Как решать цитологические задачи по биологии

Задачи по цитологии на ЕГЭ по биологии

Как решать цитологические задачи по биологии

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

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.

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=.

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.

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.

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.

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.

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:

  • перед митозом , поэтому в этой клетке содержится  молекул ДНК;
  • после митоза , поэтому в этой клетке содержится  молекулы ДНК;
  • после первого деления мейоза , поэтому в этой клетке содержится  молекул ДНК;
  • после второго деления мейоза , поэтому в этой клетке содержится  молекул ДНК.

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.

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.

Приложение I Генетический код (и-РНК)

Первое основаниеВторое основаниеТретье основание
УЦАГ
УФенСерТирЦисУ
ФенСерТирЦисЦ
ЛейСер— А
ЛейСерТриГ
ЦЛейПроГисАргУ
ЛейПроГисАргЦ
ЛейПроГлнАргА
ЛейПроГлнАргГ
АИлеТреАснСерУ
ИлеТреАснСерЦ
ИлеТреЛизАргА
МетТреЛизАргГ
ГВалАлаАспГлиУ
ВалАлаАспГлиЦ
ВалАлаГлуГлиА
ВалАлаГлуГлиГ

Источник: //ege-study.ru/ru/ege/materialy/biologiya/zadachi-po-citologii-na-ege-po-biologii/

Задание 27 ЕГЭ по биологии 2020 – теория и практика

Как решать цитологические задачи по биологии

Задание относится к высшему уровню сложности. За правильный ответ получишь 3 балла.

На решение примерно отводится до 10-20 минут.

Для выполнения задания 27 по биологии необходимо знать:

  1. Типы задач по цитологии, которые встречаются в заданиях:
    • 1 тип – связан с определением процентного содержания нуклеотидов в ДНК
    • 2 тип – расчетные задачи, посвященные определению количества аминокислот в белке, а также количеству нуклеотидов и триплетов в ДНК или РНК.
    • 3, 4 и 5 типы — посвящены работе с таблицей генетического кода, требуют знаний по процессам транскрипции и трансляции.
    • 6 тип – основан на знаниях об изменениях генетического набора клетки во время митоза и мейоза,
    • 7 тип – проверяет усвоения материала по диссимиляции в клетке эукариот.
  2. Требования к решению задач:
    • Ход решения должен быть последовательным процессам, протекающим в клетке.
    • Каждое действие обосновывать теоретически.
    • Цепи ДНК, иРНК , тРНК прямые, символы нуклеотидов четкие, расположены на одной линии по горизонтали.
    • Цепи ДНК, иРНК , тРНК размещать на одной строке без переноса.
    • Ответы выписывать в конце решения.

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.

Пер­вое
ос­но­ва­ние
Вто­рое ос­но­ва­ниеТре­тье
ос­но­ва­ние
УЦАГ
У

Фен Фен Лей

Лей

Сер Сер Сер

Сер

Тир Тир —

Цис Цис —

Три

У Ц А

Г

ЦЛей Лей Лей

Лей

Про Про Про

Про

Гис Гис Глн

Глн

Арг Арг Арг

Арг

У Ц А

Г

А

Иле Иле Иле

Мет

Тре Тре Тре

Тре

Асн Асн Лиз

Лиз

Сер Сер Арг

Арг

У Ц А

Г

Г

Вал Вал Вал

Вал

Ала Ала Ала

Ала

Асп Асп Глу

Глу

Гли Гли Гли

Гли

У Ц А

Г

Фрагмент молекулы ДНК содержит 930 нуклеотидных остатков. Сколько аминокислот будет входить в состав белка? Ответ поясните.

Последовательность нуклеотидов в цепи ДНК ГЦАТАГЦЦААТЦ. Определите первичную структуру закодированного белка. Определите длину гена. Ответ поясните. 

Какие изменения могли произойти в результате генной мутации во фрагменте молекулы ДНК, если вторая аминокислота в полипептиде заменилась на аминокислоту Про. Ответ обоснуте.

Генетический код (иРНК)

Первое

основание

Второе основание

Третье

основание

У

Ц

А

Г

У

Фен

Фен

Лей

Лей

Сер

Сер

Сер

Сер

Тир

Тир

Цис

Цис

Три

У

Ц

А

Г

Ц

Лей

Лей

Лей

Лей

Про

Про

Про

Про

Гис

Гис

Глн

Глн

Арг

Арг

Арг

Арг

У

Ц

А

Г

А

Иле

Иле

Иле

Мет

Тре

Тре

Тре

Тре

Асн

Асн

Лиз

Лиз

Сер

Сер

Арг

Арг

У

Ц

А

Г

Г

Вал

Вал

Вал

Вал

Ала

Ала

Ала

Ала

Асп

Асп

Глу

Глу

Гли

Гли

Гли

Гли

У

Ц

А

Г

Дана цепь ДНК: ГГААЦЦАТАГТЦ. Определите: процентное содержание различных видов нуклеотидов в этом гене (в двух цепях).  Определите длину этого гена. Ответ поясните.

Генетический код (иРНК)

Первое

основание

Второе основание

Третье

основание

У

Ц

А

Г

У

Фен

Фен

Лей

Лей

Сер

Сер

Сер

Сер

Тир

Тир

Цис

Цис

Три

У

Ц

А

Г

Ц

Лей

Лей

Лей

Лей

Про

Про

Про

Про

Гис

Гис

Глн

Глн

Арг

Арг

Арг

Арг

У

Ц

А

Г

А

Иле

Иле

Иле

Мет

Тре

Тре

Тре

Тре

Асн

Асн

Лиз

Лиз

Сер

Сер

Арг

Арг

У

Ц

А

Г

Г

Вал

Вал

Вал

Вал

Ала

Ала

Ала

Ала

Асп

Асп

Глу

Глу

Гли

Гли

Гли

Гли

У

Ц

А

Г

У человека имеются четыре фенотипа по группам крови: I(0), II(А), III(В), IV(АВ). Ген, определяющий группу крови, имеет три аллеля: IA, IB, i-0, причем аллель i-0 является рецессивной по отношению к аллелям IA и IB. Ген дальтонизма d сцеплен с Х-хромосомой.

 В брак вступили женщина со II группой крови (гетерозигота) и мужчина с III (гомозигота) группой крови. Известно, что отец женщины страдал дальтонизмом, мать была здорова. У родственников мужчины этой болезни никогда не было. Определите генотипы родителей. Укажите возможные генотипы и фенотипы (номер группы крови) детей.

 Составьте схему решения задачи. Определите вероятность рождения детей-дальтоников и детей со II группой крови.

Источник: //bingoschool.ru/ege/biology/tasks/27/

WikiMedicOnline.Ru
Добавить комментарий