Комплект авторских заданий по разделу Основы цитологии

  • Максимова Людмила Евгеньевна, учитель биологии

ВВЕДЕНИЕ.

Биология одна из дисциплин, изучаемых в школе,
которая заслуженно пользуется популярностью у
учащихся. В первую очередь потому, что знания
этой дисциплины востребованы при поступлении в
учебные заведения, как медицинского, так и
сельскохозяйственного профиля, не говоря уже о
биологическом и экологическом отделениях
педагогических ВУЗов. Данная разработка
содержит подборку авторских задач по разделу
курса общей биологии “Основы цитологии”. Задачи
рассчитаны на “среднего” ученика, которые в
обычных средних (общеобразовательных) школах
составляют, как правило, подавляющее большинство
от общего контингента учащихся и предлагаются к
включению в экзаменационные билеты в качестве
практических задач (третьи вопросы) как при сдаче
школьного, так и вступительного экзамена в
училища и ВУЗы соответствующего профиля. Для
успешного решения задач данного типа требуются
не только прочные знания школьного курса общей
биологии, но и умение ученика работать
сосредоточенно, не спеша, ведь работа по
расшифровке цепей РНК и ДНК требует очень много
внимания и усидчивости. Ошибка в одном символе
может свести к нулю всю большую кропотливую
работу по созданию цепи ДНК или РНК. Разработка
ориентирована в первую очередь, на начинающих
учителей, и призвана существенно облегчить
работу педагогу по компоновке вопросов
экзаменационных билетов для сдачи экзамена по
биологии. Материал может быть так же использован
в работе биологического кружка, например, при
подготовке к олимпиаде или включён в варианты
олимпиадных заданий. Наконец, нелишним будет
разбор данных задач учащимися при
самостоятельной подготовке.

1. Задачи по разделу “Основы цитологии”.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ПО ДАННОЙ ПРОБЛЕМЕ.

Таблица “сравнение строения молекул ДНК и
РНК”.


Дезоксирибонуклеиновая
кислота (ДНК)
Рибонуклеиновая кислота
(РНК)
Содержит в своём составе углевод —
дезоксирибозу
Содержит в своём составе углевод –
рибозу
Содержит три остатка фосфорной кислоты Содержит три остатка фосфорной кислоты
Содержит четыре типа азотистых
оснований – Аденин (А),

Цитозин (Ц), Тимин (Т),
Гуанин (Г)

Содержит четыре типа азотистых
оснований – Аденин (А),

Цитозин (Ц), Урацил (У),
Гуанин (Г)

Молекула двухцепочечная Молекула одноцепочечная

Принцип комплиментарности — от латинского комплемент
дополнение, это принцип, согласно которому в
молекулах ДНК или РНК водородные связи возникают
лишь между следующими парами азотистых
оснований и никак иначе:

В молекуле ДНК:

Аденин – Тимин

Тимин – Аденин

Гуанин – Цитозин

Цитозин – Гуанин

В молекуле РНК:

Аденин – Урацил

Урацил – Аденин

Гуанин – Цитозин

Цитозин – Гуанин

Таблица “Генетический код”.


Первое основание Второе основание Третье основание
У (А) Ц (Г) А (Т) Г (Ц)
У(А) Фен

Фен

Лей

Лей

Сер

Сер

Сер

Сер

Тир

Тир

Цис

Цис

Три

У(А)

Ц(Г)

А(Т)

Г(Ц)

Ц(Г) Лей

Лей

Лей

Лей

Про

Про

Про

Про

Гис

Гис

Глн

Глн

Арг

Арг

Арг

Арг

У(А)

Ц(Г)

А(Т)

Г(Ц)

А(Т) Иле

Иле

Иле

Мет

Тре

Тре

Тре

Тре

Асн

Асн

Лиз

Лиз

Сер

Сер

Арг

Арг

У(А)

Ц(Г)

А(Т)

Г(Ц)

Г(Ц) Вал

Вал

Вал

Вал

Ала

Ала

Ала

Ала

Асп

Асп

Глу

Глу

Гли

Гли

Гли

Гли

У(А)

Ц(Г)

А(Т)

Г(Ц)

Нужно помнить, что для большей надёжности
хранения и передачи наследственной информации в
ДНК некоторые аминокислоты закодированы двумя,
тремя, четырьмя или даже шестью триплетами
азотистых оснований!

Таблица “Двадцать аминокислот,
входящих в состав природных белков”

(“волшебные” аминокислоты)


Аминокислота Сокращённое название Аминокислота Сокращённое название
Аланин Ала Лейцин Лей
Аргинин Арг Лизин Лиз
Аспарагин Асн Метионин Мет
Аспарагиновая кислота Асп Пролин Про
Валин Вал Серин Сер
Гистидин Гис Тирозин Тир
Глицин Гли Треонин Тре
Глутамин Глн Триптофан Три
Глутаминовая кислота Глу Фенилаланин Фен
Изолейцин Иле Цистеин Цис

УСЛОВИЯ ЗАДАЧ:

1. Имеется одна цепь молекулы ДНК:

АТА – ГЦА – ТТГ – АТТ – ЦЦА – ГГГ – АГТ – АТТ –
ЦЦА – АЦА – ГГА.

Используя принцип комплиментарности,
достройте к ней недостающую цепь.

2. К имеющейся цепи триплетов азотистых
оснований ДНК достройте недостающую цепь,
используя принцип комплиментарности.

ААА – ТАТ – ГГА – ТАГ – ЦЦГ – ЦЦА – АЦА – АТТ –
ТТЦ – ГГА

3. К имеющемуся фрагменту молекулы ДНК,
используя принцип комплиментарности, достройте
цепь информационной РНК.

ГГА – АТЦ – ЦЦЦ – ГАГ – ТТГ — ГГГ – ТТА – ААЦ –
ЦАТ – ГАЦ – ГГА

ЦЦТ – ТЦГ — ГГГ — ЦТЦ – ААЦ – ЦЦЦ – ААТ – ТТГ —
ГТА — ЦТГ — ЦЦТ

4. К имеющейся цепи триплетов азотистых
оснований ДНК достройте недостающую цепь, а
затем к полученному фрагменту цепь
информационной РНК.

ГГГ – АТА – ТТА – ГЦЦ – ЦЦГ – ААЦ – ЦЦГ – ТАТ –
ТЦЦ – ЦГА

5. К имеющейся цепи триплетов азотистых
оснований ДНК достройте недостающую цепь, а
затем к полученному фрагменту цепь
информационной РНК.

ААТ – ТТА – ААЦ – АГА – ГГА – ТТЦ – ГЦА – АЦГ –
ГГА – ААА

6. Имеется фрагмент цепи молекулы
информационной РНК, используя принцип
комплиментарности, достройте фрагмент двух
цепочечной молекулы ДНК.

УАУ – УГУ – ГГА – ЦУЦ – ЦУУ – УАУ – УУА – ГУУ –
УГУ – АГА

7. Имеется фрагмент цепи молекулы
информационной РНК, используя принцип
комплиментарности, достройте фрагмент двух
цепочечной молекулы ДНК.

УЦУ – ЦЦУ – АУУ – ГГУ – ГГЦ – ААУ – ЦУЦ – ЦЦА –
УАУ – УУУ

8. По имеющемуся фрагменту молекулы
информационной РНК постройте
последовательность аминокислот, закодированных
данными триплетами, предполагая, что каждый
триплет кодирует лишь одну аминокислоты.

УУЦ – УАУ – ГГУ – УГУ – ГУГ – ЦУЦ – УЦЦ – УАУ –
АУА – ГАУ

9. По имеющемуся фрагменту молекулы
информационной РНК постройте
последовательность аминокислот, закодированных
данными триплетами, предполагая, что каждый
триплет кодирует лишь одну аминокислоты.

УУГ – ГГУ – ЦЦУ – УУЦ – ЦЦА – УАЦ – ГГА – УГГ –
ГГУ – ГГГ

10. К имеющейся последовательности аминокислот
постройте фрагмент молекулы информационной РНК,
которая могла бы кодировать данные аминокислоты,
предполагая, что каждая аминокислота
закодирована лишь одним триплетом азотистых
оснований.

вал – сер – тир – фен – лиз – цис – асн – асп –
ала – гис – тре – арг.

11. К имеющейся последовательности аминокислот
постройте фрагмент молекулы информационной РНК,
которая могла бы кодировать данные аминокислоты,
предполагая, что каждая аминокислота
закодирована лишь одним триплетом азотистых
оснований.

три – фен – про – мет – лей – лиз – иле – глу –
глн – гли – арг – асп – асн

12. К имеющемуся фрагменту молекулы ДНК
постройте последовательность аминокислот,
которые закодированы триплетами, в данном
фрагменте молекулы предполагая, что каждый
триплет кодирует лишь одну аминокислоту.

АТТ – ГГА – ЦЦА – АЦА – ТАТ – ГАГ – ГГА – ТТА –
ТТГ – ААА

13. К имеющемуся фрагменту молекулы ДНК
постройте последовательность аминокислот,
которые закодированы триплетами в данном
фрагменте молекулы предполагая, что каждый
триплет кодирует лишь одну аминокислоту.

ЦЦА – ГГА – ТТГ – АТА – ТАТ – ГАГ – АГА – ГГГ –
ЦАЦ – ЦГГ

14. К имеющемуся фрагменту молекулы ДНК
достройте вторую цепь, а затем напишите
последовательность аминокислот, закодированных
триплетами на основе данных второй цепи,
предполагая, что каждый триплет кодирует лишь
одну аминокислоту.

ГАГ – ГГА – ТАТ – ТТГ – ТТТ – ГГТ – АТЦ – ЦЦТ –
ЦАЦ – ГАЦ – ЦГА

15. Некоторый фрагмент молекулы ДНК содержит 800
пиримидиновых оснований, причём оснований типа Г
– 30% от общего числа пиримидиновых оснований.
Найдите какое количество оснований типа А, Т, Ц
содержит фрагмент. Сколько всего азотистых
оснований разных типов содержит данный фрагмент.

16. Некоторый фрагмент молекулы ДНК содержит 1000
пиримидиновых оснований, причём оснований типа А
– 25% от общего числа пиримидиновых оснований.
Найдите, какое количество оснований типа Г, Т, Ц
содержит фрагмент. Сколько всего азотистых
оснований разных типов содержит данный фрагмент.

17. Некоторый фрагмент молекулы ДНК содержит 2000
азотистых оснований, причём известно, что число
пиримидиновых оснований равно числу пуриновых.
Найдите какое количество оснований каждого типа
содержит фрагмент.

18. Из 24000 азотистых оснований фрагмента
молекулы ДНК на основания типа Г приходится 20%.
Найдите сколько азотистых оснований типа А, Т, и Ц
содержит фрагмент.

19. Фрагмент молекулы ДНК содержит 60000 азотистых
оснований, из них на основание А приходится 10%.
Найдите число оснований Ц, Г, Т.

20. Фрагмент молекулы ДНК содержит 24000 пуриновых
азотистых оснований. Из них на основание типа Ц
приходится 40%. Найдите какое количество
оснований каждого типа содержит фрагмент.
Сколько всего азотистых оснований разных типов
содержит данный фрагмент.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ:

1. Вторая цепь молекулы ДНК:

ТАТ – ЦГТ – ААЦ – ТАА — ГГТ – ЦЦЦ – ТЦА – ТАА –
ГГТ – ТГТ — ЦЦТ

2. Вторая цепь молекулы ДНК:

ТТТ – АТА – ЦЦТ – АТЦ – ГГЦ – ГГТ – ТГТ – ТАА –
ААГ – ЦЦТ

3. Цепь молекулы информационной РНК:

ГГА – АГЦ – ЦЦЦ – ГАГ – УУГ – ГГГ – УУА – ААЦ –
ЦУТ – ГАЦ — ГГА

4. Вторая цепь молекулы ДНК и цепь
информационной РНК:

ЦЦЦ – ТАТ – ААТ – ЦГГ – ГГЦ – ТТГ – ГГЦ – АТА –
АГГ – ГЦТ

ГГГ – АУА – УУА – ГЦЦ – ЦЦГ – ААЦ – ЦЦГ – УАУ –
УЦЦ – ЦГА

5. Вторая цепь молекулы ДНК и цепь
информационной РНК:

ТТА – ААТ – ТТГ – ТЦТ – ЦЦТ – ААГ – ЦГТ – ТГЦ –
ЦЦТ – ТТТ

ААУ – УУА – ААЦ – АГА – ГГА – УУЦ – ГЦА – АЦГ –
ГГА – ААА

6. Двухцепочечная молекула ДНК:

АТА – АЦА – ЦЦТ – ГАГ – ГАА – АТА – ААТ – ЦАА –
АЦА – ТЦТ

ТАТ – ТГТ – ГГА – ЦТЦ – ЦТТ – ТАТ – ТТА – ГТТ –
ТГТ — АГА

7. Двухцепочечная молекула ДНК:

АГА – ГГА – ТАА – ЦЦА – ЦЦГ – ТТА – ГАГ – ГГТ –
АТА – ААА

ТЦТ – ЦЦТ – АТТ – ГГТ – ГГЦ – ААТ – ЦТЦ – ЦЦА –
ТАТ — ТТТ

8. Цепь аминокислот:

фен – тир – гли – цис – вал – лей – сер – тир –
иле – асп.

9. Цепь аминокислот:

лей – гли – про – фен – про – тир – гли – три –
гли – гли.

10. Фрагмент цепи молекулы информационной РНК:

ГУУ – УЦУ – УАУ – УУУ – ААА – УГУ – ААУ – ГАУ –
ГЦУ – ЦАУ – АЦУ – ЦГУ.

11. Фрагмент цепи молекулы информационной РНК:

УГГ – УУУ – ЦЦУ – АУГ – ЦУУ – ААА – АУУ – ГАА –
ЦАА – ГГУ – АГА – ГАУ – ААУ.

12. Последовательность аминокислот:

* про – гли – цис – иле – лей – про –
асн – асп – фен.

* — Первый триплет данной цепи является
терминальным, он не кодирует никакую
аминокислоту и свидетельствует об окончании
информации об одном типе белка и начале
информации о другом типе белка.

13. Последовательность аминокислот:

гли – про – асн – тир – иле – лей – сер – про –
вал – ала.

14. Вторая цепь молекулы ДНК и
последовательность аминокислот:

ЦТЦ – ЦЦТ – АТА – ААЦ – ААА – ЦЦА – ТАГ – ГГА –
ГТГ – ЦТГ – ГЦТ

глу – гли – тир – лей – фен – гли – иле – про –
гис – асп — арг.

15. Пиримидиновые основания – А и Г – их 800

Тогда оснований типа Г – 240, типа Ц – 240, типа А –
560, типа Т – 560.

Общее число оснований всех типов в данном
фрагменте — 1600.

16. Оснований типа А – 250, типа Т — 250, типа Г – 750,
типа Ц – 750. Общее число оснований в данном
фрагменте — 2000.

17. Пиримидиновые основания А и Г – вместе их 1000,
пуриновые основания — Ц и Т — вместе их так же 1000.
Следовательно, фрагмент содержит по 500 азотистых
оснований каждого типа – А, Т, Ц. Г.

18. Согласно принципу комплиментарности данный
фрагмент содержит азотистых оснований типа Г –
4800, типа Ц – 4800, типа А – 7200, типа Т — 7200.

19. Согласно принципу комплиментарности данный
фрагмент содержит азотистых оснований типа Г –
24000, типа Ц – 24000, типа А – 6000, типа Т — 6000.

20. Пуриновые основания – Ц и Т – вместе их 24000

Тогда оснований типа Ц – 9600, типа Г – 9600, типа А
– 14400, типа Т – 14400. Общее число оснований всех
типов в данном фрагменте — 48000.

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА:

1. Общая биология, учебник для 10 — 11 классов с
углублённым изучением биологии в школе, под ред.
В. К. Шумного, Г. М. Дымшица, А. О. Рувинского, М. ,
“Просвещение”, 2001

2. Общая биология, учебник для 10 — 11 классов
средней школы, под ред. Ю. И. Полянского, М. ,
“Просвещение”, 1992

3. Павлов И. Ю. , Д. В. Вахненко, Д. В. Москвичёв,
Биология, Словарь – справочник, Ростов – на –
Дону, “Феникс”, 1997.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА:

1. Богданова Т. Л. , Солодова Е. А. , Биология,
справочник для старшеклассников и поступающих в
вузы, М. , “АСТ – ПРЕСС ШКОЛА”, 2002.

2. Орлова Н. Н. , Малый практикум по общей
генетике, М. , Издательство МГУ, 1975

3. Гуляев Г. В. , Задачник по генетике, М. , Колос,
1980

4. Анастасова Л. П. , Самостоятельные работы
учащихся по общей биологии, М. , Просвещение, 1989.