Как решать задания 27 ЕГЭ по биологии
Задания 27 проверяют умения применять знания по цитологии при решении задач с использованием таблицы генетического кода, определять хромосомный набор клеток гаметофита и спорофита у растений, число хромосом и молекул ДНК в разных фазах деления клетки. От выпускника требуется решать задачи на заданную тему, обосновывать ход решения и объяснять полученные результаты.
Для решения задач по цитологии необходимо очень хорошо понимать биологический смысл всех процессов, протекающих в клетке (метаболизм, деление), последовательность их этапов и фаз. А также знать особенности строения нуклеиновых кислот, их свойства и функции; свойства генетического кода, уметь пользоваться таблицей генетического кода. Ещё очень важно правильно оформлять решение задачи, отвечать на все вопросы и комментировать полученные результаты.
Задания 27 предполагают чёткую структуру ответа и оцениваются максимально в 3 балла при наличии трёх или четырёх элементов. Такие задания содержат закрытый ряд требований («Правильный ответ должен содержать следующие позиции»). Все приведённые в эталоне ответа элементы значимы и не имеют альтернативных вариантов. В листе ответа выпускник должен представить ход решения задачи с комментариями и объяснениями, без которых невозможно получить полный ответ.
Задание с тремя элементами ответа
Содержание верного ответа и указания по оцениванию (правильный ответ должен содержать следующие позиции) |
Баллы |
Элементы ответа: 1) 2) 3) |
|
Ответ включает в себя все названные выше элементы и не содержит биологических ошибок | 3 |
Ответ включает в себя два из названных выше элементов, которые не содержат биологических ошибок | 2 |
Ответ включает в себя один из названных выше элементов, который не содержит биологических ошибок | 1 |
Ответ неправильный | 0 |
Максимальный балл | 3 |
Задание с четырьмя элементами ответа
Содержание верного ответа и указания по оцениванию (правильный ответ должен содержать следующие позиции) |
Баллы |
Элементы ответа: 1) 2) 3) 4) |
|
Ответ включает в себя все названные выше элементы и не содержит биологических ошибок | 3 |
Ответ включает в себя три из названных выше элементов, которые не содержат биологических ошибок | 2 |
Ответ включает в себя два из названных выше элементов, которые не содержат биологических ошибок | 1 |
Ответ неправильный | 0 |
Максимальный балл | 3 |
- Для решения задач с использованием таблицы генетического кода необходимо помнить следующие правила и принципы:
- Смысловая и транскрибируемая цепи ДНК антипараллельны.
- Смысловая цепь начинается с 5´- конца, а транскрибируемая – с 3 ´- конца
- Кодоны и антикодоны принято писать с 5 ´- конца на 3 ´- конец.
- В таблице генетического кода кодоны записаны с 5 ´- конца на 3 ´- конец.
- Транскрипция идёт в направлении 3 ´ → 5´, а трансляция в направлении 5 ´ → 3 ´.
- В молекулярной биологии принято писать смысловую цепь ДНК сверху, а транскрибируемую цепь под ней.
- Для решения задач по определению числа хромосом, молекул ДНК в разных фазах деления клетки необходимо помнить, что:
- Перед митозом и мейозом в интерфазе происходит удвоение числа молекул ДНК (синтетический период интерфазы), а число хромосом остаётся прежним – 2n.
- В профазе и метафазе митоза и мейоза число хромосом и молекул ДНК не изменяется.
-
Если в задаче указано конкретное число хромосом, то при решении задачи указывают число хромосом и молекул ДНК, не формулы.
Фаза | Митоз |
Мейоз |
|
1-е деление | 2-е деление | ||
И | 2n2c; 2n4c | 2n2c; 2n4c | n2c |
П | 2n4c | 2n4c | n2c |
М | 2n4c | 2n4c | n2c |
А |
2n2c (у каждого полюса клетки) |
n2c (у каждого полюса клетки) |
nc (у каждого полюса клетки) |
Т | 2n2c | n2c | nc |
2 клетки | 2 клетки | 4 клетки |
- Для решения задач по определению хромосомного набора клеток гаметофита и спорофита у растений необходимо помнить, что:
- У растений споры и гаметы гаплоидны.
- Споры образуются в результате мейоза, а гаметы – в результате митоза.
- У водорослей и мхов в жизненном цикле преобладает гаметофит (половое поколение), а у папоротников, хвоща, плаунов, голосеменных и покрытосеменных – спорофит (бесполое поколение). У бурых водорослей преобладает спорофит.
- Зигота делится путём митоза и даёт начало всем тканям и органам растения.
- У семенных растений мегаспоры (макроспоры) образуются из клеток семязачатка в результате мейоза; клетки зародышевого мешка образуются из макроспоры путём митоза.
- У голосеменных эндосперм гаплоидный и образуется до оплодотворения, у покрытосеменных – 3n, образуется в результате слияния спермия (n) и центральной клетки (2n).
- Пыльцевое зерно состоит из двух клеток – вегетативной и генеративной; за счёт вегетативной клетки образуется пыльцевая трубка, генеративная делится митозом, в результате образуются два спермия.
- У покрытосеменных оба спермия участвуют в оплодотворении, у голосеменных в оплодотворении принимает участие один спермий, а другой погибает.
Рассмотрим примеры решения задач по цитологии.
Пример 1.
Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь – смысловая, нижняя – транскрибируемая):
5´ − АЦАТГЦЦАГГЦТАТТЦЦАГЦ −3´
3´ − ТГТАЦГГТЦЦГАТААГГТЦГ −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.
Решение:
- По принципу комплементарности строим цепь и-РНК и обозначаем 5´- и 3´-концы.
- В условии сказано, что информативная часть гена начинается с аминокислоты Мет. По таблице генетического кода определяем, что эту аминокислоту кодирует только один кодон и-РНК – АУГ. По принципу комплементарности определяем триплет в транскрибируемой цепи ДНК, соответствующий кодону 5´– АУГ –3´; это триплет 3´– ТАЦ –5´. Внимание! В таблице генетического кода кодоны и-РНК записаны в направлении 5´→ 3´.Следовательно, информативная часть гена начинается с третьего нуклеотида Т в транскрибируемой цепи ДНК.
-
По таблице генетического кода определяем аминокислотный состав белка, начиная с кодона АУГ.
Белок: Мет – Про – Гли – Тир – Сер – Сер.
ДНК: | 3´– | Т | Г | Т | А | Ц | Г | Г | Т | Ц | Ц | Г | А | Т | А | А | Г | Г | Т | Ц | Г |
и-РНК | 5´– | А | Ц | А | У | Г | Ц | Ц | А | Г | Г | Ц | У | А | У | У | Ц | Ц | А | Г | Ц |
Пример 2.
Гаплоидный набор хромосом цесарки составляет 38. Сколько хромосом и молекул ДНК содержится в клетках кожи перед делением, в анафазе и телофазе митоза? Ответ поясните.
Решение:
В задаче рассматривается непрямое деление клетки – митоз. Таким способом делятся соматические клетки, которые имеют диплоидный набор хромосом. Обязательно необходимо указать конкретное число хромосом и молекул ДНК!
- Клетки кожи цесарки – это соматические клетки, =>, они имеют диплоидный набор хромосом (2n) – 38 × 2 = 76 (хромосом).
- Перед митозом в синтетическом периоде (S) происходит самоудвоение молекул ДНК, =>, клетки имеют набор 2n4c: 76 хромосом и 152 молекулы ДНК.
- В анафазе митоза к противоположным полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды, которые становятся самостоятельными хромосомами, =>, клетки кожи содержат 2n2c (у каждого полюса клетки): 76 хромосом и 76 молекул ДНК (у каждого полюса клетки) ИЛИ в анафазе в клетке содержатся 152 хромосомы и 152 молекулы ДНК.
- В телофазе митоза образуются две дочерние клетки с диплоидным набором хромосом 2n2c: 76 хромосом и 76 молекул ДНК.
Пример 3.
Какой хромосомный набор характерен для клеток пыльцевого зерна и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.
Решение:
- клетки пыльцевого зерна сосны и спермии имеют набор хромосом – n (гаплоидный);
- клетки пыльцевого зерна сосны развиваются из гаплоидных спор митозом;
- спермии сосны развиваются из клеток пыльцевого зерна (генеративной клетки) митозом.