Ученикам.
Учебные материалы в помощь ученикам.
Скачать:
Предварительный просмотр:
Задания по разделу «Экология и эволюция». ЕГЭ 2020 по биологии
За это задание ты можешь получить 3 балла. Уровень сложности: высокий.
Средний процент выполнения: 27.5%
Ответом к заданию 26 по биологии может быть подробный ответ (нужно дать объяснение, описание или обоснование; высказать и аргументировать собственное мнение).
Задачи для практики
Задача 1
Как стадии раннего эмбриогенеза человека (зигота, бластула, гаструла) подтверждают эволюцию животного мира?
Решение
- стадия зиготы соответствует одноклеточному организму;
- стадия бластулы соответствует колониальным формам;
- стадия гаструлы соответствует кишечнополостным
Задача 2
Какие существуют пути (способы) биологического (экологического, симпатрического) видообразования? Ответ поясните.
Решение
- путём полиплоидии;
- путём гибридизации с последующим удвоением хромосом;
- путём сезонной изоляции
Задача 3
Как изменилось действие таких биологических факторов эволюции человека, как мутационный процесс, популяционные волны и изоляция в современном обществе?
Решение
- мутационный процесс сохранил своё значение, а в некоторых районах нашей планеты частота мутаций даже увеличилась из-за загрязнения природы мутагенами;
- популяционные волны фактически не оказывают эволюционного действия, поскольку численность человечества не подвержена значительным колебаниям;
- изоляция теряет своё значение, наблюдается смешивание генофондов популяций разных регионов, народов, рас
Задача 4
На сохранение каких мутаций направлены разные формы естественного отбора?
Решение
- стабилизирующий отбор направлен на сохранение мутаций, ведущих к меньшей изменчивости средней величины признака;
- движущий отбор направлен на сохранение мутаций, изменяющих среднюю величину признака;
- разрывающий (дизруптивный) отбор направлен на сохранение мутаций, ведущих к наибольшему отклонению от средней величины признака
Задача 5
Модель взаимодействия двух видов типа «хищник — жертва» (модель Лотки – Вольтерры) названа в честь её авторов (Лотка, 1925; Вольтерра, 1926), которые независимо друг от друга предложили модельные уравнения, описывающие эти взаимодействия. Но эта модель не описывает ситуацию, если популяция одного из видов исчезнет полностью. Что произойдет с численностью популяции зайца в краткосрочном и долгосрочном прогнозах, если человек полностью уничтожит популяцию волка? Ответ обоснуйте.
Решение
- численность популяции зайца сначала возрастёт, потом сократится;
- сначала численность популяции зайца возрастёт, потому что зайцы не будут уничтожаться волками;
- в дальнейшем численность популяции зайца сократится, поскольку в результате роста численности зайцев начнутся голод (сократятся их пищевые ресурсы) и болезни (в результате роста численности паразитов)
Задача 6
Пространственная структура биоценоза является важным экологическим свойством и признаком сообщества. По вертикали растительное сообщество разделяется на ярусы. Укажите причины формирования и значение ярусности. Ответ поясните.
Решение
- ярусность — следствие межвидовой борьбы за свет, воду, минеральное питание у растений и кормовые ресурсы у животных;
- ярусность даёт возможность более полно использовать среду и обеспечивает более высокую продуктивность биологической системы;
- чем благоприятнее условия, тем сложнее структура фитоценоза
Задача 7
Какими свойствами обладают сложные устойчивые экосистемы? Ответ поясните.
Решение
- взаимная дополнительность частей — в сообществе уживаются те виды, которые делят между собой экологические ниши и дополняют друг друга в использовании среды, это свойство лежит в основе биологического круговорота;
- взаимозаменяемость видов;
- регуляторные свойства: способность к саморегуляции — основное условие существования сложных систем;
- надёжность обеспечения функций: главные функции биоценоза — создание органического вещества, его разрушение и регуляция численности видов — обеспечивается множеством видов, которые как бы страхуют деятельность друг друга
Задача 8
Сравните биогеоценозы смешанного леса и пресного водоёма. Какой биогеоценоз и почему более устойчив? Ответ поясните.
Решение
- в смешанном лесу больше разнообразие видов, цепи питания разветвлённые, круговорот веществ протекает полнее;
- для смешанного леса характерна более высокая эффективность использования ресурсов;
- следовательно, биогеоценоз смешанного леса более устойчив и стабилен
Задача 9
Некоторые виды перешли к паразитическому образу жизни и используют тела других видов в качестве среды обитания. Какие особенности характеризуют организм как среду обитания? Ответ поясните.
Решение
- неограниченный запас легкоусвояемой пищи;
- защита (от внешних факторов, от высыхания, от врагов);
- постоянство солевого состава и осмотического давления
Задача 10
Укажите возможные причины изменения численности популяции (не менее четырёх) в экосистеме. Ответ поясните.
Решение
- количество пищи (обостряет внутривидовую борьбу);
- активность хищников, вспышки эпидемий (обостряют межвидовую борьбу);
- факторы окружающей среды (обостряют борьбу с неблагоприятными условиями среды);
- деятельность человека (прямое или косвенное влияние)
Задача 11
В палеозойской эре (силур) произошёл выход растений на сушу и появились первые наземные растения — риниофиты (псилофиты). Какие особенности были характерны для риниофитов (псилофитов)? Ответ поясните.
Решение
- псилофиты росли по берегам водоёмов и были небольшими многоклеточными зелёными растениями;
- они не имели корней, стеблей, листьев; роль корней у них выполняли ризоиды;
- у псилофитов, в отличие от водорослей, более сложное внутреннее строение — наличие покровной и проводящей тканей;
- размножались спорами
Задача 12
Укажите причину и возможные последствия парникового эффекта. Ответ поясните.
Решение
- причина — увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере;
- углекислый газ накапливается в нижних слоях тропосферы, что приводит к нарушению теплового баланса планеты;
- последствия — повышение температуры атмосферы приводит к таянию ледников, сокращению площади суши и увеличению площади и уровня Мирового океана
Задача 13
Укажите современные направления защиты биосферы от экологических катастроф. Ответ поясните.
Решение
- борьба с загрязнениями воздуха, воды, почвы на основе обезвреживания промышленных, сельскохозяйственных, бытовых обходов;
- разработка новых технологий, построенных на принципе замкнутых циклов по образцу природных процессов;
- восстановление биосферы: рекультивация земель, восстановление лесов и плодородия почвы, возрождение популяций редких и исчезающих животных и растений
Задача 14
В чём состоят отличия агроэкосистемы от естественной экосистемы? Ответ поясните.
Решение
- в агроэкосистеме небольшое разнообразие видов, так как продуценты представлены монокультурой и ограниченным числом сорных растений; в естественной экосистеме отсутствует монокультура, наблюдается многообразие видов;
- в агроэкосистеме несбалансированный круговорот веществ (изымается большая часть биомассы); в естественной экосистеме круговорот веществ замкнутый (сбалансированный);
- непродолжительные сроки существования агроэкосистемы; естественная экосистема существует длительное время
Задача 15
Каким образом живые организмы участвуют в осуществлении круговорота кислорода? Ответ поясните.
Решение
- растения в процессе фотосинтеза образуют и выделяют в атмосферу кислород;
- живые организмы используют кислород в процессе дыхания;
- в клетках живых организмов кислород в процессе энергетического обмена участвует в окислительно-восстановительных реакциях, в результате образуются конечные продукты обмена — вода и углекислый газ, который поступает в атмосферу
Задача 16
Как в биосфере осуществляется круговорот азота? Ответ поясните.
Решение
- основные запасы азота сосредоточены в атмосфере; связывание азота производят азотфиксирующие бактерии;
- растения усваивают связанный азот, который идёт на синтез белков и других соединений;
- животные в процессе жизнедеятельности расщепляют белки до аммиака и мочевины, которые поступают в окружающую среду; при гниении погибших организмов также образуется аммиак;
- аммиак бактериями превращается или в усвояемые растениями формы, или в свободный азот, который поступает в атмосферу
Задача 17
К. А. Тимирязев в своей книге «Жизнь растений» писал: «Когда-то, где-то на землю упал луч солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зелёную былинку пшеничного ростка, или, лучше сказать, на хлорофилловое зерно. Ударяясь о него, он потух; перестал быть светом, но не исчез. Он только затратился на внутреннюю работу…» Объясните космическую роль растений на Земле. Укажите не менее четырёх элементов.
Решение
- фотосинтез обеспечивает синтез органических веществ, а следовательно, пищу для всех живых организмов;
- в процессе фотосинтеза образуется кислород, который необходим для дыхания всех живых организмов;
- кислород участвует в образовании озонового экрана, который защищает организмы от вредного воздействия ультрафиолетового излучения;
- фотосинтез способствует уменьшению концентрации углекислого газа в атмосфере
Задача 18
Какое влияние оказывают на биосферу антропогенные факторы? Ответ поясните.
Решение
- антропогенные факторы связаны с деятельностью человека, под влиянием которой среда осваивается, формируется, преобразовывается и изменяется;
- деятельность современного человека распространяется на всю биосферу: освоение водных ресурсов, добыча полезных ископаемых, развитие авиации, космонавтики;
- результатом деятельности человека являются процессы, негативно влияющие на биосферу: загрязнение гидросферы, кислотные дожди, «парниковый эффект», разрушение озонового слоя, эрозия почв и др.
Задача 19
У ежа имеются иглы, иногда ёж сворачивается в клубок. Назовите тип приспособления, объясните его биологическое значение и относительный характер. Ответ поясните.
Решение
- тип приспособления — морфологическое приспособление;
- биологическое значение — защита животного от врагов;
- это приспособление неэффективно против лисицы; лисица сбрасывает ежа в воду, он вынужден в воде «развернуться», и лисица, подныривая, хватает ежа за брюшко
Задача 20
В чём состоит различие понятий «этнические общности» и «расы»? Ответ поясните.
Решение
- человеческие расы — это сложившиеся в процессе биологической эволюции группы людей внутри вида Homo sapiens (человек разумный);
- этнические общности — это национальности, нации, народности и т. д.;
- принадлежность человека к расе определяется особенностями его генотипа и фенотипа, а к этнической общности — освоенной им национальной культуры
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Определите тип и фазу деления клетки, изображенной на рисунке. Ответ обоснуйте. Какие процессы происходят в этой фазе? На рисунке изображена анафаза, поскольку происходит расхождение хромосом. Поскольку расходятся одинарные ( однохроматидные ) хромосомы, то это не может быть анафаза I мейоза. Поскольку в клетке имеются пары хромосом (пара больших и пара матеньких ), то это не может быть анафаза II мейоза, в которой хромосомы непарные. Следовательно, на рисунке изображена анафаза митоза.
Пользуясь рисунком, определите способ и фазу деления клетки. Какие процессы происходят в эту стадию? Укажите набор хромосом и количество ДНК в клетке в эту фазу митоза. Ответ поясните. На рисунке изображена метафаза, поскольку хромосомы располагаются на экваторе клетки, на метафазной пластинке. Это не может быть метафаза I мейоза, потому что хромосомы состоят из двух хроматид, и не может быть метафаза II мейоза, потому что хромосомы представлены двумя парами. Следовательно, способ деления клетки на данном рисунке – митоз. В метафазу митоза заканчивается формирование веретена деления, хромосомы выстраиваются на метафазной пластинке. В метафазе митоза в клетке двойной набор двойных хросом – 2n4c.
Какое деление и какая его фаза изображены на рисунке? Укажите набор хромосом (n), число молекул ДНК (с) в этот период. Ответ обоснуйте. На рисунке изображена метафаза, поскольку хромосомы располагаются на экваторе клетки, на метафазной пластинке. Это не может быть метафаза I мейоза, потому что хромосомы состоят из двух хроматид, и не может быть метафаза II мейоза, потому что хромосомы представлены двумя парами. Следовательно, способ деления клетки на данном рисунке – митоз. В метафазу митоза заканчивается формирование веретена деления, хромосомы выстраиваются на метафазной пластинке. В метафазе митоза в клетке двойной набор двойных хросом – 2n4c.
Назовите тип и фазу деления клеток, изображенных на рисунках. Какие процессы они иллюстрируют? К чему приводят эти процессы? На левом рисунке изображен кроссинговер (гомологичные хромосомы обмениваются участками). На правом рисунке кроссинговер закончен, происходит разрушение ядерной оболочки. Все эти процессы происходят в профазе I мейоза. Кроссинговер приводит к рекомбинации (перемешиванию наследственной информации).
Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках кончика корня в профазе и конце телофазы митоза. Объясните полученные результаты в каждой фазе. В профазе разделение двойных хромосом на одинарные дочерние хромосомы еще не произошло, поэтому количество хромосом равно 28, количество молекул ДНК – 56. В метафазе 28 двойных хромосом разделятся каждая на две дочерних, в анафазе 28 дочерних хромосом уйдут в одну дочернюю клетку, 28 в другую. В конце телофазы уже закончится разделение дочерних клеток; в каждой из них по 28 хромосом, 28 молекул ДНК.
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 количество хромосом и молекул ДНК. Перед началом любого деления в клетках имеется двойной набор двойных хромосом (хромосомы стали двойными после удвоения (репликации). Следовательно, перед делением в клетке КРС 60 хромосом, 120 молекул ДНК. В ходе первого деления мейоза происходит независимое расхождение двойных гомологичных хромосом, количество хромосом в дочерних клетках уменьшается в два раза, но эти хромосомы остаются двойными: 30 хромосом, 60 молекул ДНК.
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 I и анафазе мейоза II. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом. Перед делением в клетке двойной набор двойных хромосом (28 хромосом, 56 молекул ДНК). В анафазе мейоза I хромосомы не делятся, поэтому в клетке остается двойной набор двойных хромосом (28 хромосом, 56 молекул ДНК). После первого деления мейоза в каждой из дочерних клеток получается одинарный набор двойных хромосом (14 хромосом, 28 молекул ДНК). Во время второго деления мейоза двойные хромосомы делятся на одинарные, поэтому в анафазе мейоза II в клетке получается двойной набор одинарных хромосом (28 хромосом, 28 молекул ДНК).
Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетке семязачатка в конце мейоза I и мейоза II. Объясните результаты в каждом случае. В первом делении мейоза происходит независимое расхождение двойных гомологичных хромосом. По окончании мейоза I в каждой из двух клеток остается одинарный набор двойных хромосом. У пшеницы – 14 хромосом, 28 молекул ДНК. Во втором делении мейоза двойные хромосомы распадаются на одинарные и расходятся. По окончании мейоза II в каждой из четырех клеток остается одинарный набор хромосом. У пшеницы – 14 хромосом, 14 молекул ДНК.
Известно, что в соматических клетках капусты содержится 18 хромосом. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток семязачатка перед началом мейоза, в анафазе мейоза I и в анафазе мейоза II. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом. Перед началом мейоза в клетке двойной набор двойных хромосом (18 хромосом, 36 молекул ДНК). В анафазе мейоза I происходит расхождение двойных хромосом, но все хромосомы пока еще находятся в одной клетке (18 хромосом, 36 молекул ДНК). По окончании первого деления мейоза в каждой клетке получилось по 9 двойных хромосом (18 молекул ДНК). В метафазе II 9 двойных хромосом распались на 18 одинарных, в анафазе II 18 одинарных хромосом еще находятся в одной клетке (18 хромосом, 18 молекул ДНК).
Соматические клетки дрозофилы содержат 8 хромосом. Как изменится число хромосом и молекул ДНК в ядре при гаметогенезе перед началом деления и в конце телофазы мейоза I? Объясните результаты в каждом случае. Перед началом мейоза в клетке двойной набор двойных хромосом (у дрозофилы 8 хромосом, 16 молекул ДНК). В первом делении мейоза происходит расхождение двойных хромосом, после первого деления в каждой из двух клеток получается одинарный набор двойных хромосом (у дрозофилы 4 хромосомы, 8 молекул ДНК).
В соматических клетках мухи дрозофилы содержится 8 хромосом. Определите число хромосом и молекул ДНК в клетках при сперматогенезе в зоне размножения и в конце зоны созревания гамет. Ответ обоснуйте. Какие процессы происходят в этих зонах? В зоне размножения предшественники половых клеток делятся митозом. В клетках этой зоны 8 хромосом. В зоне созревания происходит мейоз. При мейозе количество хромосом уменьшается в два раза, в конце зоны созревания в клетках 4 хромосомы.
Для соматической клетки животного характерен диплоидный набор хромосом. Определите хромосомный набор (n) и число молекул ДНК (c) в клетке в профазе мейоза I и метафазе мейоза II. Объясните результаты в каждом случае. В профазе мейоза I в клетке двойной набор двойных хромосом, 2n4c. В первом делении мейоза расходятся двойные хромосомы, поэтому по окончании первого деления мейоза в каждой из двух клеток получается по одинарному набору двойных хромосом (n2c). В метафазе мейоза II они выстроятся на метафазной пластинке, но еще не разделятся.
Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет около 6х10-9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в ядре при овогенезе перед началом мейоза, в профазе мейоза I и мейоза II. Объясните полученные результаты. Перед началом мейоза хромосомы удваиваются, общая масса ДНК становится 12х10-9 мг. В профазе мейоза I никаких изменений количества хромосом еще не произошло, остается 12х10-9 мг. В ходе первого деления мейоза количество хромосом уменьшилось в 2 раза, следовательно, в профазе мейоза II 6х10-9 мг ДНК.
Какой хромосомный набор характерен для спермиев и клеток эндосперма семени цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки. Спермии имеют одинарный набор хромосом, они образуются путем митоза из микроспоры. Клетки эндосперма цветкового растения имеют триплоидный набор хромосом, эндосперм образуется из центральной диплоидной клетки зародышевого мешка, оплодотворенной спермием.
Какой хромосомный набор характерен для гамет и спор растения мха кукушкина льна? Объясните, из каких клеток и в результате какого деления они образуются. Гаметы кукушкина льна образуются на гаплоидном гаметофите путем митоза. Набор хромосом у гамет одинарный. Споры кукушкина льна образуются на диплоидном спорофите путем мейоза. Набор хромосом у спор одинарный.
Какой хромосомный набор характерен для клеток листьев мха кукушкина льна и его спор? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки. Споры кукушкина льна образуются на спорофите путем мейоза, у них гаплоидный набор хромосом. Из споры путем митоза развивается гаметофит мха – растение со стеблем и листьями. Все клетки гаметофита гаплоидные.
Весной, при благоприятных условиях, самка тли, размножаясь партеногенетически , может воспроизвести до 60 особей только женского пола, каждая из которых через неделю даст столько же самок. К какому способу относят такое размножение, в чем его особенность? Почему при этом образуются только женские особи? Партеногенез относят к половому размножению. При партеногенезе новые организмы развиваются из неоплодотворенной яйцеклетки. Из неоплодотворенной яйцеклетки у тлей может получиться только женская особь.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Молекулярная биология изучает механизмы хранения и передачи наследственной информации. Задачи по молекулярной биологии встречаются в двух основных темах: нуклеиновые кислоты , генетический код.
ДНК ( дезоксирибонуклеиновая кислота) две цепи в спирали РНК (рибонуклеиновая кислота) одна цепь состоят из нуклеотидов Строение нуклеотида 1 дезоксирибоза 1 рибоза 2 остаток фосфорной кислоты 2 остаток фосфорной кислоты 3 азотистое основание: 3 азотистое основание: А- аденин А- аденин Г – гуанин Г – гуанин Ц – цитозин Ц – цитозин Т - тимин У - урацил Принцип комплементарности А- Т , Г-Ц А -У , Г-Ц Между азотистыми основаниями водородные связи А = Т двойная , Г ≡ Ц тройная Правила Чаргаффа А=Т, Г=Ц ; А + Г = Т + Ц 100% 50% 50% (в двух цепях) А + Г + У + Ц = 100% ( в одной цепи) *азотистые основания : 1. Пуриновые – А, Г 2. Пиримидиновые – Ц, Т,У Функция: хранение наследственной информации *Спираль ДНК: Ширина 2 нм Шаг спирали 10 пар нуклеотидов 3,4 нм Длина нуклеотида 0, 34 нм Масса ДНК 6·10 -12 Виды РНК и их функции: 1. иРНК или мРНК ( информационная или матричная) – 5%, считывает информацию с ДНК и переносит её к рибосоме 2. тРНК ( транспортная) – 10%, переносит аминокислоту 3. рРНК ( рибосомальная ) – 85%, входит в состав рибосом
Типы задач Установление последовательности нуклеотидов в ДНК, иРНК , антикодонов тРНК , используя принцип комплементарности . Вычисление количества нуклеотидов, их процентное соотношение в цепи ДНК, иРНК . Вычисление количества водородных связей в цепи ДНК, иРНК . Определение дины, массы ДНК, иРНК , гена. Определение последовательности аминокислот по таблице генетического кода. Определение количества аминокислот, нуклеотидов. Комбинированные .
Требования к решению задач ход решения должен соответствовать последовательности процессов, протекающих в клетке решать задачи осознано, обосновывать каждое действие теоретически запись решения оформлять аккуратно, цепи ДНК, иРНК , тРНК прямые, символы нуклеотидов четкие, расположены на одной линии по горизонтали цепи ДНК, иРНК,тРНК размещать на одной строке без переноса ответы на все вопросы выписывать в конце решения
Первый тип задач - это задачи на установление последовательности нуклеотидов в ДНК, иРНК , антикодонов тРНК Участок правой цепи молекулы ДНК имеет последовательность нуклеотидов: А-Г-Т-Ц-Т-А-А-Ц-Т-Г-А-Г-Ц-А-Т. Запишите последовательность нуклеотидов левой цепи ДНК. Дано: ДНК А-Г-Т-Ц-Т-А-А-Ц-Т-Г-А-Г-Ц-А-Т Решение: ( нуклеотиды левой цепи ДНК подбираем по принципу комплементарности А-Т, Г-Ц) ДНК А Г Т Ц Т А А Ц Т Г А Г Ц А Т ДНК Т Ц А Г А Т Т Г А Ц Т Ц Г Т А Ответ : левая цепь ДНК имеет последовательность нуклеотидов Т-Ц-А-Г-А-Т-Т-Г-А-Ц-Т-Ц-Г-Т-А
Первый тип задач - это задачи на установление последовательности нуклеотидов в ДНК, иРНК , антикодонов тРНК Участок цепи молекулы ДНК имеет последовательность нуклеотидов: Ц-Т-А-А-Ц-Ц-А-Т-А-Г-Т-Т-Г-А-Г. Запишите последовательность нуклеотидов иРНК . Дано: ДНК Ц-Т-А-А- Ц-Ц-А-Т-А-Г-Т-Т- Г- А- Г Решение: ( нуклеотиды иРНК подбираем по принципу комплементарности к ДНК : А-У, Г-Ц, Т-А) ДНК Ц Т А А Ц Ц А Т А Г Т Т Г А Г иРНК Г А У У Г Г У А У Ц А А Ц У Ц Ответ : иРНК имеет последовательность нуклеотидов Г-А-У-У-Г- Г-У-А-У-Ц-А-А-Ц-У-Ц
Второй тип задач на вычисление количества нуклеотидов, их процентное соотношение в цепи ДНК, иРНК . В одной молекуле ДНК нуклеотидов с тимином Т -22% . Определите процентное содержание нуклеотидов с А, Г, Ц по отдельности в этой молекуле ДНК. Дано: Т -22% Найти: % А, Г, Ц Решение 1 . 1) Согласно правилу Чаргаффа А+Г = Т+Ц, все нуклеотиды в ДНК составляют 100%. Так как тимин комплементарен аденину , то А=22%. 22+22=44 % ( А+Т) 100- 44 =56% (Г+Ц) 2) Так как гуанин комплементарен цитозину , то их количество тоже равно, поэтому 56 : 2 =28% (Г, Ц) Решение 2: 1) Согласно правилу Чаргаффа А+Г = Т+Ц, все нуклеотиды в ДНК составляют 100% или А+Г и Т+Ц по 50 % Так как тимин комплементарен аденину , то А=22%. следовательно 50 - 22=28% (Г, Ц, т.к. они комплементарны) Ответ : А=22%, Г=28%, Ц=28%
Сколько содержится нуклеотидов А, Т, Г, во фрагменте молекулы ДНК, если в нем обнаружено 1500 нуклеотидов Ц, что составляет 30% от общего количества нуклеотидов в этом фрагменте ДНК? Дано: Ц- 30% =1500 нуклеотидов Найти: количество нуклеотидов А, Т, Г Решение: Ответ: во фрагменте молекулы ДНК содержится: Г=1500 нуклеотидов, А=1000 нуклеотидов, Т=1000 нуклеотидов .
* Участок молекулы ДНК ( одна цепочка) содержит: 150 нуклеотидов – А, 50 нуклеотидов – Т, 300 нуклеотидов – Ц, 100 нуклеотидов - Г. Определите: количество нуклеотидов во второй цепи с А, Т, Г, Ц и общее количество нуклеотидов с А, Т, Ц, Г в двух цепях ДНК. Дано: нуклеотидов в 1-й цепи ДНК: А-150, Т-50, Ц-300, Г-100. Найти: А, Т, Ц, Г в двух цепях ДНК. Решение: Ответ : нуклеотидов во второй цепи Т-150, А-50, Г-300, Ц-100; 1200 нуклеотидов в двух цепях.
* В состав иРНК входят нуклеотиды: аденина 28%, гуанина 16%, урацила 24%. Определите процентный состав нуклеотидов в двуцепочечной молекуле ДНК, информация с которой «переписана» на иРНК . Дано: нуклеотидов в иРНК : А-28%, У-24%, Г-16%. Найти: % А, Т, Ц, Г в двух цепях ДНК . Решение: 1) Определяем процентное содержание цитозина в иРНК , учитывая, что сумма всех нуклеотидов иРНК составляет 100%: 100 - ( 24+28+16) = 32% (Ц ) в иРНК 2) Учитывая принцип комплементарности ДНК, иРНК ( А=Т, У=А, Г=Ц, Ц=Г), вычисляем процентный состав нуклеотидов 1цепи ДНК, с которой была списана информация на и РНК. Сумма всех нуклеотидов в двух цепях ДНК составляет 100 % ( поэтому % иРНК делим на 2) иРНК : А-28%, У-24 %, Ц-32% Г-16 %. ДНК Т=28:2=14 %, А=24:2=12 % Г = 32:2=16 %, Ц=16:2=8 % 3) Вторая цепочка ДНК является комплементарной первой, следовательно, в ней процентный состав нуклеотидов следующий : 1 цепь ДНК Т-14% А-12% Г-16% Ц-8% 2 цепь ДНК А=14 %, Т=12% Ц=16%, Г=8 % 4) В двуцепочечной ДНК процентное содержание нуклеотидов будет таким: А = 12+14=26%, Т= 14+12=26%, Г=16+8=24%, Ц= 8+16=24% Ответ: в двух цепях ДНК % состав нуклеотидов: Т -26%, А-26%, Г-24%, Ц-24 %
* Третий тип задач на вычисление количества водородных связей. Две цепи ДНК удерживаются водородными связями. Определите число: двойных и тройных водородных связей в этой цепи ДНК, если известно, что нуклеотидов с аденином 12, с гуанином 20 в обеих цепях. Дано: А-12, Г-20 Найти: 2-х, 3-х, водородных связей в ДНК Решение: Ответ : 24 двойных водородных связей, 60 тройных водородных связей, всего 84 водородных связей.
* Четвертый тип задач определение длины, ДНК, иРНК Участок молекулы ДНК состоит из 60 пар нуклеотидов. Определите длину этого участка (расстояние между нуклеотидами в ДНК составляет 0, 34 нм ) Дано: 60 пар нуклеотидов Найти: длину участка Решение: длина нуклеотида 0, 34 нм 60х0,34 = 20,4 нм Ответ: 20,4 нм
Число нуклеотидов в цепи ДНК равно 100. Определите длину этого участка Дано: 100 нуклеотидов Найти: длину участка Решение: длина нуклеотида 0, 34 нм , ДНК состоит из 2-х цепей значит 50 пар нуклеотидов. 50х0,34=17нм Ответ: 17нм Число нуклеотидов в цепи и-РНК равно 100. Определите длину этого участка Дано: 100 нуклеотидов Найти: длину участка Решение: длина нуклеотида 0, 34 нм , и-РНК состоит из одной цепи 100х0,34=34нм Ответ: 34нм
« Биосинтез белка, генетический код» на участке ДНК строится иРНК иРНК переходит в цитоплазму иРНК соединяется с рибосомой ( 2 триплета) тРНК несет аминокислоту в рибосому кодон иРНК комплементарен антикодону тРНК в рибосоме из аминокислот образуется белок ДНК – иРНК-тРНк ДНК- иРНК -белок 20 аминокислот - 64 триплета 3 нуклеотида =1 триплет =1 аминокислота = 1тРНК
Пятый тип задач определение последовательности аминокислот по таблице генетического кода. Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов: ТГГАГТГАГТТА. Определите последовательность нуклеотидов на иРНК , антикодоны тРНК и аминокислотную последовательность фрагмента молекулы белка. Дано: ДНК Т-Г-Г-А-Г-Т-Г-А-Г-Т-Т-А Найти: иРНК , тРНК и аминокислотную последовательность белка Решение: 1) на участке ДНК по принципу комплементарности (А-У, Г-Ц) построим иРНК , затем по цепи иРНК построим тРНК по принципу комплементарности ( А-У, Г-Ц) ДНК Т- Г- Г- А-Г- Т- Г- А- Г- Т- Т- А иРНК А- Ц-Ц-У-Ц-А- Ц- У- Ц- А- А- У тРНК У- Г-Г- А-Г- У- Г -А- Г- У- У- А 2) иРНК разделим на триплеты и по таблице генетического кода определим аминокислотную последовательность белка: А-Ц-Ц тре , У-Ц-А сер, Ц-У-Ц лей, А- А-У асн . Ответ : иРНК А-Ц-Ц-У-Ц-А-Ц-У-Ц-А- А-У тРНК У- Г-Г- А-Г-У- Г-А-Г- У- У-А аминокислотную последовательность белка : тре , сер, лей, асн
* Участок молекулы ДНК имеет следующее строение: ГГА -АЦЦ-АТА-ГТЦ-ЦАА Определите последовательность нуклеотидов соответствующего участка иРНК . Определите последовательность аминокислот в полипептиде, синтезируемом по иРНК . Как изменится последовательность аминокислот в полипептиде, если в результате мутации пятый нуклеотид в ДНК будет заменён на аденин ? Ответ объясните. Дано: ДНК ГГА -АЦЦ-АТА-ГТЦ-ЦАА Найти: аминокислотную последовательность белка исходного, мутированного Решение: Ответ : про, три, тир, глн , вал; про , лей , тир, глн , вал.
* Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК- матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на котором синтезируется участок центральной петли тРНК , имеет следующую последовательность нуклеотидов АТАГЦТГААЦГГАЦТ. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК , который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону тРНК . Дано: ДНК : АТАГЦТГААЦГГАЦТ Найти: нуклеотидную последовательность участка тРНК аминокислоту , которую будет переносить тРНК Решение : 1)Так как тРНК синтезируются на ДНК, то построим тРНК по принципу комплементарности (А-У, Г-Ц) ДНК А Т А Г Ц Т Г А А Ц Г Г А Ц Т тРНК У А У Ц Г А Ц У У ГЦ Ц У Г А 2) Аминокислоту кодирует кодон иРНК . тРНК У А У Ц Г А Ц У У ГЦ Ц У Г А иРНК Г А А Третий триплет ( антикодон тРНК ) ЦУУ , соответствует кодону на иРНК ГАА (по принципу комплементарности ), по таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота ГЛУ, которую переносит данная тРНК . Ответ: тРНК УАУЦГАЦУУГЦЦУГА аминокислота ГЛУ
Шестой тип задач определение массы белка, количества аминокислот, нуклеотидов. Фрагмент молекулы ДНК содержит 1230 нуклеотидных остатков. Сколько аминокислот будет входить в состав белка? Дано: 1230 нуклеотидов Найти: количество аминокислот Решение : Одной аминокислоте соответствует 3 нуклеотида , поэтому 1230:3= 410 аминокислот. Ответ: 410 аминокислот. Сколько нуклеотидов содержит ген, кодирующий белок из 210 аминокислот ?
*Определите число аминокислот , входящих в состав белка, число триплетов и число нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок, если в процессе трансляции участвовало 30 молекул тРНК . Дано: 30тРНК Найти: число аминокислот, триплетов, нуклеотидов в гене Решение: Ответ : аминокислот 30, триплетов 30, 90 нуклеотидов
* Молекулярная масса полипептида составляет 40000. Определите длину кодирующего его гена, если молекулярная масса одной аминокислоты в среднем равна 100, а расстояние между соседними нуклеотидами в цепи ДНК составляет 0, 34 нм . Дано: масса белка - 40000 масса аминокислоты - 100 расстояние между нуклеотидами 0,34нм Найти: длину гена Решение: Ответ : длина гена 408нм
Комбинированные задачи * Белок состоит из 100 аминокислот. Установите, во сколько раз молекулярная масса участка гена, кодирующего данный белок, превышает молекулярную массу белка, если средняя молекулярная масса аминокислоты -110, а нуклеотида - 300. Дано: 100 аминокислот, молекулярная масса аминокислоты -110, молекулярная масса нуклеотида - 300. Найти : во сколько раз масса гена превышает массу белка. Решение: 1) Так как ген - это участок ДНК, состоящий из нуклеотидов, то определим их количество: аминокислот 100, одну аминокислоту кодируют 3 нуклеотида , то 100х3=300 нуклеотидов. 2) Белок состоит из аминокислот. Молекулярная масса белка 100х110=11000, 3) Ген состоит из нуклеотидов. Молекулярная масса гена 300х300=90000 4) Молекулярная масса участка гена, кодирующего данный белок, превышает молекулярную массу белка: 90000: 11000=8 раз Ответ : в 8 раз
Какую длину имеет участок молекулы ДНК, в котором закодирована первичная структура инсулина, если молекула инсулина содержит 51 аминокислоту, а один нуклеотид занимает 0,34 нм в цепи ДНК? Какое число молекул тРНК необходимо для переноса этого количества аминокислот к месту синтеза? (Следует учитывать, что одна тРНК доставляет к рибосоме одну аминокислоту.) Ответ поясните. Ответ: длина ДНК 52 нм , 51 молекула тРНК
Энергетический обмен 1. Подготовительный (в пищеварительном канале, лизосомах) крахмал глюкоза ( Е ) 2 . Бескислородный « гликолиз» ( в цитоплазме) глюкоза 2 ПВК + 2 АТФ 3 . Кислородный «дыхание» ( в митохондриях) ПВК СО 2 +Н 2 О + 36 АТФ 1 глюкоза = 38 АТФ
В процессе гликолиза образовалось 42 молекулы пировиноградной кислоты. Какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образуется при полном окислении? Дано : 42 ПВК Найти : кол-во глюкозы, кол-во АТФ при полном окислении. Решение: 1) при гликолизе одна молекула глюкозы расщепляется с образованием 2-х молекул пировиноградной кислоты (ПВК), следовательно, гликолизу подверглось: 42 : 2 = 21 молекула глюкозы; 2) при полном окислении одной молекулы глюкозы ( бескислородный и кислородный этапы) образуется 38 молекул АТФ; 3) при окислении 21 молекулы образуется: 21 х 38 = 798 молекул АТФ. Ответ: 21 молекула глюкозы, 798 молекул АТФ
Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет около 6-10 -9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в ядре при овогенезе перед началом деления, в конце телофазы мейоза I и мейоза II . Объясните полученные результаты. Решение: 1)перед началом деления в процессе репликации число ДНК удваивается и масса ДНК равна 2 • 6 . 10 -9 = 12 . 10 -9 мг; 2)первое деление мейоза редукционное, число хромосом становится в 2 раза меньше, но каждая хромосома состоит из двух молекул ДНК (сестринских хроматид), поэтому в телофазе мейоза I масса ДНК равна 12 . 10 -9 : 2 = 6 . 10 -9 мг; 3)после мейоза II каждое ядро в клетке содержит однохроматидные хромосомы гаплоидного набора, поэтому в телофазе мейоза II масса ДНК равна 6 . 10 -9 : 2 = 3 . 10 -9 мг Ответ : 1)перед началом деления масса ДНК = 12 . 10 -9 мг 2) в телофазе мейоза I масса ДНК = 6 . 10 -9 мг ; 3) В телофазе мейоза II масса = 3 . 10 -9 мг
Предварительный просмотр:
Сообщение по теме: РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ЕГЭ ПО ЖИЗНЕННЫМ ЦИКЛАМ РАСТЕНИЙ.
ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ: повторение и обобщение материала по разделу «Жизненные циклы растений»; обучение решению задач части С5 ЕГЭ по жизненным циклам растений разных отделов.
ХОД ЗАНЯТИЯ:
Лекция
Понятие о жизненном цикле растений.
В жизненном цикле растений происходит чередование бесполого и полового размножения и связанное с этим чередований поколений.
Гаплоидный (n) растительный организм, образующий гаметы, называется гаметофитом (n). Он представляет половое поколение. Гаметы формируются в половых органах путём митоза: сперматозоиды (n) - в антеридиях (n), яйцеклетки (n) – в архегониях (n) .
Гаметофиты бывают обоеполые (на нём развиваются антеридии и архегонии) и раздельнополые (антеридии и архегонии развиваются на разных растениях).
После слияния гамет (n) образуется зигота с диплоидным набором хромосом (2n), а из неё развивается путём митоза бесполое поколение – спорофит (2n). В специальных органах - спорангиях (2n) спорофита (2n) после мейоза образуются гаплоидные споры (n), при делении которых митозом развиваются новые гаметофиты (n).
Жизненный цикл зелёных водорослей.
В жизненном цикле зелёных водорослей преобладает гаметофит (n), то есть клетки их слоевища гаплоидны (n). При наступлении неблагоприятных условий (похолодание, пересыхание водоёма) происходит половое размножение – образуются гаметы (n), которые попарно сливаются в зиготу (2n). Зигота (2n), покрытая оболочкой зимует, после чего при наступлении благоприятных условий делится мейозом с образованием гаплоидных спор (n), из которых развиваются новые особи (n). (Демонстрация слайдов).
Схема 1. Жизненный цикл зелёных водорослей.
Взрослая особь (n) – митоз – гаметы (n) – оплодотворение – зигота (2n) – мейоз – споры (n) – митоз – новые особи (n). |
Практикум
Задача 1. Какой набор хромосом характерен для клеток слоевища улотрикса и для его гамет? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.
Ответ:
1.В клетках слоевища гаплоидный набор хромосом (n), они развиваются из споры с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
2.В гаметах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из клеток слоевища с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
Задача 2. Какой набор хромосом характерен для зиготы и для спор зелёных водорослей? Объясните, из каких исходных клеток и как они образуются.
Ответ:
1.В зиготе диплоидный набор хромосом (2n), она образуется при слиянии гамет с гаплоидным набором хромосом (n).
2.В спорах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
Лекция
Жизненный цикл мхов (кукушкин лён).
У мхов в цикле развития преобладает половое поколение (n). Листостебельные растения мхов – раздельнополые гаметофиты (n). На мужских растениях (n) формируются антеридии (n) со сперматозоидами (n), на женских (n) – архегонии (n) с яйцеклетками (n). С помощью воды (во время дождя) сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), происходит оплодотворение, возникает зигота (2n). Зигота находится на женском гаметофите (n), она делится митозом и развивается спорофит (2n) – коробочка на ножке. Таким образом, спорофит (2n) у мхов живёт за счёт женского гаметофита (n).
В коробочке спорофита (2n) путём мейоза образуются споры (n). Мхи – разноспоровые растения, различают микроспоры – мужские и макроспоры – женские. Из спор (n) путём митоза развиваются сначала предростки, а затем взрослые растения (n). (Демонстрация слайдов).
Схема 2. Жизненный цикл мха (кукушкин лён).
мужской гаметофит (n) женский гаметофит (n) митоз митоз антеридии (n) архегонии (n) митоз митоз сперматозоиды (n) яйцеклетки (n) вода зигота (2n) митоз спорофит – коробочка на ножке (2n) мейоз микроспоры (n) макроспоры (n) митоз митоз мужской гаметофит (n) женский гаметофит (n) |
Практикум
Задача 3. Какой хромосомный набор характерен для гамет и спор кукушкина льна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.
Ответ:
1.В гаметах мха кукушкина льна гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из антеридиев (n) и архегониев (n) мужского и женского гаметофитов с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
2.В спорах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из клеток спорофита - коробочки на ножке с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
Задача 4. Какой хромосомный набор характерен для клеток листьев и коробочки на ножке кукушкина льна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.
Ответ:
1.В клетках листьев кукушкина льна гаплоидный набор хромосом (n), они, как и всё растение, развиваются из споры с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
2. В клетках коробочки на ножке диплоидный набор хромосом (2n), она развивается из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём митоза.
Лекция
Жизненный цикл папоротников.
У папоротников (также хвощей, плаунов) в жизненном цикле преобладает спорофит (2n). На нижней стороне листьев растения (2n) развиваются спорангии (2n), в которых путём мейоза образуются споры (n). Из споры (n), попавшей во влажную почву, прорастает заросток (n) – обоеполый гаметофит. На его нижней стороне развиваются антеридии (n) и архегонии (n), а в них путём митоза образуются сперматозоиды (n) и яйцеклетки (n). С капельками росы или дождевой воды сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), образуется зигота (2n), а из нее – зародыш нового растения (2n). (Демонстрация слайдов).
Схема 3. Жизненный цикл папоротников.
Взрослое растение (2n) – митоз – спорангии на листьях (2n) – мейоз – споры (n) – митоз – заросток (n) – митоз – антеридии (n) и архегонии (n) – митоз – сперматозоиды (n) и яйцеклетки (n) – оплодотворение – зигота (2n) – митоз – зародыш нового растения (2n). |
Практикум
Задача 5. Какой хромосомный набор характерен для листьев (вай) и заростка папоротника? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.
Ответ:
1.В клетках листьев папоротника диплоидный набор хромосом (2n), так они, как и всё растение, развиваются из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём митоза.
2. В клетках заростка гаплоидный набор хромосом (n), так как заросток образуется из гаплоидной споры (n) путём митоза.
Лекция
Жизненный цикл голосеменных растений (сосна).
Листостебельное растение голосеменных растений – спорофит (2n), на котором развиваются женские и мужские шишки (2n).
На чешуйках женских шишек расположены семязачатки – мегаспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – эндосперм (n) с двумя архегониями (n). В архегониях образуются 2 яйцеклетки (n), одна погибает.
На чешуйках мужских шишек располагаются пыльцевые мешки – микроспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются микроспоры (n), из них развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной) и двух воздушных камер.
Пыльцевые зёрна (n) (пыльца) ветром переносятся на женские шишки, где митозом из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n). Один спермий погибает, а второй участвует в оплодотворении, образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n).
В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (n).
Схема 4. Жизненный цикл голосеменных растений (сосна).
взрослое растение – спорофит (2n) женские шишки (2n) мужские шишки (2n) митоз митоз семязачатки – мегаспорангии (2n) пыльцевые мешки – микроспорангии (2n) мейоз мейоз 4 мегаспоры (n), 3 погибают микроспоры (n), все развиваются митоз митоз эндосперм (n) и 2 архегония (n) пыльцевое зерно (n) (женский гаметофит) (мужской гаметофит) митоз митоз 2 яйцеклетки (n), 1 погибает (внутри пылинки) вегетативная + генеративная клетка (n) клетка (n) митоз митоз пыльцевая трубка (n) 2 спермия (n) (1 погибает) врастает внутрь семязачатка участвует в оплодотворении (внутри семязачатка) зигота (2n) митоз зародыш (2n) семени |
Практикум
Задача 6. Какой хромосомный набор характерен для клеток пыльцевого зерна и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.
Ответ:
1.В клетках пыльцевого зерна гаплоидный набор хромосом (n), так как оно образуется из гаплоидной микроспоры (n) путём митоза.
2.В спермиях гаплоидный набор хромосом (n), так как они образуются из генеративной клетки пыльцевого зерна с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
Задача 7. Какой хромосомный набор характерен для мегаспоры и клеток эндосперма сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.
Ответ:
1.В мегаспорах гаплоидный набор хромосом (n), так как они образуются из клеток семязачатка (мегаспорангия) с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
2.В клетках эндосперма гаплоидный набор хромосом (n), так как эндосперм формируется из гаплоидных мегаспор (n) путём митоза.
Лекция
Жизненный цикл покрытосеменных растений.
Покрытосеменные растения являются спорофитами (2n). Органом их полового размножения является цветок.
В завязи пестиков цветка находятся семязачатки – мегаспорангии (2n), где происходит мейоз и образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – зародышевый мешок из 8 клеток (n), одна из них – яйцеклетка (n), а две сливаются в одну – крупную (центральную) клетку с диплоидным набором хромосом (2n).
В микроспорангиях (2n) пыльников тычинок путём мейоза образуются микроспоры (n), из которых развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной).
После опыления из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n) и центральной клетке (2n) . Один спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n). Второй спермий (n) сливается центральной клеткой (2n) с образованием триплоидного эндосперма (3n). Такое оплодотворение у покрытосеменных растений называется двойным.
В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (3n).
Схема 5. Жизненный цикл покрытосеменных растений.
взрослое растение – спорофит (2n) цветок (2n) пестик (2n) тычинка (2n) митоз митоз семязачатки – мегаспорангии (2n) пыльцевые мешки – микроспорангии (2n) мейоз мейоз 4 мегаспоры (n), 3 погибают микроспоры (n), все развиваются митоз митоз зародышевый мешок (n) из 8 клеток пыльцевое зерно (n) (женский гаметофит) (мужской гаметофит) яйцеклетка (n) + центральная клетка (2n) митоз (внутри пылинки) вегетативная + генеративная клетка (n) клетка (n) митоз митоз пыльцевая трубка 1-й спермий + 2-й спермий (n) (n) (n) врастает внутрь семязачатка участвуют в оплодотворении с яйцеклеткой с центральной (n) клеткой (2n) (внутри семязачатка) зигота (2n) + эндосперм (3n) митоз зародыш (2n) семени |
Практикум
Задача 8. Какой хромосомный набор характерен для микроспоры, которая образуется в пыльнике, и клеток эндосперма семени цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и как они образуются.
Ответ:
1.В микроспорах гаплоидный набор хромосом (n), так как они образуются из клеток микроспорангиев с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
2.В клетках эндосперма триплоидный набор хромосом (3n), так как эндосперм образуется при слиянии гаплоидного спермия (n) с диплоидной центральной клеткой (2n).
Общие выводы
1. В процессе эволюции растений происходила постепенная редукция гаметофита и развитие спорофита.
2. В гаметах растений гаплоидный набор (n) хромосом, они образуются путём митоза.
3.В спорах растений гаплоидный набор (n) хромосом, они образуются путём мейоза.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
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 .
Пояснение к строению ДНК в условии : Двойная спираль ДНК. Две антипараллельные ( 5’- конец одной цепи располагается напротив 3’- конца другой) комплементарные цепи полинуклеотидов , соединенной водородными связями в парах А-Т и Г-Ц, образуют двухцепочечную молекулу ДНК. Молекула ДНК спирально закручена вокруг своей оси. На один виток ДНК приходится приблизительно 10 пар оснований. Смысловая цепь ДНК — Последовательность нуклеотидов в цепи кодирует наследственную информацию. Транскрибируемая ( антисмысловая ) цепь по сути является копией смысловой цепи ДНК. Служит матрицей для синтеза иРНК (информацию о первичной структуре белка), тРНК , рРНК , регуляторной РНК.
1 тип задач Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК , имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя транскрибируемая ). 5’-ЦГААГГТГАЦААТГТ-3’ 3’-ГЦТТЦЦАЦТГТТАЦА-5’ Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК , который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5’ и 3’ концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5’ конца соответствует антикодону тРНК . Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. Со второй цепи копируем! Разворот наоборот
По фрагменту молекулы ДНК, определяем нуклеотидную последовательность участка тРНК , который синтезируется на данном фрагменте. ДНК: 3’-ГЦТ-ТЦЦ-АЦТ-ГТТ-АЦА-5’ тРНК : 5’-ЦГА-АГГ-УГА-ЦАА-УГУ-3’ На ДНК с 3' конца строится тРНК с 5' — конца.
Определяем кодон иРНК , который будет комплементарен триплету тРНК в процессе биосинтеза белка Если третий триплет соответствует антикодону тРНК 5’- УГА-3’ , для нахождения иРНК сначала произведем запись в обратном порядке от 3’ → к 5’ получим 3’-АГУ- 5’ , определяем иРНК : 5'–УЦА–3'. Разворот наоборот
По таблице генетического кода кодону 5'- УЦА -3' соответствует аминокислота -Сер , которую будет переносить данная тРНК .
Схема решения задачи включает: Нуклеотидная последовательность участка тРНК ( верхняя цепь по условию смысловая ): ДНК: 3’-ГЦТ-ТЦЦ-АЦТ-ГТТ-АЦА-5’ тРНК : 5’-ЦГА-АГГ-УГА-ЦАА-УГУ-3’ 2. Нуклеотидная последовательность антикодона УГА ( по условию третий триплет ) соответствует кодону на иРНК УЦА; 3. По таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота -Сер, которую будет переносить данная тРНК .
2 тип задач Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая): 5’ − ТААТГАЦЦГЦАТАТАТЦЦАТ −3’ 3’ − АТТАЦТГГЦГТАТАТАГГТА −5’ Ген содержит информативную и неинформативную части для трансляции. Информативная часть гена начинается с триплета , кодирующего аминокислоту Мет . С какого нуклеотида начинается информативная часть гена? Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи. Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.
По принципу комплементарности на основе транскрибируемой цепи ДНК находим цепь иРНК : ДНК 3’ − АТТАЦТГГЦГТАТАТАГГТА −5’ иРНК 5’ − УААУГАЦЦГЦАУАУАУЦЦАУ − 3’
По условию сказано, что синтез начинается с кодона, которым закодирована аминокислота МЕТ , по таблице генетического находим триплет иРНК , который кодирует МЕТ: АУГ (5’ −АУГ− 3’)
5’ − ТААТГАЦЦГЦАТАТАТЦЦАТ −3’ 3’ − АТТАЦТГГЦГТАТАТАГГТА −5’ По принципу комплементарности определяем, что информативная часть гена в транскрибируемой цепи ДНК будет начинаться с нуклеотида Т (триплет 3’−ТАЦ−5’) 5’ −АУГ− 3’ иРНК
ДНК 3’ − АТТАЦТГГЦГТАТАТАГГТА −5’ иРНК 5’ − УААУГАЦЦГЦАУАУАУЦЦАУ − 3’ Информативная часть начинается с третьего нуклеотида Т на ДНК , так как кодон АУГ кодирует аминокислоту Мет .
Последовательность аминокислот находим по кодонам иРНК в таблице генетического кода (начиная с триплета АУГ, т.е. «откидываем» два нуклеотида) : иРНК 5’ − АУГ-АЦЦ-ГЦА-УАУ-АУЦ-ЦАУ − 3’ белок: Мет-Тре-Ала-Тир-Иле-Гис
Ответ: 1.По принципу комплементарности находим цепь иРНК : 5’ − УААУГАЦЦГЦАУАУАУЦЦАУ − 3’. 2. Информативная часть начинается с третьего нуклеотида Т на ДНК, так как кодон АУГ кодирует аминокислоту Мет. 3. Последовательность аминокислот находим по кодонам иРНК в таблице генетического кода: Мет-Тре-Ала-Тир-Иле-Гис .
3 тип задач Исходный фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая): 5’ − ГЦГГГЦТАТГАТЦТГ − 3’ 3’ − ЦГЦЦЦГАТАЦТАГАЦ − 5’ В результате замены одного нуклеотида в ДНК четвёртая аминокислота во фрагменте полипептида заменилась на аминокислоту Вал . Определите аминокислоту, которая кодировалась до мутации. Какие изменения произошли в ДНК, иРНК в результате замены одного нуклеотида? Благодаря какому свойству генетического кода одна и та же аминокислота у разных организмов кодируется одним и тем же триплетом ? Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.
Четвёртый триплет исходного фрагмента смысловой цепи ДНК: 5'-ГАТ-3 ' (транскрибируемой цепи ДНК: 5'-АТЦ-3' ), определяем триплет иРНК : 5'-ГАУ-3' , по таблице генетического кода определяем, что он кодирует аминокислоту Асп . !!! Триплет иРНК : 5'-ГАУ-3' нашли по принципу комплементарности на основе триплета транскрибируемой цепи ДНК 3'-ЦТА-5'. Для нахождения иРНК сначала произведем запись триплета ДНК в обратном порядке от 3’ → к 5’ получим 3’-ЦТА- 5’ 5’ − ГЦГГГЦТАТ ГАТ ЦТГ − 3’ 3’ − ЦГЦЦЦГАТА ЦТА ГАЦ − 5’ смысловая транскрибируемая Разворот наоборот
По условию сказано, что «четвёртая аминокислота во фрагменте полипептида заменилась на аминокислоту Вал » . По таблице генетического кода находим, что аминокислота Вал кодируется четырьмя нуклеотидами: ГУУ, ГУЦ, ГУА, ГУГ ; НО в условии указано, что произошла замена одного нуклеотида! т.е. в иРНК в четвёртом кодоне (5'-Г А У-3') нуклеотид А заменился на У (5'-Г У У-3').
Ответ: 1. Четвёртый триплет исходного фрагмента смысловой цепи ДНК — ГАТ (транскрибируемой цепи ДНК — АТЦ), определяем триплет иРНК : ГАУ, по таблице генетического кода определяем, что он кодирует аминокислоту Асп . 2. Во фрагменте ДНК в четвёртом триплете смысловой цепи ГАТ нуклеотид А заменился на Т (в транскрибируемой цепи в триплете АТЦ нуклеотид Т заменился на А), а в иРНК в четвёртом кодоне (ГАУ) нуклеотид А заменился на У (ГУУ). 3. Свойство генетического кода — универсальность. Наличие в ответе множества триплетов считается ошибкой, так как в задании указано, что произошла замена одного нуклеотида.
4 тип задач Молекулы тРНК , несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке: ГУА, УАЦ, УГЦ, ГЦА. Определите последовательность нуклеотидов смысловой и транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК .
1. По принципу комплементарности определяем последовательность иРНК на основе антикодонов тРНК , но сначала ориентируем антикодоны тРНК (3’→ 5’) так , чтобы они присоединялись к иРНК антипараллельно ( по условию антикодоны тРНК даны в ориентации 5’→ 3’ ) тРНК : 3’АУГ 5’, 3’ЦАУ 5’, 3’ЦГУ 5’, 3’АЦГ 5’ иРНК : 5’— УАЦ-ГУА-ГЦА-УГЦ - 3’ Разворот наоборот
Нуклеотидную последовательность транскрибируемой и смысловой цепей ДНК также определяем по принципу комплементарности (на основе найденной иРНК по принципу комплементарности строим транскрибируемую ДНК, затем на её основе находим смысловую. В молекулярной генетике принято смысловую ДНК писать сверху, транскрибируему - снизу ): ДНК : 5’ − ТАЦ-ГТА-ГЦА-ТГЦ − 3’ 3’ − АТГ-ЦАТ-ЦГТ-АЦГ − 5’. иРНК : 5’— УАЦ-ГУА-ГЦА-УГЦ - 3’
3. По таблице генетического кода и кодонам иРНК находим последовательность аминокислот в пептиде: иРНК : 5’— УАЦ-ГУА-ГЦА-УГЦ - 3’ белок: Тир-Вал-Ала-Цис
Ответ: 1. По принципу комплементарности определяем последовательность иРНК : 5’— УАЦГУАГЦАУГЦ - 3’; 2. Нуклеотидную последовательность транскрибируемой и смысловой цепей ДНК также определяем по принципу комплементарности : 5’ − ТАЦГ ТАГЦАТГЦ − 3’ 3’ − АТ ГЦАТЦГТАЦГ − 5’. 3. По таблице генетического кода и кодонам иРНК находим последовательность аминокислот в пептиде: Тир-Вал-Ала-Цис .
5 тип задач Некоторые вирусы в качестве генетического материала несут РНК. Такие вирусы, заразив клетку, встраивают ДНК-копию своего генома в геном хозяйской клетки. В клетку проникла вирусная РНК следующей последовательности: 5’ − АУГГЦУУУУГЦА − 3’. Определите, какова будет последовательность вирусного белка , если матрицей для синтеза иРНК служит цепь, комплементарная вирусной РНК . Напишите последовательность двуцепочечного фрагмента ДНК, укажите 5’ и 3’ концы цепей. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
1. По принципу комплементарности на основе вирусной РНК находим нуклеотидную последовательность транскрибируемого участка ДНК: вирусная РНК: 5’ − АУГ-ГЦУ-УУУ-ГЦА − 3’ транскрибируемая ДНК 3’− ТАЦ-ЦГА-ААА-ЦГТ − 5’. Нуклеотидную последовательность транскрибируемой и смысловой цепей ДНК также определяем по принципу комплементарности (на основе данной РНК по принципу комплементарности строим транскрибируемую ДНК, затем на её основе находим смысловую. В молекулярной генетике принято смысловую ДНК писать сверху, транскрибируемую - снизу): ДНК 5’ − АТГ-ГЦТ-ТТТ-ГЦА − 3’ 2 цепи 3’ — ТАЦ-ЦГА-ААА-ЦГТ − 5’.
По принципу комплементарности на основе транскрибируемой ДНК находим нуклеотидную последовательность иРНК : ДНК: 3’ — ТАЦ-ЦГА-ААА-ЦГТ − 5 иРНК : 5’ − АУГ-ГЦУ-УУУ-ГЦА − 3’. 2.
3. По таблице Генетического кода на основе иРНК определяем последовательность вирусного белка: иРНК : 5’ − АУГ-ГЦУ-УУУ-ГЦА − 3’ белок: МЕТ-АЛА-ФЕН-АЛА
Ответ 1. По принципу комплементарности находим нуклеотидную последовательность участка ДНК: 5’ − АТГГЦТТТТГЦА − 3’ 3’ — ТАЦЦГААААЦГТ − 5’. 2. По принципу комплементарности находим нуклеотидную последовательность иРНК : 5’ − АУГГЦУУУУГЦА − 3’. 3. По таблице Генетического кода определяем последовательность вирусного белка: МЕТ-АЛА-ФЕН-АЛА.
Задача 1 Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК , имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая): 5’ − ТГЦЦАТТТТЦГАТАГ − 3’ З’ − АЦГГТААААГЦТАТЦ − 5’ Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК , который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5’ и 3’ концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5’ конца соответствует антикодону тРНК . Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
Задача 2 Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая): 5’ − АЦАТГГГАТЦЦТАТАТЦГЦГ − 3’ 3’ − ТГТАЦЦЦТАГГАТАТАГЦГЦ − 5’ Ген содержит информативную и неинформативную части для трансляции. Информативная часть гена начинается с триплета, кодирующего аминокислоту Мет. С какого нуклеотида начинается информативная часть гена? Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи. Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.
Задача 3 Фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая): 5’ − ГТЦАЦАГЦГАТЦААТ − 3’ 3’ − ЦАГТГТЦГЦТАГТТА − 5’ Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи и обоснуйте свой ответ. Какие изменения могли произойти в результате генной мутации во фрагменте молекулы ДНК, если вторая аминокислота в полипептиде заменилась на аминокислоту Про ? Какое свойство генетического кода определяет возможность существования разных фрагментов мутированной молекулы ДНК? Ответ обоснуйте. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
Задача 4 Молекулы тРНК , несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке: ЦГЦ, ЦЦУ, АЦГ, АГА, АГЦ. Определите последовательность нуклеотидов смысловой и транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК .
Задача 5 Некоторые вирусы в качестве генетического материала несут РНК. Такие вирусы, заразив клетку, встраивают ДНК-копию своего генома в геном хозяйской клетки. В клетку проникла вирусная РНК следующей последовательности: 5’ − ГЦГГААААГЦГЦ − 3’. Определите, какова будет последовательность вирусного белка, если матрицей для синтеза иРНК служит цепь, комплементарная вирусной РНК. Напишите последовательность двуцепочечного фрагмента ДНК, укажите 5’ и 3’ концы цепей. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.