Цитология. Задача по цитологии. Общая характеристика органических веществ клетки

Мишнина Лидия Александровна
учитель биологии
МБОУ СОШ №3 п. Акбулак
Класс 11

Подготовка к ЕГЭ: решение задач по цитологии

В методических рекомендациях по совершенствованию преподавания биологии, разработанных на основе анализа затруднений выпускников на ЕГЭ 2014 года, авторами Г.С. Калиновой, Р.А. Петросовой, отмечается низкий уровень выполнения заданий на определение числа хромосом и ДНК в разных фазах митоза или мейоза.

Задания на самом деле не настолько сложны, чтобы вызывать серьезные затруднения. Что нужно учитывать при подготовке выпускников по данному вопросу?

Решение цитологических задач предполагает знания не только по вопросам митоза и мейоза, их фаз и событий, происходящих в них, но и обязательное владение информацией о строении и функциях хромосом, количестве генетического материала в клетке.

Поэтому подготовку начинаем с повторения материала о хромосомах. Акцентируем внимание на то, что хромосомы — нуклеопротеидные структуры в ядре эукариотической клетки.

В них сосредоточено около 99% всей ДНК клетки, остальная часть ДНК находится в других клеточных органоидах, определяя цитоплазматическую наследственность. ДНК в хромосомах эукариот находится в комплексе с основными белками - гистонами и с негистоновыми белками, которые обеспечивают сложную упаковку ДНК в хромосомах и регуляцию её способности к синтезу рибонуклеиновых кислот (РНК) - транскрипции.

Внешний вид хромосом существенно меняется на разных стадиях клеточного цикла и как компактные образования с характерной морфологией хромосомы четко различимы в световом микроскопе лишь в период клеточного деления.

На стадии метафазы митоза и мейоза хромосомы состоят из двух продольных копий, которые называются сестринскими хроматидами и которые образуются при репликации ДНК в S-период интерфазы. У метафазных хромосом сестринские хроматиды соединены в районе первичной перетяжки, называемой центромерой. Центромера отвечает за расхождение сестринских хроматид в дочерние клетки при делении

Полный набор хромосом в клетке, характерный для данного организма, называется кариотипом. В любой клетке тела большинства животных и растений каждая хромосома представлена дважды: одна из них получена от отца, другая - от матери при слиянии ядер половых клеток в процессе оплодотворения. Такие хромосомы называются гомологичными, набор гомологичных хромосом - диплоидным.

Теперь можно повторять материал о делении клеток.

Из событий интерфазы рассматриваем только синтетический период, чтобы не распылять внимание школьников, а сосредоточиться только на поведении хромосом.

Вспоминаем: в синтетический (S) период происходит удвоение генетического материала путем репликации ДНК. Она происходит полуконсервативным способом, когда двойная спираль молекулы ДНК расходится на две цепи и на каждой из них синтезируется комплементарная цепочка.

В итоге образуются две идентичные двойные спирали ДНК, каждая из которых состоит из одной новой и старой цепи ДНК. Количество наследственного материала удваивается, но количество хромосом остается прежним - хромосома становится двухроматидной (2п4с).

Рассматриваем поведение хромосом во время митоза:

1. В профазе, метафазе - 2п 4с - так как деления клетки не происходит;
2. В анафазу происходит расхождения хроматид, число хромосом увеличивается в два раза (хроматиды становятся самостоятельными хромосомами, но пока они все в одной клетке) 4n 4с;
3. в телофазе 2п2с (в клетках остаются однохроматидные хромосомы).

Повторяем мейоз:

1. В профазе1, метафазе 1, анафазе 1 - 2п 4с - так как деления клетки не происходит;
2. в телофазе - остается п2с, так как после расхождения гомологичных хромосом в клетках остается гаплоидный набор, но хромосомы двухроматидные;
3. В профазе 2, метафазе 2 так же как и телофазе 1 - п2с;
4. Особое внимание обратить на анафазу 2, так как после расхождения хроматид число хромосом увеличивается в 2 раза (хроматиды становятся самостоятельными хромосомами, но пока они все в одной клетке) 2n 2с;
5. в телофазе 2 - пс (в клетках остаются однохроматидные хромосомы.

Только теперь, когда дети теоретически подготовлены, можно переходить к решению задач.

Типичная ошибка в подготовке выпускников: стараемся сразу решать задачи, не повторив материала. Что происходит: дети с учителем решают, но решение идет на уровне механического запоминания, без осмысления. Поэтому, когда им на экзамене досталась подобная задача, они с ней не справляются. Повторюсь: не было осмысления в решении задач.

Переходим к практике.

Используем подборку задач сайта «Решу ЕГЭ» Дмитрия Гущина. Чем привлекателен этот ресурс - практически нет ошибок, грамотно расписаны эталоны ответов.

Разберем задачу C 6 № 12018.

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.

Элементы ответа:

Клетки семязачатка содержат диплоидный набор хромосом - 28 (2n2c).

Перед началом мейоза - (2n4c) 28 хр, 56 ДНК

В анафазе мейоза 1: (2n4c = n2c+n2c) - 28 хр, 56 ДНК.

В мейоз 2 вступают 2 дочерние клетки с гаплоидным набором хромосом (n2c) - 14 хромосом, 28ДНК.

В анафазе мейоза 2: (2n2с= nc+nc) - 28 хромосом, 28ДНК

Задача сложная, как же помочь выпускнику осмыслить ее решение.

Один из вариантов: рисуем фазы мейоза и показываем все манипуляции с хромосомами.

Алгоритм действия:

1. Внимательно прочитай задачу, определи задание, выпишите фазы, в которых нужно указать количество генетического материала

а) Перед началом мейоза

б) В анафазе мейоза 1

в) В анафазе мейоза 2

1. Сделай рисунки к каждой обозначенной фазе мейоза и поясни выполненное.

Уточняю: не пользуемся рисунками, а сами их выполняем. Данная операция работает на осмысление (хотя в эстетике мы проигрываем, но выигрываем в результате!)

1. Перед началом мейоза

Поясняю: мейозу предшествует интерфаза, в интерфазе происходит удвоение ДНК, поэтому число хромосом 2п, число ДНК-4с.

2. В анафазе мейоза 1

Поясняю: в анафазе мейоза 1 к полюсам расходятся хромосомы, т.е. из каждой пары гомологичных хромосом в дочернюю клетку попадает только одна. Хромосомный набор становится гаплоидным, однако каждая хромосома состоит из двух хроматид. Поскольку деления клетки еще не произошло и все хромосомы находятся в одной клетке, то хромосомную формулу можно записать как: 2n4c (n2c+n2c) 28 хр, 56 ДНК (14хр 28 ДНК +14хр28ДНК)

3) В анафазе мейоза 2

Анафаза мейоза 2 происходит после первого (редукционного) деления. Набор хромосом в клетке п2с. В анафазу мейоза 2 центромеры, соединяющие сестринские хроматиды, делятся и хроматиды, как и при митозе, становятся самостоятельными хромосомами. Число хромосом увеличивается и становится равным 2п2с. И опять -поскольку деления клетки еще не произошло и все хромосомы находятся в одной клетке, то хромосомный набор можно записать следующим образом: 2n2c (nc+nc) 28 хр, 28 ДНК (14хр 14 ДНК +14хр14ДНК).

1. Запиши ответ. (у нас он указан выше)

Подвожу итог: Решение задач данного типа не требует погони за количеством, здесь важно добиться понимания логики решения и знания о поведении хромосом на каждой фазе деления.

Используемые ресурсы:

1. ФИПИ «Методические рекомендации по некоторым аспектам совершенствования преподавания биологии» авт. Г.С. Калинова, Р.А. Петросова. Москва, 2014
2. Биология. Общие закономерности 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений/ В.Б.Захаров, С.Г.Мамонтов, Н.И.Сонин - Москва: Изд-во Дрофа, 2011.
3. Решу ЕГЭ. http://bio.reshuege.ru/

Клеточная теория, её основные положения, роль в формировании современной естественнонаучной картины мира. Развитие знаний о клетке. Клеточное строение организмов, сходство строения клеток всех организмов – основа единства органического мира, доказательства родства живой природы.

Клетка – единица строения, жизнедеятельности, роста и развития организмов. Многообразие клеток. Сравнительная характеристика клеток растений, животных, бактерий, грибов.

Строение про- и эукариотной клетки. Взаимосвязь строения и функций частей и органоидов клетки – основа ее целостности. Метаболизм: энергетический и пластический обмен, их взаимосвязь. Ферменты, их химическая природа, роль в метаболизме. Стадии энергетического обмена. Брожение и дыхание. Фотосинтез, его значение, космическая роль. Фазы фотосинтеза. Световые и темновые реакции фотосинтеза, их взаимосвязь. Хемосинтез.

Биосинтез белка и нуклеиновых кислот. Матричный характер реакций биосинтеза. Гены, генетический код и его свойства. Хромосомы, их строение (форма и размеры) и функции. Число хромосом и их видовое постоянство. Определение набора хромосом в соматических и половых клетках. Жизненный цикл клетки: интерфаза и митоз. Митоз – деление соматических клеток. Мейоз. Фазы митоза и мейоза. Развитие половых клеток у растений и животных. Сходство и отличие митоза и мейоза, их значение. Деление клетки – основа роста, развития и размножения организмов.

Уважаемые читатели! Если вы выберете ЕГЭ в качестве выпускного или вступительного экзамена по биологии, то вам необходимо знать и понимать требования, предъявляемые к сдаче этого экзамена, характер вопросов и заданий, встречающихся в экзаменационных работах. В помощь абитуриентам в издательстве ЭКСМО выйдет книга «Биология. Сборник заданий по подготовке к ЕГЭ». Эта книга – тренировочное пособие, именно поэтому вошедший в нее материал превышает школьный уровень требований. Однако тем старшеклассникам, которые решат поступать в высшие учебные заведения на факультеты, где сдают биологию, такой подход будет полезен.

В нашей газете мы публикуем только задания части С к каждому разделу. Они полностью обновлены и по содержанию, и по структуре изложения. Так как это пособие ориентировано на экзамены 2009/2010 учебного года, то мы решили дать варианты заданий части С в значительно большем объеме, чем это делалось в предыдущие годы.

Вам предлагаются примерные варианты вопро-сов и заданий разного уровня сложности с разным количеством элементов правильного ответа. Это делается для того, чтобы на экзамене у вас был достаточно большой выбор возможных правильных ответов на конкретный вопрос. Кроме того, вопросы и задания части С построены так: дается один вопрос и элементы правильного ответа к нему, а затем предлагаются варианты этого вопроса для самостоятельного размышления. Ответы на эти варианты должны получить вы сами, применяя как знания, полученные при изучении материала, так и знания, полученные при прочтении ответов на основной вопрос. Отвечать на все вопросы следует письменно.

Значительная часть заданий части С – это задания в рисунках. Аналогичные им уже были в экзаменационных работах 2008 г. В данном пособии их набор несколько расширен.

Мы надеемся, что это учебное пособие поможет старшеклассникам не только подготовиться к экзаменам, но и даст возможность желающим усвоить основы биологии за оставшиеся два года обучения в 10–11-х классах.

Общая биология (часть С)

Задания этой части распределены по разделам: цитология, генетика, эволюционная теория, экология. В каждом из разделов предлагаются задания всех уровней ЕГЭ. Такое построение общебиологической части пособия позволит вам более полно и системно подготовиться к сдаче экзамена, т.к. часть С включает в себя в обобщенном виде практически весь материал частей А и В.

Задания группы С1 (повышенный уровень)

На все задания группы С необходимо давать письменные ответы с объяснениями.

Вопросы по цитологии

Ответ на это вопрос должен быть кратким, но точным. Главными в этом вопросе являются слова – «уровни организации» и «научные основания». Уровень организации – это способ и форма существования живых систем. Например, клеточный уровень организации включает клетки. Следовательно, необходимо выяснить то общее, что позволило выделить уровни организации. Таким общим является системность организации живых тел и их постепенное усложнение (иерархия).

Элементы правильного ответа

Научными основаниями для разделения живых систем на уровни служат следующие положения.

1. Живые системы усложняются по мере развития: клетка – ткань – организм – популяция – вид и т.д.

2. Каждая более высоко организованная живая система включает в себя предыдущие системы. Ткани состоят из клеток, органы из тканей, организм из органов и т.д.

Ответьте самостоятельно на следующие вопросы

Какими общими свойствами обладают все уровни организации жизни?

Что общего и различного между клеточным и популяционным уровнями жизни?

Докажите, что на клеточном уровне проявляются все свойства живых систем.

Элементы правильного ответа

1. К модели можно применить воздействия, неприменимые к живым телам.

2. Моделирование позволяет изменять любые характеристики объекта.

Ответьте самостоятельно

Как бы вы объяснили высказывание И.П. Павлова «Наблюдение собирает то, что ему предлагает природа, опыт же берет у природы то, что он хочет»?

Приведите два примера использования экспериментального метода в цитологии.

С помощью каких методов исследования можно разделять различные клеточные структуры?

Элементы правильного ответа

1. Полярность молекулы воды определяет ее способность растворять другие гидрофильные вещества.

2. Способность молекул воды к образованию и разрыву водородных связей между ними обеспечивает воде теплоемкость и теплопроводность, переход из одного агрегатного состояния в другие.

3. Малые размеры молекул обеспечивают их способность проникать между молекулами других веществ.

Ответьте самостоятельно

Что произойдет с клеткой, если концентрация солей в ней будет выше, чем вне клетки?

Почему в физиологическом растворе клетки не сморщиваются и не лопаются от набухания?

Элементы правильного ответа

1. Ученые выяснили, что молекула белка имеет первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры.

2. Ученые выяснили, что молекула белка состоит из множества различных аминокислот, связанных пептидными связями.

3. Ученые установили последовательность аминокислотных остатков в молекуле рибонуклеазы, т.е. ее первичную структуру.

Ответьте самостоятельно

Какие химические связи участвуют в образовании молекулы белка?

Какие факторы могут привести к денатурации белка?

Каковы особенности строения и функций ферментов?

В каких процессах проявляются защитные функции белков?

Элементы правильного ответа

1. Указанные органические соединения выполняют строительную (структурную) функцию.

2. Указанные органические соединения выполняют энергетическую функцию.

Ответьте самостоятельно

Почему пищу, богатую целлюлозой, назначают для нормализации работы кишечника?

В чем заключается строительная функция углеводов?

Элементы правильного ответа

1. ДНК построена по принципу двойной спирали в соответствии с правилом комплементарности.

2. ДНК состоит из повторяющихся элементов – 4 видов нуклеотидов. Разная последовательность нуклеотидов кодирует различную информацию.

3. Молекула ДНК способна к самовоспроизведению, а следовательно, к копированию информации и ее передаче.

Ответьте самостоятельно

Какие факты доказывают индивидуальность ДНК отдельной особи?

Что означает понятие «универсальность генетического кода»; какие факты подтверждают эту универсальность?

В чем заключается научная заслуга Д.Уотсона и Ф.Крика?

Элементы правильного ответа

1. Различия в названия ДНК и РНК объясняются составом их нуклеотидов: в нуклеотидах ДНК углевод дезоксирибоза, а в РНК – рибоза.

2. Различия в названиях видов РНК (информационная, транспортная, рибосомальная) связаны с выполняемыми ими функциями.

Ответьте самостоятельно

Какие два условия должны быть постоянными, чтобы связи между двумя комплементарными цепями ДНК не разрушались самопроизвольно?

Чем различаются ДНК и РНК по строению?

В состав каких еще соединений входят нуклеотиды и что вы о них знаете?

Элементы правильного ответа

1. Клеточная теория установила структурную и функциональную единицу живого.

2. Клеточная теория установила единицу размножения и развития живого.

3. Клеточная теория подтвердила общность строения и происхождения живых систем.

Ответьте самостоятельно

Почему, несмотря на очевидные различия в строении и функциях клеток разных тканей, говорят о единстве клеточного строения живого?

Назовите основные открытия в биологии, позволившие сформулировать клеточную теорию.

Элементы правильного ответа

1. Вещества проникают в клетку путем диффузии.

2. Вещества проникают в клетку благодаря активному транспорту.

3. Вещества проникают в клетку путем пиноцитоза и фагоцитоза.

Ответьте самостоятельно

Чем отличается активный транспорт веществ через клеточную мембрану от пассивного?

Какие вещества и как выводятся из клетки?

Элементы правильного ответа

1. У прокариот в клетке отсутствует ядро, митохондрии, аппарат Гольджи и эндоплазматическая сеть.

2. У прокариот нет подлинного полового размножения.

Ответьте самостоятельно

Почему зрелые эритроциты или тромбоциты не относят к прокариотным клеткам, несмотря на отсутствие в них ядер?

Почему вирусы не относят к самостоятельным организмам?

Почему эукариотические организмы более разнообразны по своему строению и уровню сложности?

Элементы правильного ответа

1. По хромосомному набору животного можно определить его вид.

2. По хромосомному набору животного можно определить его пол.

3. По хромосомному набору животного можно определить наличие или отсутствие наследственных заболеваний.

Ответьте самостоятельно

В каждой ли клетке многоклеточного организма существуют хромосомы? Ответ докажите примерами.

Как и когда можно увидеть хромосомы в клетке?

Элементы правильного ответа

Структурными элементами комплекса Гольджи являются:

1) трубочки;
2) полости;
3) пузырьки.

Ответьте самостоятельно

Каково строение хлоропласта?

Каково строение митохондрии?

Что должно содержаться в митохондриях, чтобы они могли синтезировать белки?

Докажите, что и митохондрии, и хлоропласты могут размножаться.

Элементы правильного ответа

Следует отметить различия в:

1) характере обмена веществ;
2) сроках жизни;
3) размножении.

Ответьте самостоятельно

Как скажется на одноклеточном организме пересадка ему ядра от другого организма?

Элементы правильного ответа

1. Наличие двойной мембраны с характерными ядерными порами, за счет чего обеспечивается связь ядра с цитоплазмой.

2. Наличие ядрышек, в которых синтезируется РНК и формируются рибосомы.

3. Наличие хромосом, являющихся наследственным аппаратом клетки и обеспечивающих деление ядра.

Ответьте самостоятельно

Какие клетки не содержат ядер?

Почему безъядерные клетки прокариот размножаются, а безъядерные клетки эукариот – нет?

Элементы правильного ответа

1. Большинство клеток сходно по основным элементам строения, жизненным свойствам и процессу деления.

2. Клетки отличаются друг от друга наличием органоидов, специализацией по выполняемым функциям, интенсивностью обмена веществ.

Ответьте самостоятельно

Приведите примеры соответствия строения клетки ее функции.

Приведите примеры клеток с разным уровнем интенсивности обмена веществ.

Элементы правильного ответа

1. В результате синтеза образуются более сложные вещества, чем вступившие в реакцию; реакция идет с поглощением энергии.

2. При распаде образуются более простые вещества, чем вступившие в реакцию; реакция идет с выделением энергии.

Ответьте самостоятельно

Каковы функции ферментов в реакциях обмена веществ?

Почему в биохимических реакциях участвует более 1000 ферментов?

17. В какие виды энергии превращается световая энергия при фотосинтезе и где происходит это превращение?

Элементы правильного ответа

1. Световая энергия преобразуется в химическую и тепловую энергию.

2. Все превращения происходят в тилакоидах гран хлоропластов и в их матриксе (у растений); в других фотосинтезирующих пигментах (у бактерий).

Ответьте самостоятельно

Что происходит в световой фазе фотосинтеза?

Что происходит в темновой фазе фотосинтеза?

Почему экспериментально трудно обнаружить процесс дыхания растений в дневное время?

Элементы правильного ответа

1. Код «триплетен» означает, что каждая из аминокислот кодируется тремя нуклеотидами.

2. Код «однозначен» – каждый триплет (кодон) кодирует только одну аминокислоту.

3. Код «вырожден» означает, что каждая аминокислота может кодироваться более чем одним кодоном.

Ответьте самостоятельно

Зачем нужны «знаки препинания» между генами и почему их нет внутри генов?

Что означает понятие «универсальность кода ДНК»?

В чем заключается биологический смысл транскрипции?

Элементы правильного ответа

1. Примерами организмов, у которых происходит чередование поколений, могут быть мхи, папоротники, медузы и другие.

2. У растений происходит смена гаметофита и спорофита. У медуз чередуются стадии полипа и медузы.

Ответьте самостоятельно

В чем заключаются основные различия между митозом и мейозом?

В чем разница между понятиями «клеточный цикл» и «митоз»?

Элементы правильного ответа

1. Изолированные клетки организма, живущие в искусственной среде, называются клеточной культурой (или культурой клеток).

2. Клеточные культуры используют для получения антител, лекарственных веществ, а также для диагностики заболеваний.

Элементы правильного ответа

1. Интерфаза необходима для запасания веществ и энергии при подготовке к митозу.

2. В интерфазе происходит удвоение наследственного материала, что впоследствии обеспечивает его равномерное распределение по дочерним клеткам.

Ответьте самостоятельно

Одинаковы или различны по своему генетическому составу гаметы, производимые организмом? Приведите доказательства.

Какие организмы имеют эволюционное преимущество – гаплоидные или диплоидные? Приведите доказательства.

Задания уровня С2

Элементы правильного ответа

Ошибки допущены в предложениях 2, 3, 5.

В предложении 2 обратите внимание на один из элементов, не относящийся к макроэлементам.

В предложении 3 один из перечисленных элементов ошибочно отнесен к микроэлементам.

В предложении 5 ошибочно указан элемент, выполняющий названную функцию.

2. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых допущены ошибки, объясните их. 1. Белки – это нерегулярные биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. 2. Остатки мономеров соединены между собой пептидными связями. 3. Последовательность мономеров, поддерживаемая этими связями, формирует первичную структуру белковой молекулы. 4. Следующая структура – вторичная, поддерживается слабыми гидрофобными химическими связями. 5. Третичная структура белка представляет собой скрученную молекулу в виде глобулы (шара). 6. Поддерживается такая структура водородными связями.

Элементы правильного ответа

Ошибки допущены в предложениях 1, 4, 6.

В предложении 1 неверно указаны мономеры белковой молекулы.

В предложении 4 неверно указаны химические связи, поддерживающие вторичную структуру белка.

В предложении 6 неверно указаны химические связи, поддерживающие третичную структуру белка.

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

Типы задач по цитологии

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

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

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

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

Решение задач первого типа

Основная информация:

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

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

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

Решение задач второго типа

Основная информация:

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

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

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

Решение задач третьего типа

Основная информация:

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

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

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

Решение задач четвертого типа

Основная информация:

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

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

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

Решение задач пятого типа

Основная информация:

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

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

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

Решение задач шестого типа

Основная информация:

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

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

Решение: По условию, . Генетический набор:

Решение задач седьмого типа

Основная информация:

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

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

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

Примеры задач для самостоятельного решения

1. 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:
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!