Егэ биология цепочки днк

Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

Пройти тестирование по этим заданиям

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.

Задачи по цитологии на ЕГЭ по биологии

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

к оглавлению ▴

Типы задач по цитологии

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

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

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

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

к оглавлению ▴

Решение задач первого типа

Основная информация:

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

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

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

к оглавлению ▴

Решение задач второго типа

Основная информация:

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

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

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

к оглавлению ▴

Решение задач третьего типа

Основная информация:

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

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

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

к оглавлению ▴

Решение задач четвертого типа

Основная информация:

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

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

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

к оглавлению ▴

Решение задач пятого типа

Основная информация:

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

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

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

к оглавлению ▴

Решение задач шестого типа

Основная информация:

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

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

Решение: По условию, . Генетический набор:

к оглавлению ▴

Решение задач седьмого типа

Основная информация:

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

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

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

к оглавлению ▴

Примеры задач для самостоятельного решения

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

Ответы:

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

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

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

к оглавлению ▴

Приложение I Генетический код (и-РНК)

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

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

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

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

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

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

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

Транскрипция (лат. transcriptio — переписывание)

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

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

Транскрипция осуществляется в несколько этапов:

• Инициация (лат. injicere — вызывать)

Образуется несколько начальных кодонов иРНК.

• Элонгация (лат. elongare — удлинять)

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

• Терминация (лат. terminalis — заключительный)

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

Трансляция (от лат. translatio — перенос, перемещение)

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

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

• Инициация

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

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

• Элонгация

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

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



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



• Терминация

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

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

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

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

Примеры решения задачи №1

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

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

Объяснение:

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

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

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

Пример решения задачи №2

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

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

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

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

Пример решения задачи №3

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

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

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

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

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!