Биология ЕГЭ Задание 27 проверяет умение применять знания по цитологии, связанные с процессами реализации наследственной информации и делением клетки. Чтобы выполнить такое задание, надо уметь работать с таблицей генетического кода, решать цитологические задачи на определение числа хромосом и количества молекул ДНК в разных фазах митоза и мейоза, хромосомного набора в клетках гаметофита и спорофита растений разных отделов.
Линия 27 ЕГЭ по Биологии. Решение задач по цитологии на применение знаний в новой ситуации. Коды проверяемых элементов содержания (КЭС): 2.2–2.7. Уровень сложности: В (высокий). Максимальный балл: 3. Примерное время выполнения: 20 мин. Средний % выполнения: 34.
Задание представляет собой текстовую задачу, которая решается согласно основным генетико-цитологическим закономерностям с помощью простых арифметических вычислений либо основных правил комплементарности генетического кода. В ответе надо записать ход решения задачи с пояснениями.
Алгоритм выполнения задания № 27
Внимательно прочитайте задачу.
Проанализируйте, о каком цитогенетическом процессе идёт речь.
Выполните необходимые вычисления на черновике.
Запишите развёрнутый ответ с ходом решения и пояснениями.
Важным моментом решения задач этого задания является наличие пояснений выполняемых действий!
Задание 27 (пример выполнения)
Линия 27. Пример № 1.
Последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка следующая: Асп-Мет-Три. Определите возможные триплеты ДНК, которые кодируют этот фрагмент белка. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть Таблицу генетического кода (иРНК)
Таблица генетического кода (иРНК)
Правила пользования таблицей. Первый нуклеотид в триплете берётся из левого вертикального ряда, второй — из верхнего горизонтального ряда и третий — из правого вертикального. Там, где пересекутся линии, идущие от всех трёх нуклеотидов, и находится искомая аминокислота.
Содержание верного ответа (правильный ответ должен содержать следующие позиции):
1) аминокислота Асп кодируется ГАУ или ГАЦ, следовательно, по принципу комплементарности на ДНК её кодирует триплет ЦТА или ЦТГ;
2) аминокислота Мет кодируется триплетом АУГ, следовательно, на ДНК её кодирует триплет ТАЦ;
3) аминокислота Три кодируется триплетом УГГ, следовательно, на ДНК её кодирует триплет АЦЦ.
добавьте свои пояснения!
Что необходимо повторить и помнить
В период подготовки к экзамену ПОВТОРЯЕМ теорию по конспектам:
КЭС 2.2. Многообразие клеток. Прокариоты и эукариоты. Сравнительная характеристика клеток.
КЭС 2.3. Химический состав клетки. Макро- и микроэлементы. Взаимосвязь строения и функций неорганических и органических веществ, входящих в состав клетки.
КЭС 2.5. Обмен веществ и превращения энергии. Энергетический обмен и пластический обмен, их взаимосвязь. Стадии энергетического обмена. Брожение и дыхание. Фотосинтез и его значение. Фазы фотосинтеза.
КЭС 2.6. Генетическая информация в клетке. Гены, генетический код и его свойства. Матричный характер реакций биосинтеза. Биосинтез белка и нуклеиновых кислот
КЭС 2.7. Клетка — генетическая единица живого. Хромосомы, их строение (форма и размеры) и функции. Число хромосом и их видовое постоянство. Соматические и половые клетки. Жизненный цикл клетки: интерфаза и митоз. Митоз — деление соматических клеток. Мейоз. Фазы митоза и мейоза. Развитие половых клеток у растений и животных. Деление клетки — основа роста, развития и размножения организмов. Роль мейоза и митоза.
Нуклеотиды иРНК пишутся подряд, без запятых, поскольку имеется в виду одна молекула.
Антикодоны тРНК пишутся через запятую, так как каждый антикодон принадлежит отдельной молекуле тРНК.
Аминокислоты в белке пишутся через дефис, поскольку имеется в виду, что они уже соединились и образовали первичную структуру белка.
тРНК синтезируется прямо на матрице ДНК по принципу комплементарности и без участия иРНК.
Триплет тРНК является антикодоном.
Чтобы узнать, какую аминокислоту переносит тРНК, необходимо построить кодон иРНК, комплементарный антикодону тРНК.
Количество адениловых (А) нуклеотидов равно количеству тимидиловых (Т), а количество гуаниловых (Г) — количеству цитидиловых (Ц).
Между аденином и тимином две водородные связи, между гуанином и цитозином — три.
Количество ДНК и количество хромосом не одно и то же.
После репликации ДНК число хромосом остаётся прежним, а количество ДНК увеличивается вдвое (каждая хромосома содержит две хроматиды).
Количество ДНК в соматических клетках в два раза больше, чем в половых. В конце интерфазы, то есть после завершения репликации, в соматической клетке количество ДНК удваивается. В течение профазы, метафазы и анафазы количество ДНК по-прежнему превышает обычное в два раза. После завершения деления материнской клетки (после завершения телофазы) образовавшиеся дочерние клетки содержат количество ДНК, характерное для соматической клетки данного организма.
У цветковых растений клетки эндосперма содержат триплоидный набор хромосом, поэтому количество ДНК в них в три раза больше, чем в гаметах.
Выполните самостоятельно примеры Биология ЕГЭ Задание 27 и сверьте свой ответ с правильным (спрятан в спойлере).
Пример № 2.
Определите хромосомный набор (n) и число молекул ДНК (с) в клетке животного в профазе мейоза I и профазе мейоза II. Объясните результаты в каждом случае.
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть ОТВЕТ
Схема решения задачи включает: 1) в профазе мейоза I набор хромосом — 2n; число ДНК — 4с;
2) в профазе мейоза I хромосомы представлены двумя хроматидами, поэтому число ДНК в 2 раза больше, чем число хромосом;
3) в профазе мейоза II набор хромосом — 1n; число ДНК — 2с;
4) в профазе мейоза II после редукционного деления число хромосом и ДНК уменьшается в два раза.
Пример № 3.
В соматических клетках подсолнечника содержится 34 хромосомы. Какое число хромосом и молекул ДНК содержится в ядре при гаметогенезе перед началом мейоза I и мейоза II? Объясните, как образуется такое число хромосом и молекул ДНК.
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть ОТВЕТ
Схема решения задачи включает: 1) перед началом мейоза I число хромосом — 34, число молекул ДНК – 68;
2) перед началом мейоза I ДНК реплицируется, и каждая хромосома состоит из двух хроматид, но число хромосом не меняется;
3) перед началом мейоза II число хромосом — 17, число молекул ДНК – 34;
4) после редукционного деления мейоза I число хромосом и число молекул ДНК уменьшается в 2 раза.
Пример № 4.
Определите, во сколько раз молекула белка лизоцима легче, чем молекулярная масса участка гена, кодирующего его. Лизоцим состоит из 130 аминокислотных остатков. Средняя молекулярная масса одного аминокислотного остатка — 110 а. е. м. Средняя молекулярная масса одного нуклеотида — 345 а. е. м.
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть ОТВЕТ
Схема решения задачи включает: 1) количество нуклеотидов фрагмента молекулы ДНК, кодирующего белок, равно: 130 аминокислот х 3 нуклеотида = 390;
2) масса гена: 390 нуклеотидов х 345 а.е.м. = 134 550 а.е.м.; масса белка: 130 аминокислотных остатков х 110 а.е.м. = 14 300 а.е.м.
3) белок лизоцим легче гена: 134 550 : 14 300 = в 9,4 раз.
Пример № 5.
Все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на котором синтезируется участок центральной петли т-РНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: АТАГЦТЦЦТЦГГАЦТ. Установите нуклеотидную последовательность участка т-РНК, который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону и-PHК. Ответ поясните. Для решения задачи используйте таблицу генетического кода.
Показать Таблицу генетического кода (мРНК)
Таблица генетического кода (м-РНК)
Содержание верного ответа (правильный ответ должен содержать следующие позиции):
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть ОТВЕТ
Схема решения задачи включает: 1) нуклеотидная последовательность участка т-РНК: УАУЦГАГГАГЦЦУГА;
2) нуклеотидная последовательность антикодона ГГА (третий триплет) соответствует кодону на и-РНК ЦЦУ;
3) по таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота П РО, которую будет переносить данная т-РНК.
Пример № 6.
В биосинтезе полипептида участвовали молекулы т-РНК с антикодонами: ААУ, ГГЦ, ГЦГ, УАА, ГЦА. Определите нуклеотидную последовательность участка каждой цепи молекулы ДНК, который несёт информацию о синтезируемом полипептиде, и число нуклеотидов, содержащих аденин (А), гуанин (Г), тимин (Т) и цитозин (Ц) в двух цепях молекулы ДНК на этом участке. Ответ поясните.
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть ОТВЕТ
Схема решения задачи включает: 1) антикодоны т-РНК комплементарны кодонам и-РНК, а последовательность нуклеотидов и-РНК комлементарна одной из цепей ДНК;
2) участок одной цепи ДНК — ААТГГЦГЦГТААГЦА, а второй цепи ДНК – ТТАЦЦГЦГЦАТТЦГТ;
3) число нуклеотидов: А — 7, Т — 7, Г — 8, Ц — 8.
Реальные задания ЕГЭ с ответами выпускников и оценкой экспертов
Пример № 7.
Последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка следующая: АЛА — ПРО — ЛЕЙ. Определите, пользуясь таблицей генетического кода, кодоны иРНК и триплеты ДНК, которые кодируют эти аминокислоты. Какое свойство генетического кода иллюстрирует это задание?
Посмотреть элементы правильного ОТВЕТа
Элементы ответа:
Аминокислота АЛА кодируется следующими триплетами иРНК: ГЦУ, ГЦЦ, ГЦА, ГЦГ. Следовательно, на ДНК ее кодируют триплеты ЦГА , ЦГГ, ЦГУ, ЦГЦ.
Аминокислота ПРО кодируется следующими триплетами иРНК: ЦЦУ, ЦЦЦ, ЦЦА, ЦЦГ. Следовательно, на ДНК ее кодируют триплеты ГГА, ГГГ, ГГТ, ГГЦ.
Аминокислота ЛЕЙ кодируется триплетами и-РНК: УУА, УУГ, ЦУЦ, ЦУА, ЦУГ, ЦУУ. Следовательно, на ДНК ее кодируют триплеты: ААТ, ААЦ, ГАГ, ГАТ, ГАЦ, ГАА.
Задание иллюстрирует такое свойство генетического кода как вырожденность.
Посмотреть ОТВЕТ выпускника и оценку эксперта
Ответ выпускника:
1) Пользуясь таблицей генетического кода иРНК, я определил, что аминокислота АЛА кодируется следующими триплетами иРНК: ГЦУ, ГЦЦ, ГЦА, ГЦГ.
2) Аминокислота ПРО кодируется следующими триплетами иРНК: ЦЦУ, ЦЦЦ, ЦЦА, ЦЦГ.
3) Аминокислота ЛЕЙ кодируется триплетами УУА, УУГ, ЦУЦ, ЦУА, ЦУГ, ЦУУ. Следовательно, код вырожден.
Комментарий. Оценка экспертов – 2 балла. Эксперты снизили оценку на 1 балл, так как выпускник не написал цепей ДНК, кодирующих информацию. Ошибка в трех пунктах одинаковая.
Пример № 8.
Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов ТТТАГЦТГТЦГГААГ. В результате произошедшей мутации в третьем триплете третий нуклеотид заменен на нуклеотид А. Определите последовательность нуклеотидов на иРНК по исходному фрагменту цепи ДНК и измененному. Что произойдет с фрагментом полипептида и его свойствами после возникшей мутации ДНК? Дайте объяснение, используя свои знания о свойствах генетического кода.
Посмотреть элементы правильного ОТВЕТа
Элементы ответа:
Последовательность нуклеотидов на и-РНК определяется по исходному фрагменту цепи ДНК — АААУЦГАЦАГЦЦУУЦ по принципу комплементарности.
Последовательность на и-РНК определяется по измененному фрагменту цепи ДНК — АААУЦГАЦУГЦЦУУЦ.
Фрагмент полипептида и его свойства не изменяются, так как триплеты АЦА и АЦУ кодируют одну аминокислоту ТРЕ — следовательно, генетический код вырожден (избыточен).
Посмотреть ОТВЕТ выпускника и оценку эксперта
Ответ выпускника: 1) Последовательность на и-РНК по исходному фрагменту цепи ДНК – АААУЦГАЦАГЦЦУУЦ.
2) Последовательность на и-РНК по измененному фрагменту цепи ДНК АААУЦГАЦУГЦЦУУЦ.
3) фрагмент полипептида и его свойства не изменяются.
Комментарий. Оценка экспертов – 1 балл. Ответ верный, но без объяснений. Нужно полностью выполнять требования заданий!
Пример № 9.
У шимпанзе в соматических клетках 48 хромосом. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках перед началом мейоза, в анафазе мейоза I и в профазе мейоза II. Объясните ответ в каждом случае.
Посмотреть элементы правильного ОТВЕТа
Элементы ответа:
Перед началом мейоза набор хромосом и ДНК равен 2n4c; в конце интерфазы произошло удвоение ДНК, хромосомы стали двухроматидными; 48 хромосом и 96 молекул ДНК.
В анафазе мейоза I число хромосом и ДНК в клетке не изменяется и равно 2n4c.
В профазу мейоза II вступают гаплоидные клетки, имеющие набор из двухроматидных хромосом с набором n2c; 24 хромосомы и 48 молекул ДНК.
Посмотреть ОТВЕТ выпускника и оценку эксперта
Ответ выпускника: 1) Перед мейозом набор 2n4c.
2) В анафазе мейоза I число хромосом гаплоидное n2c.
3) В профазе II число хромосом равно 24, число молекул ДНК — 48.
Комментарий. Оценки экспертов: 0 и 1 балл. Задание требует объяснения каждого пункта ответа. Ответы неполные, хотя биологическая ошибка содержится только во втором пункте.
Пример № 10.
У крупного рогатого скота в соматических клетках 60 хромосом. Определите число хромосом и молекул ДНК в клетках яичников в интерфазе перед началом деления и после деления мейоза I. Объясните, как образуется такое число хромосом и молекул ДНК.
Посмотреть элементы правильного ОТВЕТа
Элементы ответа:
В интерфазе перед началом деления число молекул ДНК — 120, число хромосом — 60; после мейоза I число хромосом — 30, ДНК — 60.
Перед началом деления молекулы ДНК удваиваются, их число увеличивается, а число хромосом не изменяется — 60, каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид.
Мейоз I — редукционное деление, поэтому число хромосом и молекул ДНК уменьшается в 2 раза.
Посмотреть ОТВЕТ выпускника и оценку эксперта
Ответ выпускника: 1) Перед мейозом I число молекул ДНК удваивается, а число хромосом остается прежним.
2) После первого деления мейоза число хромосом и молекул ДНК становится 30 и 60 соответственно.
3) В результате мейоза I образуются гаплоидные клетки с формулой n2c.
Комментарий. Оценка экспертов – 2 и 3 балла. Ответ верный и представляет собой один из возможных вариантов.
Вы смотрели: Биология ЕГЭ Задание 27. Что нужно знать и уметь, план выполнения, примеры с ответами и пояснениями (комментариями) специалистов, анализ типичных ошибок.
