)=6.

• 

  23 слайд

  Элементы ответа:

• 

  24 слайд

  Задача №3
  Лайфхак №3
  Важно понимать, что исходя из условий (антикодоны тРНК антипараллельны
  кодонам иРНК) – антикодоны тРНК нам даны в направлении от 5’ – конца,
  к 3’ – концу. Потому, что (ПОМНИМ ЭТО!) все виды РНК синтезируются
  на транскрибируемой цепи ДНК (от 3’– конца, к 5’– концу) и, естественно,
  антипараллельны ей.
  Нам нужно ориентировать антикодоны тРНК от 3’– конца, к 5’– концу, т.е.
  зеркально отобразить каждый, чтобы они присоединились к иРНК антипараллельно.

• 

  25 слайд

  Решение:

  тРНК: 5’– Г У А, УАЦ, УГЦ, ГЦА – 3’ зеркалим

  иРНК; 5’– У А Ц — ГУА -ГЦА — УГЦ – 3’
  Определим последовательность нуклеотидов в цепи иРНК,
  зная, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК:
  2) По принципу комплементарности определяем последовательность
  нуклеотидов в транскрибируемой цепи с иРНК, и смысловой цепи ДНК
  с транскрибируемой:
  иРНК: 5’– УАЦ–ГУА–ГЦА–УГЦ – 3’
  ДНК: 3’– АТГ–ЦАТ–ЦГТ–АЦГ – 5’ (транскрибируемая)
  ДНК: 5’– ТАЦ–ГТА–ГЦА–ТГЦ – 3’ (смысловая)
  3) Находим последовательность аминокислот в полипептиде по таблице генетического кода и кодонам иРНК:

  иРНК: 5’– УАЦ–ГУА–ГЦА–УГЦ – 3’
  α: — Тир — Вал — Ала — Цис —

• 

  26 слайд

  Элементы ответа к задаче № 3:

• 

  27 слайд

  Задача № 4
  Задача решается в 2 этапа.
  1)Рассматриваем исходную молекулу ДНК и иРНК, по которой кодируется исходный белок.
  2) После мутации белок меняется и мы смотрим, что же произошло после мутации с ДНК и иРНК.

• 

  28 слайд

  РЕШЕНИЕ: Первый этап. 1) Находим четвертый триплет в цепях ДНК:
  ДНК: 5’ − ГЦГ-ГГЦ-ТАТ-ГАТ-ЦТГ − 3’
  ДНК: 3’ − ЦГЦ-ЦЦГ-АТА-ЦТА-ГАЦ − 5’

  2) Определяем по принципу комплементарности кодон иРНК, и
  находим кодируемую аминокислоту:
  5’ – ГАУ – 3’ кодирует — Асп –
  Второй этап. 1) После мутации четвертая аминокислота Асп
  заменилась на Вал, причём спровоцировал замену одни нуклеотид
  в триплете ДНК. В таблице генетического кода аминокислоту Вал кодирует
  4 кодона: ГУУ, ГУЦ, ГУА, ГУГ.
  Анализируя, видим, что только второй нуклеотид А мог замениться на У в иРНК. Следовательно, Т заменился на А в транскрибируемой цепи ДНК
  (5’ − АТЦ− 3’), а А заменился на Т в смысловой цепи ДНК (5’ − ГАТ− 3’).
  2) У разных организмов одна и та же аминокислота кодируется одним и
  тем же триплетом, это свойство генетического кода – УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ.

  Важно! Все триплеты и кодоны записываются в ответах в направлении
  от 5’- конца, к 3’- концу.

• 

  29 слайд

  Элементы ответа:

• 

  30 слайд

  Задача № 5
  В задаче упоминается феномен, когда вирусная РНК попадает в клетку, и запускает механизм обратной транскрипции. Так как у вируса есть обратная транскриптаза, то она синтезирует из РНК(вирусной) – ДНК. Обратная транскриптаза (как все ДНК-полимеразы) ведёт синтез в направлении от 5’- конца, к 3’- концу.

• 

  31 слайд

  Решение:
  1) По принципу комплементарности определяем последовательность
  транскрибируемой и смысловой цепей ДНК:
  (в обратном порядке от 5’ –конца, к 3’-концу.

    ДНК: 5’ – А-Т-Г-Г-Ц-Т-Т-Т-Т-Г-Ц-А − 3’ (смысловая)

    ДНК: 3’ – Т-А-Ц-Ц-Г-А-А-А-А-Ц-Г-Т– 5’ (транскрибируемая)

    РНК: 5’ – А-У-Г-Г-Ц-Т-Т-Т-Т-Г-Ц-А − 3’ (вирусная)

   Важно показать, что вы понимаете, что иРНК синтезируется с транскрибируемой ДНК, Хотя она будет идентичной вирусной РНК, но механизм их образования разный (вирусная РНК изначально попадает в клетку, а иРНК синтезируется в ходе транскрипции на транскрибируемой ДНК. Именно иРНК попадает на рибосому, с неё буде транслироваться белок. И этот механизм важно показать, что вы знаете. За это дают один балл на ЕГЭ!
  Обратная транскрипция

• 

  32 слайд

  ДНК: 3’ – Т-А-Ц-Ц-Г-А-А-А-А-Ц-Г-Т– 5’ (транскрибируемая)

   иРНК: 5’ – А-У-Г-Г-Ц-У-У-У-У-Г-Ц-А − 3’(указываем её помимо вирусной)
  α — Мет – Ала – Фен – Ала-

  Элементы ответа:
  ДНК: 5’ – А-Т-Г-Г-Ц-Т-Т-Т-Т-Г-Ц-А − 3’ (смысловая)

• 

  33 слайд

  Задача № 6
  Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент
  молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК,
  имеет следующую последовательность нуклеотидов:
  ДНК: 5’ -ТГЦ – ЦАТ – ТТТ – ТЦГ – ЦГА – ТАГ – 3’
  ДНК: 3’ – АЦГ – ГТА – ААА – АГЦ – ГЦТ – АТЦ – 5’
  Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который
  синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5 ‘- и 3’ — концы этого фрагмента
  и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе
  биосинтеза белка, если третий триплет с 5’ – конца соответствует антикодону
  тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу
  генетического кода.
  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.

• 

  34 слайд

  Решение:
  Синтезируем напрямую с ДНК фрагмент молекулы тРНК:

  ДНК: 5’ -ТГЦ – ЦАТ – ГАТ – ТЦГ – ЦГА – ТАГ – 3’ (смысловая)
  ДНК: 3’ – АЦГ – ГТА – ЦТА – АГЦ – ГЦТ – АТЦ – 5’ (транскрибируемая)
  тРНК: 5’ -УГЦ – ЦАУ – ГАУ – УЦГ – ЦГА – УАГ – 3’

  Это не отдельные молекулы тРНК (как было в предыдущей задаче),
  поэтому не следует разделять тройки нуклеотидов запятой — мы записываем их линейно через тире.

  2) Третий триплет ДНК 3’-ЦТА -5’ соответствует антикодону тРНК 5’- ГАУ-3’.
  Однако мы пользуемся таблицей генетического кода по иРНК, поэтому
  переведем антикодон тРНК 5’- ГАУ — 3’ в кодон иРНК.
  Зеркалим
  иРНК: 5’- АУЦ– 3’

  Теперь очевидно, что аминокислота кодируемая АУЦ – Иле (изолейцин).

• 

  35 слайд

  Спасибо всем за внимание!
  Успехов в подготовке и сдаче ЕГЭ!
  До свиданья:)))

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 157 295 материалов в базе

• Выберите категорию:

• Выберите учебник и тему

• Выберите класс:

• Тип материала:

  • Все материалы

  • Статьи

  • Научные работы

  • Видеоуроки

  • Презентации

  • Конспекты

  • Тесты

  • Рабочие программы

  • Другие методич. материалы

Найти материалы

Вам будут интересны эти курсы:

• Курс повышения квалификации «ФГОС общего образования: формирование универсальных учебных действий на уроке биологии»

• Курс повышения квалификации «Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности»

• Курс повышения квалификации «Методические аспекты реализации элективного курса «Антропология и этнопсихология» в условиях реализации ФГОС»

• Курс повышения квалификации «Нанотехнологии и наноматериалы в биологии. Нанобиотехнологическая продукция»

• Курс повышения квалификации «Основы биоэтических знаний и их место в структуре компетенций ФГОС»

• Курс профессиональной переподготовки «Анатомия и физиология: теория и методика преподавания в образовательной организации»

• Курс повышения квалификации «Гендерные особенности воспитания мальчиков и девочек в рамках образовательных организаций и семейного воспитания»

• Курс профессиональной переподготовки «Биология и химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»

• Курс профессиональной переподготовки «Организация производственно-технологической деятельности в области декоративного садоводства»

• Курс повышения квалификации «Составление и использование педагогических тестов при обучении биологии»

• Курс повышения квалификации «Инновационные технологии обучения биологии как основа реализации ФГОС»

• Курс профессиональной переподготовки «Организация и выполнение работ по производству продукции растениеводства»

Генетический код

Решение задач на антипараллельность

ЕГЭ Линия 27

Поляшова Анна Николаевна

МАОУ СШ 1

г.о.г. Бор, 2020 г.

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 .

Пояснение к строению ДНК в условии :

• Двойная спираль ДНК. Две антипараллельные ( 5’- конец одной цепи располагается напротив 3’- конца другой) комплементарные цепи полинуклеотидов, соединенной водородными связями в парах А-Т и Г-Ц, образуют двухцепочечную молекулу ДНК. Молекула ДНК спирально закручена вокруг своей оси. На один виток ДНК приходится приблизительно 10 пар оснований.
• Смысловая цепь ДНК — Последовательность нуклеотидов в цепи кодирует наследственную информацию.

• Транскрибируемая (антисмысловая) цепь по сути является копией смысловой цепи ДНК. Служит матрицей для синтеза иРНК (информацию о первичной структуре белка), тРНК, рРНК, регуляторной РНК.

1 тип задач

Разворот наоборот

Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя транскрибируемая ).

5’-ЦГААГГТГАЦААТГТ-3’

3’-ГЦТТЦЦАЦТГТТАЦА-5’

Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5’ и 3’ концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5’ конца соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Со второй цепи копируем!

По фрагменту молекулы ДНК, определяем нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте.

ДНК: 3’-ГЦТ-ТЦЦ-АЦТ-ГТТ-АЦА-5’

тРНК: 5’-ЦГА-АГГ-УГА-ЦАА-УГУ-3’

На ДНК с 3′ конца строится тРНК с 5′ — конца.

Определяем кодон иРНК, который будет комплементарен триплету тРНК в процессе биосинтеза белка

Разворот наоборот

Если третий триплет соответствует антикодону тРНК 5’- УГА-3’ , для нахождения иРНК сначала произведем запись в обратном порядке от 3’ → к 5’ получим 3’-АГУ- 5’ , определяем

иРНК: 5’–УЦА–3′.

По таблице генетического кода

кодону 5′- УЦА -3′ соответствует аминокислота -Сер , которую будет переносить данная тРНК.

Схема решения задачи включает:

  Нуклеотидная последовательность участка тРНК ( верхняя цепь по условию смысловая ):

ДНК: 3’-ГЦТ-ТЦЦ-АЦТ-ГТТ-АЦА-5’

тРНК: 5’-ЦГА-АГГ-УГА-ЦАА-УГУ-3’

2. Нуклеотидная последовательность антикодона УГА ( по условию третий триплет ) соответствует кодону на иРНК УЦА;

3. По таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота -Сер, которую будет переносить данная тРНК.

2 тип задач

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

5’ − ТААТГАЦЦГЦАТАТАТЦЦАТ −3’

3’ − АТТАЦТГГЦГТАТАТАГГТА −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.

По принципу комплементарности на основе транскрибируемой цепи ДНК находим цепь иРНК:

ДНК 3’ − АТТАЦТГГЦГТАТАТАГГТА −5’ 

иРНК 5’ − УААУГАЦЦГЦАУАУАУЦЦАУ − 3’

По условию сказано, что синтез начинается с кодона, которым закодирована аминокислота  МЕТ , по таблице генетического находим триплет иРНК, который кодирует МЕТ: АУГ (5’ −АУГ− 3’)

5’ − ТААТГАЦЦГЦАТАТАТЦЦАТ −3’ 3’ − АТТАЦТГГЦГТАТАТАГГТА −5’

5’ −АУГ− 3’

иРНК

• По принципу комплементарности определяем, что информативная часть гена в транскрибируемой цепи ДНК будет начинаться с нуклеотида Т (триплет 3’−ТАЦ−5’)

ДНК 3’ − АТТАЦТГГЦГТАТАТАГГТА −5’  иРНК 5’ − УААУГАЦЦГЦАУАУАУЦЦАУ − 3’

• Информативная часть начинается с третьего нуклеотида Т на ДНК , так как кодон АУГ кодирует аминокислоту Мет .

Последовательность аминокислот находим по кодонам иРНК в таблице генетического кода (начиная с триплета АУГ, т.е. «откидываем» два нуклеотида) :

иРНК 5’ − АУГ-АЦЦ-ГЦА-УАУ-АУЦ-ЦАУ − 3’ 

белок: Мет-Тре-Ала-Тир-Иле-Гис

Ответ:

1.По принципу комплементарности находим цепь иРНК:

  5’ − УААУГАЦЦГЦАУАУАУЦЦАУ − 3’. 

2. Информативная часть начинается с третьего нуклеотида Т на ДНК, так как кодон АУГ кодирует аминокислоту Мет.

3. Последовательность аминокислот находим по кодонам иРНК в таблице генетического кода:

Мет-Тре-Ала-Тир-Иле-Гис.

3 тип задач

Исходный фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая):

5’ − ГЦГГГЦТАТГАТЦТГ − 3’

3’ − ЦГЦЦЦГАТАЦТАГАЦ − 5’

В результате замены одного нуклеотида в ДНК  четвёртая  аминокислота во фрагменте полипептида заменилась на аминокислоту  Вал . Определите аминокислоту, которая кодировалась до мутации. Какие изменения произошли в ДНК, иРНК в результате замены одного нуклеотида? Благодаря какому свойству генетического кода одна и та же аминокислота у разных организмов кодируется одним и тем же триплетом ? Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.

Четвёртый триплет исходного фрагмента смысловой цепи ДНК: 5′-ГАТ-3 ‘ (транскрибируемой цепи ДНК: 5′-АТЦ-3′ ), определяем триплет иРНК: 5′-ГАУ-3’ , по таблице генетического кода определяем, что он кодирует аминокислоту Асп.

Разворот наоборот

5’ − ГЦГГГЦТАТ ГАТ ЦТГ − 3’

3’ − ЦГЦЦЦГАТА ЦТА ГАЦ − 5’

смысловая

транскрибируемая

!!! Триплет иРНК: 5′-ГАУ-3′ нашли по принципу комплементарности на основе триплета транскрибируемой цепи ДНК 3′-ЦТА-5′. Для нахождения иРНК сначала произведем запись триплета ДНК в обратном порядке от 3’ → к 5’ получим 3’-ЦТА- 5’

По условию сказано, что «четвёртая аминокислота во фрагменте полипептида заменилась на аминокислоту  Вал » . По таблице генетического кода находим, что аминокислота  Вал  кодируется четырьмя нуклеотидами: ГУУ, ГУЦ, ГУА, ГУГ ;

• НО в условии указано, что произошла замена  одного  нуклеотида! т.е. в иРНК в четвёртом кодоне (5′-Г А У-3′) нуклеотид А заменился на У (5′-Г У У-3′).

Ответ:

• 1. Четвёртый триплет исходного фрагмента смысловой цепи ДНК — ГАТ (транскрибируемой цепи ДНК — АТЦ), определяем триплет иРНК: ГАУ, по таблице генетического кода определяем, что он кодирует аминокислоту Асп.
•  
• 2. Во фрагменте ДНК в четвёртом триплете смысловой цепи ГАТ нуклеотид А заменился на Т (в транскрибируемой цепи в триплете АТЦ нуклеотид Т заменился на А), а в иРНК в четвёртом кодоне (ГАУ) нуклеотид А заменился на У (ГУУ).
•  
• 3. Свойство генетического кода — универсальность.

• Наличие в ответе множества триплетов считается ошибкой, так как в задании указано, что произошла замена одного нуклеотида.

4 тип задач

Молекулы тРНК, несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке: ГУА, УАЦ, УГЦ, ГЦА. Определите последовательность нуклеотидов смысловой и транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК.

1. По принципу комплементарности определяем последовательность иРНК на основе антикодонов тРНК, но сначала ориентируем антикодоны тРНК (3’→ 5’) так , чтобы они присоединялись к иРНК антипараллельно ( по условию антикодоны тРНК даны в ориентации 5’→ 3’ )

Разворот наоборот

тРНК: 3’АУГ 5’, 3’ЦАУ 5’, 3’ЦГУ 5’, 3’АЦГ 5’

иРНК: 5’— УАЦ-ГУА-ГЦА-УГЦ — 3’

Нуклеотидную последовательность транскрибируемой и смысловой цепей ДНК также определяем по принципу комплементарности (на основе найденной иРНК по принципу комплементарности строим транскрибируемую ДНК, затем на её основе находим смысловую. В молекулярной генетике принято смысловую ДНК писать сверху, транскрибируему — снизу ):

ДНК : 5’ − ТАЦ-ГТА-ГЦА-ТГЦ − 3’

3’ − АТГ-ЦАТ-ЦГТ-АЦГ − 5’.

иРНК: 5’— УАЦ-ГУА-ГЦА-УГЦ — 3’

3. По таблице генетического кода и кодонам иРНК находим последовательность аминокислот в пептиде:   иРНК: 5’— УАЦ-ГУА-ГЦА-УГЦ — 3’ белок: Тир-Вал-Ала-Цис

Ответ:

1. По принципу комплементарности определяем последовательность иРНК: 5’— УАЦГУАГЦАУГЦ — 3’;

2. Нуклеотидную последовательность транскрибируемой и смысловой цепей ДНК также определяем по принципу комплементарности:

5’ − ТАЦГ ТАГЦАТГЦ − 3’

3’ − АТ ГЦАТЦГТАЦГ − 5’.

3. По таблице генетического кода и кодонам иРНК находим последовательность аминокислот в пептиде: Тир-Вал-Ала-Цис.

5 тип задач

Некоторые вирусы в качестве генетического материала несут РНК. Такие вирусы, заразив клетку, встраивают ДНК-копию своего генома в геном хозяйской клетки. В клетку проникла вирусная РНК следующей последовательности:

5’ − АУГГЦУУУУГЦА − 3’.

Определите, какова будет последовательность вирусного белка , если матрицей для синтеза иРНК служит цепь, комплементарная вирусной РНК . Напишите последовательность двуцепочечного фрагмента ДНК, укажите 5’ и 3’ концы цепей. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

1. По принципу комплементарности на основе вирусной РНК находим нуклеотидную последовательность транскрибируемого участка ДНК:   вирусная РНК: 5’ − АУГ-ГЦУ-УУУ-ГЦА − 3’ транскрибируемая ДНК 3’− ТАЦ-ЦГА-ААА-ЦГТ − 5’.

Нуклеотидную последовательность транскрибируемой и смысловой цепей ДНК также определяем по принципу комплементарности (на основе данной РНК по принципу комплементарности строим транскрибируемую ДНК, затем на её основе находим смысловую. В молекулярной генетике принято смысловую ДНК писать сверху, транскрибируемую — снизу):

ДНК 5’ − АТГ-ГЦТ-ТТТ-ГЦА − 3’

2 цепи 3’ — ТАЦ-ЦГА-ААА-ЦГТ − 5’.

По принципу комплементарности на основе транскрибируемой ДНК находим нуклеотидную последовательность иРНК: ДНК: 3’ — ТАЦ-ЦГА-ААА-ЦГТ − 5 иРНК: 5’ − АУГ-ГЦУ-УУУ-ГЦА − 3’.

2.

3. По таблице Генетического кода на основе иРНК определяем последовательность вирусного белка:   иРНК: 5’ − АУГ-ГЦУ-УУУ-ГЦА − 3’ белок: МЕТ-АЛА-ФЕН-АЛА

Ответ

1. По принципу комплементарности находим нуклеотидную последовательность участка ДНК:

5’ − АТГГЦТТТТГЦА − 3’

3’ — ТАЦЦГААААЦГТ − 5’.

2. По принципу комплементарности находим нуклеотидную последовательность иРНК:

5’ − АУГГЦУУУУГЦА − 3’.

3. По таблице Генетического кода определяем последовательность вирусного белка:

МЕТ-АЛА-ФЕН-АЛА.

Задача 1

Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая):

5’ − ТГЦЦАТТТТЦГАТАГ − 3’

З’ − АЦГГТААААГЦТАТЦ − 5’

Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5’ и 3’ концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5’ конца соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Задача 2

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

5’ − АЦАТГГГАТЦЦТАТАТЦГЦГ − 3’

3’ − ТГТАЦЦЦТАГГАТАТАГЦГЦ − 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.

Задача 3

Фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая):

5’ − ГТЦАЦАГЦГАТЦААТ − 3’

3’ − ЦАГТГТЦГЦТАГТТА − 5’

Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи и обоснуйте свой ответ. Какие изменения могли произойти в результате генной мутации во фрагменте молекулы ДНК, если  вторая  аминокислота в полипептиде заменилась на аминокислоту  Про ? Какое свойство генетического кода определяет возможность существования разных фрагментов мутированной молекулы ДНК? Ответ обоснуйте. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Задача 4

Молекулы тРНК, несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке: ЦГЦ, ЦЦУ, АЦГ, АГА, АГЦ. Определите последовательность нуклеотидов смысловой и транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК.

Задача 5

Некоторые вирусы в качестве генетического материала несут РНК. Такие вирусы, заразив клетку, встраивают ДНК-копию своего генома в геном хозяйской клетки. В клетку проникла вирусная РНК следующей последовательности:

5’ − ГЦГГААААГЦГЦ − 3’.

Определите, какова будет последовательность вирусного белка, если матрицей для синтеза иРНК служит цепь, комплементарная вирусной РНК. Напишите последовательность двуцепочечного фрагмента ДНК, укажите 5’ и 3’ концы цепей. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Как решать задачи на биосинтез с учетом антипараллельности?

В ЕГЭ по биологии 2020 произошли значительные изменения в подходе к решению задач по молекулярной биологии (задания 27). Теперь обязательно учитывается антипараллельность.

Мы предлагаем вам видео, которое поможет разобраться с этим вопросом.

В видео подробно описаны принципы решения задач с антипараллельностью, разобраны основные типы задач.  Материал представлен в доступной и наглядной форме. Смотри, учись и разбирайся со штрих-концами)

Стоимость просмотра видео урока «Биосинтез белка» — 200 руб. (по всем техническим вопросам обращайтесь — Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)

В видео подробно и наглядно разобраны следующие задачи линии 27 с учетом антипараллельности:

1.

Молекулы тРНК, несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке: ГУА, УАЦ, УГЦ, ГЦА. Определите последовательность нуклеотидов смысловой и транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК.

2.

Исходный фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь – смысловая, нижняя – транскрибируемая):

5’-ГЦГГГЦТАТГАТЦТГ-3’

3’-ЦГЦЦЦГАТАЦТАГАЦ-5’

В результате замены одного нуклеотида в ДНК четвертая аминокислота во фрагменте полипептида заменилась на аминокислоту Вал. Определите аминокислоту, которая кодировалась до мутации. Какие изменения произошли в ДНК, иРНК в результате замены одного нуклеотида? Благодаря какому свойству генетического кода одна и та же аминокислота у разных организмов кодируется одним и тем же триплетом? Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.

3.

Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь – смысловая, нижняя – транскрибируемая):

5’-ТГЦГЦТГЦАЦЦАГЦТ-3’

3’-АЦГЦГАЦГТГГТЦГА-5’

Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5’ и 3’ концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5’ конца соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

4.

Некоторые вирусы в качестве генетического материала несут РНК. Такие вирусы, заразив клетку, встраивают ДНК-копию своего генома в геном хозяйской клетки. В клетку проникла вирусная РНК следующей последовательности:

5’-ГУГАГГАЦЦУЦГ-3’

Определите, какова будет последовательность вирусного белка, если матрицей для синтеза иРНК служит цепь, комплементарная вирусной РНК. Напишите последовательность двуцепочечного фрагмента ДНК, укажите 5’ и 3’ концы цепей. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

5.

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

5’-ЦТАТГААТАЦТГАТЦТТАГТ-3’

3’-ГАТАЦТТАТГАЦТАГААТЦА-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.

Видео-урок поможет тебе легко решать задачи с антипараллельностью!

Предлагаем схему, которая поможет тебе в решении задач линии 27 по молекулярной биологии с антипараллельностью.

 А если хочешь узнать подробней про сам процесс биосинтеза с учетом антипараллельности, заходи сюда

Просмотров: 67854

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

Содержание верного ответа и указания по оцениванию (правильный ответ должен содержать следующие позиции)	Баллы
Элементы ответа: 1)  2)  3)
Ответ включает в себя все названные выше элементы и не содержит биологических ошибок	3
Ответ включает в себя два из названных выше элементов, которые не содержат биологических ошибок	2
Ответ включает в себя один из названных выше элементов, который не содержит биологических ошибок	1
Ответ неправильный	0
Максимальный балл	3

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.

Фаза	Митоз	Мейоз
1-е деление	2-е деление
И	2n2c; 2n4c	2n2c; 2n4c	n2c
П	2n4c	2n4c	n2c
М	2n4c	2n4c	n2c
А	2n2c (у каждого полюса клетки)	n2c (у каждого полюса клетки)	nc (у каждого полюса клетки)
Т	2n2c	n2c	nc
	2 клетки	2 клетки	4 клетки

• 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.

Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

Пройти тестирование по этим заданиям

Задачи по цитологии на ЕГЭ по биологии

Автор статьи — Д. А. Соловков, кандидат биологических наук

к оглавлению ▴

Типы задач по цитологии

Задачи по цитологии, которые встречаются в ЕГЭ, можно разбить на семь основных типов. Первый тип связан с определением процентного содержания нуклеотидов в ДНК и чаще всего встречается в части А экзамена. Ко второму относятся расчетные задачи, посвященные определению количества аминокислот в белке, а также количеству нуклеотидов и триплетов в ДНК или РНК. Этот тип задач может встретиться как в части А, так в части С.

Задачи по цитологии типов 3, 4 и 5 посвящены работе с таблицей генетического кода, а также требуют от абитуриента знаний по процессам транскрипции и трансляции. Такие задачи составляют большинство вопросов С5 в ЕГЭ.

Задачи типов 6 и 7 появились в ЕГЭ относительно недавно, и они также могут встретиться абитуриенту в части С. Шестой тип основан на знаниях об изменениях генетического набора клетки во время митоза и мейоза, а седьмой тип проверяет у учащегося усвоения материала по диссимиляции в клетке эукариот.

Ниже предложены решения задач всех типов и приведены примеры для самостоятельной работы. В приложении дана таблица генетического кода, используемая при решении.

к оглавлению ▴

Решение задач первого типа

Основная информация:

• В ДНК существует 4 разновидности нуклеотидов: А (аденин), Т (тимин), Г (гуанин) и Ц (цитозин).
• В 1953 г Дж.Уотсон и Ф.Крик открыли, что молекула ДНК представляет собой двойную спираль.
• Цепи комплементарны друг другу: напротив аденина в одной цепи всегда находится тимин в другой и наоборот (А-Т и Т-А); напротив цитозина — гуанин (Ц-Г и Г-Ц).
• В ДНК количество аденина и гуанина равно числу цитозина и тимина, а также А=Т и Ц=Г (правило Чаргаффа).

Задача: в молекуле ДНК содержится  аденина. Определите, сколько (в ) в этой молекуле содержится других нуклеотидов.

Решение: количество аденина равно количеству тимина, следовательно, тимина в этой молекуле содержится . На гуанин и цитозин приходится . Т.к. их количества равны, то Ц=Г=.

к оглавлению ▴

Решение задач второго типа

Основная информация:

• Аминокислоты, необходимые для синтеза белка, доставляются в рибосомы с помощью т-РНК. Каждая молекула т-РНК переносит только одну аминокислоту.
• Информация о первичной структуре молекулы белка зашифрована в молекуле ДНК.
• Каждая аминокислота зашифрована последовательностью из трех нуклеотидов. Эта последовательность называется триплетом или кодоном.

Задача: в трансляции участвовало  молекул т-РНК. Определите количество аминокислот, входящих в состав образующегося белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.

Решение: если в синтезе участвовало  т-РНК, то они перенесли  аминокислот. Поскольку одна аминокислота кодируется одним триплетом, то в гене будет  триплетов или  нуклеотидов.

к оглавлению ▴

Решение задач третьего типа

Основная информация:

• Транскрипция — это процесс синтеза и-РНК по матрице ДНК.
• Транскрипция осуществляется по правилу комплементарности.
• В состав РНК вместо тимина входит урацил

Задача: фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующее строение: ААГГЦТАЦГТТГ. Постройте на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка.

Решение: по правилу комплементарности определяем фрагмент и-РНК и разбиваем его на триплеты: УУЦ-ЦГА-УГЦ-ААУ. По таблице генетического кода определяем последовательность аминокислот: фен-арг-цис-асн.

к оглавлению ▴

Решение задач четвертого типа

Основная информация:

• Антикодон — это последовательность из трех нуклеотидов в т-РНК, комплементарных нуклеотидам кодона и-РНК. В состав т-РНК и и-РНК входят одни те же нуклеотиды.
• Молекула и-РНК синтезируется на ДНК по правилу комплементарности.
• В состав ДНК вместо урацила входит тимин.

Задача: фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ГАУГАГУАЦУУЦААА. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте. Также напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК.

Решение: разбиваем и-РНК на триплеты ГАУ-ГАГ-УАЦ-УУЦ-ААА и определяем последовательность аминокислот, используя таблицу генетического кода: асп-глу-тир-фен-лиз. В данном фрагменте содержится  триплетов, поэтому в синтезе будет участвовать  т-РНК. Их антикодоны определяем по правилу комплементарности: ЦУА, ЦУЦ, АУГ, ААГ, УУУ. Также по правилу комплементарности определяем фрагмент ДНК (по и-РНК!!!): ЦТАЦТЦАТГААГТТТ.

к оглавлению ▴

Решение задач пятого типа

Основная информация:

• Молекула т-РНК синтезируется на ДНК по правилу комплементарности.
• Не забудьте, что в состав РНК вместо тимина входит урацил.
• Антикодон — это последовательность из трех нуклеотидов, комплементарных нуклеотидам кодона в и-РНК. В состав т-РНК и и-РНК входят одни те же нуклеотиды.

Задача: фрагмент ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ТТАГЦЦГАТЦЦГ. Установите нуклеотидную последовательность т-РНК, которая синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Решение: определяем состав молекулы т-РНК: ААУЦГГЦУАГГЦ и находим третий триплет — это ЦУА. Это антикодону комплементарен триплет и-РНК — ГАУ. Он кодирует аминокислоту асп, которую и переносит данная т-РНК.

к оглавлению ▴

Решение задач шестого типа

Основная информация:

• Два основных способа деления клеток — митоз и мейоз.
• Изменение генетического набора в клетке во время митоза и мейоза.

Задача: в клетке животного диплоидный набор хромосом равен . Определите количество молекул ДНК перед митозом, после митоза, после первого и второго деления мейоза.

Решение: По условию, . Генетический набор:

к оглавлению ▴

Решение задач седьмого типа

Основная информация:

• Что такое обмен веществ, диссимиляция и ассимиляция.
• Диссимиляция у аэробных и анаэробных организмов, ее особенности.
• Сколько этапов в диссимиляции, где они проходят, какие химические реакции проходят во время каждого этапа.

Задача: в диссимиляцию вступило  молекул глюкозы. Определите количество АТФ после гликолиза, после энергетического этапа и суммарный эффект диссимиляции.

Решение: запишем уравнение гликолиза: = 2ПВК + 4Н + 2АТФ. Поскольку из одной молекулы глюкозы образуется  молекулы ПВК и 2АТФ, следовательно, синтезируется 20 АТФ. После энергетического этапа диссимиляции образуется  молекул АТФ (при распаде  молекулы глюкозы), следовательно, синтезируется  АТФ. Суммарный эффект диссимиляции равен  АТФ.

к оглавлению ▴

Примеры задач для самостоятельного решения

1. В молекуле ДНК содержится  аденина. Определите, сколько (в ) в этой молекуле содержится других нуклеотидов.
2. В трансляции участвовало  молекул т-РНК. Определите количество аминокислот, входящих в состав образующегося белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.
3. Фрагмент ДНК состоит из  нуклеотидов. Определите число триплетов и нуклеотидов в иРНК, а также количество аминокислот, входящих в состав образующегося белка.
4. Фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующее строение: ГГЦТЦТАГЦТТЦ. Постройте на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка (для этого используйте таблицу генетического кода).
5. Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ГЦУААУГУУЦУУУАЦ. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте. Также напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК (для этого используйте таблицу генетического кода).
6. Фрагмент ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов АГЦЦГАЦТТГЦЦ. Установите нуклеотидную последовательность т-РНК, которая синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
7. В клетке животного диплоидный набор хромосом равен . Определите количество молекул ДНК перед митозом, после митоза, после первого и второго деления мейоза.
8. В диссимиляцию вступило  молекул глюкозы. Определите количество АТФ после гликолиза, после энергетического этапа и суммарный эффект диссимиляции.
9. В цикл Кребса вступило  молекул ПВК. Определите количество АТФ после энергетического этапа, суммарный эффект диссимиляции и количество молекул глюкозы, вступившей в диссимиляцию.

Ответы:

1. Т=, Г=Ц= по .
2.  аминокислот,  триплетов,  нуклеотидов.
3.  триплета,  аминокислоты,  молекулы т-РНК.
4. и-РНК: ЦЦГ-АГА-УЦГ-ААГ. Аминокислотная последовательность: про-арг-сер-лиз.
5. Фрагмент ДНК: ЦГАТТАЦААГАААТГ. Антикодоны т-РНК: ЦГА, УУА, ЦАА, ГАА, АУГ. Аминокислотная последовательность: ала-асн-вал-лей-тир.
6. т-РНК: УЦГ-ГЦУ-ГАА-ЦГГ. Антикодон ГАА, кодон и-РНК — ЦУУ, переносимая аминокислота — лей.
7. . Генетический набор:
   1. перед митозом  молекул ДНК;
   2. после митоза  молекулы ДНК;
   3. после первого деления мейоза  молекул ДНК;
   4. после второго деления мейоза  молекул ДНК.
8. Поскольку из одной молекулы глюкозы образуется  молекулы ПВК и 2АТФ, следовательно, синтезируется  АТФ. После энергетического этапа диссимиляции образуется  молекул АТФ (при распаде  молекулы глюкозы), следовательно, синтезируется  АТФ. Суммарный эффект диссимиляции равен  АТФ.
9. В цикл Кребса вступило  молекул ПВК, следовательно, распалось  молекулы глюкозы. Количество АТФ после гликолиза — молекул, после энергетического этапа —  молекул, суммарный эффект диссимиляции молекул АТФ.

Итак, в этой статье приведены основные типы задач по цитологии, которые могут встретиться абитуриенту в ЕГЭ по биологии. Надеемся, что варианты задач и их решение будет полезно всем при подготовке к экзамену. Удачи!

Смотри также: Подборка заданий по цитологии на ЕГЭ по биологии с решениями и ответами.

к оглавлению ▴

Приложение I Генетический код (и-РНК)

Первое основание	Второе основание				Третье основание
	У	Ц	А	Г
У	Фен	Сер	Тир	Цис	У
	Фен	Сер	Тир	Цис	Ц
	Лей	Сер	—	—	А
	Лей	Сер	—	Три	Г
Ц	Лей	Про	Гис	Арг	У
	Лей	Про	Гис	Арг	Ц
	Лей	Про	Глн	Арг	А
	Лей	Про	Глн	Арг	Г
А	Иле	Тре	Асн	Сер	У
	Иле	Тре	Асн	Сер	Ц
	Иле	Тре	Лиз	Арг	А
	Мет	Тре	Лиз	Арг	Г
Г	Вал	Ала	Асп	Гли	У
	Вал	Ала	Асп	Гли	Ц
	Вал	Ала	Глу	Гли	А
	Вал	Ала	Глу	Гли	Г

Если вам понравился наш разбор задач по цитологии — записывайтесь на курсы подготовки к ЕГЭ по биологии онлайн