цитологія. Завдання з цитології. Загальна характеристика органічних речовин клітини

Мішніна Лідія Олександрівна
вчитель біології
МБОУ ЗОШ №3 п. Акбулак
Клас 11

Підготовка до ЄДІ: розв'язання задач з цитології

У методичних рекомендаціях щодо вдосконалення викладання біології, розроблених на основі аналізу труднощів випускників на ЄДІ 2014 року, авторами Г.С. Калиновою, Р.А. Петросової, зазначається низький рівеньвиконання завдань на визначення числа хромосом та ДНК у різних фазах мітозу або мейозу.

Завдання насправді не настільки складні, щоб викликати серйозні труднощі. Що потрібно враховувати під час підготовки випускників з цього питання?

Рішення цитологічних завдань передбачає знання не тільки з питань мітозу і мейозу, їх фаз і подій, що відбуваються в них, але і обов'язкове володіння інформацією про будову та функції хромосом, кількість генетичного матеріалу в клітині.

Тому підготовку починаємо з повторення матеріалу про хромосоми. Акцентуємо увагу на те, що хромосоми – нуклеопротеїдні структури в ядрі еукаріотичної клітини.

Вони зосереджено близько 99% всієї ДНК клітини, решта ДНК знаходиться в інших клітинних органоїдах, визначаючи цитоплазматичну спадковість. ДНК у хромосомах еукаріотів знаходиться в комплексі з основними білками - гістонами та з негістоновими білками, які забезпечують складну упаковку ДНК у хромосомах та регуляцію її здатності до синтезу рибо нуклеїнових кислот(РНК) – транскрипції.

Зовнішній вигляд хромосом істотно змінюється різних стадіях клітинного циклу як і компактні освіти з характерною морфологією хромосоми чітко помітні у світловому мікроскопі лише період клітинного поділу.

На стадії метафази мітозу та мейозу хромосоми складаються з двох поздовжніх копій, які називаються сестринськими хроматидами та які утворюються при реплікації ДНК у S-період інтерфази. У метафазних хромосом сестринські хроматиди з'єднані в районі первинної перетяжки, яка називається центроміром. Центромера відповідає за розбіжність сестринських хроматид у дочірні клітини при розподілі

Повний набір хромосом у клітині, характерний для даного організму, називається каріотипом. У будь-якій клітині тіла більшості тварин та рослин кожна хромосома представлена ​​двічі: одна з них отримана від батька, інша - від матері при злитті ядер статевих клітин у процесі запліднення. Такі хромосоми називаються гомологічними, набір гомологічних хромосом – диплоїдним.

Тепер можна повторювати матеріал про поділ клітин.

З подій інтерфази розглядаємо лише синтетичний період, щоб не розпорошувати увагу школярів, а зосередитися лише на поведінці хромосом.

Згадуємо: у синтетичний (S) період відбувається подвоєння генетичного матеріалу шляхом реплікації ДНК. Вона відбувається напівконсервативним способом, коли подвійна спіраль молекули ДНК розходиться на два ланцюги і на кожному з них синтезується комплементарний ланцюжок.

У результаті утворюються дві ідентичні подвійні спіралі ДНК, кожна з яких складається з одного нового та старого ланцюга ДНК. Кількість спадкового матеріалу подвоюється, але кількість хромосом залишається незмінною - хромосома стає двороматидною (2п4с).

Розглядаємо поведінку хромосом під час мітозу:

1. У профазі, метафазі - 2п 4с - оскільки поділу клітини немає;
2. У анафазу відбувається розбіжності хроматид, число хромосом збільшується вдвічі (хроматиди стають самостійними хромосомами, але вони всі у одній клітині) 4n 4с;
3. у телофазі 2п2с (у клітинах залишаються однохроматидні хромосоми).

Повторюємо мейоз:

1. У профазе1, метафазі 1, анафазі 1 - 2п 4с - оскільки поділу клітини немає;
2. в телофазі - залишається п2с, тому що після розходження гомологічних хромосом у клітинах залишається гаплоїдний набір, але двороматидні хромосоми;
3. У профазі 2 метафазі 2 так само як і телофазі 1 - п2с;
4. Особливу увагу звернути на анафазу 2, так як після розбіжності хроматид число хромосом збільшується в 2 рази (хроматиди стають самостійними хромосомами, але вони поки всі в одній клітині) 2n 2с;
5. у телофазі 2 – пс (у клітинах залишаються однохроматидні хромосоми.

Тільки тепер, коли діти теоретично підготовлені, можна переходити до вирішення завдань.

Типова помилка у підготовці випускників: намагаємося одразу вирішувати завдання, не повторивши матеріалу. Що відбувається: діти з учителем вирішують, але рішення йде на рівні механічного запам'ятовування без осмислення. Тому, коли їм на іспиті дісталося таке завдання, вони з нею не справляються. Повторюся: не було осмислення у вирішенні завдань.

Переходимо до практики.

Використовуємо добірку завдань сайту «Вирішу ЄДІ» Дмитра Гущина. Чим привабливий цей ресурс - немає помилок, грамотно розписані зразки відповідей.

Розберемо задачу C 6 №12018.

Хромосомний набір соматичних клітинпшениці дорівнює 28.

Визначте хромосомний набір та число молекул ДНК в одній із клітин сім'язачатку перед початком мейозу, в анафазі мейозу 1 та в анафазі мейозу 2. Поясніть, які процеси відбуваються в ці періоди і як вони впливають на зміну числа ДНК та хромосом.

Елементи відповіді:

Клітини сім'язачатка містять диплоїдний набір хромосом - 28 (2n2c).

Перед початком мейозу - (2n4c) 28 хр, 56 ДНК

В анафазі мейозу 1: (2n4c = n2c+n2c) – 28 хр, 56 ДНК.

У мейоз 2 вступають 2 дочірні клітини з гаплоїдним набором хромосом (n2c) - 14 хромосом, 28ДНК.

В анафазі мейозу 2: (2n2с = nc + nc) - 28 хромосом, 28ДНК

Завдання складне, як допомогти випускнику осмислити її рішення.

Один із варіантів: малюємо фази мейозу та показуємо всі маніпуляції з хромосомами.

Алгоритм дії:

1. Уважно прочитай завдання, визнач завдання, випишіть фази, в яких потрібно вказати кількість генетичного матеріалу

а) Перед початком мейозу

б) В анафазі мейозу 1

в) В анафазі мейозу 2

1. Зроби малюнки до кожної позначеної фази мейозу та поясни виконане.

Уточнюю: не користуємось малюнками, а самі їх виконуємо. Ця операція працює на осмислення ( хоча в естетиці ми програємо, але виграємо в результаті!)

1. Перед початком мейозу

Пояснюю: мейоз передує інтерфаза, в інтерфазі відбувається подвоєння ДНК, тому число хромосом 2п, число ДНК-4с.

2. В анафазі мейозу

Пояснюю: в анафазі мейозу 1 до полюсів розходяться хромосоми, тобто. з кожної пари гомологічних хромосом у дочірню клітину потрапляє лише одна. Хромосомний набір стає гаплоїдним, проте кожна хромосома складається із двох хроматид. Оскільки поділу клітини ще не відбулося і всі хромосоми знаходяться в одній клітині, то хромосомну формулу можна записати як: 2n4c (n2c+n2c) 28 хр, 56 ДНК (14хр 28 ДНК +14хр28ДНК)

3) В анафазі мейозу 2

Анафаза мейозу 2 відбувається після першого (редукційного) поділу. Набір хромосом у клітині п2с. В анафазу мейозу 2 центроміри, що з'єднують сестринські хроматиди, діляться і хроматиди, як і за мітозу, стають самостійними хромосомами. Число хромосом збільшується і стає рівним 2п2с. І знову - оскільки поділу клітини ще не відбулося і всі хромосоми знаходяться в одній клітині, то хромосомний набір можна записати наступним чином: 2n2c (nc + nc) 28 хр, 28 ДНК (14хр 14 ДНК +14хр14ДНК).

1. Запиши відповідь. (у нас він зазначений вище)

Підводжу підсумок: Вирішення завдань даного типу не вимагає погоні за кількістю, тут важливо домогтися розуміння логіки рішення та знання про поведінку хромосом на кожній фазі поділу.

Використовувані ресурси:

1. ФІПІ « Методичні рекомендаціїз деяких аспектів удосконалення викладання біології» авт. Г.С. Калінова, Р.А. Петросова. Москва, 2014
2. Біологія Загальні закономірності 10 клас: підручник для загальноосвітніх установ/ В.Б.Захаров, С.Г.Мамонтов, Н.І.Сонін - Москва: Вид-во Дрофа, 2011.
3. Вирішу ЄДІ. http://bio.reshuege.ru/

Клітинна теорія, її основні положення, роль у формуванні сучасної природничо картини світу. Розвиток знань про клітину. Клітинна будова організмів, подібність будови клітин всіх організмів – основа єдності органічного світу, докази кревності живої природи.

Клітина – одиниця будови, життєдіяльності, зростання та розвитку організмів. Різноманітність клітин. Порівняльна характеристикаклітин рослин, тварин, бактерій, грибів.

Будова про- та еукаріотної клітини. Взаємозв'язок будови та функцій частин та органоїдів клітини – основа її цілісності. Метаболізм: енергетичний та пластичний обмін, їх взаємозв'язок. Ферменти, їх хімічна природа, що у метаболізмі. Стадії енергетичного обміну. Бродіння та дихання. Фотосинтез, значення, космічна роль. Фази фотосинтезу. Світлові та темнові реакції фотосинтезу, їх взаємозв'язок. Хемосинтез.

Біосинтез білка та нуклеїнових кислот. Матричний характер реакцій біосинтезу. Гени, генетичний код та його властивості. Хромосоми, їх будова (форма та розміри) та функції. Число хромосом та їх видова сталість. Визначення набору хромосом у соматичних та статевих клітинах. Життєвий циклклітини: інтерфаза та мітоз. Мітоз – розподіл соматичних клітин. Мейоз. Фази мітозу та мейозу. Розвиток статевих клітин у рослин та тварин. Подібність та відмінність мітозу та мейозу, їх значення. Розподіл клітини – основа зростання, розвитку та розмноження організмів.

Шановні читачі! Якщо ви виберете ЄДІ як випускний або вступний іспит з біології, то вам необхідно знати і розуміти вимоги, що пред'являються до складання цього екзамену, характер питань і завдань, що зустрічаються в екзаменаційних роботах. На допомогу абітурієнтам у видавництві «ЕКСМО» вийде книга «Біологія. Збірник завдань із підготовки до ЄДІ». Ця книга – тренувальний посібник, саме тому матеріал, що увійшов до неї, перевищує шкільний рівень вимог. Проте тим старшокласникам, які вирішать вступати у вищі навчальні закладина факультети, де здають біологію, такий підхід буде корисним.

У нашій газеті ми публікуємо лише завдання частини С до кожного розділу. Вони повністю оновлені і за змістом, і структурою викладу. Оскільки цей посібник орієнтований на іспити 2009/2010 навчального року, то ми вирішили дати варіанти завдань частини С значно більшому обсязі, ніж це робилося в попередні роки.

Вам пропонуються зразкові варіанти питань та завдань різного рівня складності з різною кількістю елементів правильної відповіді. Це робиться для того, щоб на іспиті ви мали досить великий вибір можливих правильних відповідей на конкретне питання. Крім того, питання та завдання частини С побудовані так: дається одне питання та елементи правильної відповіді до нього, а потім пропонуються варіанти цього питання для самостійного роздуму. Відповіді на ці варіанти повинні отримати ви самі, застосовуючи знання, отримані при вивченні матеріалу, так і знання, отримані при прочитанні відповідей на основне питання. Відповідати на всі запитання слід письмово.

Значна частина завдань частини С – завдання у малюнках. Аналогічні їм вже були в екзаменаційних роботах 2008 р. У цьому посібнику їх набір дещо розширено.

Ми сподіваємося, що цей навчальний посібник допоможе старшокласникам не тільки підготуватися до іспитів, але й дасть змогу бажаючим засвоїти основи біології за два роки навчання в 10–11-х класах.

Загальна біологія (частина С)

Завдання цієї частини розподілені за розділами: цитологія, генетика, еволюційна теорія, екологія. У кожному розділі пропонуються завдання всіх рівнів ЄДІ. Така побудова загальнобіологічної частини допомоги дозволить вам більш повно та системно підготуватися до складання іспиту, т.к. частина С включає в себе в узагальненому вигляді практично весь матеріал частин А і Ст.

Завдання групи С1 (підвищений рівень)

На всі завдання групи С потрібно подавати письмові відповіді з поясненнями.

Питання з цитології

Відповідь на це питання має бути короткою, але точною. Головними у цьому питанні є слова – «рівні організації» та «наукові підстави». Рівень організації – це спосіб та форма існування живих систем. Наприклад, клітинний рівень організації включає клітини. Отже, необхідно з'ясувати загальне, що дозволило виділити рівні організації. Таким загальним є системність організації живих тіл та його поступове ускладнення (ієрархія).

Елементи правильної відповіді

Науковими підставами для поділу живих систем на рівні є такі положення.

1. Живі системи ускладнюються з розвитком: клітина – тканина – організм – населення – вигляд тощо.

2. Кожна більш високо організована жива система включає попередні системи. Тканини складаються з клітин, органи з тканин, організм із органів і т.д.

Дайте відповідь самостійно на наступні питання

Якими загальними властивостямимають усі рівні організації життя?

Що спільного та різного між клітинним та популяційними рівнямижиття?

Доведіть, що на клітинному рівні проявляються всі властивості живих систем.

Елементи правильної відповіді

1. До моделі можна застосувати дії, не застосовні до живих тіл.

2. Моделювання дозволяє змінювати будь-які характеристики об'єкта.

Дайте відповідь самостійно

Як би ви пояснили висловлювання І.П. Павлова «Спостереження збирає те, що пропонує природа, досвід ж бере у природи те, що хоче»?

Наведіть два приклади використання експериментального методу у цитології.

За допомогою яких методів дослідження можна поділяти різні клітинні структури?

Елементи правильної відповіді

1. Полярність молекули води визначає її здатність розчиняти інші гідрофільні речовини.

2. Здатність молекул води до утворення та розриву водневих зв'язківміж ними забезпечує воді теплоємність та теплопровідність, перехід з одного агрегатного стану в інші.

3. Малі розміри молекул забезпечують їхню здатність проникати між молекулами інших речовин.

Дайте відповідь самостійно

Що станеться з клітиною, якщо концентрація солей у ній буде вищою, ніж поза клітиною?

Чому у фізіологічному розчині клітини не зморщуються та не лопаються від набухання?

Елементи правильної відповіді

1. Вчені з'ясували, що молекула білка має первинну, вторинну, третинну та четвертинну структури.

2. Вчені з'ясували, що молекула білка складається з багатьох різних амінокислот, пов'язаних пептидними зв'язками.

3. Вчені встановили послідовність амінокислотних залишків у молекулі рибонуклеази, тобто. її первинну структуру.

Дайте відповідь самостійно

Які хімічні зв'язки беруть участь у освіті молекули білка?

Які чинники можуть спричинити денатурацію білка?

Які особливості будови та функцій ферментів?

У яких процесах виявляються захисні функції білків?

Елементи правильної відповіді

1. Зазначені органічні сполуки виконують будівельну (структурну) функцію.

2. Зазначені органічні сполуки виконують енергетичну функцію.

Дайте відповідь самостійно

Чому їжу, багату на целюлозу, призначають для нормалізації роботи кишечника?

У чому полягає будівельна функція вуглеводів?

Елементи правильної відповіді

1. ДНК побудована за принципом подвійної спіралі відповідно до правила комплементарності.

2. ДНК складається з елементів, що повторюються - 4 видів нуклеотидів. Різна послідовність нуклеотидів кодує різну інформацію.

3. Молекула ДНК здатна до самовідтворення, а отже, до копіювання інформації та її передачі.

Дайте відповідь самостійно

Які факти доводять індивідуальність ДНК окремої особини?

Що означає поняття «універсальність генетичного коду»; які факти підтверджують цю універсальність?

У чому полягає наукова заслуга Д.Уотсона та Ф.Кріка?

Елементи правильної відповіді

1. Відмінності у назви ДНК і РНК пояснюються складом їх нуклеотидів: в нуклеотидах ДНК вуглевод дезоксирибозу, а РНК – рибоза.

2. Відмінності в назвах видів РНК (інформаційна, транспортна, рибосомальна) пов'язані з виконуваними ними функціями.

Дайте відповідь самостійно

Які дві умови мають бути постійними, щоб зв'язки між двома комплементарними ланцюгами ДНК не руйнувалися мимоволі?

Чим відрізняються ДНК та РНК за будовою?

До складу якихось сполук входять нуклеотиди і що ви про них знаєте?

Елементи правильної відповіді

1. Клітинна теорія встановила структурну та функціональну одиницю живого.

2. Клітинна теорія встановила одиницю розмноження та розвитку живого.

3. Клітинна теорія підтвердила спільність будови та походження живих систем.

Дайте відповідь самостійно

Чому, незважаючи на очевидні відмінності в будові та функціях клітин різних тканин, говорять про єдність клітинної будовиживого?

Назвіть основні відкриття біології, що дозволили сформулювати клітинну теорію.

Елементи правильної відповіді

1. Речовини проникають у клітину шляхом дифузії.

2. Речовини проникають у клітину завдяки активному транспорту.

3. Речовини проникають у клітину шляхом піноцитозу та фагоцитозу.

Дайте відповідь самостійно

Чим відрізняється активний транспортречовин через клітинну мембрану від пасивного?

Які речовини та як виводяться з клітини?

Елементи правильної відповіді

1. У прокаріотів у клітині відсутні ядро, мітохондрії, апарат Гольджі та ендоплазматична мережа.

2. Прокаріоти не мають справжнього статевого розмноження.

Дайте відповідь самостійно

Чому зрілі еритроцити або тромбоцити не відносять до прокаріотних клітин, незважаючи на відсутність у них ядер?

Чому віруси не відносять до самостійним організмам?

Чому еукаріотичні організми різноманітніші за своєю будовою та рівнем складності?

Елементи правильної відповіді

1. За хромосомним набором тварин можна визначити її вид.

2. За хромосомним набором тварини можна визначити її стать.

3. За хромосомним набором тварин можна визначити наявність або відсутність спадкових захворювань.

Дайте відповідь самостійно

Чи в кожній клітині багатоклітинного організму є хромосоми? Відповідь доведіть прикладами.

Як і коли можна побачити хромосоми у клітині?

Елементи правильної відповіді

Структурними елементами комплексу Гольджі є:

1) трубочки;
2) порожнини;
3) бульбашки.

Дайте відповідь самостійно

Яка будова хлоропласту?

Яка будова мітохондрії?

Що повинно бути в мітохондріях, щоб вони могли синтезувати білки?

Доведіть, що і мітохондрії, і хлоропласти можуть розмножуватися.

Елементи правильної відповіді

Слід зазначити відмінності у:

1) характер обміну речовин;
2) терміни життя;
3) розмноження.

Дайте відповідь самостійно

Як позначиться одноклітинному організмі пересадка йому ядра від іншого організму?

Елементи правильної відповіді

1. Наявність подвійної мембрани з характерними ядерними порами, рахунок чого забезпечується зв'язок ядра з цитоплазмою.

2. Наявність ядерців, у яких синтезується РНК та формуються рибосоми.

3. Наявність хромосом, які є спадковим апаратом клітини та забезпечують розподіл ядра.

Дайте відповідь самостійно

Які клітини не містять ядер?

Чому без'ядерні клітинипрокаріотів розмножуються, а без'ядерні клітини еукаріотів – ні?

Елементи правильної відповіді

1. Більшість клітин подібно до основних елементів будови, життєвих властивостей і процесу поділу.

2. Клітини відрізняються одна від одної наявністю органоїдів, спеціалізацією по виконуваних функцій, інтенсивністю обміну речовин.

Дайте відповідь самостійно

Наведіть приклади відповідності будови клітини її функції.

Наведіть приклади клітин із різним рівнем інтенсивності обміну речовин.

Елементи правильної відповіді

1. У результаті синтезу утворюються складніші речовини, ніж вступили у реакцію; реакція йде із поглинанням енергії.

2. При розпаді утворюються простіші речовини, ніж вступили в реакцію; реакція йде із виділенням енергії.

Дайте відповідь самостійно

Які функції ферментів у реакціях обміну речовин?

Чому у біохімічних реакціях бере участь понад 1000 ферментів?

17. На які види енергії перетворюється світлова енергія при фотосинтезі і де відбувається це перетворення?

Елементи правильної відповіді

1. Світлова енергія перетворюється на хімічну та теплову енергію.

2. Всі перетворення відбуваються в тилакоїдах гран хлоропластів та в їх матриксі (у рослин); в інших фотосинтезуючих пігментах (бактерії).

Дайте відповідь самостійно

Що відбувається у світловій фазі фотосинтезу?

Що відбувається у темновій фазі фотосинтезу?

Чому експериментально важко виявити процес дихання рослин у денний час?

Елементи правильної відповіді

1. Код триплетен означає, що кожна з амінокислот кодується трьома нуклеотидами.

2. Код «однозначний» – кожен триплет (кодон) кодує лише одну амінокислоту.

3. Код «вироджений» означає, що кожна амінокислота може кодуватися більш ніж одним кодоном.

Дайте відповідь самостійно

Навіщо потрібні розділові знаки між генами і чому їх немає всередині генів?

Що означає поняття «універсальність коду ДНК»?

У чому полягає біологічний зміст транскрипції?

Елементи правильної відповіді

1. Прикладами організмів, які мають чергування поколінь, може бути мохи, папороті, медузи та інші.

2. У рослин відбувається зміна гаметофіту та спорофіту. У медуз чергуються стадії поліпа та медузи.

Дайте відповідь самостійно

У чому полягають основні відмінності між мітозом та мейозом?

У чому різниця між поняттями «клітинний цикл» та «мітоз»?

Елементи правильної відповіді

1. Ізольовані клітини організму, що живуть у штучному середовищі, називаються клітинною культурою (або культурою клітин).

2. Клітинні культури використовують для отримання антитіл, лікарських речовин, і навіть для діагностики захворювань.

Елементи правильної відповіді

1. Інтерфаза необхідна для запасання речовин та енергії під час підготовки до мітозу.

2. В інтерфазі відбувається подвоєння спадкового матеріалу, що згодом забезпечує його рівномірний розподіл за дочірніми клітинами.

Дайте відповідь самостійно

Чи однакові чи різні за своїм генетичним складом гамети, вироблені організмом? Наведіть докази.

Які організми мають еволюційну перевагу – гаплоїдні чи диплоїдні? Наведіть докази.

Завдання рівня С2

Елементи правильної відповіді

Помилки допущені у реченнях 2, 3, 5.

У пропозиції 2 зверніть увагу на один з елементів, що не належать до макроелементів.

У пропозиції 3 один із перерахованих елементів помилково віднесений до мікроелементів.

У пропозиції 5 помилково вказано елемент, що виконує цю функцію.

2. Знайдіть помилки у наведеному тексті. Вкажіть номери пропозицій, у яких допущені помилки, поясніть їх. 1. Білки – це нерегулярні біополімери, мономерами яких є нуклеотиди. 2. Залишки мономерів з'єднані між собою пептидними зв'язками. 3. Послідовність мономерів, що підтримується цими зв'язками, формує первинну структуру білкової молекули. 4. Наступна структура – ​​вторинна, підтримується слабкими гідрофобними хімічними зв'язками. 5. Третинна структура білка є скрученою молекулою у вигляді глобули (кулі). 6. Підтримується така структура водневими зв'язками.

Елементи правильної відповіді

Помилки допущені у реченнях 1, 4, 6.

У пропозиції 1 неправильно вказані мономери білкової молекули.

У реченні 4 неправильно вказані хімічні зв'язки, що підтримують вторинну структуру білка.

У пропозиції 6 неправильно вказані хімічні зв'язки, що підтримують третинну структуру білка.

Автор статті - Д. А. Соловков, кандидат біологічних наук

Типи завдань із цитології

Завдання з цитології, які зустрічаються в ЄДІ, можна розбити на сім основних типів. Перший тип пов'язаний з визначенням відсоткового вмісту нуклеотидів у ДНК і найчастіше зустрічається у частині А іспиту. До другого відносяться розрахункові завдання, присвячені визначенню кількості амінокислот у білку, а також кількості нуклеотидів та триплетів у ДНК або РНК. Цей тип завдань може зустрітися як у частині А, так у частині С.

Завдання з цитології типів 3, 4 та 5 присвячені роботі з таблицею генетичного коду, а також вимагають від абітурієнта знань з процесів транскрипції та трансляції. Такі завдання становлять більшість питань С5 у ЄДІ.

Завдання типів 6 і 7 з'явилися в ЄДІ відносно недавно, і вони також можуть зустрітися абітурієнту в частині С. Шостий тип заснований на знаннях про зміни генетичного набору клітини під час мітозу та мейозу, а сьомий тип перевіряє у засвоєння матеріалу, що навчається, з дисиміляції в клітині еукаріотів. .

Нижче запропоновано рішення задач всіх типів і наведено приклади для самостійної роботи. У додатку дано таблицю генетичного коду, що використовується при вирішенні.

Розв'язання задач першого типу

Основна інформація:

• У ДНК існує 4 різновиди нуклеотидів: А (аденін), Т (тимін), Г (гуанін) та Ц (цитозин).
• У 1953 р. Дж. Уотсон і Ф. Крік відкрили, що молекула ДНК є подвійною спіралью.
• Ланцюги комплементарні один одному: навпроти аденіну в одному ланцюзі завжди знаходиться тімін в іншій і навпаки (А-Т і Т-А); навпроти цитозину - гуанін (Ц-Г і Г-Ц).
• У ДНК кількість аденіну та гуаніну дорівнює числу цитозину і тиміну, а також А=Т та Ц=Г (правило Чаргаффа).

Завдання: у молекулі ДНК міститься аденіну. Визначте, скільки (в) у цій молекулі міститься інших нуклеотидів.

Рішення: кількість аденіну дорівнює кількості тиміну, отже, тиміну в цій молекулі міститься . На гуанін та цитозин доводиться . Т.к. їх кількості рівні, то Ц = Р =.

Розв'язання задач другого типу

Основна інформація:

• Амінокислоти, необхідні синтезу білка, доставляються в рибосоми з допомогою т-РНК. Кожна молекула т-РНК переносить лише одну амінокислоту.
• Інформація про первинну структуру молекули білка зашифрована у молекулі ДНК.
• Кожна амінокислота зашифрована послідовністю трьох нуклеотидів. Ця послідовність називається триплетом чи кодоном.

Завдання: у трансляції брало участь молекул т-РНК. Визначте кількість амінокислот, що входять до складу білка, що утворюється, а також число триплетів і нуклеотидів у гені, який кодує цей білок.

Рішення: якщо у синтезі брало участь т-РНК, всі вони перенесли амінокислот. Оскільки одна амінокислота кодується одним триплет, то в гені буде триплет або нуклеотидів.

Розв'язання задач третього типу

Основна інформація:

• Транскрипція - це процес синтезу і-РНК за матрицею ДНК.
• Транскрипція здійснюється за правилом комплементарності.
• До складу РНК замість тиміну входить урацил.

Завдання: фрагмент одного з ланцюгів ДНК має таку будову: ААГГЦТАЦГТТГ. Побудуйте на ній і-РНК та визначте послідовність амінокислот у фрагменті молекули білка.

Рішення: за правилом комплементарності визначаємо фрагмент і-РНК і розбиваємо його на триплет: УУЦ-ЦГА-УГЦ-ААУ. За таблицею генетичного коду визначаємо послідовність амінокислот: фен-арг-цис-асн.

Розв'язання задач четвертого типу

Основна інформація:

• Антикодон - це послідовність з трьох нуклеотидів у т-РНК, комплементарних нуклеотидів кодону та-РНК. До складу т-РНК та і-РНК входять ті самі нуклеотиди.
• Молекула і-РНК синтезується на ДНК за правилом комплементарності.
• До складу ДНК замість урацилу входить тімін.

Завдання: фрагмент і-РНК має таку будову: ГАУГАГУАЦУУЦААА. Визначте антикодони т-РНК та послідовність амінокислот, закодовану у цьому фрагменті. Також напишіть фрагмент молекули ДНК, на якому була синтезована ця іРНК.

Рішення: розбиваємо і-РНК на триплети ГАУ-ГАГ-УАЦ-УУЦ-ААА та визначаємо послідовність амінокислот, використовуючи таблицю генетичного коду: асп-глу-тир-фен-ліз. У цьому фрагменті міститься триплетів, у синтезі братиме участь т-РНК. Їхні антикодони визначаємо за правилом комплементарності: ЦУА, ЦУЦ, АУГ, ААГ, УУУ. Також за правилом комплементарності визначаємо фрагмент ДНК (і-РНК!!!): ЦТАЦТЦАТГААГТТТ.

Розв'язання задач п'ятого типу

Основна інформація:

• Молекула т-РНК синтезується на ДНК за правилом комплементарності.
• Не забудьте, що до складу РНК замість тиміну входить урацил.
• Антикодон - це послідовність з трьох нуклеотидів, комплементарних нуклеотидів кодону і-РНК. До складу т-РНК та і-РНК входять ті самі нуклеотиди.

Завдання: фрагмент ДНК має таку послідовність нуклеотидів ТТАГЦЦГАТЦЦГ. Встановіть нуклеотидну послідовність т-РНК, яка синтезується на даному фрагменті, та амінокислоту, яку переноситиме ця т-РНК, якщо третій триплет відповідає антикодону т-РНК. Для вирішення завдання використовуйте таблицю генетичного коду.

Рішення: визначаємо склад молекули т-РНК: ААУЦГГЦУАГГЦ та знаходимо третій триплет – це ЦУА. Це антикодону комплементарний триплет і-РНК – ДАУ. Він кодує амінокислоту асп, яку переносить дана т-РНК.

Розв'язання задач шостого типу

Основна інформація:

• Два основні способи розподілу клітин - мітоз і мейоз.
• Зміна генетичного набору в клітині під час мітозу та мейозу.

Завдання: у клітці тварини диплоїдний набір хромосом дорівнює. Визначте кількість молекул ДНК перед мітозом, після мітозу, після першого та другого поділу мейозу.

Рішення: За умовою, . Генетичний набір:

Розв'язання задач сьомого типу

Основна інформація:

• Що таке обмін речовин, дисиміляція та асиміляція.
• Дисиміляція у аеробних та анаеробних організмів, її особливості.
• Скільки етапів у дисиміляції, де вони проходять, які хімічні реакціїпроходять під час кожного етапу.

Завдання: до дисиміляції вступило молекул глюкози. Визначте кількість АТФ після гліколізу, після енергетичного етапута сумарний ефект дисиміляції.

Рішення: запишемо рівняння гліколізу: = 2ПВК + 4Н + 2АТФ. Оскільки з однієї молекули глюкози утворюється молекули ПВК та 2АТФ, отже, синтезується 20 АТФ. Після енергетичного етапу дисиміляції утворюється молекул АТФ (при розпаді молекули глюкози), отже, синтезується АТФ. Сумарний ефект дисиміляції дорівнює АТФ.

Приклади завдань для самостійного вирішення

1. Т=, Г=Ц= .
2. амінокислот, триплетів, нуклеотидів.
3. триплети, амінокислоти, молекули т-РНК.
4. та-РНК: ЦЦГ-АГА-УЦГ-ААГ. Амінокислотна послідовність: про-арг-сер-ліз.
5. Фрагмент ДНК: ЦГАТТАЦААГАААТГ. Антикодони т-РНК: ЦДА, УА, ЦАА, ГАА, АУГ. Амінокислотна послідовність: ала-асн-вал-лей-тир.
6. т-РНК: УЦГ-ГЦУ-ГАА-ЦМГ. Антикодон ГАА, кодон і-РНК - ЦУУ, амінокислота, що переноситься, - лей.
7. . Генетичний набір:
8. Оскільки з однієї молекули глюкози утворюється молекули ПВК і 2АТФ, отже, синтезується АТФ. Після енергетичного етапу дисиміляції утворюється молекул АТФ (при розпаді молекули глюкози), отже, синтезується АТФ. Сумарний ефект дисиміляції дорівнює АТФ.
9. У цикл Кребса вступило молекул ПВК, отже розпалося молекули глюкози. Кількість АТФ після гліколізу – молекул, після енергетичного етапу – молекул, сумарний ефект дисиміляції молекул АТФ.

Отже, у цій статті наведено основні типи завдань із цитології, які можуть зустрітися абітурієнту в ЄДІ з біології. Сподіваємося, що варіанти завдань та їх вирішення буде корисним усім при підготовці до іспиту. Успіхів!