Готуємося до ЄДІ з біології
Рішення задач по цитології на застосування знань у новій ситуації
Завдання С5 включає завдання по цитології, пов'язані з процес-самі реалізації спадкової інформації і поділом клітини. Ці завдання хороші тим, що питання в них конкретні і точні. З іншого боку, вони досить складні і вимагають глибокого розуміння тих процесів, про які йде мова. Важливим момен-том при вирішенні завдань С5 є пояснення виконуваних дій, особливо якщо в завданні так і написано: «Відповідь поясни-ті». Наявність пояснень дозволяє перевіряючому зробити висновок про розуміння учням даної теми, а їх відсутність може при-вести до втрати дуже важливого бала.
Завдання С5 оцінюється в три бали, які нараховуються в разі повністю вірного рішення. Тому, приступаючи до задачі, в першу чергу необхідно виділити всі питання. Кількість відповідей має їм відповідати, інакше можна також ли-шитися бала.
При вирішенні ряду задач даного розділу необхідно користу-тися таблицею генетичного коду. Правила користування таб-ліцей зазвичай вказуються в завданні, але краще навчитися це-му заздалегідь. Для визначення амінокислоти, кодируемой тих чи інших кодонів, необхідно виконати наступні дії. Перший нуклеотид триплета знаходимо в лівому вертикальному ряду, другий - у верхньому горизонтальному. третій - в правом верти-кальном ряду. Шукана амінокислота знаходиться в точці Перес-чення уявних ліній. йдуть від нуклеотидів.
ЗАВДАННЯ НА КІЛЬКІСНІ СПІВВІДНОШЕННЯ ПРИ РЕАЛІЗАЦІЇ СПАДКОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ
При вирішенні завдань цього типу необхідно пам'ятати і орга-тельно вказувати в поясненнях наступне:
кожна амінокислота доставляється до рибосом однієї тРНК, отже, кількість амінокислот у білку одно кількістю-ству молекул тРНК, які брали участь в синтезі білка;
кожна амінокислота кодується трьома нуклеотидами (одним кодоном, або кодоном), тому кількість кодують ну-клеотідов завжди в три рази більше, а кількість триплетів (ко-донів) дорівнює кількості амінокислот у білку;
кожна тРНК має антикодон, комплементарний кодону іРНК, тому кількість антикодон, а значить і в цілому молекул тРНК дорівнює кількості кодонів іРНК;
іРНК комплементарна одному з ланцюжків ДНК, тому кількість нуклеотидів іРНК дорівнює кількості нуклеотидів ДНК. Количе-ство триплетів, зрозуміло, також буде однаковим.
Завдання 1. У трансляції брало участь 75 молекул тРНК. Визна-літі число амінокислот, що входять до складу синтезованого білка, а також число триплетів і нуклеотидів в гені, який кодує даний білок.
Одна молекула тРНК доставляє до рибосоми одну амінокислоти-ту. В трансляції брало участь 75 молекул тРНК, отже, до складу синтезованого білка входить 75 амінокислот.
Кожна амінокислота кодується одним кодоном ДНК, поет-му ділянку ДНК, що кодує даний білок, містить 75 триплетів.
Кожен триплет - це три нуклеотиду, отже, зазначений-ний ділянку ДНК містить 75 х 3 = 225 нуклеотидів.
Відповідь: 75 амінокислот, 75 триплетів ДНК, 225 нуклеотидів ДНК.
Завдання 2.Белок складається з 200 амінокислот. Встановіть, у скільки разів молекулярна маса ділянки гена, що кодує даний білок, перевищує молекулярну масу білка, якщо середня молекулярна маса амінокислоти - 110, а нуклеоті-да - 300. Відповідь поясніть.
Середня маса амінокислоти - 110, кількість амінокислот
Кожна амінокислота кодується трьома нуклеотидами, сле-послідовно, кількість нуклеотидів в зазначеній ділянці гена 200 х 3 = 600.
Молекулярна маса ділянки гена становить 600 х 300 = 180000.
Відповідь: в 8,2 рази.
ЗАВДАННЯ НА ПОБУДОВУ МОЛЕКУЛИ іРНК, антикодон тРНК І ВИЗНАЧЕННЯ послідовність амінокислот у білку
При вирішенні завдань цього типу необхідно пам'ятати і обязательноуказивать в поясненнях наступне:
нуклеотиди іРНК комплементарні нуклеотидам ДНК;
замість тиміну в усіх видах РНК записується урацил;
нуклеотиди іРНК пишуться підряд, без ком, т. к. мається на увазі одна молекула;
Антикодон тРНК пишуться через кому, т. к. кожний антикодон належить окремій молекулі тРНК;
амінокислоти знаходимо по таблиці генетичного коду;
якщо дана таблиця генетичного коду для іРНК, значить, викорис-зуемое кодони мРНК.
амінокислоти в білку пишуться через дефіс, т. к. мається на увазі, що вони вже з'єдналися і утворили первинну структуру білка.
Завдання 3. Фрагмент ланцюга ДНК має послідовність АЦГТТГЦЦЦААТ. Визначте послідовність нуклеотидів іРНК, Антикодон тРНК і послідовність амінокислот у синтезованих білку.
2.Поясненія. іРНК будуємо комплементарно ДНК; Антикодон тРНК комплементарні кодонам іРНК; амінокислоти знаходимо по кодонам іРНК, використовуючи таблицю генетичного коду.
ЗАВДАННЯ НА ВИЗНАЧЕННЯ амінокислотноїпослідовності в білках ДО І ПІСЛЯ ЗМІН ДО ДНК
При вирішенні завдань цього типу головне правильно прибрати або, навпаки, додати в залежності від умов зазначений нуклео-тид або, можливо, цілий триплет.
Завдання 4.С якій послідовності амінокислот починається білок, якщо він закодований такою послідовністю нукле-отиде: ГАЦЦГАТГТАТГАГА. Яким стане початок ланцюжка, якщо під впливом опромінення четвертий нуклеотид виявиться вибі-тим з молекули ДНК? Як це відіб'ється на властивостях синтези-руемого білка?
2). Отримуємо змінену послідовність нуклеотидів. Для цього вважаємо зліва направо, знаходимо четвертий нуклеотид і уби-раєм його. Частина, що залишилася послідовність буде на один нуклеотид коротше, тому останній триплет буде неповним. Значить, і по-отже амінокислот буде коротше на одну амінокислоту.
3). Первинна структура білка змінилася (змінилося число ами-нокіслот і їх послідовність), що відіб'ється на пространствен-ної структурі молекули, а значить, і на її властивості та функції.
ЗАВДАННЯ НА ВИЗНАЧЕННЯ СТРУКТУРИ тРНК і переносимість ЇЇ Амінокислоти
При вирішенні завдань даного типу слід пам'ятати наступне:
тРНК синтезуються прямо на матриці ДНК за принципом ком- плементарності і без участі іРНК (зазвичай це вказується в умові завдання);
зазначений в умові триплет тРНК є антикодоном;
щоб дізнатися, яку амінокислоту переносить тРНК, необхідно побудувати кодон іРНК, комплементарний антикодону тРНК;
по кодону іРНК за допомогою таблиці генетичного коду визна-ляем амінокислоту.
Завдання 5.Ізвестно, що всі види РНК синтезуються на ДНК-матриці. Фрагмент молекули ДНК, на якій синтезировался ділянку центральної петлі тРНК, має наступну послідовно-вательность нуклеотидів: ЦГЦГАЦГТГГТЦГАА. Встановіть ну-клеотідную послідовність ділянки тРНК, який синте-зіруется на даному фрагменті, і амінокислоту, яку буде переносити ця тРНК в процесі біосинтезу білка, якщо третій триплет відповідає антикодону тРНК. Відповідь поясніть.
ЗАВДАННЯ НА КІЛЬКІСНЕ СПІВВІДНОШЕННЯ нуклеотидів в молекулі ДНК
І НА РОЗРАХУНОК ЧИСЛА водневі зв'язок між НИМИ
При вирішенні подібних завдань необхідно пам'ятати:
кількість аденілових (А) нуклеотидів дорівнює кількості тімі- ДИЛОВА (Т), а кількість гуанілова (Г) - кількості цітіді- лових (Ц);
між аденином і тиміном дві водневі зв'язку, між Гуан-ном і цитозином - три.
Приймемо за X число тіміділових нуклеотидів, тоді число аде- Нілов - теж X, число гуанілова - 1,5х, число цітіділових теж 1,5х.
Отже, кількість Т = 400, А = 400, Г = 600, Ц = 600.
Відповідь: Т = 400, А = 400, Г = 600, Ц = 600.
Завдання 7.Фрагмент ланцюга ДНК має послідовність АЦТАТАГЦА. Визначте нуклеотидную послідовність другий ланцюга і загальна кількість водневих зв'язків, які утворюються між двома ланцюгами.
2) Вважаємо кількість пар аденін - тимін і множимо на 2, т. К. Між аденином і тиміном утворюються дві водневі зв'язку. 6 x 2 = 12 водневих зв'язків.
3) Вважаємо кількість пар гуанін - цитозин і множимо на 3, т. К. Між гуаніном і цитозином утворюються три водневі зв'язку. 3 x 3 = 9 водневих зв'язків.
4) Загальна кількість водневих зв'язків в цьому фрагменті 12 + 9 = 21.
Відповідь: 21 воднева зв'язок
ЗАВДАННЯ НА ВИЗНАЧЕННЯ ДОВЖИНИ ОКРЕМОГО ДІЛЯНКИ ДНК АБО КІЛЬКОСТІ НУКЛЕОТИДІВ В НЬОМУ
Завдання даного типу вимагають уважності в математичних-чеських розрахунках. Крім того, необхідно враховувати, про що йде мова, про парах нуклеотидів або про загальну кількість нуклеотидів.
Завдання 8.Контурная довжина молекули ДНК бактеріофага склад-ляет 17x10'6м. Після впливу на нього мутагенами довжина виявилася 13,6x10-6м. Визначте, скільки пар азотистих осно-ваний випало в результаті мутації, якщо відомо, що рассто-яние між сусідніми нуклеотидами складає 34x1011м.
Обчислимо загальну довжину відрізка ДНК бактеріофага випав в результаті впливу мутагенами. 17x1 0 '6 - 1 3,6x1 0 6 = 3,4x1 0 6 (м).
Обчислимо кількість пар нуклеотидів у випадаючому фрагменті:
3,4 x 10 -6 / 34 x 10 '11 = 10 4 = 10 ТОВ (пар нуклеотидів).
Відповідь: 10 тисяч пар нуклеотидів.
ЗАВДАННЯ НА ВИЗНАЧЕННЯ ЗАГАЛЬНОЇ ДОВЖИНИ ДНК В СТАТЕВИХ І СОМАТИЧНИХ КЛІТИНАХ НА РІЗНИХ ЕТАПАХ ЇХ життєвого циклу
При вирішенні подібних завдань необхідно чітко розуміти сліду-ющее:
кількість ДНК і кількість хромосом - не одне і те ж;
після реплікації ДНК число хромосом залишається колишнім, а ко-личество ДНК збільшується вдвічі (кожна хромосома содер-жит дві хроматиди);
кількість ДНК в соматичних клітинах в два рази більше, ніж в статевих;
в кінці інтерфази, т. е. після завершення реплікації, в сома-тичної клітці кількість ДНК стає в два рази більше звичайного;
протягом профази, метафази і анафази кількість ДНК, як і раніше перевищує звичайне в два рази;
після завершення поділу (а точніше, після завершення тіло-фази) утворилися дочірні клітини містять кількість ДНК, характерне для соматичної клітини даного організму;
у квіткових рослин клітини ендосперму містять тріплоідний набір хромосом, тому кількість ДНК в них в три рази біль-ше, ніж в гаметах.
Завдання 9. У хромосомах соматичних клітин людини у чоловік-чин міститься 5,6 x 10 9 пар нуклеотидів. Яка кількість пар нуклеотидів міститься в сперматозоїдах і в клітинах голів-ного мозку? Яка кількість пар нуклеотидів міститься в епітеліальних клітинах в момент метафази?
Сперматозоїд містить гаплоїдний набір хромосом, слідів-
вательно, кількість ДНК в два рази менше, ніж в соматичних клітинах: 5,6 x '10 9/2 = 2,8 x 10 9 пар нуклеотидів.
Клітини головного мозку є соматичними, слідчий-но, містять 5,6 x 10 9 пар нуклеотидів.
У момент метафази кількість ДНК в делящейся клітці вдвічі більше звичайного (т. К. Хромосоми містять по дві хроматиди), сле-послідовно, кількість нуклеотидів становить
5,6 x 10 9 х 2 = 11,2 x 10 9 пар нуклеотидів.
Відповідь: 1) 2,8 x 10 9 п. Н "2) 5,6 x 10 9 п. Н" 3) 11,2 x 10 9 п. Н.
ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО РОЗВ'ЯЗАННЯ
С5.1. Білок складається з 240 амінокислот. Встановіть число нуклео-тідов молекулі іРНК і в двухцепочечную фрагменті ДНК, кодую-щем даний білок, і число молекул тРНК, необхідних для пере-носа амінокислот до місця синтезу білка.
С5.2. Ділянка ланцюга ДНК, що кодує первинну структуру поліпеп-Тіда, складається з 510 нуклеотидів. Визначте число нуклеотидів відповідної мРНК, число амінокислот у білку і кількість тРНК, необхідних для перенесення цих амінокислот до місця синтезу. Відповідь поясніть.
С5.3. В трансляції брало участь 60 молекул тРНК. Визначте число амінокислот, що входять до складу синтезованого білка, а також число кодонів іРНК і кількість нуклеотидів в двухцепочечную фрагменті ДНК, що містить інформацію про первинну структуру даного білка.
С5.4. Білок складається з 150 амінокислот. Визначте приблизну мо-лекулярную масу відповідної мРНК, якщо відомо, що середовищ-ня молекулярна маса нуклеотиду - 300.
С5.5. Відрізок молекули ДНК, що кодує первинну структуру білка, має послідовність ТЦАТГГЦТТАГГ. Визначте послідовність нуклеотидів іРНК, Антикодон тРНК, що беруть участь в синте-зе білка, і послідовність амінокислот у синтезованих білку.
С5.6. У біосинтезі білка брали участь тРНК з антикодон УУА, ГГЦ, ЦГЦ, АУА, ЦГУ. Визначте структуру двухцепочечную ділянки молекули ДНК, що несе інформацію про синтезованих поліпепті-де і послідовність амінокислот в ньому.
С5.7. Матрицею для синтезу білка послужив фрагмент іРНК, маю-щий послідовність АУГГЦУАААЦЦГ. Визначте Антикодон тРНК, що брали участь в трансляції, первинну структуру синтези-рованного білка і послідовність нуклеотидів в гені, що кодує-Ющем даний білок.
С5.8. Змістовний ділянку ланцюга ДНК представлений послідовник-ністю нуклеотидів ЦЦГАЦАГАЦГТАГГА. В результаті мутації відбулася заміна шостого зліва аденілового нуклеотиду на гуані- ловий. Визначте послідовність амінокислот, кодованих вихідним і зміненим фрагментами ДНК. Порівняйте їх. Яка властивість генетичного коду дозволяє пояснити отримані ре-зультати?
С5.9. У послідовності ланцюга ДНК ТГЦАТГТААГГТЦЦА в ре-док мутації випав третій нуклеотид в другому триплеті. Визначте амінокислотну послідовність в нормальному і зміненому білку. Порівняйте їх. До якого виду мутацій відноситься дана зміна?
С5.10. Визначте послідовність амінокислот у білку, коди-руемой ділянкою ланцюга ДНК ТТГЦАТГТААГГ. Як зміниться привчає-ва структура білка, якщо в результаті дії мутагена фрагмент ланцюга, що включає 4-7 нуклеотиди, перекинувся на 180 °? Як це відіб'ється на властивостях білка?
С5.11. Швидкість транскрипції становить приблизно 50 нуклеотидів в секунду. Скільки часу буде потрібно для синтезу іРНК, що несе ін-формацію про білку, що складається з 200 амінокислот? Відповідь поясніть.
С5.12. Швидкість трансляції становить приблизно 6 триплетів в се-Кунда. Скільки часу буде потрібно для синтезу білка, що складається з 180 амінокислот?
С5.13. Дволанцюжкові фрагмент молекули ДНК включає 200 ну-клеотідов. Нуклеотиди з гуаніном (Г) складають 16% від загального числа нуклеотидів. Визначте кількість нуклеотидів кожного виду. Поясніть отримані результати.
С5.14. Відомо, що всі види РНК синтезуються на ДНК-матриці. Фрагмент молекули ДНК, на якій синтезировался ділянку цент-ральної петлі тРНК, має наступну послідовність ну-клеотідов: ГЦГАЦГТГТТЦГААЦ. Встановіть нуклеотидную після-довність ділянки тРНК, який синтезується на даному фрагменті, і амінокислоту, яку буде переносити ця тРНК в процесі біосинтезу білка, якщо третій триплет відповідає ан-тікодону тРНК. Відповідь поясніть.
С5.15. Визначте число А, Т, Г і Ц нуклеотидів в двухцепочечную фрагменті ДНК, якщо відомо, що 40 з них з'єднані між со-бій подвійними водневими зв'язками, а 50 - потрійними. Відповідь по-ясніте.
С5.16. Ділянка однієї з двох ланцюгів молекули ДНК містить 150 аде- Нілов нуклеотидів (А), 200 тіміділових (Т), 300 гуанілова (Г) і 100 цітіділових (Ц). Яке число А, Т, Г і Ц нуклеотидів містить-ся в двухцепочечной молекулі ДНК? Скільки амінокислот складаючи-ють первинну структуру білка, кодованого цим фрагментом ДНК? Відповідь поясніть.
С5.17. Альфа-ланцюг гемоглобіну містить 141 амінокислотний залишок. Визначте довжину ділянки ДНК, що кодує послідовно-вательность амінокислот в а-ланцюга, якщо відомо, що відстань між нуклеотидами складає 0,34 нм.
С5.18. Загальна кількість нуклеотидів в соматичних клітинах жінки одно 11,4 x 10 9. Розрахуйте сумарну довжину всіх молекул ДНК соматичної клітини жінки, якщо відстань між сусід-ними нуклеотидами складає 34х10
11 м. Визначте загальну довжину ДНК в яйцеклітині. Відповідь поясніть.
С5.19. Гаплоїдний набір хромосом м'якої пшениці становить 21. Скільки хромосом міститься в клітинах кореня пшениці, зародка насінини і ендосперму насіння. Відповідь поясніть.
С5.20. Диплоїдний набір хромосом шимпанзе дорівнює 48. визна-літі число молекул ДНК в клітинах шимпанзе: 1) на початку поділу клітини; 2) після закінчення мітозу; 3) після закінчення мейозу.
Готуємося до ЄДІ з біології. Практикум з підготовки до успішного виконання завдання С5 Завантажити матеріал