Решение задач по цитологии на применение знаний в новой ситуации высокий уровень егэ

Скачать материал

Скачать материал

Описание презентации по отдельным слайдам:

• 

  1 слайд

  Разбор задания № 27

  «Решение задач по цитологии на применение знаний в новой ситуации»

• 

  2 слайд

  Информация по заданию
  1. Уровень сложности задания — ВЫСОКИЙ
  2. Максимальное количество баллов за выполнение задания – 3
  3. Коды проверяемых элементов содержания(КЭС по кодификатору) – 2.2 -2.7
  4. Коды требований к уровню подготовки выпускников- 2.3

• 

  3 слайд

  Для выполнения задания 27 по биологии необходимо знать:

  Типы задач по цитологии, которые встречаются в заданиях № 27:
  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.
  Требования к решению задач:
  1.Ход решения должен быть последовательным процессам, протекающим в клетке.
  2.Каждое действие обосновывать теоретически.
  3.Цепи ДНК, иРНК , тРНК прямые, символы нуклеотидов четкие, расположены на одной линии по горизонтали. Цепи ДНК, иРНК , тРНК размещать на одной строке без переноса.
  4.Ответы выписывать в конце решения.

• 

  4 слайд

  Основные понятия молекулярной биологии для решения задания № 27:
  1.Молекула ДНК состоит их двух полинуклеотидных комплементарных друг другу цепей, расположенных антипараллельно:

  Смысловая (кодирующая, нематричная, цепь Крика) цепь ДНК, несет последовательность нуклеотидов, кодирующих наследственную информацию.
  Строится: 5‘ 3′
  Матричная (транскрибируемая, антисмысловая, цепь Уотсона) цепь, служит матрицей для синтеза мРНК, тРНК, рРНК.
  Строится: 3 ‘ 5‘

  5’-ЦГА-АГГ-ТГА-ЦАА-ТГТ-3 смысловая ДНК
  3’-ГЦТ-ТЦЦ-АЦТ-ГТТ-АЦА-5’ матричная (транскриб.) ДНК

• 

  5 слайд

  Что такое 5 и 3 конец (штрих) на ДНК:
  1. 5 атомов углерода в (дезокси) рибозе нумеруются цифрами 1′ – 5′. Когда нуклеотиды соединяются в цепочку ДНК или РНК, то остатки фосфорной кислоты, которые обеспечивают связь, с одной стороны присоединяются к атому с номером 3′, а с другой – к атому с номером 5′. Соответственно, один из концов ДНК/РНК называется 3′, другой – 5′.
  2.Пятый конец — это там, где прикрепляется фосфорный остаток, третий конец — где нарисована пентоза (рибоза и дезоксирибоза)

• 

• 

  7 слайд

  Основные понятия молекулярной биологии для решения задания № 27:
  2)РНК-полимераза движется по молекуле ДНК в направлении 3′ → 5′ матричной цепи.
  3)Синтез цепи РНК идет антипараллельно: 5′- → З‘
  4)Антикодон на тРНК «читается» в направлении 3′ → 5‘
  5)иРНК транслируется и «читается» в направлении 5′- → З‘
  6) Кодон и антикодон спариваются антипараллельно

• 

  8 слайд

  Задача 1:
  Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая):
  5’ − ТААТГАЦЦГЦАТАТАТЦЦАТ −3’ (см)
  3’ − АТТАЦТГГЦГТАТАТАГГТА −5’ (трб)
   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.

• 

  9 слайд

  РАЗБОР:
  По принципу комплементарности находим цепь иРНК:
  5’ − ТААТГАЦЦГЦАТАТАТЦЦАТ −3’ (см)
  3’ − АТТАЦТГГЦГТАТАТАГГТА −5’ (трб)
  5’ − УААУГАЦЦГЦАУАУАУЦЦАУ − 3’(иРНК) 
  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.

• 

  10 слайд

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

• 

  11 слайд

  Задача 2:
  Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая):
  5’ — Г-Ц-Г-Г-Г-Ц-Т-А-Т-Г-А-Т-Ц-Т-Г — 3’
  3’ — Ц-Г-Ц-Ц-Ц-Г-А-Т-А-Ц-Т-А-Г-А-Ц- 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. 

• 

  12 слайд

  РАЗБОР:
  5’ — Г-Ц-Г-Г-Г-Ц-Т-А-Т- Г-А-Т-Ц-Т-Г — 3’(см)
  3’ — Ц-Г-Ц-Ц-Ц-Г-А-Т-А-Ц-Т-А-Г-А-Ц- 5’(трб)
  5’- Г-Ц- Г-Г-Г-Ц-У-А-У-Г-А-У-Ц-У-Г- 3’ (иРНК)

  1) Четвёртый триплет исходного фрагмента смысловой цепи ДНК — ГАТ (транскрибируемой цепи ДНК — ЦТА), определяем триплет иРНК: ГАУ, по таблице генетического кода определяем, что он кодирует аминокислоту Асп

• 

  13 слайд

  5’ — Г-Ц-Г-Г-Г-Ц-Т-А-Т- Г-Т-Т-Ц-Т-Г — 3’(см)
  3’ — Ц-Г-Ц-Ц-Ц-Г-А-Т-А-Ц-А-А-Г-А-Ц- 5’(трб)
  5’- Г-Ц- Г-Г-Г-Ц-У-А-У-Г-У-У-Ц-У-Г- 3’ (иРНК)
  2) Во фрагменте ДНК в четвёртом триплете смысловой цепи ГАТ нуклеотид А заменился на Т (в транскрибируемой цепи в триплете ЦТА нуклеотид Т заменился на А), а в иРНК в четвёртом кодоне (ГАУ) нуклеотид А заменился на У (ГУУ- аминокислота – ВАЛ)
  3) Свойство генетического кода — универсальность

Краткое описание документа:

Презентация содержит информацию о правилах решения задач по цитологии ЕГЭ №27. А так же разбор нескольких заданий этого типа. Задание 27 относится к высокому уровню сложности, за правильное выполнение полагается 3 балла. Во избежание неправильного оформления , в презентации даются правила решения задачи, в том виде, в котором они должны быть записаны на специальном бланке для второй части,

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

6 155 091 материал 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 «Организация и руководство учебно-исследовательскими проектами учащихся по предмету «Биология» в рамках реализации ФГОС»

• 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 «Государственная итоговая аттестация как средство проверки и оценки компетенций учащихся по биологии»

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

• 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 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»

Задачи по цитологии с ответами

Опорные задачи по цитологии с ответами, решаемые на ЕГЭ по биологии. Задания со свободным развёрнутым ответом (повышенный и высокий уровни). Решение задач на применение знаний в новой ситуации.

Задача № 1.
 Сколько содержится нуклеотидов аденина (А), тимина (Т), гуанина (Г) и цитозина (Ц) во фрагменте молекулы ДНК, если в нём обнаружено 1200 нуклеотидов цитозина (Ц), что составляет 20 % от общего количества нуклеотидов в этом фрагменте ДНК?

ОТВЕТ:

1) аденин (А) комплементарен тимину (Т), а гуанин (Г) — цитозину (Ц), поэтому количество комплементарных нуклеотидов одинаково;
2) цитозина (Ц) содержится 20%, а значит, гуанина (Г) тоже 20%, аденина (А) и тимина (Т) по 30%;
3) цитозина (Ц) содержится 1200 нуклеотидов, а значит, гуанина (Г) тоже 1200 нуклеотидов, аденина (А) и тимина (Т) по 1800 нуклеотидов.

Задача № 2.
 Молекулярная масса полипептида составляет 30000. 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.

Задача № 3.
 Хромосомный набор соматических клеток речного рака равен 116. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток в профазе митоза, в метафазе митоза и телофазе митоза. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом.

Задача № 4.
 Молекулярная масса полипептида составляет 70000. 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.

Задача № 5.
 Скорость удлинения молекулы и-РНК составляет около 50 нуклеотидов в секунду. Сколько времени необходимо затратить на синтез и-РНК, содержащей информацию о строении белка, молекулярная масса которого составляет 45000, если молекулярная масса одной аминокислоты в среднем равна 100?

Задача № 6.
 Последовательность нуклеотидов в цепи ДНК следующая: -ТТТЦЦЦАТАТТГЦЦАЦ-. В результате мутации одновременно выпадают первый нуклеотид и второй триплет нуклеотидов. Запишите новую нуклеотидную последовательность цепи ДНК. Определите по ней последовательность аминокислот в полипептиде. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. 

Задача № 7.
 Отрезок молекулы ДНК, определяющий первичную структуру белка, содержит следующую последовательность нуклеотидов: -ТТЦЦГТАТАГГА-. Определите последовательность нуклеотидов на и-РНК, число т-РНК, которые участвуют в биосинтезе белка, и нуклеотидный состав антикодонов т-РНК. Полученные результаты объясните.

Задача № 8.
 Все виды РНК синтезируются на ДНК. На фрагменте молекулы ДНК, имеющем структуру -АТАГЦТГААЦГГАЦТ-, синтезируется участок центральной петли т-РНК. Определите структуру участка т-РНК; аминокислоту, которую будет транспортировать эта т-РНК, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Ответ обоснуйте; используйте таблицу генетического кода.

Задача № 9.
 Сколько витков имеет участок двойной спирали ДНК, контролирующий синтез белка с молекулярной массой 30000, если молекулярная масса одной аминокислоты составляет в среднем 100, а на один виток спирали ДНК приходится 10 нуклеотидов.

Задача № 10.
 Отрезок молекулы ДНК, определяющий первичную структуру белка, содержит следующую последовательность нуклеотидов: -АТГГЦТЦТЦЦАТТГГ-. Определите последовательность нуклеотидов на и-РНК, число т-РНК и нуклеотидный состав антикодонов т-РНК.

Задача № 11.
 Белок состоит из 120 аминокислот. Установите число нуклеотидов участков ДНК и и-РНК, кодирующих данные аминокислоты, и общее число молекул т-РНК, которые необходимы для доставки этих аминокислот к месту синтеза. Ответ поясните.

Задача № 12.
 На фрагменте одной цепи ДНК нуклеотиды расположены в следующей последовательности: -ААГТЦТАЦГТАТ-. Определите структуру второй цепи ДНК, % содержания аденина и тимина и длину этого фрагмента ДНК (каждый нуклеотид занимает 0,34 нм по длине цепи ДНК). Ответ поясните.

Задача № 13.
 Информационная часть и-РНК содержит 135 нуклеотидов. Определите число аминокислот, входящих в кодируемый ею белок, число молекул т-РНК, участвующих в процессе биосинтеза этого белка, число триплетов в участке гена, кодирующих первичную структуру этого белка. Объясните полученные результаты.

Задача № 14.
 Участок молекулы ДНК, кодирующей последовательность аминокислот в белке, имеет следующий состав: -ЦТАЦТТАТЦАЦГААГ-. Объясните, к каким последствиям может привести случайное добавление нуклеотида гуанина (Г) между четвёртым и пятым нуклеотидами.

Задача № 15.
 Полипептид состоит из 27 аминокислот. Определите число нуклеотидов на участке гена, который кодирует первичную структуру этого полипептида, число кодонов на и-РНК, соответствующее этим аминокислотам, и число молекул т-РНК, участвующих в биосинтезе этого полипептида. Ответ поясните.

Задача № 16.
 Все виды РНК синтезируются на ДНК. На фрагменте молекулы ДНК, имеющем структуру -ТАТЦГАЦТТГЦЦТГА-, синтезируется участок центральной петли т-РНК. Определите структуру участка т-РНК; аминокислоту, которую будет транспортировать эта т-РНК, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Ответ обоснуйте; используйте таблицу генетического кода.

Задача № 17.
 Две цепи ДНК удерживаются друг против друга водородными связями. Определите число двойных и тройных водородных связей в этой цепи ДНК, а также её длину, если известно, что нуклеотидов с аденином (А) — 12, с гуанином (Г) — 20 в обеих цепях (расстояние между нуклеотидами в ДНК составляет 0,34 нм).

Задача № 18.
 В процессе гликолиза образовалось 38 молекул пировиноградной кислоты. Какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образуется при их полном окислении?

Задача № 19.
 Участок одной из двух цепей молекулы ДНК содержит 200 нуклеотидов с аденином (А), 300 нуклеотидов с тимином (Т), 250 нуклеотидов с гуанином (Г) и 120 нуклеотидов с цитозином (Ц). Какое число нуклеотидов с А, Т, Г и Ц содержится в молекуле ДНК (в двух цепях)? Сколько аминокислот должен содержать белок, кодируемый этим участком молекулы ДНК? Ответ поясните.

Задача № 20.
 Хромосомный набор соматических клеток зелёной лягушки равен 26. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из половых клеток в профазе мейоза I, в метафазе мейоза I и анафазе мейоза II. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом.

Задача № 21.
 Участок молекулы ДНК имеет следующую структуру: -АЦЦАТАГЦТЦААГГАГГЦТТА-. Определите структуру второй цепи ДНК, нуклеотидный состав и-РНК и число тройных водородных связей на этом участке молекулы ДНК.

Задача № 22.
 Две цепи ДНК удерживаются друг против друга водородными связями. Определите число нуклеотидов с аденином, тимином, гуанином и цитозином в молекуле ДНК, в которой 42 нуклеотида соединяются между собой двумя водородными связями и 48 нуклеотидов — тремя водородными связями. Полученные результаты поясните.

Задача № 23.
 В биосинтезе полипептида участвовали т-РНК с антикодонами ААУ, ЦЦГ, ГЦГ, УАА, ГЦА. Определите нуклеотидную последовательность участка каждой цепи молекулы ДНК, который несёт информацию о синтезируемом белке, и число нуклеотидов, содержащих аденин (А), гуанин (Г), тимин (Т) и цитозин (Ц) в двуцепочечной молекуле ДНК. Ответ поясните.

Задача № 24.
 Белок состоит из 210 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. Ответ поясните.

Задача № 25.
 Фрагмент цепи ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: -ТТТАГЦТГТЦГГААГ-. В результате произошедшей мутации в пятом триплете третий нуклеотид заменён на нуклеотид аденин (А). Определите последовательность нуклеотидов на и-РНК по исходному фрагменту цепи ДНК и изменённому. Объясните, что произойдёт с фрагментом молекулы белка и его свойствами после возникшей мутации ДНК. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.

Задача № 26.
 При трисомии Х-хромосомы проявляется кариотип женщины — 47, XXX. Каковы причины появления такого хромосомного набора у человека?

Задача № 27.
 Каковы особенности и значение первичной структуры белка? Ответ обоснуйте.

Задача № 28.
 В соматической клетке животного 38 хромосом, масса всех молекул ДНК в ней составляет 4 х 10^–9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в яйцеклетке и в соматической клетке в период интерфазы (постсинтетический период) и после деления. Ответ поясните.

Задача № 29.
 Фрагмент молекулы и-РНК состоит из 87 нуклеотидов. Определите число нуклеотидов двойной цепи ДНК, число триплетов матричной цепи ДНК и число нуклеотидов в антикодонах всех т-РНК, которые участвуют в синтезе белка. Ответ поясните.

Задача № 30.
 Дан фрагмент молекулы ДНК (две цепи):
1-я цепь: ААТ-ТЦТ-ГЦА-ГГА-ЦЦГ-ГТА.
2-я цепь: ТТА-АГА-ЦГТ-ЦЦТ-ГГЦ-ЦАТ.

Определите аминокислотные составы белковых молекул, которые могут кодироваться этой ДНК. Одинаковые ли эти белки? Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода

---

Вы смотрели: Опорные задачи по цитологии с ответами, решаемые на ЕГЭ по биологии. Задания со свободным развёрнутым ответом (повышенный и высокий уровни). Решение задач на применение знаний в новой ситуации.

ЗАДАНИЕ С5

Решение задач по цитологии на применение знаний в новой ситуации

Задание С5 включает задачи по цитологии, связанные с процес­сами реализации наследственной информации и делением клетки. Эти задачи хороши тем, что вопросы в них конкретны и точны. С другой стороны, они достаточно сложны и требуют глубокого понимания тех процессов, о которых идет речь. Важным момен­том при решении заданий С5 является объяснение выполняемых действий, особенно если в задаче так и написано: «Ответ поясни­те». Наличие пояснений позволяет проверяющему сделать вывод о понимании учащимся данной темы, а их отсутствие может при­вести к потере очень важного балла.

Задание С5 оценивается в три балла, которые начисляются в случае полностью верного решения. Поэтому, приступая к задаче, в первую очередь необходимо выделить все вопросы. Количество ответов должно им соответствовать, иначе можно также ли­шиться балла.

При решении ряда задач данного раздела необходимо пользо­ваться таблицей генетического кода. Правила пользования таб­лицей обычно указываются в задании, но лучше научиться это­му заранее. Для определения аминокислоты, кодируемой тем или иным триплетом, необходимо выполнить следующие действия. Первый нуклеотид триплета находим в левом вертикальном ряду, второй — в верхнем горизонтальном, третий — в правом верти­кальном ряду. Искомая аминокислота находится в точке пересе­чения воображаемых линий, идущих от нуклеотидов.

ЗАДАЧИ НА КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ СООТНОШЕНИЯ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ

При решении задач этого типа необходимо помнить и обяза­тельно указывать в пояснениях следующее:

• каждая аминокислота доставляется к рибосомам одной тРНК, следовательно, количество аминокислот в белке равно количе­ству молекул тРНК, участвовавших в синтезе белка;

• каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами (одним триплетом, или кодоном), поэтому количество кодирующих ну­клеотидов всегда в три раза больше, а количество триплетов (ко­донов) равно количеству аминокислот в белке;

• каждая тРНК имеет антикодон, комплементарный кодону иРНК, поэтому количество антикодонов, а значит и в целом молекул тРНК равно количеству кодонов иРНК;

• иРНК комплементарна одной из цепей ДНК, поэтому количество нуклеотидов иРНК равно количеству нуклеотидов ДНК. Количе­ство триплетов, разумеется, также будет одинаковым.

Задача 1. В трансляции участвовало 75 молекул тРНК. Опреде­лите число аминокислот, входящих в состав синтезируемого белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует данный белок.

Решение.

1. Одна молекула тРНК доставляет к рибосоме одну аминокисло­ту. В трансляции участвовало 75 молекул тРНК, следовательно, в состав синтезированного белка входит 75 аминокислот.

2. Каждая аминокислота кодируется одним триплетом ДНК, поэто­му участок ДНК, кодирующий данный белок, содержит 75 триплетов.

3. Каждый триплет — это три нуклеотида, следовательно, указан­ный участок ДНК содержит 75 х 3 = 225 нуклеотидов.

Ответ: 75 аминокислот, 75 триплетов ДНК, 225 нуклеотидов ДНК.

Задача 2. Белок состоит из 200 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. Ответ поясните.

Решение.

1. Средняя масса аминокислоты — 110, количество аминокислот

в белке — 200, следовательно, молекулярная масса белка 110x200 = 22000.

1. Каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами, сле­довательно, количество нуклеотидов в указанном участке гена 200 х 3 = 600.

2. Молекулярная масса участка гена составляет 600 х 300 = 180000.

3. 180000 / 22000 = 8,2, т. е. молекулярная масса участка гена в 8,2 раза больше молекулярной массы кодируемого белка.

Ответ: в 8,2 раза.

ЗАДАЧИ НА ПОСТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ иРНК, АНТИКОДОНОВ тРНК И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ АМИНОКИСЛОТ В БЕЛКЕ

При решении задач этого типа необходимо помнить и обязательно указывать в пояснениях следующее:

• нуклеотиды иРНК комплементарны нуклеотидам ДНК;

• вместо тимина во всех видах РНК записывается урацил;

• нуклеотиды иРНК пишутся подряд, без запятых, т. к. имеется в виду одна молекула;

• антикодоны тРНК пишутся через запятую, т. к. каждый антикодон принадлежит отдельной молекуле тРНК;

• аминокислоты находим по таблице генетического кода;

• если дана таблица генетического кода для иРНК, значит, исполь­зуем кодоны иРНК:

• аминокислоты в белке пишутся через дефис, т. к. имеется в виду, что они уже соединились и образовали первичную структуру белка.

Задача 3. Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность АЦГТТГЦЦЦААТ. Определите последовательность нуклеотидов иРНК, антикодоны тРНК и последовательность аминокислот в синтезируемом белке.

Решение.

2.Пояснения. иРНК строим комплементарно ДНК; антикодоны тРНК комплементарны кодонам иРНК; аминокислоты находим по кодонам иРНК, используя таблицу генетического кода.

ЗАДАЧИ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ АМИНОКИСЛОТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ В БЕЛКЕ ДО И ПОСЛЕ ИЗМЕНЕНИЙ В ДНК

При решении задач этого типа главное правильно убрать или, наоборот, добавить в зависимости от условий указанный нуклео­тид или, возможно, целый триплет.

Задача 4. С какой последовательности аминокислот начинается белок, если он закодирован такой последовательностью нукле­отидов: ГАЦЦГАТГТАТГАГА. Каким станет начало цепочки, если под влиянием облучения четвертый нуклеотид окажется выби­тым из молекулы ДНК? Как это отразится на свойствах синтези­руемого белка?

Решение.

2).Получаем измененную последовательность нуклеотидов. Для этого считаем слева направо, находим четвертый нуклеотид и уби­раем его. Оставшаяся последовательность будет на один нуклеотид короче, поэтому последний триплет будет неполным. Значит, и по­следовательность аминокислот будет короче на одну аминокислоту.

3).Первичная структура белка изменилась (изменилось число ами­нокислот и их последовательность), что отразится на пространствен­ной структуре молекулы, а значит, и на ее свойствах и функциях.

ЗАДАЧИ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ тРНК И ПЕРЕНОСИМОЙ ЕЕ АМИНОКИСЛОТЫ

При решении задач данного типа следует помнить следующее:

• тРНК синтезируются прямо на матрице ДНК по принципу ком- плементарности и без участия иРНК (обычно это указывается в условии задачи);

• указанный в условии триплет тРНК является антикодоном;

• чтобы узнать, какую аминокислоту переносит тРНК, необходимо построить кодон иРНК, комплементарный антикодону тРНК;

• по кодону иРНК с помощью таблицы генетического кода опреде­ляем аминокислоту.

Задача 5. Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК- матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезировался участок центральной петли тРНК, имеет следующую последо­вательность нуклеотидов: ЦГЦГАЦГТГГТЦГАА. 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. Ответ поясните.

Решение.

ЗАДАЧИ НА КОЛИЧЕСТВЕННОЕ СООТНОШЕНИЕ НУКЛЕОТИДОВ В МОЛЕКУЛЕ ДНК

И НА РАСЧЕТ ЧИСЛА ВОДОРОДНЫХ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ НИМИ

При решении подобных задач необходимо помнить:

• количество адениловых (А) нуклеотидов равно количеству тими- диловых (Т), а количество гуаниловых (Г) — количеству цитиди- ловых (Ц);

• между аденином и тимином две водородные связи, между гуани­ном и цитозином — три.

Задача 6. Фрагмент молекулы ДНК состоит из 2000 нуклеотидов, при этом количество гуаниловых в полтора раза больше тими- диловых. Сколько нуклеотидов А, Т, Г и Ц содержится в данном фрагменте ДНК?

Решение.

1. Примем за X число тимидиловых нуклеотидов, тогда число аде- ниловых — тоже X, число гуаниловых — 1,5Х, число цитидиловых тоже 1,5Х.

2. X + X + 1,5Х + 1,5Х = 2000, X = 400.

3. Следовательно, количество Т = 400, А = 400, Г = 600, Ц = 600.

4. Ответ: Т = 400, А = 400, Г = 600, Ц = 600.

Задача 7. Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность АЦТАТАГЦА. Определите нуклеотидную последовательность второй цепи и общее количество водородных связей, которые образуются между двумя цепями.

Решение.

1. 

2)Считаем количество пар аденин — тимин и умножаем на 2, т. к. между аденином и тимином образуются две водородные связи. 6x2 = 12 водородных связей.

3) Считаем количество пар гуанин — цитозин и умножаем на 3, т. к. между гуанином и цитозином образуются три водородные связи. 3x3 = 9 водородных связей.

4) Общее количество водородных связей в этом фрагменте 12 + 9 = 21.

Ответ: 21 водородная связь

ЗАДАЧИ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ОТДЕЛЬНОГО УЧАСТКА ДНК ИЛИ КОЛИЧЕСТВА НУКЛЕОТИДОВ В НЕМ

Задачи данного типа требуют внимательности в математи­ческих расчетах. Кроме того, необходимо учитывать, о чем идет речь, о парах нуклеотидов или об общем количестве нуклеотидов.

Задача 8. Контурная длина молекулы ДНК бактериофага состав­ляет 17x10′⁶ м. После воздействия на него мутагенами длина оказалась 13,6x10^-6 м. Определите, сколько пар азотистых осно­ваний выпало в результате мутации, если известно, что рассто­яние между соседними нуклеотидами составляет 34x10¹¹ м.

Решение.

1. Вычислим общую длину отрезка ДНК бактериофага выпавшего в результате воздействия мутагенами. 17×10′⁶ — 13,6×10⁶ = 3,4×10 ⁶(м).

2. Вычислим количество пар нуклеотидов в выпавшем фрагменте:

3,4x10^-6 / 34x10‘¹¹ = 10⁴ = 10 ООО (пар нуклеотидов).

Ответ: 10 тысяч пар нуклеотидов.

ЗАДАЧИ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ ДЛИНЫ ДНК В ПОЛОВЫХ И СОМАТИЧЕСКИХ КЛЕТКАХ НА РАЗНЫХ ЭТАПАХ ИХ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА

При решении подобных задач необходимо четко понимать следу­ющее:

• количество ДНК и количество хромосом — не одно и то же;

• после репликации ДНК число хромосом остается прежним, а ко­личество ДНК увеличивается вдвое (каждая хромосома содер­жит две хроматиды);

• количество ДНК в соматических клетках в два раза больше, чем в половых;

• в конце интерфазы, т. е. после завершения репликации, в сома­тической клетке количество ДНК становится в два раза больше обычного;

• в течение профазы, метафазы и анафазы количество ДНК по- прежнему превышает обычное в два раза;

• после завершения деления (а точнее, после завершения тело- фазы) образовавшиеся дочерние клетки содержат количество ДНК, характерное для соматической клетки данного организма;

• у цветковых растений клетки эндосперма содержат триплоидный набор хромосом, поэтому количество ДНК в них в три раза боль­ше, чем в гаметах.

Задача 9. В хромосомах соматических клеток человека у муж­чин содержится 5,6x10⁹ пар нуклеотидов. Какое количество пар нуклеотидов содержится в сперматозоидах и в клетках голов­ного мозга? Какое количество пар нуклеотидов содержится в эпителиальных клетках в момент метафазы?

Решение.

1. Сперматозоид содержит гаплоидный набор хромосом, следо-

вательно, количество ДНК в два раза меньше, чем в соматических клетках: 5,6x10⁹ / 2 = 2,8x10⁹ пар нуклеотидов.

1. Клетки головного мозга являются соматическими, следователь­но, содержат 5,6x10⁹ пар нуклеотидов.

2. В момент метафазы количество ДНК в делящейся клетке вдвое больше обычного (т. к. хромосомы содержат по две хроматиды), сле­довательно, количество нуклеотидов составляет

5,6x10⁹ х 2 = 11,2x10⁹ пар нуклеотидов.

Ответ: 1) 2,8x10⁹ п. н„ 2) 5,6x10⁹ п. н„ 3) 11,2x10⁹ п. н.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

С5.1. Белок состоит из 240 аминокислот. Установите число нуклео­тидов молекуле иРНК и в двухцепочечном фрагменте ДНК, кодирую­щем данный белок, и число молекул тРНК, необходимых для пере­носа аминокислот к месту синтеза белка.

С5.2. Участок цепи ДНК, кодирующий первичную структуру полипеп­тида, состоит из 510 нуклеотидов. Определите число нуклеотидов соответствующей иРНК, число аминокислот в белке и количество тРНК, необходимых для переноса этих аминокислот к месту синтеза. Ответ поясните.

С5.3. В трансляции участвовало 60 молекул тРНК. Определите чис­ло аминокислот, входящих в состав синтезируемого белка, а также число кодонов иРНК и количество нуклеотидов в двухцепочечном фрагменте ДНК, содержащем информацию о первичной структуре данного белка.

С5.4. Белок состоит из 150 аминокислот. Определите примерную мо­лекулярную массу соответствующей иРНК, если известно, что сред­няя молекулярная масса нуклеотида — 300.

С5.5. Отрезок молекулы ДНК, кодирующий первичную структуру белка, имеет последовательность ТЦАТГГЦТТАГГ. Определите последова­тельность нуклеотидов иРНК, антикодоны тРНК, участвующих в синте­зе белка, и последовательность аминокислот в синтезируемом белке.

С5.6. В биосинтезе белка участвовали тРНК с антикодонами УУА, ГГЦ, ЦГЦ, АУА, ЦГУ. Определите структуру двухцепочечного участка молекулы ДНК, несущего информацию о синтезируемом полипепти­де и последовательность аминокислот в нем.

С5.7. Матрицей для синтеза белка послужил фрагмент иРНК, имею­щий последовательность АУГГЦУАААЦЦГ. Определите антикодоны тРНК, участвовавшие в трансляции, первичную структуру синтези­рованного белка и последовательность нуклеотидов в гене, кодиру­ющем данный белок.

С5.8. Смысловой участок цепи ДНК представлен последователь­ностью нуклеотидов ЦЦГАЦАГАЦГТАГГА. В результате мутации произошла замена шестого слева аденилового нуклеотида на гуани- ловый. Определите последовательность аминокислот, кодируемую исходным и измененным фрагментами ДНК. Сравните их. Какое свойство генетического кода позволяет объяснить полученные ре­зультаты?

С5.9. В последовательности цепи ДНК ТГЦАТГТААГГТЦЦА в ре­зультате мутации выпал третий нуклеотид во втором триплете. Определите аминокислотную последовательность в нормальном и измененном белке. Сравните их. К какому виду мутаций относится данное изменение?

С5.10. Определите последовательность аминокислот в белке, коди­руемом участком цепи ДНК ТТГЦАТГТААГГ. Как изменится первич­ная структура белка, если в результате действия мутагена фрагмент цепи, включающий 4-7 нуклеотиды, перевернулся на 180°? Как это отразится на свойствах белка?

С5.11. Скорость транскрипции составляет примерно 50 нуклеотидов в секунду. Сколько времени потребуется для синтеза иРНК, несущей ин­формацию о белке, состоящем из 200 аминокислот? Ответ поясните.

С5.12. Скорость трансляции составляет примерно 6 триплетов в се­кунду. Сколько времени потребуется для синтеза белка, состоящего из 180 аминокислот?

С5.13. Двухцепочечный фрагмент молекулы ДНК включает 200 ну­клеотидов. Нуклеотиды с гуанином (Г) составляют 16% от общего числа нуклеотидов. Определите количество нуклеотидов каждого вида. Объясните полученные результаты.

С5.14. Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезировался участок цент­ральной петли тРНК, имеет следующую последовательность ну­клеотидов: ГЦГАЦГТГТТЦГААЦ. 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. Ответ поясните.

С5.15. Определите число А, Т, Г и Ц нуклеотидов в двухцепочечном фрагменте ДНК, если известно, что 40 из них соединены между со­бой двойными водородными связями, а 50 — тройными. Ответ по­ясните.

С5.16. Участок одной из двух цепей молекулы ДНК содержит 150 аде- ниловых нуклеотидов (А), 200 тимидиловых (Т), 300 гуаниловых (Г) и 100 цитидиловых (Ц). Какое число А, Т, Г и Ц нуклеотидов содержит­ся в двухцепочечной молекуле ДНК? Сколько аминокислот составля­ют первичную структуру белка, кодируемого этим фрагментом ДНК? Ответ поясните.

С5.17. Альфа-цепь гемоглобина содержит 141 аминокислотный остаток. Определите длину участка ДНК, кодирующего последо­вательность аминокислот в а-цепи, если известно, что расстояние между нуклеотидами составляет 0,34 нм.

С5.18. Общее количество нуклеотидов в соматических клетках жен­щины равно 11,4x10⁹. Рассчитайте суммарную длину всех молекул ДНК соматической клетки женщины, если расстояние между сосед­ними нуклеотидами составляет 34х10~¹¹м. Определите общую длину ДНК в яйцеклетке. Ответ поясните.

С5.19. Гаплоидный набор хромосом мягкой пшеницы составляет 21. Сколько хромосом содержится в клетках корня пшеницы, зародыша семени и эндосперма семени. Ответ поясните.

С5.20. Диплоидный набор хромосом шимпанзе равен 48. Опреде­лите число молекул ДНК в клетках шимпанзе: 1) в начале деления клетки; 2) после окончания митоза; 3) после окончания мейоза.

 РЕШЕНИЕ  ЗАДАЧ ПО ЦИТОЛОГИИ

Учебно-методическое пособие                  

Новое Аделяково 2014

Составитель: учитель биологии Л.И. Денисова

Решение задач по цитологии. Для учащихся 9-11 классов / ГБОУ СОШ с.Новое Аделяково»; сост. Л.И.Денисова. –  Новое Аделяково , 2014.

Учебно-методическое пособие составлено с целью использования учителями биологии и обчающимися при подготовке к итоговой аттестации, а так же к олимпиадам по биологии. Пособие содержит краткий теоритический материал по каждому типу задач и примеры решения задач. Предназначено для обучающихся 9-11 классов общеобразовательных учреждений и учителей биологии.

РЕКОМЕНДОВАНО: методической комиссией естественно-математического цикла «_____» ноября 2012 г. Председатель комиссии ______Л.А. Пашковская

ОБСУЖДЕНО: на заседании педагогического совета школы протокол №_______ от «_____» ноября 2012 г.

УТВЕРЖДЕНО: и. о. директора МБОУ «Новостроевская СОШ» ________С.В. Шулепова «_____» ноября 2012 г.

Содержание:

Введение……………………………………………………………..

Глава 1. Общие рекомендации.

1.1  Основные моменты,  которые необходимо помнить при решения задач по цитологии.

1.2. Письменное оформление  решения задач.

Глава2. Типы задач по цитологии.

2.1 Задачи, связанные с определением процентного содержания нуклеотидов в ДНК

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

2.3. Задачи на построение молекулы и-РНК, антикодонов т-РНК и последовательности аминокислот в полипептидной цепи. Работа  с таблицей генетического кода.

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

2.5. Задачи на определение длины отдельного участка ДНК или количества нуклеотидов в нем.

Глава 4. Примеры задач для самостоятельного решения.

Литература.

Введение.

Решение задач по цитологии входит в КИМ по биологии в ЕГЭ (39 задание). Выполнение этого задания предусматривают развернутый ответ и направлены на проверку умений

• применять знания в новой ситуации;
• устанавливать причинно-следственные связи;
• анализировать, систематизировать и интегрировать знания;
• обобщать и формулировать выводы.

По результатам анализа итогов ЕГЭ по биологии  к числу слабо сформированных у участников экзамена знаний и умений можно отнести следующие:

1. определение хромосомного набора клеток в циклах развития растений;
2. определение числа хромосом и ДНК в клетках в разных фазах митоза и мейоза;
3. объяснение и обоснование полученного результата.

При изучении биологии на базовом уровне, недостаточно времени на практическую отработку решения задач по цитологии. После прохождения соответствующих тем, без постоянного повторения  практической отработки решения задач, навыки быстро забываются. Учащиеся могут иметь данное пособие всегда под рукой  для того чтобы вспомнить ход решения типовых задач. Тем более в сельской местности не у всех есть свободный доступ к Интернет ресурсам.

Задачи по цитологии, которые встречаются в ЕГЭ, можно разбить на несколько основных типов. В данном пособии предложены решения задач разных типов и приведены примеры для самостоятельной работы. В приложении дана таблица генетического кода, используемая при решении.

Данное учебно-методическое пособие составлено в помощь учителям биологии, обучающимся 9-11 классов общеобразовательных школ.

Глава 1. Общие рекомендации.

1.1  Основные моменты,  которые необходимо помнить при решения задач по цитологии.

1. Каждая аминокислота доставляется к рибосомам одной тРНК, следовательно, количество аминокислот в белке равно количеству молекул тРНК, участвовавших в синтезе белка;
2. каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами (одним триплетом, или кодоном), поэтому количество кодирующих нуклеотидов всегда в три раза больше, а количество триплетов (кодонов) равно количеству аминокислот в белке;
3. каждая тРНК имеет антикодон, комплементарный кодону иРНК, поэтому количество антикодонов, а значит и в целом молекул тРНК равно количеству кодонов иРНК;
4. иРНК комплементарна одной из цепей ДНК, поэтому количество нуклеотидов иРНК равно количеству нуклеотидов ДНК. Количество триплетов, разумеется, также будет одинаковым.

При решении ряда задач данного раздела необходимо пользоваться таблицей генетического кода. Правила пользования таблицей обычно указываются в задании, но лучше научиться этому заранее. Для определения аминокислоты, кодируемой тем или иным триплетом, необходимо выполнить следующие действия:

1. первый нуклеотид триплета находим в левом вертикальном ряду,
2. второй — в верхнем горизонтальном,
3. третий — в правом вертикальном ряду.
4. соответствующая триплету аминокислота находится в точке пересечения воображаемых линий, идущих от нуклеотидов.

1.2. Письменное оформление  решения задач.

Ответ:

Важным моментом при решении заданий  является объяснение выполняемых действий, особенно если в задаче так и написано: «Ответ поясните». Наличие пояснений позволяет проверяющему сделать вывод о понимании учащимся данной темы, а их отсутствие может привести к потере очень важного балла. Задание 39 оценивается в три балла, которые начисляются в случае полностью верного решения. Поэтому, приступая к задаче, в первую очередь необходимо выделить все вопросы. Количество ответов должно им соответствовать.

Глава2. Типы задач по цитологии.

2.1 Задачи, связаные с определением процентного содержания нуклеотидов в ДНК

Еще до открытия Уотсона и Крика, в 1950 г. австралийский биохимик Эдвин Чаргафф установил, что в ДНК любого организма количество адениловых нуклеотидов равно количеству тимидиловых, а количество гуаниловых нуклеотидов равно количеству цитозиловых нуклеотидов (А=Т, Г=Ц), или суммарное количество пуриновых азотистых оснований равно суммарному количеству пиримидиновых азотистых оснований (А+Г=Ц+Т). Эти закономерности получили название «правила Чаргаффа».

Дело в том, что при образовании двойной спирали всегда напротив азотистого основания аденин в одной цепи устанавливается азотистое основание тимин в другой цепи, а напротив гуанина – цитозин, то есть цепи ДНК как бы дополняют друг друга. А эти парные нуклеотиды комплементарны друг другу (от лат. complementum – дополнение).

Почему же этот принцип соблюдается? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно вспомнить о химической природе азотистых гетероциклических оснований. Аденин и гуанин относятся к пуринам, а цитозин и тимин – к пиримидинам, то есть между азотистыми основаниями одной природы связи не устанавливаются. К тому же комплементарные основания соответствуют друг другу геометрически, т.е. по размерам и форме.  Таким образом, комплементарность нуклеотидов – это химическое и геометрическое соответствие структур их молекул друг другу.

В азотистых основаниях имеются сильноэлектроотрицательные атомы кислорода и азота, которые несут частичный отрицательный заряд, а также атомы водорода, на которых возникает частичный положительный заряд. За счет этих частичных зарядов возникают водородные связи между азотистыми основаниями антипараллельных последовательностей молекулы ДНК.

Задача. В молекуле ДНК насчитывается 23% адениловых нуклеотидов от общего числа нуклеотидов. Определите количество тимидиловых и цитозиловых нуклеотидов.

Дано: В молекуле ДНК – 23% адениловых 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%.

Определить: Количество тимидиловых и цитозиловых нуклеотидов.

Ответ: Т=23%; Ц=27%

Задача  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?

Дано: M(r) ДНК – 69000 Кол-во А – 8625 M(r) нуклетида – 345 Определить: Кол-во нуклетидов в ДНК

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.

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

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

Дано: Кол-во т-РНК — 30	Решение: Если в синтезе участвовало 30 т-РНК, то они перенесли 30 аминокислот. Одна аминокислота кодируется одним триплетом, значит число триплетов -30 Один триплет – 3 нуклеотида, 3х30=90 нуклеотидов
Определить: Кол-во а/к Число триплетов Число нуклеотидов

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

Задача: По мнению некоторых ученых общая длина всех молекул ДНК в ядре одной половой клетки человека составляет около 102 см. Сколько всего пар нуклеотидов содержится в ДНК одной клетки (1 нм = 10–6 мм)?

Дано: Длина ДНК – 102 см Длина 1 нуклеотида – 0,34 нм.	Решение: 1. Переводим сантиметры в миллиметры и нанометры: 102 см = 1020 мм = 1 020 000 000 нм. 2. Зная длину одного нуклеотида (0,34 нм), определяем количество пар нуклеотидов, содержащихся в молекулах ДНК гаметы человека: (102 х 107) : 0,34 = 3 х 109 пар.
Определить: Кол-во пар нуклетидов в ДНК

Ответ: 3х109 пар.

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

• Транскрипция (от лат. transcriptio — переписывание) — синтез РНК с использованием ДНК в качестве матрицы..
• Транскрипция осуществляется по правилу комплементарности.
• Трансля́ция (от лат. translatio — перевод) — процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной (матричной) РНК (иРНК, мРНК), осуществляемый рибосомой
• 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: 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

Дано:  т-РНК  — УУА, ГГЦ, ЦГЦ, АУУ, ЦГУ	Решение: Антикодоны т-РНК комплементарны кодонам и-РНК, а последовательность нуклеотидов и-РНК комплементарна одной из цепей ДНК. т-РНК: УУА, ГГЦ, ЦГЦ, АУУ, ЦГУ и-РНК: ААУ-ЦЦГ-ГЦГ-УАА-ГЦА 1 цепь ДНК: ТТА-ГГЦ-ЦГЦ-АТТ-ЦГТ 2 цепь ДНК: ААТ-ЦЦГ-ГЦГ-ТАА-ГЦА. В молекуле ДНК: Число А=Т=7,  число Г=Ц=8
Определить:  —    нуклеотидную последовательность участка каждой цепи молекулы ДНК — число нуклеотидов, содержащих аденин, гуанин, тимин, цитозин в молекуле ДНК

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

Дано:  Фрагмент  одной цепи ДНК – ААГГЦТАЦГТТГ	Решение: По правилу комплементарности определяем фрагмент и-РНК Разбиваем его на триплеты: УУЦ-ЦГА-УГЦ-ААУ. По таблице генетического кода определяем последовательность аминокислот: фен-арг-цис-асн.
Определить: — нуклеотидную последовательность и-РНК                 — последовательность  аминокислот во фрагменте молекулы белка.

Ответ: фен-арг-цис-асн.

Задача: В пробирку поместили рибосомы из разных клеток, весь набор аминокислот и одинаковые молекулы и-РНК и т-РНК, создали все условия для синтеза белка. Почему в пробирке будет синтезироваться один вид белка на разных рибосомах.

Дано:  Одинаковые молекулы и-РНК и т-РНК, рибосомы из разных клеток, весь набор аминокислот	Решение: Матрицей для синтеза белка является молекула и-РНК, а они в пробирке одинаковые.  К месту синтеза белка т-РНК транспортируют аминокислоты в соответствии с кодонами и-РНК
Определить: Почему в пробирке будет синтезироваться один вид белка на разных рибосомах.

Ответ: На одной и-РНК синтезируется один и тот же белок, так как информация одна и та же.

•  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.

Дано: фрагмент и-РНК — ГАУГАГУАЦУУЦААА	Решение: Разбиваем и-РНК на триплеты ГАУ-ГАГ-УАЦ-УУЦ-ААА. По таблице генетического кода определяем последовательность аминокислот — : асп-глу-тир-фен-лиз Антикодоны т-РНК определяем по правилу комплементарности: ЦУА, ЦУЦ, АУГ, ААГ, УУУ По правилу комплементарности определяем фрагмент ДНК – ЦТАЦТЦАТГААГТТТ.
Определить: — антикодоны т-РНК -последовательность аминокислот — фрагмент молекулы ДНК

Ответ : Последовательность аминокислот — : асп-глу-тир-фен-лиз.  Антикодоны т-РНК — ЦУА, ЦУЦ, АУГ, ААГ, УУУ. Фрагмент ДНК – ЦТАЦТЦАТГААГТТТ

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

Митоз — основной способ деления эукариотических клеток, при котором сначала происходит удвоение, а затем равномерное распределение между дочерними клетками наследственного материала.

Митоз представляет собой непрерывный процесс, в котором выделяют четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Перед митозом происходит подготовка клетки к делению, или интерфаза. Период подготовки клетки к митозу и собственно митоз вместе составляют митотический цикл.

Интерфаза состоит из трех периодов: пресинтетического, или постмитотического, — G1, синтетического — S, постсинтетического, или премитотического, — G2.

Пресинтетический период (2n 2c, где n — число хромосом, с — число молекул ДНК) — рост клетки, активизация процессов биологического синтеза, подготовка к следующему периоду.

Синтетический период (2n 4c) — репликация ДНК.

ВНИМАНИЕ!

После удвоения хромосомный набор остаётся диплоидным (2n), так как сестринские хроматиды остаются соединёнными в области центромеры.

Постсинтетический период (2n 4c) — подготовка клетки к митозу, синтез и накопление белков и энергии для предстоящего деления, увеличение количества органоидов, удвоение центриолей.

Профаза (2n 4c) — демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления, «исчезновение» ядрышек, конденсация двухроматидных хромосом.

Метафаза (2n 4c) — выстраивание максимально конденсированных двухроматидных хромосом в экваториальной плоскости клетки (метафазная пластинка), прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим — к центромерам хромосом.

Анафаза (4n 4c) — деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки (при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами).

Телофаза (2n 2c в каждой дочерней клетке) — деконденсация хромосом, образование вокруг каждой группы хромосом ядерных мембран, распад нитей веретена деления, появление ядрышка, деление цитоплазмы (цитотомия). Цитотомия в животных клетках происходит за счет борозды деления, в растительных клетках — за счет клеточной пластинки.

Мейоз — это особый способ деления эукариотических клеток, в результате которого происходит переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное. Мейоз состоит из двух последовательных делений, которым предшествует однократная репликация ДНК.

Первое мейотическое деление (мейоз 1) называется редукционным, поскольку именно во время этого деления происходит уменьшение числа хромосом вдвое: из одной диплоидной клетки (2n 4c) образуются две гаплоидные (1n 2c).

Интерфаза 1 (в начале — 2n 2c, в конце — 2n 4c) — синтез и накопление веществ и энергии, необходимых для осуществления обоих делений, увеличение размеров клетки и числа органоидов, удвоение центриолей, репликация ДНК, которая завершается в профазе 1.

Профаза 1 (2n 4c) — демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления, «исчезновение» ядрышек, конденсация двухроматидных хромосом, конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер.

Метафаза 1 (2n 4c) — выстраивание бивалентов в экваториальной плоскости клетки, прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим — к центромерам хромосом.

Анафаза 1 (2n 4c) — случайное независимое расхождение двухроматидных хромосом к противоположным полюсам клетки (из каждой пары гомологичных хромосом одна хромосома отходит к одному полюсу, другая — к другому), перекомбинация хромосом.

Телофаза 1 (1n 2c в каждой клетке) — образование ядерных мембран вокруг групп двухроматидных хромосом, деление цитоплазмы. У многих растений клетка из анафазы 1 сразу же переходит в профазу 2.

Второе мейотическое деление (мейоз 2) называется эквационным.

Интерфаза 2, или интеркинез (1n 2c), представляет собой короткий перерыв между первым и вторым мейотическими делениями, во время которого не происходит репликация ДНК. Характерна для животных клеток.

Профаза 2 (1n 2c) — демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления.

Метафаза 2 (1n 2c) — выстраивание двухроматидных хромосом в экваториальной плоскости клетки (метафазная пластинка), прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим — к центромерам хромосом; 2 блок овогенеза у человека.

Анафаза 2 (2n 2с) — деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки (при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами), перекомбинация хромосом.

Телофаза 2 (1n 1c в каждой клетке) — деконденсация хромосом, образование вокруг каждой группы хромосом ядерных мембран, распад нитей веретена деления, появление ядрышка, деление цитоплазмы (цитотомия) с образованием в итоге четырех гаплоидных клеток.

Задача: У крупного рогатого скота в соматических клетках 60 хромосом. Определите число хромосом и молекул ДНК в клетках яичников в интерфазе перед началом деления и после деления мейоза I. Объясните, как образуется такое количество хромосом и молекул ДНК.

Дано: в соматических клетках 60 хромосом	Гаплоидный набор n = 30 В интерфазе происходит удвоение хромосом —  2n4c —  2х30, 4х30 = 60хромосом и 120  молекул ДНК После мейозаI — 2n4c : 2 = 1n2с – одинарный набор двойных хромосом, это – 30 хромосом и 60 молекул ДНК
Определить:  число хромосом и молекул ДНК в клетках яичников: — в интерфазе — поcле мейозаI

Ответ: В интерфазе — 60хромосом и 120  молекул ДНК. После мейозаI – 30 хромосом и 60 молекул ДНК.

Задача: Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в ядре (клетке) семязачатка перед началом мейоза I и мейоза II. Объясните результаты в каждом случае.

Дано: Хромосомный набор соматических клеток = 28	Решение: Гаплоидный набор (n) = 14 Перед началом мейоза I — 2n4c = 28 хромосом, 56 молекул ДНК В первом делении мейоза количество хромосом уменьшается в 2 раза, но они остаются двойными — 1n2c = 14 хромосом, 28 молекул ДНК.
Определить:  хромосомный набор и число молекул ДНК в ядре семязачатка: — перед началом мейоза I —  мейоза II.

Ответ:  Перед началом мейоза I = 28 хромосом, 56 молекул ДНК.  Перед началом мейоза II = 14 хромосом, 28 молекул ДНК

Задача: Известно, что в соматических клетках капусты содержится 18 хромосом. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток семязачатка перед началом мейоза, в анафазе мейоза I и в анафазе мейоза II. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом.

Дано:  в соматических клетках капусты — 18 хромосом	Гаплоидный набор n = 9 Перед началом мейоза 2n4c =18 хромосом, 36 молекул ДНК. В анафазе мейоза I происходит расхождение двойных хромосом, но все хромосомы все еще находятся в одной клетке  — 18 хромосом, 36 молекул ДНК. В анафазе II 18 одинарных хромосом еще находятся в одной клетке (18 хромосом, 18 молекул ДНК).
хромосомный набор и число молекул ДНК: — перед началом мейоза, — в анафазе мейоза I — в анафазе мейоза II

Ответ: Перед началом мейоза  — 18 хромосом, 36 молекул ДНК. В анафазе мейоза I — 18 хромосом, 36 молекул ДНК. В анафазе  — 18 хромосом, 18 молекул ДНК.

2.5. Задачи на определение длины отдельного участка ДНК или количества нуклеотидов в нем.

Согласно модели американского биохимика Дж.Уотсона и английскогоо физика Ф. Крика,  молекулы ДНК представляют собой две правозакрученные вокруг общей оси полинуклеотидных цепи, или двойную спираль. На один виток спирали приходится примерно 10 нуклеотидных остатков. Цепи в этой двойной спирали антипараллельны, то есть направлены в противоположные стороны, так что 3′-конец одной цепи располагается напротив 5′-конца другой.  Размеры молекул ДНК обычно выражаются числом образующих их нуклеотидов. Эти размеры варьирует от нескольких тысяч пар нуклеотидов у бактериальных плазмид и некоторых вирусов до многих сотен тысяч пар нуклеотидов у высших организмов.

         

Линейная длина одного нуклеотида в нуклеиновой кислоте

 l н = 0,34 нм = 3,4 ангстрем

Средняя молекулярная масса одного нуклеотида

 Mr н = 345 а.е.м. (Da)

Задача. Контурная длина молекулы ДНК бактериофага составляет 17×10′6 м. После воздействия на него мутагенами длина оказалась 13,6×10-6 м. Определите, сколько пар азотистых оснований выпало в результате мутации, если известно, что расстояние между соседними нуклеотидами составляет 34×1011 м.

Дано: Контурная длина молекулы ДНК — 17×10′6 м После воздействия — 13,6×10-6 м Расстояние между соседними нуклеотидами составляет  — 34×1011 м.	Решение. 1)        Вычислим общую длину отрезка ДНК бактериофага выпавшего в результате воздействия мутагенами. 17×10’6 — 13,6×106 = 3,4×10 6(м). 2)        Вычислим количество пар нуклеотидов в выпавшем фрагменте: 3,4×10-6 / 34×10’11 = 104 = 10 ООО (пар нуклеотидов)
Определить: сколько пар азотистых оснований выпало в результате мутации

Ответ: 10 тысяч пар нуклеотидов.

Глава 4. Примеры задач для самостоятельного решения.

1. В молекуле ДНК содержится 31% аденина. Определите, сколько (в %) в этой молекуле содержится других нуклеотидов.
2. В трансляции участвовало 50 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 72 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 20. Определите количество молекул ДНК перед митозом, после митоза, после первого и второго деления мейоза.
8. В диссимиляцию вступило 15 молекул глюкозы. Определите количество АТФ после гликолиза, после энергетического этапа и суммарный эффект диссимиляции.
9. В цикл Кребса вступило 6 молекул ПВК. Определите количество АТФ после энергетического этапа, суммарный эффект диссимиляции и количество молекул глюкозы, вступившей в диссимиляцию.

Ответы:

1. Т=31%, Г=Ц= по 19%.
2. 50 аминокислот, 50 триплетов, 150 нуклеотидов.
3. 24 триплета, 24 аминокислоты, 24 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. 2n=20. Генетический набор:

1. перед митозом 40 молекул ДНК;
2. после митоза 20 молекулы ДНК;
3. после первого деления мейоза 20 молекул ДНК;
4. после второго деления мейоза 10 молекул ДНК.

1. Поскольку из одной молекулы глюкозы образуется 2 молекулы ПВК и 2АТФ, следовательно, синтезируется 30 АТФ. После энергетического этапа диссимиляции образуется 36 молекул АТФ (при распаде 1 молекулы глюкозы), следовательно, синтезируется 540 АТФ. Суммарный эффект диссимиляции равен 540+30=570 АТФ.
2. В цикл Кребса вступило 6 молекул ПВК, следовательно, распалось 3 молекулы глюкозы. Количество АТФ после гликолиза — 6 молекул, после энергетического этапа — 108 молекул, суммарный эффект диссимиляции 114 молекул АТФ.

Литература:

Контрольные задания по генетике и методические рекомендации к их выполнению. [сост. Л.И. Лушина, С.В. Залящев, А.А. Семенов, О.Н.Носкова]. – Самара: СГПУ, 2007, 142с.

http://ege-study.ru

http://licey.net

http://reshuege.ru

http://www.fipi.ru

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

1. Решение задач по цитологии на применение знаний в новой ситуации

2.

Задание 3.
В соматической клетке тела рыбы 56 хромосом.
Какой набор хромосом имеет сперматозоид
рыбы? В ответе запишите только количество
хромосом.
28
Ответ: __________________________
Соматические
2n
(аутосомы)
клетки
половые
n

3.

Задача 1
Хромосомный набор соматических клеток
пшеницы равен 28. Определите
хромосомный набор и число молекул ДНК в
клетках кончика корня в профазе и конце
телофазы митоза. Объясните полученные
результаты в каждой фазе.

4.

2n
Деление
клетки
2n
2n
Собственно митоз
(1-2 ч)
Интерфаза
(20 – 22 ч)
Профаза
Метафаза
Анафаза
Телофаза
Период существования клетки от момента ее образования путем деления
материнской клетки (включая само деление) до собственного деления или
смерти называют жизненным (клеточным) циклом.

5. Значение митоза

1)В результате митоза образуются клетки
с полным набором хромосом
материнской клетки, т.е. сохраняется
генетический материал.
Это способствует сохранению видов;
2) Необходим для роста организма и
замены умерших клеток.

6. Интерфаза ( лат. «интер» – между и греч. «фазис» — период)

1) Рост
2) Построение
органоидов
3) Синтез ДНК –
репликация
(хромосома
двухроматидная)
4) Синтез белков
5) Синтез АТФ

7. Профаза 2n4c (первая фаза деления)

веретено
деления
1) Исчезает мембрана
ядра и ядрышки;
2) Хромосомы
спирализуются;
центромеры
3) Центриоли
клеточного центра
участвуют в
образовании веретена
деления.

8.

профаза

9. Метафаза 2n4c (фаза скопления хромосом на экваторе клетки)

сестринские
хроматиды
центриоль
опорные
нити
центромеры
тянущие
нити
1) Хромосомы
располагаются по
экватору клетки, образуя
метафазную пластинку;
3) Нити веретена деления
прикрепляются: один
конец к центромерам
хромосом на экваторе, а
другой к центриоле на
полюсе.

10. Анафаза 4n4c (фаза расхождения хромосом)

центриоль
нити
веретена
деления
1) Нити веретена деления
сокращаются и к
полюсам расходятся
хроматиды;
2) хромосома стала
однохроматидная
сестринские
хромосомы
центромера

11. Телофаза 2n2c (фаза окончания деления, противоположна Профазе)

1) На каждом полюсе
хромосомы
ядрышко хромосомы
деспирализуются, появляется
дочерние
клетки
ядерная мембрана,
появляются
ядрышки,
дочерние
ядра
исчезает веретено деления.
2) Происходит цитокинез-
ядерная
оболочка
деление цитоплазмы клетки.
центриоль

12.

13.

Задача 1
Хромосомный набор соматических клеток
пшеницы равен 28. Определите
хромосомный набор и число молекул ДНК в
клетках кончика корня в профазе и конце
телофазы митоза. Объясните полученные
результаты в каждой фазе.

14.

Пояснение.
1) Хромосомный набор соматических клеток пшеницы
равен 28 : диплоидный набор хромосом – 28, нитей
ДНК — 28 (2n2c).
2) В профазе 28 хромосом, 56 ДНК (2n4c). Т.к. перед
началом митоза в S-периоде интерфазы произошло
удвоение ДНК.
3) В конце телофазы митоза 28 хромосом, 28 ДНК
(2n2c). Т.к. в анафазе дочерние хромосомы
отделяются друг от друга (хроматиды становятся
хромосомами) и расходятся к полюсам, дочерняя
клетка получает такой же набор хромосом как
материнская.

15.

Задача 2
Хромосомный набор соматических клеток речного
рака равен 116. Определите хромосомный набор и
число молекул ДНК в одной из клеток в профазе
митоза, в анафазе митоза и телофазе митоза.
Поясните, какие процессы происходят в эти
периоды и как они влияют на изменение числа
ДНК и хромосом.

16.

Пояснение.
1) Хромосомный набор соматических клеток пшеницы
равен 116 : диплоидный набор хромосом – 116, нитей
ДНК — 116 (2n2c).
2) В профазе 116 хромосом, 232 нити ДНК (2n4c). Т.к.
перед началом митоза в интерфазе произошло
удвоение ДНК.
3)В анафазе 232 хромосомы и 232 нити ДНК т.к. в
анафазе дочерние хромосомы отделяются друг от
друга (хроматиды становятся хромосомами) и
расходятся к полюсам.
4) Во время телофазы цитоплазма делится и образуется
две дочерние клетки. В каждой диплоидный набор
хромосом – 116, нитей ДНК — 116 (2n2c).

17.

Задача 3.
Хромосомный набор соматических клеток
пшеницы равен 28. Определите
хромосомный набор и число молекул ДНК
в одной из клеток семязачатка перед
началом мейоза, в анафазе мейоза 1 и в
анафазе мейоза 2. Объясните, какие
процессы происходят в эти периоды и как
они влияют на изменение числа ДНК и
хромосом.

18. мейоз

Мейоз – это деление, при
котором получаются половые
клетки (у растений – споры).
Биологическое значение мейоза:
рекомбинация (перемешивание
наследственной информации)
редукция (уменьшение
количества хромосом в 2 раза).
n
2n
n
мейоз
n
n
n
n

19. Интерфаза 1

1. Пресинтетический период (G1) — синтез РНК,
формирование рибосом, синтез АТФ, белков,
формирование одномембранных органоидов.
2. Синтетический период (S) — удвоение ДНК,
синтез белков.
2n4c
3. Постсинтетический период (G2) — синтез АТФ,
удвоение массы цитоплазмы, увеличение объёма
ядра.

20.

В профазе первого деления мейоза (в профазе I),
кроме обычных для профазы событий,
происходит конъюгация (тесное сближение)
гомологичных хромосом. Образуются
биваленты; между их четырьмя хроматидами
происходит обмен участками (кроссинговер),
это приводит к рекомбинации.
к
к

21.

• Коньюгация–сближение гомологичных
хромосом
• Кроссинговер – обмен участками между
гомологичными хромосомами

22.

В метафазе I на экваторе клетки
выстраиваются биваленты.
2n4c

23.

В анафазе I происходит независимое
расхождение гомологичных хромосом
(к полюсам клетки расходятся целые
двухроматидные хромосомы)
2n4c

24.

• В телофазе I мейоза формируются
гаплоидные ядра и происходит цитокенез
1n2c
Редукционное деление (уменьшение
хромосом в два раза)

25.

В интерфазе между двумя делениями мейоза
удвоения хромосом не происходит,
поскольку они и так двойные.
1n2c

26. Конечный результат мейоза —формируется четыре гаплоидные клетки.

nc

27.

28.

Задача 3.
Хромосомный набор соматических клеток
пшеницы равен 28. Определите
хромосомный набор и число молекул ДНК
в одной из клеток семязачатка перед
началом мейоза, в анафазе мейоза 1 и в
анафазе мейоза 2. Объясните, какие
процессы происходят в эти периоды и как
они влияют на изменение числа ДНК и
хромосом.

29.

Элементы ответа:
1) перед началом мейоза число молекул ДНК – 56,
происходит репликация и число ДНК удваивается, число
хромосом не изменяется – 28, но каждая хромосома
состоит из двух хроматид;
2) в анафазе мейоза 1 число молекул ДНК – 56, число
хромосом – 28, к полюсам клетки расходятся
гомологичные хромосомы, но все хромосомы находятся в
одной клетке;
3) в анафазе мейоза 2 число ДНК – 28, хромосом – 28,
после мейоза 1 число ДНК и хромосом уменьшилось в 2
раза, к полюсам клетки расходятся сестринские
однохроматидные хромосомы.

30. Понятие о жизненном цикле растений

31.

В жизненном цикле растений происходит
чередование бесполого и полового
размножения и связанное с этим чередований
поколений.

32.

Жизненный цикл мхов
(кукушкин лён)

33.

34.

35.

митоз

36.

37.

Задача 1. Какой хромосомный набор
характерен для гамет и спор кукушкина
льна? Объясните, из каких исходных клеток
и в результате, какого деления они
образуются.

38.

Ответ:
1. В гаметах мха кукушкина льна гаплоидный
набор хромосом (n), они образуются из
антеридиев (n) и архегониев (n) мужского и
женского гаметофитов с гаплоидным
набором хромосом (n) путём митоза.
2. В спорах гаплоидный набор хромосом (n),
они образуются из клеток спорофита коробочки на ножке с диплоидным набором
хромосом (2n) путём мейоза.

39.

Задача 2. Какой хромосомный набор
характерен для клеток листьев и коробочки
на ножке кукушкина льна? Объясните, из
каких исходных клеток и в результате,
какого деления они образуются.

40.

Ответ:
1. В клетках листьев кукушкина льна
гаплоидный набор хромосом (n), они, как и
всё растение, развиваются из споры с
гаплоидным набором хромосом (n) путём
митоза.
2. В клетках коробочки на ножке диплоидный
набор хромосом (2n), она развивается из
зиготы с диплоидным набором хромосом
(2n) путём митоза.

41.

Жизненный цикл
папоротников

42.

43.

44.

45.

46.

Задача 3. Какой хромосомный набор
характерен для листьев (вай) и заростка
папоротника? Объясните, из каких
исходных клеток и в результате, какого
деления образуются эти клетки.

47.

Ответ:
1. В клетках листьев папоротника
диплоидный набор хромосом (2n), так они,
как и всё растение, развиваются из зиготы с
диплоидным набором хромосом (2n) путём
митоза.
2. В клетках заростка гаплоидный набор
хромосом (n), так как заросток образуется
из гаплоидной споры (n) путём митоза.

48.

Жизненный цикл
зелёных водорослей

49.

50.

Задача 1. Какой набор хромосом характерен
для зиготы и для спор зелёных водорослей?
Объясните, из каких исходных клеток и как
они образуются.

51.

Ответ:
1. В клетках слоевища гаплоидный набор
хромосом (n), они развиваются из споры с
гаплоидным набором хромосом (n) путём
мейоза.
2. В гаметах гаплоидный набор хромосом (n),
они образуются из клеток слоевища с
гаплоидным набором хромосом (n) путём
митоза.

52.

Общие выводы
1. В процессе эволюции растений происходила
постепенная редукция гаметофита и
развитие спорофита.
2. В гаметах растений гаплоидный набор (n)
хромосом, они образуются путём митоза.
3. В спорах растений гаплоидный набор (n)
хромосом, они образуются путём мейоза.