Егэ по биологии задания на днк

в условии
в решении
в тексте к заданию
в атрибутах

Категория:

Атрибут:

Всего: 233    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …

Добавить в вариант

Всего: 233    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …

На данном занятии мы пройдем вопросы по теме «ДНК» из разных сборников по подготовке к ЕГЭ по Биологии 2022 года.

Задание 1:
Все перечисленные понятия, кроме двух, можно использовать для характеристики молекулы ДНК. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны
1) репликация;
2) урацил;
3) триплет;
4) трансляция;
5) тимин.

Установите последовательность этапов репликации молекулы ДНК. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) разрыв водородных связей;
2) ДНК-полимераза по отстающей цепив направлении 3′ → 5′ копирует отдельные фрагменты по мере раскручивания молекулы ДНК;
3) образуются две цепи ДНК, каждая из которых состоит из «материнской» и «дочерней» цепи;
4) фермент хеликаза раскручивает двойную спираль ДНК;
5) ДНК — полимераза по лидирующей цепи в направлении 3′ → 5′ и по принципу комплементарности присоединяет соответствующие нуклеотиды;
6) фермент лигаза сшивает отдельные фрагменты.

Задание 3:
Найдите ошибки в приведенном тексте «ДНК». Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их. Дайте правильную формулировку.
(1)Информация о последовательности аминокислот, составляющих первичную структуру белка, заключена в ДНК. (2)ДНК находится в цитоплазме клеток. (3)Молекула ДНК состоит из мономеров – аминокислот. (4)Каждый мономер содержит остаток фосфорной кислоты, сахар – дезоксирибозу и одно из четырех азотистых оснований. (5)Молекула ДНК состоит из двух закрученных цепей. (6)Цепи в молекуле ДНК противоположно направлены. (7)Напротив аденина одной цепи всегда располагается урацил другой цепи, напротив гуанина – цитозин.

Задание 4:
Найдите ошибки в приведенном тексте «ДНК». Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их. Дайте правильную формулировку.
(1)Молекула ДНК состоит из двух спирально закрученных цепей. (2)При этом аденин образует три водородные связи с тимином, а гуанин – две водородные связи с цитозином. (3)Молекулы ДНК прокариот линейные, и эукариот – кольцевые. (4)Функции ДНК – это хранение и передача наследственной информации. (5)Молекула ДНК, в отличие отмолекулы РНК, не способна к репликации.

Задание 5:
Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Выберите особенности строения молекулы ДНК.
1) одноцепочечная молекула;
2) содержит урациловый нуклеотид;
3) двуцепочечная молекула;
4) спиралевидная молекула;
5) содержит рибозу;
6) цепи удерживаются водородными связями.

Решение:
ДНК – это двуцепочечная молекула, имеющая вид спирали, в которой находятся 4 вида нуклеотидов – аденин, тимин, гуанин, цитозин, которые удерживаются по принципу комплементарности благодаря водородным связям.
Подходят пункты 3,4,6.

Задание 6:
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания молекулы ДНК. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) состоит из двух цепей, образующих спираль;
2) содержит нуклеотиды АТГЦ;
3) в состав входит сахар рибоза;
4) реплицируется;
5) участвует в процессе трансляции.

Решение:
В данном вопросе нас просят найти два признака, которые НЕ соответствуют ДНК:
Во первых, это наличие рибозы(это пятиуглеродный сахар входит в состав РНК);
Во вторых, это участие в процессе трансляции(это сборка полипептидной цепи на рибосоме).
Ответ: 35

Задание 7:
Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Модель молекулы ДНК построили
1) Эрвин Чаргафф;
2) Розалинда Франклин;
3) Джеймс Уотсон;
4) Морис Уилкинс;
5) Френсис Крик.

Решение:
В Королевском колледже(Лондон) Розалинд Франклин и Морис Уилкинс изучали ДНК. Уилкинс и Франклин использовали дифракцию рентгеновских лучей в качестве основного инструмента — пуская рентгеновские лучи через молекулу, они получали теневую картину структуры молекулы по тому, как рентгеновские лучи отражались от ее составных частей.
6 мая 1952 года Розалинд Франклин сфотографировала свою пятьдесят первую рентгеновскую дифракционную картину дезоксирибонуклеиновой кислоты, или ДНК.

А 28 февраля 1953 года ученые Кембриджского университета Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик объявили, что они определили двухспиральную структуру ДНК, молекулы, содержащей человеческие гены.
Эрвин Чаргафф – это американский биохимик, который первым доказал, что количество адениновых остатков ДНК равно количеству тиминовых остатков, а гуаниновых – числу цитозиновых(правило Чаргаффа), а также первым начал изучать денатурацию ДНК.
Ответ 35.

Задание 8:
Какие особенности строения ДНК подтверждают гипотезу о том, что ДНК хранит и передает наследственную информацию?

Решение:
Данное задание предусматривает объяснение способности ДНК к хранению и передаче наследственной информации, и ответ должен выглядеть так:
1) ДНК построена по принципу двойной спирали в соответствии с принципом комплементарности и состоит из структурных элементов – нуклеотидов;
2) Способность ДНК к репликации(самовоспроизведению) подтверждает гипотезу о том, что именно она передает наследственную информацию.

Задание 9:
Найдите три ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они допущены, объясните их.
(1)Молекула ДНК состоит из мономеров – нуклеотидов. (2)Каждый нуклеотид ДНК состоит из азотистого основания, углевода рибозы и остатка фосфорной кислоты. (3)Нуклеотиды двух цепей ДНК связаны нековалентными водородными связями по правилу комплементарности. (4)Четыре нуклеотида в цепи молекулы ДНК кодируют одну аминокислоту в молекуле белка, информация о строении которого заложена в гене. (5)ДНК контролирует синтез иРНК на одной из своих цепей. (6)Процесс синтеза иРНК на матрице ДНК называют трансляцией.

Решение:
Ошибки допущены в следующих предложениях:
2 – Каждый нуклеотид ДНК состоит из азотистого основания, углевода ДЕЗОКСИРИБОЗЫ и остатка фосфорной кислоты;
4 – ТРИ нуклеотида в цепи молекулы ДНК кодируют одну аминокислоту в молекуле белка, информация о строении которого заложена в гене;
6 – Процесс синтеза иРНК на матрице ДНК называют ТРАНСКРИПЦИЕЙ.

Задание 10:
Хромосомный набор соматических клеток редиса равен 18. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках кончика корня в метафазе и конце телофазы митоза. Ответ поясните. Какие процессы происходят с хромосомами в эти фазы?

Решение:
Для выполнения данного типового вопроса необходимо вспомнить тему «Митотическое деление клетки(Митоз)».
В условии указано, что хромосомный набор соматических клеток редиса равен 18.
Соматические клетки – это диплоидные клетки, которые делятся с помощью митоза(непрямое деление клетки).
Чтобы правильно оформить ответ на этот вопрос, который входит в состав второй части ЕГЭ по Биологии, его нужно расписать по пунктам:
1) в метафазе митоза число Х(хромосом) – 18.
Пояснение: в интерфазе митоза(S — фаза) происходит удвоение числа ДНК(НЕ хромосом!), и в метафазе это количество не изменяется.
2) в метафазе митоза число молекул ДНК – 36.
Пояснение: Как было указано выше, в синтетической фазе интерфазы произошло удвоение количества ДНК в два раза, то есть 18 * 2 = 36.
3) в метафазе хромосомы двухроматидные(состоят из двух молекул ДНК).
Пояснение: Это логично, так как произошло удвоение молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты.
4) в метафазе гомологичные хромосомы выстраиваются по экватору клетки, образуя метафазную пластинку.
Пояснение:
Этот пункт необходимо расписать, так как общие явления для той или иной фазы являются важными аспектами ответа и повышают общий балл.
5) в конце телофазы в каждой клетке число хромосом – 18.
Пояснение:
Телофаза – это последняя фаза митоза, в которой происходит полное разделение одной материнской клетки на две дочерние. В итоге, каждая клетка должна получить такое число хромосом, что и та, из которой они образовались.

Задание 11:
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания молекулы ДНК. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) обычно содержат рибозу;
2) в состав входят аденин, тимин, гуанин и цитозин;
3) у эукариот находится в ядре;
4) как правило, представлена одноцепочечными фрагментами;
5) удваивается перед делением клетки.

Решение:
Как ты уже знаешь, дезоксирибонуклеиновая кислота – это полимер, содержащий в своем составе сахар дезоксирибозу, имеет 4 нуклеотида АТГЦ и является двухцепочечной молекулой.
В данном вопросе НЕ подходят варианты ответов 14.

Задание 12:
Лекарственный препарат рекомендуется применять при инфекционно – воспалительных процессах, вызванных патогенными бактериями. Препарат блокирует действие специфического белка – фермента ДНК-гиразы и репликацию бактериальной ДНК. Что происходит с клетками бактерий в результате приёма данного препарата? Почему он не действует на клетки организма человека таким же образом? Ответ поясните.

Решение:
Это вопрос из второй части ЕГЭ, оформляется по вопросам, которых, как правило, два в такого рода заданиях.
1) прекращение деления бактерий(бактериальных клеток);
2) препарат не может воздействовать на клетки нашего организма, так как содержат специфический белок — фермент, характерный только для бактерий, а значит, данный препарат не является токсичным для человека.

Задание 13:
Выберите два верных ответа из пяти запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Собственную ДНК содержат
1) вакуоли;
2) рибосомы;
3) хлоропласты;
4) ЭПС;
5) митохондрии.

Решение:
В эукариотических клетках есть два органоида, которые имеют собственный наследственный материал в виде кольцевой молекулы ДНК, что положило начало теории симбиогенеза – это митохондрии и хлоропласты.
Ответ 35.

Задание 14:
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображенной на рисунке структуры. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

1) входит в состав хромосом;
2) две полинуклеотидные цепочки, спирально закрученные одна относительно другой;
3) обеспечивает транспорт аминокислот к месту сборки белка;
4) нуклеотиды между собой соединяются с помощью пептидных связей;
5) полинуклеотидные цепи удерживаются за счет водородных связей.

Решение:
На рисунке изображена спиральная двухцепочечная молекула ДНК. Ее основные характеристики:
— входит в состав хромосом;
— две полинуклеотидные цепочки, спирально закрученные одна относительно другой;
— полинуклеотидные цепи удерживаются за счет водородных связей.
Соответственно, пункты 3 и 4 не подходят.
Ответ: 34

Задание 15:
Какую структуру будет иметь мРНК, синтезируемая на фрагменте молекулы ДНК следующей структуры: ТААГЦГАТТ? В ответе запишите соответствующую последовательность букв.

Решение:
Справиться с этим заданием можно, зная правило Чаргаффа, которое гласит, что
А = Т, а Г ≡ Ц.
Однако, на забываем, что в молекуле РНК нет Тимина, вместо него комплементарным нуклеотидом Аденину будет Урацил.
Дана цепь: ТААГЦГАТТ, теперь находим комплементарную ей цепь матричной или информационной РНК: АУУЦГЦУАА.

Задание 16:
Фрагмент молекулы ДНК кодирует 36 аминокислот. Сколько нуклеотидов содержит этот фрагмент молекулы ДНК? В ответе запишите соответствующее число.

Решение:
Для начала проясним – фрагмент, который кодирует 1 аминокислоту это триплет или кодон. Кодон состоит из трех нуклеотидов. В условии задачи сказано, что у нас есть 36 аминокислот, значит, по правилу 1 кодон – 3 нуклеотида – 1 аминокислота, можем решить эту задачу так: 36 * 3 = 108.
Ответ: 108

Задание 17:
Сколько нуклеотидов с цитозином содержит молекула ДНК, если количество нуклеотидов с тимином 120, что составляет 15% от общего числа? В ответе запишите соответствующее число.

Решение:
По правилу Чаргаффа, А = Т, Г ≡ Ц; в условии задачи сказано, что нуклеотидов с тимином 120, значит, нуклеотидов с аденином также 120. Учитывая, что в процентном соотношении сумма АТ = 30%(15% + 15%), значит, на ГЦ приходится остальные 70%, которые мы делим на 2, получаем 35% на каждое количество нуклеотидов пары гуанин-цитозин.
Чтобы узнать, сколько нуклеотидов с цитозином содержит данная молекула ДНК, нужно составить пропорцию:
120 Тимин —— 15%
х Цитозин —— 35%, х = 280.
Ответ: 280.

Задание 18:
Какие функции выполняет ДНК?
1) переносит генетическую информацию от хромосом к месту синтеза белка;
2) хранит наследственную информацию в виде последовательности нуклеотидов;
3) является матрицей для синтеза иРНК;
4) участвует в синтезе белка;
5) транспортирует аминокислоты к месту синтеза белка;
6) передает наследственную информацию из поколения в поколение.

Решение:
Дезоксирибонуклеиновая кислота в соответствии с условием задания выполняет функции:
2 — хранит наследственную информацию в виде последовательности нуклеотидов;
3 — является матрицей для синтеза иРНК;
6 — передает наследственную информацию из поколения в поколение.

Задание 19:
Установите соответствие между молекулами и их особенностями.
ОСОБЕННОСТИ:
А) две спирально закрученные цепи;
Б) одноцепочечный полимер;
В) функции: структурная, транспортная;
Г) функции: хранение и передача наследственной информации;
Д) способна к редупликации;
Е) не способна к самоудвоению.

МОЛЕКУЛЫ:
1) ДНК;
2) РНК.

Решение:
Для ДНК в этом задании характерны следующие пункты:
А) две спирально закрученные цепи;
Г) функции: хранение и передача наследственной информации;
Д) способна к редупликации.
Для РНК характерны следующие особенности:
Б) одноцепочечный полимер;
В) функции: структурная, транспортная;
Е) не способна к самоудвоению.

Задание 20:
Установите соответствие между молекулами и их особенностями.
ОСОБЕННОСТИ:
А) полимер, состоящий из аминокислот;
Б) полимер, состоящий из нуклеотидов, которые содержат азотистые основания – аденин, тимин, гуанин, цитозин;
В) полимер, состоящий из нуклеотидов, которые содержат азотистые основания – аденин, урацил, гуанин, цитозин;
Г) в состав входит пентоза – рибоза;
Д) мономеры соединены ковалентными пептидными связями;
Е) характеризуется первичной, вторичной, третичной структурами.

МОЛЕКУЛЫ:
1) ДНК;
2) РНК;
3) белок.

Решение:
Это вопрос предусматривает сопоставление разных биологических полимеров в соответствии с пунктами задания:
— полимер, состоящий из аминокислот – это белок;
— полимер, состоящий из нуклеотидов, которые содержат азотистые основания(АТГЦ) – это характерно для ДНК;
— полимер, состоящий из нуклеотидов, которые содержат азотистые(АУГЦ) – это РНК;
— состав входит пентоза – рибоза – РНК;
— мономеры соединены ковалентными пептидными связями – ДНК;
— характеризуется первичной, вторичной, третичной структурами – белок.

Задание 21:
Установите последовательность процессов, происходящих при дупликации ДНК.
1) отделение одной цепи ДНК от другой;
2) присоединение комплементарных нуклеотидов к каждой цепи ДНК;
3) образование двух молекул ДНК;
4) раскручивание молекулы ДНК;
5) воздействие фермента на молекулу ДНК.

Решение:
Дупликация ДНК – это уникальный процесс, результатом которого является удвоение молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты.
Все начинается с воздействия фермента на молекулу ДНК → далее происходит раскручивание двухцепочечной молекулы ДНК → отделение одной цепи от другой → как следствие, образование двух молекул ДНК → и в конце процесса происходит присоединение комплементарных нуклеотидов к каждой цепи ДНК.
Ответ: 54132

Задание 22:
Почему не все изменения последовательности нуклеотидов ДНК приводят к возникновению мутаций? Ответ поясните.

Решение:
Данный вопрос относится ко второй части ЕГЭ по Биологии, и предусматривает оформление по пунктам с пояснением вопроса.
Действительно, в молекуле ДНК могут возникать мутации, однако, они не всегда способны оказать негативное влияние на целый организм по причине свойств генетического кода, а именно – вырожденности(избыточности) и эффекту репарации. Эти два критерия и нужно расписать.
1) За счет вырожденности генетического кода(1 аминокислоте соответствует не один кодон, а несколько) происходить усиление надежности хранения и передачи наследственной информации(изменение нуклеотидной последовательности в триплете может не привести к изменению структуры гена).
2) Для ДНК характерно явление репарации – это исправление ошибок в последовательности нуклеотидов ДНК.

Задание 23:
Найдите три ошибки в тексте «Нуклеиновые кислоты». Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их.
(1)Нуклеиновые кислоты являются разветвленными полимерами. (2)Мономерами нуклеиновых кислот являются триплеты. (3)Дж. Уотсон и Ф. Крик создали модель структуры молекулы ДНК. (4)В клетках содержатся нуклеиновые кислоты двух видов: ДНК и РНК. (5)Нуклеиновые кислоты способны к редупликации. (6)ДНК – хранитель наследственной информации, РНК принимает участие в синтезе белка.

Решение:
Для правильного выполнения этого задания нужно вспомнить, что из себя представляют нуклеиновые кислоты.
НК – это биологические полимеры, которые выполняют множество функций, среди которых хранение и передача наследственной информации, участие в биосинтезе белка.
Предложения, в которых допущены ошибки:
1 – Нуклеиновые кислоты являются ЛИНЕЙНЫМИ полимерами;
2 – Мономерами НК являются НУКЛЕОТИДЫ;
5 – Способностью к редупликации обладает только ДНК.

На сегодня все!

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.

Типы задач

• Установление последовательности нуклеотидов в ДНК, иРНК, антикодонов тРНК, используя принцип комплементарности.
• Вычисление количества нуклеотидов, их процентное соотношение в цепи ДНК, иРНК.
• Вычисление количества водородных связей в цепи ДНК, иРНК.
• Определение длины, массы ДНК, иРНК.
• Определение последовательности аминокислот по таблице генетического кода.
• Определение массы ДНК, гена, белка, количества аминокислот, нуклеотидов.
• Комбинированные .

Требования к решению задач

• ход решения должен соответствовать последовательности процессов, протекающих в клетке
• решать задачи осознано, обосновывать каждое действие теоретически
• запись решения оформлять аккуратно, 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 на все вопросы выписывать в конце решения

ДНК

( дезоксирибонуклеиновая кислота)

две цепи в спирали

состоят из нуклеотидов

РНК

(рибонуклеиновая кислота)

Строение нуклеотида

1 дезоксирибоза

2 остаток фосфорной кислоты

одна цепь

1 рибоза

3 азотистое основание:

2 остаток фосфорной кислоты

А- аденин

3 азотистое основание:

Г – гуанин

Ц – цитозин

А- аденин

Т — тимин

Г – гуанин

А-Т, Г-Ц Принцип комплементарности А-У, Г-Ц

Ц – цитозин

Между азотистыми основаниями водородные связи

У — урацил

Правила Чаргаффа

А = Т двойная , Г ≡ Ц тройная

  *азотистые основания : 1. Пуриновые – А, Г 2. Пиримидиновые – Ц, Т,У

А=Т, Г=Ц А+Г = Т+Ц ( 100% в 2-х цепях)

( 100 % в 1-й цепи)

Функция: хранение наследственной информации

*Спираль ДНК:

Виды РНК и их функции:

1. иРНК или мРНК – 5%, считывает информацию с ДНК и переносит её к рибосоме

2. тРНК – 10%, переносит аминокислоту

3. рРНК – 85%, входит в состав рибосом

• Ширина 2 нм
• Шаг спирали 10 пар нуклеотидов 3,4 нм
• Длина нуклеотида 0, 34 нм
• Масса ДНК 6·10 -12

Первый тип задач — задачи на установление последовательности нуклеотидов в ДНК, иРНК, антикодонов тРНК

• Участок правой цепи молекулы ДНК имеет последовательность нуклеотидов:
• А-Г-Т-Ц-Т-А-А-Ц-Т-Г-А-Г-Ц-А-Т. Запишите последовательность нуклеотидов левой цепи ДНК.
• Дано: ДНК А-Г-Т-Ц-Т-А-А-Ц-Т-Г-А-Г-Ц-А-Т
• Решение: ( нуклеотиды левой цепи ДНК подбираем по принципу комплементарности А-Т, Г-Ц)
• ДНК А Г Т Ц Т А А Ц Т Г А Г Ц А Т

ДНК Т Ц А Г А Т Т Г А Ц Т Ц Г Т А

• Ответ : левая цепь ДНК имеет последовательность нуклеотидов Т-Ц-А-Г-А-Т-Т-Г-А-Ц-Т-Ц-Г-Т-А

Первый тип задач — задачи на установление последовательности нуклеотидов в ДНК, иРНК, антикодонов тРНК

• Участок цепи молекулы ДНК имеет последовательность нуклеотидов: Ц-Т-А-А-Ц-Ц-А-Т-А-Г-Т-Т-Г-А-Г. Запишите последовательность нуклеотидов иРНК.
• Дано: ДНК Ц-Т-А-А- Ц-Ц-А-Т-А-Г-Т-Т- Г- А- Г
• Решение: ( нуклеотиды иРНК подбираем по принципу комплементарности к ДНК : А-У, Г-Ц)
•  
• ДНК Ц Т А А Ц Ц А Т А Г Т Т Г А Г
•   иРНК Г А У У Г Г У А У Ц А А Ц У Ц
•  
• Ответ : иРНК имеет последовательность нуклеотидов Г-А-У-У-Г- Г-У-А-У-Ц-А-А-Ц-У-Ц

• * Определите последовательность нуклеотидов иРНК, антикодоны молекул тРНК , если фрагмент ДНК имеет последовательность нуклеотидов

Г-Ц-Ц-Т-А-Ц-Т-А-А-Г-Т-Ц

• Дано: ДНК Г-Ц-Ц-Т-А-Ц-Т-А-А-Г-Т-Ц
• Решение: (нуклеотиды подбираем по принципу комплементарности А-У, Г-Ц под ДНК сначала строим иРНК, затем тРНК)
•   
• ДНК Г Ц Ц Т А Ц Т А А Г Т Ц
• иРНК Ц Г Г А У Г А У У Ц А Г
• тРНК Г Ц Ц У А Ц У А А Г У Ц
• Ответ : иРНК имеет последовательность нуклеотидов Ц Г Г А У Г А У У Ц А Г
• антикодоны тРНК Г Ц Ц У А Ц У А А Г У Ц

Второй тип задач — на вычисление количества нуклеотидов, их процентное соотношение в цепи ДНК, иРНК.

• В одной молекуле ДНК нуклеотидов с тимином Т -22% . Определите процентное содержание нуклеотидов с А, Г, Ц по отдельности в этой молекуле ДНК.
• Дано: Т -22%
• Найти: % А, Г, Ц
• Решение 1:
• согласно правилу Чаргаффа А+Г = Т+Ц, все нуклеотиды в ДНК составляют 100%.
• Так как тимин комплементарен аденину, то А=22%.
• 22+22=44% ( А+Т)
• 100- 44 =56% (Г+Ц)
• Так как гуанин комплементарен цитозину, то их количество тоже равно, поэтому
• 56 : 2 =28% (Г, Ц)
• Решение 2:
• согласно правилу Чаргаффа А+Г = Т+Ц, все нуклеотиды в ДНК составляют 100% или А+Г и Т+Ц по 50 %
• Так как тимин комплементарен аденину, то А=22%.
• следовательно 50 — 22=28% (Г, Ц, т.к. они комплементарны)
• Ответ : А=22%, Г=28%, Ц=28%

• Сколько содержится нуклеотидов А, Т, Г, во фрагменте молекулы ДНК, если в нем обнаружено 1500 нуклеотидов Ц, что составляет 30% от общего количества нуклеотидов в этом фрагменте ДНК?
• Дано: Ц- 30% =1500 нуклеотидов
• Найти: количество нуклеотидов А, Т, Г

• Решение:
• Так как Ц комплементарен Г и их количество равно, то Г =30%,
• что составляет 1500 нуклеотидов.
• согласно правилу Чаргаффа А+Г = Т+Ц, все нуклеотиды в ДНК составляют 100%
• А+Г и Т+Ц по 50 % следовательно 50-30=20% (А, Т). Составим пропорцию 30% — 1500
• 20% — ?
• 20х1500 : 30 =1000 нуклеотидов (А, Т)

Ответ: во фрагменте молекулы ДНК содержится:

• Г=1500 нуклеотидов, А=1000 нуклеотидов, Т=1000 нуклеотидов.

• * Участок молекулы ДНК ( одна цепочка) содержит:
• 150 нуклеотидов – А, 50 нуклеотидов – Т,
• 300 нуклеотидов – Ц, 100 нуклеотидов — Г.
• Определите : количество нуклеотидов во второй цепи с А, Т, Г, Ц и общее количество нуклеотидов с А, Т, Ц, Г в двух цепях ДНК.
• Дано: нуклеотидов в 1-й цепи ДНК: А-150, Т-50, Ц-300, Г-100.
• Найти: А, Т, Ц, Г в двух цепях ДНК.
• Решение:
• А=Т, Г=Ц, так как они комплементарны, поэтому во второй цепи Т-150, А-50, Г-300, Ц-100
• Всего нуклеотидов: А(150+50)+Т(50+150)+Г(300+100)+Ц(100+300)=1200
• Ответ: нуклеотидов во второй цепи Т-150, А-50, Г-300, Ц-100;
• 1200 нуклеотидов в двух цепях.

• * В состав иРНК входят нуклеотиды: аденина 28%, гуанина 16%, урацила 24%. Определите процентный состав нуклеотидов у двуцепочной молекулы ДНК, информация с которой «переписана» на иРНК
• Дано: нуклеотидов в иРНК: А-28%, У-24%, Г-16%.
• Найти: % А, Т, Ц, Г в ДНК.
• Решение:
• Определяем процентное содержание цитозина в иРНК, учитывая, что сумма всех нуклеотидов иРНК составляет 100%:
• 100 — ( 24+28+16) = 32% (Ц)
• Учитывая принцип комплементарности ( А=Т, У=А, Г=Ц, Ц=Г), вычисляем процентный состав нуклеотидов цепи ДНК, с которой была списана информация на и РНК. Сумма всех нуклеотидов в двух цепях ДНК составляет 100%:
• Т=28:2=14%, Г= 32:2=16%, А=24:2=12%, Ц=16:2=8%
• Вторая цепочка ДНК является комплементарной первой, следовательно, в ней процентный состав нуклеотидов следующий:
• А=14%, Ц=16%, Т=12%, Г=8%
• В двуцепочной ДНК процентное содержание нуклеотидов будет таким:
• А = 12+14=26%, Т= 14+12=26%, Г=16+8=24%, Ц= 8+16=24%
• Ответ: в двух цепях ДНК % состав нуклеотидов: Т -26%, А-26%,
• Г-24%, Ц-24%

* Третий тип задач на вычисление количества водородных связей.

• Две цепи ДНК удерживаются водородными связями. Определите число водородных связей в этой цепи ДНК, если известно, что нуклеотидов с аденином 12, с гуанином 20.
• Дано: А-12, Г-20
• Найти: водородных связей в ДНК
• Решение:
• А=Т, Г=Ц, так как они комплементарны
• Между А и Т двойная водородная связь, поэтому 12х2=24 связи
• Между Г и Ц тройная водородная связь, поэтому 20х3=60 связей
• 24+60=84 водородных связей всего
• Ответ: 84 водородных связей.

* Четвертый тип задач определение длины, ДНК, иРНК

• Участок молекулы ДНК состоит из 60 пар нуклеотидов. Определите длину этого участка (расстояние между нуклеотидами в ДНК составляет 0, 34 нм)
• Дано: 60 пар нуклеотидов
• Найти: длину участка
• Решение: длина нуклеотида 0, 34 нм
• 60х0,34= 20,4 нм
• Ответ: 20,4 нм
•  
• Длина участка молекулы ДНК составляет 510нм. Определите число пар нуклеотидов в этом участке.
• Дано: длина участка ДНК 510нм
• Найти: Определите число пар нуклеотидов
• Решение: длина нуклеотида 0, 34 нм
• 510:0,34= 1500 нуклеотидов
• Ответ: 1500 нуклеотидов
•  

• Число нуклеотидов в цепи ДНК равно 100. Определите длину этого участка
• Дано: 100 нуклеотидов
• Найти: длину участка
• Решение: длина нуклеотида 0, 34 нм , ДНК состоит из 2-х цепей значит 50 пар нуклеотидов.
• 50х0,34=17нм
• Ответ: 17нм
•  
• Число нуклеотидов в цепи и-РНК равно 100. Определите длину этого участка
• Дано: 100 нуклеотидов
• Найти: длину участка
• Решение: длина нуклеотида 0, 34 нм , и-РНК состоит из одной цепи
• 100х0,34=34нм
• Ответ: 34нм

« Биосинтез белка, генетический код»

• на участке ДНК строится иРНК
• иРНК переходит в цитоплазму
• иРНК соединяется с рибосомой ( 2 триплета)
• тРНК несет аминокислоту в рибосому
• кодон иРНК комплементарен антикодону тРНК
• в рибосоме из аминокислот образуется белок
• ДНК- РНК- белок
• 20 аминокислот — 64 триплета
• ДНК — иРНК — тРНк
• 3 нуклеотида =1 триплет =1 аминокислота = 1тРНК

Пятый тип задач — определение последовательности аминокислот по таблице генетического кода.

• Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов: ТГГАГТГАГТТА. Определите последовательность нуклеотидов на иРНК, антикодоны тРНК и аминокислотную последовательность фрагмента молекулы белка.
• Дано: ДНК Т-Г-Г-А-Г-Т-Г-А-Г-Т-Т-А
• Найти: иРНК, тРНК и аминокислотную последовательность белка
• Решение: на участке ДНК по принципу комплементарности (А-У, Г-Ц) построим иРНК, затем по цепи иРНК построим тРНК по принципу комплементарности ( А-У, Г-Ц)
• ДНК Т- Г- Г- А- Г- Т- Г- А- Г- Т- Т- А
• иРНК А-Ц-Ц-У- Ц- А- Ц- У- Ц- А- А- У
• тРНК У- Г- Г- А -Г- У- Г -А- Г- У- У-А
• иРНК разделим на триплеты и по таблице генетического кода определим аминокислотную последовательность белка:
• А-Ц-Ц тре, У-Ц-А сер, Ц-У-Ц лей, А- А-У асн.
• Ответ : иРНК А-Ц- Ц-У- Ц- А-Ц-У-Ц-А- А-У
• тРНК У- Г -Г- А- Г-У- Г-А-Г- У- У-А
• аминокислотную последовательность белка :тре, сер, лей, асн

• *Участок молекулы ДНК имеет следующее строение:
• ГГА -АЦЦ-АТА-ГТЦ-ЦАА
• Определите последовательность нуклеотидов соответствующего участка иРНК. Определите последовательность аминокислот в полипептиде, синтезируемом по иРНК. Как изменится последовательность аминокислот в полипептиде, если в результате мутации пятый нуклеотид в ДНК будет заменён на аденин? Ответ объясните.

• Дано: ДНК ГГА -АЦЦ-АТА-ГТЦ-ЦАА
• Найти: аминокислотную последовательность исходного белка, мутированного
• Решение: определим иРНК по принципу комплементарности
• ДНК ГГА -АЦЦ-АТА-ГТЦ- ЦАА
• иРНК ЦЦУ- УГГ-УАУ-ЦАГ-ГУУ
• По таблице генетического кода определим аминокислотную последовательность белка: про, три, тир, глн, вал
• В результате мутации ДНК изменится , т.к. пятый нуклеотид в ДНК будет заменён на аденин
• ДНК ГГА — А А Ц-АТА-ГТЦ- ЦАА
• иРНК ЦЦУ- У У Г-УАУ-ЦАГ-ГУУ
• По таблице генетического кода определим аминокислотную последовательность измененного белка : про , лей , тир, глн, вал,
• Ответ: про, три, тир, глн, вал; про , лей , тир, глн, вал, так как изменился нуклеотид в ДНК, то изменился нуклеотид иРНК, изменилась аминокислота и структура белка.

• * Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК- матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на котором синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов АТАГЦТГААЦГГАЦТ. 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.
• Дано: ДНК АТАГЦТГААЦГГАЦТ
• Найти:
• нуклеотидную последовательность участка тРНК
• аминокислоту, которую будет переносить тРНК
• Решение :
• Так как тРНК синтезируются на ДНК, то построим тРНК по принципу комплементарности (А-У, Г-Ц)
•   ДНК А Т А Г Ц Т Г А А Ц Г Г А Ц Т
• тРНК У А У Ц Г А Ц У У Г Ц Ц У Г А
• Третий триплет ( антикодон тРНК) ЦУУ , соответствует кодону на иРНК ГАА (по принципу комплементарности), по таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота ГЛУ, которую переносить данная тРНК.
• Ответ: тРНК УАУЦГАЦУУГЦЦУГА
• аминокислота ГЛУ

Шестой тип задач — определение массы белка, количества аминокислот, нуклеотидов.

• 1. Фрагмент молекулы ДНК содержит 1230 нуклеотидных остатков. Сколько аминокислот будет входить в состав белка?
• Дано: 1230 нуклеотидов
• Найти: количество аминокислот
• Решение :
• Одной аминокислоте соответствует 3 нуклеотида, поэтому 1230:3= 410 аминокислот.
• Ответ: 410 аминокислот.

• 2. Сколько нуклеотидов содержит ген, кодирующий белок из 210 аминокислот?
• Дано: 210 аминокислот
• Найти: количество нуклеотидов
• Решение :
• Одной аминокислоте соответствует 3 нуклеотида, поэтому 210х3=630 нуклеотидов
• Ответ: 630 нуклеотидов
•  

• *Определите число аминокислот , входящих в состав белка, число триплетов и число нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок, если в процессе трансляции участвовало 30 молекул тРНК.
• Дано: 30 тРНК
• Найти: число аминокислот, триплетов, нуклеотидов в гене
• Решение:
• 1тРНК=1 аминокислоте, поэтому аминокислот 30
• 1 аминокислоте = 1 триплету, поэтому триплетов 30
• 1 триплет = 3 нуклеотида, поэтому 30х3=90 нуклеотидов.
• Ответ: аминокислот 30, триплетов 30, 90 нуклеотидов

• * Молекулярная масса полипептида составляет 40000. Определите длину кодирующего его гена, если молекулярная масса одной аминокислоты в среднем равна 100, а расстояние между соседними нуклеотидами в цепи ДНК составляет 0, 34 нм.
• Дано: масса белка — 40000

масса аминокислоты — 100

расстояние между нуклеотидами 0,34нм

• Найти: длину гена
• Решение:

Так как белок ( полипептид) состоит из аминокислот, найдем количество аминокислот 40000:100=400

1 аминокислота=3 нуклеотида, 400х3=1200 нуклеотидов

Ген состоит из нуклеотидов. Длина гена 1200х0,34=408нм

Ответ: длина гена 408нм

Комбинированные задачи

• * Белок состоит из 100 аминокислот. Установите, во сколько раз молекулярная масса участка гена, кодирующего данный белок, превышает молекулярную массу белка, если средняя молекулярная масса аминокислоты -110, а нуклеотида — 300.
• Дано:

100 аминокислот,

молекулярная масса аминокислоты -110,

молекулярная масса нуклеотида — 300.

• Найти : во сколько раз масса гена превышает массу белка.
• Решение:

Так как ген — это участок ДНК, состоящий из нуклеотидов, то определим их количество: одну аминокислоту кодируют 3 нуклеотида ,

то 100х3=300 нуклеотидов.

• Молекулярная масса белка 100х110=11000,
• Молекулярная масса гена 300х300=90000
• Молекулярная масса участка гена, кодирующего данный белок, превышает молекулярную массу белка: 90000: 11000 =8 раз
• Ответ : в 8 раз

• Какую длину имеет участок молекулы ДНК, в котором закодирована первичная структура инсулина, если молекула инсулина содержит 51 аминокислоту, а один нуклеотид занимает 0,34 нм в цепи ДНК? Какое число молекул тРНК необходимо для переноса этого количества аминокислот к месту синтеза? (Следует учитывать, что одна тРНК доставляет к рибосоме одну аминокислоту.) Ответ поясните.
• Дано: 51 аминокислота, 1 нуклеотид 0,34 нм

Найти: длину ДНК, число тРНК

• 1)для кодирования одной аминокислоты необходимо 3 нуклеотида, 51 х 3 = 153 нуклеотида;
• 2) участок ДНК имеет длину 0,34 х 153 = 52 нм
• 3) одна тРНК переносит одну аминокислоту,

поэтому тРНК 51 молекула

• Ответ: длина ДНК 52 нм , число тРНК — 51

Энергетический обмен

• 1. Подготовительный (в пищеварительном канале, лизосомах)

крахмал глюкоза ( Е )

• 2 . Бескислородный « гликолиз» ( в цитоплазме)

глюкоза 2 ПВК + 2 АТФ

• 3 . Кислородный «дыхание» ( в митохондриях)

ПВК СО 2 +Н 2 О + 36 АТФ

1 глюкоза = 38 АТФ

• В процессе гликолиза образовалось 42 молекулы пировиноградной кислоты. Какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образуется при полном окислении?
• Дано : 42 ПВК
• Найти : кол-во глюкозы, кол-во АТФ при полном окислении.
• Решение:
• 1) при гликолизе одна молекула глюкозы расщепляется с образованием 2-х молекул пировиноградной кислоты (ПВК), следовательно, гликолизу подверглось: 42 : 2 = 21 молекула глюкозы;
• 2) при полном окислении одной молекулы глюкозы (бескислородный 2АТФ и кислородный этапы 36 АТФ) образуется 38 молекул АТФ;
• 3) при окислении 21 молекулы образуется: 21 х 38 = 798 молекул АТФ.
• Ответ: 21 молекула глюкозы, 798 молекул АТФ

Деление клетки

мейоз

митоз

Интерфаза

Интерфаза

2 n2c —

2n4c

2 n2c —

2n4c

Профаза

Профаза 1

Метафаза 1

6 . 10 -9 мг

12 . 10 -9 мг

2n4c

6 . 10 -9 мг

12 . 10 -9 мг

2n4c

Метафаза

2n4c

2n4c

12 . 10 -9 мг

Анафаза

Анафаза 1

12 . 10 -9 мг

12 . 10 -9 мг

Телофаза 1

12 . 10 -9 мг

n 2 c

Телофаза

2 n2c

n 2 c

2 n2c

6 . 10 -9 мг

Профаза 2

6 . 10 -9 мг

n 2 c

6 . 10 -9 мг

6 . 10 -9 мг

Метафаза 2

n 2 c

6 . 10 -9 мг

Анафаза 2

6 . 10 -9 мг

n c

Телофаза 2

n c

3 . 10 -9 мг

3 . 10 -9 мг

• Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет около 6 . 10 -9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в ядре при овогенезе перед началом деления, в конце телофазы мейоза I и мейоза II . Объясните полученные результаты.
• Дано: 46 хромосом = масса 6 . 10 -9 мг
• Найти: массу ДНК: перед началом деления, в конце телофазы мейоза I и мейоза II .
• Решение:
• 1)перед началом деления в процессе репликации число ДНК удваивается и масса ДНК равна 2 • 6 . 10 -9 = 12 . 10 -9 мг;
• 2) первое деление мейоза редукционное, число хромосом становится в 2 раза меньше, но каждая хромосома состоит из двух молекул ДНК (сестринских хроматид), поэтому в телофазе мейоза I масса ДНК равна 12 . 10 -9 : 2 = 6 . 10 -9 мг;
• 3)после мейоза II каждое ядро в клетке содержит однохроматидные хромосомы гаплоидного набора, поэтому в телофазе мейоза II масса ДНК равна 6 . 10 -9 : 2 = 3 . 10 -9 мг.
• Ответ: масса ДНК перед началом деления 12 . 10 -9 мг, в конце телофазы мейоза I — 6 . 10 -9 мг, в конце телофазы мейоза II — 3 . 10 -9 мг

Типовые
задачи по цитологии.

1
Задачи, связаные с определением процентного
содержания нуклеотидов в ДНК

Задача №1. В молекуле ДНК насчитывается
23% адениловых нуклеотидов от общего числа нуклеотидов. Определите количество
тимидиловых и цитозиловых нуклеотидов.

Решение:

1. По правилу Чаргаффа находим содержание
тимидиловых нуклеотидов в данной молекуле ДНК: А=Т=23%.

 2. Находим сумму (в %) содержания
адениловых и тимидиловых нуклеотидов в данной молекуле ДНК: 23% + 23% = 46%.

 3. Находим сумму (в %) содержания
гуаниловых и цитозиловых нуклеотидов в данной молекуле ДНК: 100% – 46% = 54%.

 4. По правилу Чаргаффа, в молекуле ДНК
Г=Ц, в сумме на их долю приходится 54%, а по отдельности: 54% : 2 = 27%.

Ответ:
Т=23%; Ц=27%

Задача №2.  Дана
молекула ДНК с относительной молекулярной массой 69 тыс., из них 8625
приходится на долю адениловых нуклеотидов. Относительная молекулярная масса
одного нуклеотида в среднем 345. Сколько содержится нуклеотидов по отдельности
в данной ДНК? Какова длина ее молекулы?

Решение:

1.
Определяем, сколько адениловых нуклеотидов в данной молекуле ДНК: 8625 : 345 =
25.

 2.
По правилу Чаргаффа, А=Г, т.е. в данной молекуле ДНК А=Т=25.

 3.
Определяем, сколько приходится от общей молекулярной массы данной ДНК на долю
гуаниловых нуклеотидов: 69 000 – (8625х2) = 51 750.

 4.
Определяем суммарное количество гуаниловых и цитозиловых нуклеотидов в данной ДНК:
51 750:345=150.

 5.
Определяем содержание гуаниловых и цитозиловых нуклеотидов по отдельности:
150:2 = 75;

 6.
Определяем длину данной молекулы ДНК: (25 + 75) х 0,34 = 34 нм.

Ответ:
А=Т=25; Г=Ц=75; 34 нм.

Задача №3.Сколько процентов А,Т,Г содержится в молекуле ДНК
, если известно, что Ц содержится 25%?

Решение.

1) количество
комплементарных азотистых оснований равное А=Т, Г=Ц, а сумма всех оснований
составляет А+Т+Г+Ц=100%;

2) следовательно:
Г=Ц=25%, Г+Ц=50%,

3) А=Т= 100%-(Г+Ц) =
25%

2. Расчетные
задачи, посвященные определению количества аминокислот в белке,
а также количеству нуклеотидов и триплетов в ДНК или РНК.

Задача №1.В трансляции
участвовало 30 молекул т-РНК. Определите количество аминокислот, входящих
в состав образующегося белка, а также число триплетов
и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.

Решение:

1.                 
Если в синтезе участвовало 30 т-РНК, то они
перенесли 30 аминокислот.

2.                 
Одна аминокислота кодируется одним триплетом, значит число
триплетов —

Один триплет – 3 нуклеотида, 3х30=90
нуклеотидов

Ответ:
Кол-во
а/к – 30. Число триплетов – 30. Число нуклеотидов – 90.

Задача №2.Участок одной из двух цепей молекулы ДНК содержит 300
нуклеотидов с аденином (А), 100 нуклеотидов с тимином (Т), 150 нуклеотидов с
гуанином (Г) и 200 нуклеотидов с цитозином (Ц). Какое количество нуклеотидов с
А, Т, Г и Ц содержится в двуцепочечной молекуле ДНК? Сколько аминокислот должен
содержать белок, кодируемый этим участком молекулы ДНК? Ответ поясните.

Решение.

1)     
Количество нуклеотидов с аденином в одной цепи
ДНК составляет 300 нуклеотидов, в другой — 100 нуклеотидов; в сумме в двух
цепях 400 нуклеотидов с аденином и столько же с тимином (по принципу
комплементарности)
2) Количество нуклеотидов с гуанином в одной цепи ДНК составляет 150 нуклеотидов,
в другой — 200 нуклеотидов; в сумме в двух цепях 350 нуклеотидов с гуанином и
столько же с цитозином (по принципу комплементарности)
3) Всего в двух цепях молекулы ДНК 1500 нуклеотидов. Белок кодирует только
транскрибируемая цепь ДНК (одна из двух цепей) : 1500/2 = 750 нуклеотидов.
3 нуклеотида кодируют 1 аминокислоту, поэтому в результате транскрипции с
данного участка ДНК и последующей трансляции будет синтезирован белок из 250
аминокислот (750 / 3 = 250)

Задача №3. Две цепи молекулы ДНК
удерживаются друг против друга водородными связями. Определите число
нуклеотидов с аденином, тимином, гуанином, цитозином в молекуле ДНК, в которой
48 нуклеотидов соединяются между собой тремя водородными связями и 56
нуклеотидов — двумя водородными связями. Объясните полученные результаты.

Решение.

1) По принципу комплементарности построим вторую цепь ДНК: АТЦГГТА
2) Водородные связи образуются между двумя цепями ДНК: между аденином (А) и
тимином (Т) две водородные связи, между гуанином (Г) и цитозином (Ц) три
водородные связи
3) В двухцепочечной молекуле между аденином и тимином 4 × 2 = 8 водородных
связей, между цитозином и гуанином 3 × 3 = 9 водородных связей; в сумме в
двухцепочечном фрагменте ДНК 8 + 9 = 17 водородных связей

3.     
Задачи
на построение молекулы и-РНК, антикодонов т-РНК и последовательности
аминокислотв полипептидной цепи. Работа  с таблицей
генетического кода.

Задача №1.В состав
РНК вместо тимина входит урацил. В биосинтезе белка участвовали т-РНК с
антикодонами: УУА, ГГЦ, ЦГЦ, АУУ, ЦГУ. Определите нуклеотидную
последовательность участка каждой цепи молекулы ДНК, который несет информацию о
синтезируемом полипептиде, и число нуклеотидов, содержащих аденин, гуанин,
тимин, цитозин в двухцепочечной молекуле ДНК

Решение:

1.                 
Антикодоны
т-РНК комплементарны кодонам и-РНК, а последовательность нуклеотидов и-РНК
комплементарна одной из цепей ДНК.

2.                 
т-РНК:
УУА, ГГЦ, ЦГЦ, АУУ, ЦГУ

3.                 
и-РНК:
ААУ-ЦЦГ-ГЦГ-УАА-ГЦА

4.                 
1
цепь ДНК: ТТА-ГГЦ-ЦГЦ-АТТ-ЦГТ

5.                 
2
цепь ДНК: ААТ-ЦЦГ-ГЦГ-ТАА-ГЦА.

6.                 
В
молекуле ДНК:

Число
А=Т=7,  число Г=Ц=8

Задача №2.Фрагмент
одной из цепей ДНК имеет следующее строение: ААГГЦТАЦГТТГ. Постройте
на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот во фрагменте
молекулы белка.

Решение:

1.                 
По правилу комплементарности определяем фрагмент и-РНК

2.                 
Разбиваем его на триплеты: УУЦ-ЦГА-УГЦ-ААУ.

По таблице генетического кода
определяем последовательность аминокислот: фен-арг-цис-асн.

Задача
№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).

Установите
нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном
фрагменте, обозначьте  концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую
будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 
конца соответствует антикодону тРНК.

Схема
решения задачи включает:

1.                 
нуклеотидная
последовательность участка тРНК: 

2.                 
нуклеотидная
последовательность антикодона УГА (третий триплет) соответствует кодону на иРНК
УЦА;

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

Задача
№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’–ГАУЦГАУГЦАУГЦУУ–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.

Решение.

5’–ГАУЦГАУГЦАУГЦУУ–3′-вирусная
РНК

5,-ГАТ…………………….-3,——ДНК(смысловая)

3,-ЦТА…………………….-5,——ДНК(транскрибуемая)

5,-ГАУ…………………….-3,—-и
РНК

Схема
решения задачи включает:

1.
по принципу комплементарности находим нуклеотидную последовательность участка
ДНК:

5’–ГАТЦГАТГЦАТГЦТТ–3′

3’–ЦТАГЦТАЦГТАЦГАА–5′;

2.
по принципу комплементарности находим нуклеотидную последовательность иРНК:

5’–ГАУЦГАУГЦАУГЦУУ–3′;

3.
по таблице генетического кода определяем последовательность вирусного белка:
асп-арг-цис-мет-лей

При
построении ДНК необходимо учитывать два важных момента. Во-первых, в ДНК вместо
У (урацила) должен стоять Т (тимин). Во-вторых, обратная транскрипция матричной
цепи ДНК будет осуществляется с вирусной РНК антипараллельно, то есть 5′-концу
РНК будет соответствовать 3′-конец ДНК. Смысловая цепь ДНК и иРНК достраиваются
по матричной цепи ДНК с соблюдением принципов комплементарности и
антипараллельности.

При
определении последовательности вирусного белка необходимо также учитывать два
момента. Во-первых, трансляция осуществляется с 5′-конца иРНК. Во-вторых, между
аминокислотами необходимо ставить дефис, обозначающий пептидную связь.

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.

РЕШЕНИЕ.

Алгоритм
выполнения задания.

1.
По принципу комплементарности на основе вирусной РНК находим нуклеотидную
последовательность транскрибируемого участка ДНК:

вирусная
РНК: 5’ − ГЦГ-ГАА-ААГ-ЦГЦ − 3

транскрибируемая
ДНК 3’− ЦГЦ-ЦТТ-ТТЦ-ГЦГ − 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):

5’
− ГЦГ-ГАА-ААГ-ЦГЦ − 3’

3’
— ЦГЦ-ЦТТ-ТТЦ-ГЦГ − 5’

2.
По принципу комплементарности на основе транскрибируемой ДНК находим нуклеотидную
последовательность иРНК:

ДНК:
3’ — ЦГЦ-ЦТТ-ТТЦ-ГЦГ − 5’

иРНК:
5’ − ГЦГ-ГАА-ААГ-ЦГЦ − 3’.

3.
По таблице Генетического кода на основе иРНК определяем последовательность
вирусного белка:

иРНК:
5’ − ГЦГ-ГАА-ААГ-ЦГЦ − 3’

белок:
АЛА-ГЛУ-ЛИЗ-АРГ

2.4.Задачи  на определение
количества молекул ДНК и хромосом  в  процессе митоза и мейоза.

Задача
№ 1.Какое
количество хромосом (n) и молекул ДНК (с) будет в клетках спорангия папоротника
в начале спорообразования и в зрелой споре. Ответ поясните

Решение.

1)перед
началом спорообразования в клетке спорангия будет 2n4с;поскольку споры
образуются на диплоидном спорофите, перед делением клетки хромосомы удвоены;

2)в
зрелой споре будет 1n1с;поскольку спора у папоротникообразных образуется
мейозом и гаплоидна.

Задача
№ 2.
Соматическая клетка мыши имеет 40 хромосом.

Сколько
хромосом будет содержать клетка семенника самца этой мыши в конце зоны роста и
в конце зоны созревания гамет? Ответ поясните.

Какие
процессы происходят в этих зонах?

Схема
решения задачи включает:

в
зоне роста – 40 хромосом, в зоне созревания – 20 хромосом;

в
зоне роста клетка растёт, она находится в интерфазе, количество хромосом не
меняется;

в
зоне созревания происходит мейоз, в конце зоны клетки становятся гаплоидными

Задача
№3.
Соматическая клетка толстолобика имеет 48 хромосом.

Сколько
хромосом будет содержать клетка полового пути самца этой рыбы в конце зоны
роста и в конце зоны созревания гамет? Ответ поясните.

Какие
процессы происходят в этих зонах?

Ответ:

в
зоне роста – 48 хромосом, в зоне созревания – 24 хромосомы;

в
зоне роста клетка растёт, она находится в интерфазе, количество хромосом не
меняется;

в
зоне созревания происходит мейоз, в конце зоны клетки становятся гаплоидными.

Указание:

Сперматогенез;
мейоз.

Решение:

В
процессе образовании мужских половых клеток (в сперматогенезе) выделяют 4
стадии: размножение, рост, созревание и формирование. На этапе размножения
клетки многократно делятся митозом, следовательно, количество хромосом не
меняется (дочерние клетки содержат 48 хромосом). На этапе роста клетка растёт и
переходит в стадию интерфазы, предшествующую мейозу. Однако количество хромосом
остаётся неизменным. То есть в конце зоны роста клетки содержат 48 хромосом. На
этапе созревания происходит мейоз, в результате чего из каждой диплоидной
клетки образуются четыре гаплоидных. То есть в конце зоны созревания клетки
содержат 24 хромосомы. На этапе формирования гаплоидные клетки превращаются в
полноценные сперматозоиды со жгутиками.