Завдання по цитології на ЄДІ з біології

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

Завдання по цитології типів 3, 4 і 5 присвячені роботі з таблицею генетичного коду, а також вимагають від абітурієнта знань по процесах транскрипції і трансляції. Такі завдання становлять більшість питань С5 в 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 і мейозу, а сьомий тип перевіряє в учня засвоєння матеріалу по дисиміляції в клітці еукаріот .

Нижче запропоновані рішення задач всіх типів і наведені приклади для самостійної роботи. У додатку дана таблиця генетичного коду, яка використовується при вирішенні.

Рішення задач першого типу

У ДНК існує 4 різновиду нуклеотидів: А (аденін), Т (тимін), Г (гуанін) і Ц (цитозин).
У 1953 р Дж.Уотсон і Ф. Крик відкрили, що молекула ДНК являє собою подвійну спіраль.
Ланцюги комплементарні один одному: навпаки аденіну в одного ланцюга завжди знаходиться тимін в інший і навпаки (А-Т і Т-А); навпаки цитозину - гуанін (Ц-Г і Г-Ц).
У ДНК кількість аденіну і гуаніну дорівнює числу цитозину і тиміну, а також А = Т і Ц = Г (правило Чаргаффа).

Завдання: в молекулі ДНК міститься 17% аденіну. Визначте, скільки (в%) в цій молекулі міститься інших нуклеотидів.

Рішення: кількість аденіну дорівнює кількості тиміну, отже, тиміну в цій молекулі міститься 17%. На гуанін і цитозин доводиться 100% - 17% - 17% = 66%. Оскільки їх кількості рівні, то Ц = Г = 33%.

Рішення задач другого типу

Амінокислоти, необхідні для синтезу білка, доставляються в рибосоми за допомогою т-РНК. Кожна молекула т-РНК переносить тільки одну амінокислоту.
Інформація про первинну структуру молекули білка зашифрована в молекулі ДНК.
Кожна амінокислота зашифрована послідовністю з трьох нуклеотидів. Ця послідовність називається кодоном або кодоном.

Завдання: в трансляції брало участь 30 молекул т-РНК. Визначте кількість амінокислот, що входять до складу утворюється білка, а також число триплетів і нуклеотидів в гені, який кодує цей білок.

Рішення: якщо в синтезі брало участь 30 т-РНК, то вони перенесли 30 амінокислот. Оскільки одна амінокислота кодується одним кодоном, то в гені буде 30 триплетів або 90 нуклеотидів.

Рішення задач третього типу

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

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

Рішення: за правилом комплементарності визначаємо фрагмент і-РНК і розбиваємо його на триплети: УУЦ-ЦГА-УДЦ-ААУ. По таблиці генетичного коду визначаємо послідовність амінокислот: фен-арг-цис-АСН.

Рішення задач четвертого типу

Антикодон - це послідовність з трьох нуклеотидів в т-РНК, комплементарних нуклеотидів кодону і-РНК. До складу т-РНК і і-РНК входять одні ті ж нуклеотиди.
Молекула і-РНК синтезується на ДНК за правилом комплементарності.
До складу ДНК замість урацилу входить тимін.

Завдання: фрагмент і-РНК має наступну будову: ГАУГАГУАЦУУЦААА. Визначте Антикодон т-РНК і послідовність амінокислот, закодовану в цьому фрагменті. Також напишіть фрагмент молекули ДНК, на якому була синтезована ця і-РНК.

Рішення: розбиваємо і-РНК на триплети ГАУ-гаг-УАЦ-УУЦ-ААА і визначаємо послідовність амінокислот, використовуючи таблицю генетичного коду: асп-глу-тир-фен-ліз. У цьому фрагменті міститься 5 триплетів, тому в синтезі братиме участь 5 т-РНК. Їх Антикодон визначаємо за правилом комплементарності: ЦУА, ЦУЦ, АУГ, ААГ, УУУ. Також за правилом комплементарності визначаємо фрагмент ДНК (по і-РНК.): ЦТАЦТЦАТГААГТТТ.

Рішення задач п'ятого типу

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 в і-РНК. До складу т-РНК і і-РНК входять одні ті ж нуклеотиди.

Завдання: фрагмент ДНК має наступну послідовність нуклеотидів ТТАГЦЦГАТЦЦГ. Встановіть нуклеотидную послідовність т-РНК, яка синтезується на даному фрагменті, і амінокислоту, яку буде переносити ця т-РНК, якщо третій триплет відповідає антикодону т-РНК. Для вирішення завдання використовуйте таблицю генетичного коду.

Рішення: визначаємо склад молекули т-РНК: ААУЦГГЦУАГГЦ і знаходимо третій триплет - це ЦУА. Це антикодону комплементарен триплет і-РНК - ГАУ. Він кодує амінокислоту асп, яку і переносить певна т-РНК.

Рішення задач шостого типу

Два основних способи поділу клітин - мітоз і мейоз.
Зміна генетичного набору в клітці під час мітозу і мейозу.

Завдання: в клітці тваринного диплоїдний набір хромосом дорівнює 34. Визначте кількість молекул ДНК перед митозом, після мітозу, після першого і другого поділу мейозу.

Рішення: За умовою, 2n = 34. Генетичний набір:

o перед митозом 2n4c, тому в цій клітці міститься 68 молекул ДНК;

o після мітозу 2n2c, тому в цій клітці міститься 34 молекули ДНК;

o після першого поділу мейозу n2c, тому в цій клітці міститься 34 молекул ДНК;

o після другого поділу мейозу nc, тому в цій клітці міститься 17 молекул ДНК.

Рішення задач сьомого типу

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

Завдання: в дисиміляцію вступило 10 молекул глюкози. Визначте кількість АТФ після гліколізу, після енергетичного етапу і сумарний ефект дисиміляції.

Рішення: запишемо рівняння гліколізу: С6Н12О6 = 2ПВК + 4Н + 2АТФ. Оскільки з однієї молекули глюкози утворюється 2 молекули ПВК і 2АТФ, отже, синтезується 20 АТФ. Після енергетичного етапу дисиміляції утворюється 36 молекул АТФ (при розпаді 1 молекули глюкози), отже, синтезується 360 АТФ. Сумарний ефект дисиміляції дорівнює 360 + 20 = 380 АТФ.

Приклади завдань для самостійного рішення

У молекулі ДНК міститься 31% аденіну. Визначте, скільки (в%) в цій молекулі міститься інших нуклеотидів.
В трансляції брало участь 50 молекул т-РНК. Визначте кількість амінокислот, що входять до складу утворюється білка, а також число триплетів і нуклеотидів в гені, який кодує цей білок.
Фрагмент ДНК складається з 72 нуклеотидів. Визначте число триплетів і нуклеотидів в іРНК, а також кількість амінокислот, що входять до складу утворюється білка.
Фрагмент однієї з ланцюгів ДНК має наступну будову: ГГЦТЦТАГЦТТЦ. Побудуйте на ній і-РНК і визначте послідовність амінокислот у фрагменті молекули білка (для цього використовуйте таблицю генетичного коду).
Фрагмент і-РНК має наступну будову: ГЦУААУГУУЦУУУАЦ. Визначте Антикодон т-РНК і послідовність амінокислот, закодовану в цьому фрагменті. Також напишіть фрагмент молекули ДНК, на якому була синтезована ця і-РНК (для цього використовуйте таблицю генетичного коду).
Фрагмент ДНК має наступну послідовність нуклеотидів АГЦЦГАЦТТГЦЦ. Встановіть нуклеотидную послідовність т-РНК, яка синтезується на даному фрагменті, і амінокислоту, яку буде переносити ця т-РНК, якщо третій триплет відповідає антикодону т-РНК. Для вирішення завдання використовуйте таблицю генетичного коду.
У клітці тваринного диплоїдний набір хромосом дорівнює 20. Визначте кількість молекул ДНК перед митозом, після мітозу, після першого і другого поділу мейозу.
У дисиміляцію вступило 15 молекул глюкози. Визначте кількість АТФ після гліколізу, після енергетичного етапу і сумарний ефект дисиміляції.
У цикл Кребса вступило 6 молекул ПВК. Визначте кількість АТФ після енергетичного етапу, сумарний ефект дисиміляції і кількість молекул глюкози, яка набрала дисиміляцію.