Клеточная теория, её основные положения, роль в формировании современной естественнонаучной картины мира. Развитие знаний о клетке. Клеточное строение организмов, сходство строения клеток всех организмов – основа единства органического мира, доказательства родства живой природы.
Клетка – единица строения, жизнедеятельности, роста и развития организмов. Многообразие клеток. Сравнительная характеристика клеток растений, животных, бактерий, грибов.
Строение про- и эукариотной клетки. Взаимосвязь строения и функций частей и органоидов клетки – основа ее целостности. Метаболизм: энергетический и пластический обмен, их взаимосвязь. Ферменты, их химическая природа, роль в метаболизме. Стадии энергетического обмена. Брожение и дыхание. Фотосинтез, его значение, космическая роль. Фазы фотосинтеза. Световые и темновые реакции фотосинтеза, их взаимосвязь. Хемосинтез.
Биосинтез белка и нуклеиновых кислот. Матричный характер реакций биосинтеза. Гены, генетический код и его свойства. Хромосомы, их строение (форма и размеры) и функции. Число хромосом и их видовое постоянство. Определение набора хромосом в соматических и половых клетках. Жизненный цикл клетки: интерфаза и митоз. Митоз – деление соматических клеток. Мейоз. Фазы митоза и мейоза. Развитие половых клеток у растений и животных. Сходство и отличие митоза и мейоза, их значение. Деление клетки – основа роста, развития и размножения организмов.
Автор статьи - Д. А. Соловков, кандидат биологических наук
Типы задач по цитологии
Задачи по цитологии, которые встречаются в ЕГЭ, можно разбить на семь основных типов. Первый тип связан с определением процентного содержания нуклеотидов в ДНК и чаще всего встречается в части А экзамена. Ко второму относятся расчетные задачи, посвященные определению количества аминокислот в белке, а также количеству нуклеотидов и триплетов в ДНК или РНК. Этот тип задач может встретиться как в части А, так в части С.
Задачи по цитологии типов 3, 4 и 5 посвящены работе с таблицей генетического кода, а также требуют от абитуриента знаний по процессам транскрипции и трансляции. Такие задачи составляют большинство вопросов С5 в ЕГЭ.
Задачи типов 6 и 7 появились в ЕГЭ относительно недавно, и они также могут встретиться абитуриенту в части С. Шестой тип основан на знаниях об изменениях генетического набора клетки во время митоза и мейоза, а седьмой тип проверяет у учащегося усвоения материала по диссимиляции в клетке эукариот.
Ниже предложены решения задач всех типов и приведены примеры для самостоятельной работы. В приложении дана таблица генетического кода, используемая при решении.
Решение задач первого типа
Основная информация:
- В ДНК существует 4 разновидности нуклеотидов: А (аденин), Т (тимин), Г (гуанин) и Ц (цитозин).
- В 1953 г Дж.Уотсон и Ф.Крик открыли, что молекула ДНК представляет собой двойную спираль.
- Цепи комплементарны друг другу: напротив аденина в одной цепи всегда находится тимин в другой и наоборот (А-Т и Т-А); напротив цитозина — гуанин (Ц-Г и Г-Ц).
- В ДНК количество аденина и гуанина равно числу цитозина и тимина, а также А=Т и Ц=Г (правило Чаргаффа).
Задача: в молекуле ДНК содержится аденина. Определите, сколько (в ) в этой молекуле содержится других нуклеотидов.
Решение: количество аденина равно количеству тимина, следовательно, тимина в этой молекуле содержится . На гуанин и цитозин приходится 
. Т.к. их количества равны, то Ц=Г=.
Решение задач второго типа
Основная информация:
- Аминокислоты, необходимые для синтеза белка, доставляются в рибосомы с помощью т-РНК. Каждая молекула т-РНК переносит только одну аминокислоту.
- Информация о первичной структуре молекулы белка зашифрована в молекуле ДНК.
- Каждая аминокислота зашифрована последовательностью из трех нуклеотидов. Эта последовательность называется триплетом или кодоном.
Задача: в трансляции участвовало молекул т-РНК. Определите количество аминокислот, входящих в состав образующегося белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.
Решение: если в синтезе участвовало т-РНК, то они перенесли аминокислот. Поскольку одна аминокислота кодируется одним триплетом, то в гене будет триплетов или нуклеотидов.
Решение задач третьего типа
Основная информация:
- Транскрипция — это процесс синтеза и-РНК по матрице ДНК.
- Транскрипция осуществляется по правилу комплементарности.
- В состав РНК вместо тимина входит урацил
Задача: фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующее строение: ААГГЦТАЦГТТГ. Постройте на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка.
Решение: по правилу комплементарности определяем фрагмент и-РНК и разбиваем его на триплеты: УУЦ-ЦГА-УГЦ-ААУ. По таблице генетического кода определяем последовательность аминокислот: фен-арг-цис-асн.
Решение задач четвертого типа
Основная информация:
- Антикодон — это последовательность из трех нуклеотидов в т-РНК, комплементарных нуклеотидам кодона и-РНК. В состав т-РНК и и-РНК входят одни те же нуклеотиды.
- Молекула и-РНК синтезируется на ДНК по правилу комплементарности.
- В состав ДНК вместо урацила входит тимин.
Задача: фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ГАУГАГУАЦУУЦААА. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте. Также напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК.
Решение: разбиваем и-РНК на триплеты ГАУ-ГАГ-УАЦ-УУЦ-ААА и определяем последовательность аминокислот, используя таблицу генетического кода: асп-глу-тир-фен-лиз. В данном фрагменте содержится триплетов, поэтому в синтезе будет участвовать т-РНК. Их антикодоны определяем по правилу комплементарности: ЦУА, ЦУЦ, АУГ, ААГ, УУУ. Также по правилу комплементарности определяем фрагмент ДНК (по и-РНК!!!): ЦТАЦТЦАТГААГТТТ.
Решение задач пятого типа
Основная информация:
- Молекула т-РНК синтезируется на ДНК по правилу комплементарности.
- Не забудьте, что в состав РНК вместо тимина входит урацил.
- Антикодон — это последовательность из трех нуклеотидов, комплементарных нуклеотидам кодона в и-РНК. В состав т-РНК и и-РНК входят одни те же нуклеотиды.
Задача: фрагмент ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ТТАГЦЦГАТЦЦГ. Установите нуклеотидную последовательность т-РНК, которая синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
Решение: определяем состав молекулы т-РНК: ААУЦГГЦУАГГЦ и находим третий триплет — это ЦУА. Это антикодону комплементарен триплет и-РНК — ГАУ. Он кодирует аминокислоту асп, которую и переносит данная т-РНК.
Решение задач шестого типа
Основная информация:
- Два основных способа деления клеток — митоз и мейоз.
- Изменение генетического набора в клетке во время митоза и мейоза.
Задача: в клетке животного диплоидный набор хромосом равен . Определите количество молекул ДНК перед митозом, после митоза, после первого и второго деления мейоза.
Решение: По условию, . Генетический набор:
Решение задач седьмого типа
Основная информация:
- Что такое обмен веществ, диссимиляция и ассимиляция.
- Диссимиляция у аэробных и анаэробных организмов, ее особенности.
- Сколько этапов в диссимиляции, где они проходят, какие химические реакции проходят во время каждого этапа.
Задача: в диссимиляцию вступило молекул глюкозы. Определите количество АТФ после гликолиза, после энергетического этапа и суммарный эффект диссимиляции.
Решение: запишем уравнение гликолиза: = 2ПВК + 4Н + 2АТФ . Поскольку из одной молекулы глюкозы образуется молекулы ПВК и 2АТФ , следовательно, синтезируется 20 АТФ . После энергетического этапа диссимиляции образуется молекул АТФ (при распаде молекулы глюкозы), следовательно, синтезируется АТФ . Суммарный эффект диссимиляции равен АТФ .
Примеры задач для самостоятельного решения
- Т=, Г=Ц= по .
- аминокислот, триплетов, нуклеотидов.
- триплета, аминокислоты, молекулы т-РНК.
- и-РНК: ЦЦГ-АГА-УЦГ-ААГ. Аминокислотная последовательность: про-арг-сер-лиз.
- Фрагмент ДНК: ЦГАТТАЦААГАААТГ. Антикодоны т-РНК: ЦГА, УУА, ЦАА, ГАА, АУГ. Аминокислотная последовательность: ала-асн-вал-лей-тир.
- т-РНК: УЦГ-ГЦУ-ГАА-ЦГГ. Антикодон ГАА, кодон и-РНК — ЦУУ, переносимая аминокислота — лей.
- . Генетический набор:
- Поскольку из одной молекулы глюкозы образуется молекулы ПВК и 2АТФ , следовательно, синтезируется АТФ . После энергетического этапа диссимиляции образуется молекул АТФ (при распаде молекулы глюкозы), следовательно, синтезируется АТФ . Суммарный эффект диссимиляции равен АТФ .
- В цикл Кребса вступило молекул ПВК , следовательно, распалось молекулы глюкозы. Количество АТФ после гликолиза — молекул, после энергетического этапа — молекул, суммарный эффект диссимиляции молекул АТФ .
Итак, в этой статье приведены основные типы задач по цитологии, которые могут встретиться абитуриенту в ЕГЭ по биологии. Надеемся, что варианты задач и их решение будет полезно всем при подготовке к экзамену. Удачи!
Мишнина Лидия Александровна
учитель биологии
МБОУ СОШ №3 п. Акбулак
Класс 11
Подготовка к ЕГЭ: решение задач по цитологии
В методических рекомендациях по совершенствованию преподавания биологии, разработанных на основе анализа затруднений выпускников на ЕГЭ 2014 года, авторами Г.С. Калиновой, Р.А. Петросовой, отмечается низкий уровень выполнения заданий на определение числа хромосом и ДНК в разных фазах митоза или мейоза.
Задания на самом деле не настолько сложны, чтобы вызывать серьезные затруднения. Что нужно учитывать при подготовке выпускников по данному вопросу?
Решение цитологических задач предполагает знания не только по вопросам митоза и мейоза, их фаз и событий, происходящих в них, но и обязательное владение информацией о строении и функциях хромосом, количестве генетического материала в клетке.
Поэтому подготовку начинаем с повторения материала о хромосомах. Акцентируем внимание на то, что хромосомы — нуклеопротеидные структуры в ядре эукариотической клетки.
В них сосредоточено около 99% всей ДНК клетки, остальная часть ДНК находится в других клеточных органоидах, определяя цитоплазматическую наследственность. ДНК в хромосомах эукариот находится в комплексе с основными белками - гистонами и с негистоновыми белками, которые обеспечивают сложную упаковку ДНК в хромосомах и регуляцию её способности к синтезу рибонуклеиновых кислот (РНК) - транскрипции.
Внешний вид хромосом существенно меняется на разных стадиях клеточного цикла и как компактные образования с характерной морфологией хромосомы четко различимы в световом микроскопе лишь в период клеточного деления.
На стадии метафазы митоза и мейоза хромосомы состоят из двух продольных копий, которые называются сестринскими хроматидами и которые образуются при репликации ДНК в S-период интерфазы. У метафазных хромосом сестринские хроматиды соединены в районе первичной перетяжки, называемой центромерой. Центромера отвечает за расхождение сестринских хроматид в дочерние клетки при делении
Полный набор хромосом в клетке, характерный для данного организма, называется кариотипом. В любой клетке тела большинства животных и растений каждая хромосома представлена дважды: одна из них получена от отца, другая - от матери при слиянии ядер половых клеток в процессе оплодотворения. Такие хромосомы называются гомологичными, набор гомологичных хромосом - диплоидным.
Теперь можно повторять материал о делении клеток.
Из событий интерфазы рассматриваем только синтетический период, чтобы не распылять внимание школьников, а сосредоточиться только на поведении хромосом.
Вспоминаем: в синтетический (S) период происходит удвоение генетического материала путем репликации ДНК. Она происходит полуконсервативным способом, когда двойная спираль молекулы ДНК расходится на две цепи и на каждой из них синтезируется комплементарная цепочка.
В итоге образуются две идентичные двойные спирали ДНК, каждая из которых состоит из одной новой и старой цепи ДНК. Количество наследственного материала удваивается, но количество хромосом остается прежним - хромосома становится двухроматидной (2п4с).
Рассматриваем поведение хромосом во время митоза:
- В профазе, метафазе - 2п 4с - так как деления клетки не происходит;
- В анафазу происходит расхождения хроматид, число хромосом увеличивается в два раза (хроматиды становятся самостоятельными хромосомами, но пока они все в одной клетке) 4n 4с;
- в телофазе 2п2с (в клетках остаются однохроматидные хромосомы).
Повторяем мейоз:
- В профазе1, метафазе 1, анафазе 1 - 2п 4с - так как деления клетки не происходит;
- в телофазе - остается п2с, так как после расхождения гомологичных хромосом в клетках остается гаплоидный набор, но хромосомы двухроматидные;
- В профазе 2, метафазе 2 так же как и телофазе 1 - п2с;
- Особое внимание обратить на анафазу 2, так как после расхождения хроматид число хромосом увеличивается в 2 раза (хроматиды становятся самостоятельными хромосомами, но пока они все в одной клетке) 2n 2с;
- в телофазе 2 - пс (в клетках остаются однохроматидные хромосомы.
Только теперь, когда дети теоретически подготовлены, можно переходить к решению задач.
Типичная ошибка в подготовке выпускников: стараемся сразу решать задачи, не повторив материала. Что происходит: дети с учителем решают, но решение идет на уровне механического запоминания, без осмысления. Поэтому, когда им на экзамене досталась подобная задача, они с ней не справляются. Повторюсь: не было осмысления в решении задач.
Переходим к практике.
Используем подборку задач сайта «Решу ЕГЭ» Дмитрия Гущина. Чем привлекателен этот ресурс - практически нет ошибок, грамотно расписаны эталоны ответов.
Разберем задачу C 6 № 12018.
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 1 и в анафазе мейоза 2. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом.
Элементы ответа:
Клетки семязачатка содержат диплоидный набор хромосом - 28 (2n2c).
Перед началом мейоза - (2n4c) 28 хр, 56 ДНК
В анафазе мейоза 1: (2n4c = n2c+n2c) - 28 хр, 56 ДНК.
В мейоз 2 вступают 2 дочерние клетки с гаплоидным набором хромосом (n2c) - 14 хромосом, 28ДНК.
В анафазе мейоза 2: (2n2с= nc+nc) - 28 хромосом, 28ДНК
Задача сложная, как же помочь выпускнику осмыслить ее решение.
Один из вариантов: рисуем фазы мейоза и показываем все манипуляции с хромосомами.
Алгоритм действия:
- Внимательно прочитай задачу, определи задание, выпишите фазы, в которых нужно указать количество генетического материала
а) Перед началом мейоза
б) В анафазе мейоза 1
в) В анафазе мейоза 2
- Сделай рисунки к каждой обозначенной фазе мейоза и поясни выполненное.
Уточняю: не пользуемся рисунками, а сами их выполняем. Данная операция работает на осмысление (хотя в эстетике мы проигрываем, но выигрываем в результате!)
1. Перед началом мейоза
Поясняю: мейозу предшествует интерфаза, в интерфазе происходит удвоение ДНК, поэтому число хромосом 2п, число ДНК-4с.
2. В анафазе мейоза 1
Поясняю: в анафазе мейоза 1 к полюсам расходятся хромосомы, т.е. из каждой пары гомологичных хромосом в дочернюю клетку попадает только одна. Хромосомный набор становится гаплоидным, однако каждая хромосома состоит из двух хроматид. Поскольку деления клетки еще не произошло и все хромосомы находятся в одной клетке, то хромосомную формулу можно записать как: 2n4c (n2c+n2c) 28 хр, 56 ДНК (14хр 28 ДНК +14хр28ДНК)
3) В анафазе мейоза 2
Анафаза мейоза 2 происходит после первого (редукционного) деления. Набор хромосом в клетке п2с. В анафазу мейоза 2 центромеры, соединяющие сестринские хроматиды, делятся и хроматиды, как и при митозе, становятся самостоятельными хромосомами. Число хромосом увеличивается и становится равным 2п2с. И опять -поскольку деления клетки еще не произошло и все хромосомы находятся в одной клетке, то хромосомный набор можно записать следующим образом: 2n2c (nc+nc) 28 хр, 28 ДНК (14хр 14 ДНК +14хр14ДНК).
- Запиши ответ. (у нас он указан выше)
Подвожу итог: Решение задач данного типа не требует погони за количеством, здесь важно добиться понимания логики решения и знания о поведении хромосом на каждой фазе деления.
Используемые ресурсы:
- ФИПИ «Методические рекомендации по некоторым аспектам совершенствования преподавания биологии» авт. Г.С. Калинова, Р.А. Петросова. Москва, 2014
- Биология. Общие закономерности 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений/ В.Б.Захаров, С.Г.Мамонтов, Н.И.Сонин - Москва: Изд-во Дрофа, 2011.
- Решу ЕГЭ. http://bio.reshuege.ru/
На уроке мы узнаем историю возникновения цитологии, вспомним понятие клетки, рассмотрим, какой вклад внесли различные ученые в развитие цитологии.
Все живые су-ще-ства, за ис-клю-че-ни-ем ви-ру-сов, со-сто-ят из кле-ток. Но для уче-ных про-шло-го кле-точ-ное стро-е-ние живых ор-га-низ-мов было не таким оче-вид-ным, как для нас с вами. Наука, изу-ча-ю-щая клет-ку,ци-то-ло-гия , сфор-ми-ро-ва-лась лишь к се-ре-дине XIX века. Без зна-ния о том, от-ку-да бе-рет-ся жизнь, что яв-ля-ет-ся ее мель-чай-шей еди-ни-цей, вплоть до Сред-не-ве-ко-вья по-яв-ля-лись тео-рии о том, на-при-мер, что ля-гуш-ки про-ис-хо-дят от грязи, а мыши за-рож-да-ют-ся в гряз-ном белье (рис. 2).
Рис. 2. Теории Средневековья ()
«Гряз-ное белье сред-не-ве-ко-вой науки» пер-вым «раз-во-ро-шил» в 1665 г. ан-глий-ский есте-ство-ис-пы-та-тель Ро-берт Гук (рис. 3).
Рис. 3. Роберт Гук ()
Он впер-вые рас-смот-рел и опи-сал обо-лоч-ки рас-ти-тель-ных кле-ток. А уже в 1674 г. его гол-ланд-ский кол-ле-га Ан-то-ни ван Ле-вен-гук (рис. 4) пер-вым раз-гля-дел под са-мо-дель-ным мик-ро-ско-пом неко-то-рых про-стей-ших и от-дель-ные клет-ки жи-вот-ных, такие как эрит-ро-ци-ты и спер-ма-то-зо-и-ды.
Рис. 4. Антони ван Левенгук ()
Ис-сле-до-ва-ния Ле-вен-гу-ка ка-за-лись со-вре-мен-ни-кам на-столь-ко фан-та-сти-че-ски-ми, что в 1676 году Лон-дон-ское ко-ро-лев-ское об-ще-ство, куда он от-сы-лал ре-зуль-та-ты своих ис-сле-до-ва-ний, очень силь-но в них за-со-мне-ва-лось. Су-ще-ство-ва-ние од-но-кле-точ-ных ор-га-низ-мов и кле-ток крови, на-при-мер, никак не укла-ды-ва-лось в рамки то-гдаш-ней науки.
Чтобы осмыс-лить ре-зуль-та-ты труда гол-ланд-ско-го уче-но-го, по-тре-бо-ва-лось несколь-ко веков. Толь-ко к се-ре-дине XIX в. немец-кий уче-ный Тео-дор Шванн, ос-но-вы-ва-ясь на тру-дах сво-е-го кол-ле-ги Ма-тти-а-са Шлей-де-на (рис. 5), сфор-му-ли-ро-вал ос-нов-ные по-ло-же-ния кле-точ-ной тео-рии, ко-то-рой мы поль-зу-ем-ся и по сей день.
Рис. 5. Теодор Шванн и Маттиас Шлейден ()
Шванн до-ка-зал, что клет-ки рас-те-ний и жи-вот-ных имеют общий прин-цип стро-е-ния, по-то-му что об-ра-зу-ют-ся оди-на-ко-вым спо-со-бом; все клет-ки са-мо-сто-я-тель-ны, а любой ор-га-низм - это со-во-куп-ность жиз-не-де-я-тель-но-сти от-дель-ных групп кле-ток (рис. 6).
Рис. 6. Эритроциты, деление клетки, молекула ДНК ()
Даль-ней-шие ис-сле-до-ва-ния уче-ных поз-во-ли-ли сфор-му-ли-ро-вать ос-нов-ные по-ло-же-ния со-вре-мен-ной кле-точ-ной тео-рии:
- Клет-ка - уни-вер-саль-ная струк-тур-ная еди-ни-ца жи-во-го.
- Клет-ки раз-мно-жа-ют-ся путем де-ле-ния (клет-ка от клет-ки).
- Клет-ки хра-нят, пе-ре-ра-ба-ты-ва-ют, ре-а-ли-зу-ют и пе-ре-да-ют на-след-ствен-ную ин-фор-ма-цию.
- Клет-ка - это са-мо-сто-я-тель-ная био-си-сте-ма, от-ра-жа-ю-щая опре-де-лен-ный струк-тур-ный уро-вень ор-га-ни-за-ции живой ма-те-рии.
- Мно-го-кле-точ-ные ор-га-низ-мы - это ком-плекс вза-и-мо-дей-ству-ю-щих си-стем раз-лич-ных кле-ток, обес-пе-чи-ва-ю-щих ор-га-низ-му рост, раз-ви-тие, обмен ве-ществ и энер-гии.
- Клет-ки всех ор-га-низ-мов сход-ны между собой по стро-е-нию, хи-ми-че-ско-му со-ста-ву и функ-ци-ям.
Клет-ки чрез-вы-чай-но раз-но-об-раз-ны. Они могут раз-ли-чать-ся по струк-ту-ре, форме и функ-ци-ям (рис. 7).
Рис. 7. Разнообразие клеток ()
Среди них есть сво-бод-но жи-ву-щие клет-ки, ко-то-рые ведут себя как особи по-пу-ля-ций и видов, как са-мо-сто-я-тель-ные ор-га-низ-мы. Их жиз-не-де-я-тель-ность за-ви-сит не толь-ко от того, как ра-бо-та-ют внут-ри-кле-точ-ные струк-ту-ры, ор-га-но-и-ды. Они сами вы-нуж-де-ны до-бы-вать себе пищу, пе-ре-ме-щать-ся в окру-жа-ю-щей среде, раз-мно-жать-ся, то есть дей-ство-вать как ма-лень-кие, но вполне са-мо-сто-я-тель-ные особи. Таких сво-бо-до-лю-би-вых од-но-кле-точ-ных очень много. Они вхо-дят во все цар-ства кле-точ-ной живой при-ро-ды и на-се-ля-ют все среды жизни на нашей пла-не-те. В мно-го-кле-точ-ном ор-га-низ-ме клет-ка яв-ля-ет-ся его ча-стью, из кле-ток об-ра-зу-ют-ся ткани и ор-га-ны.
Раз-ме-ры кле-ток могут быть очень раз-ны-ми - от одной де-ся-той мик-ро-на и до 15 сан-ти-мет-ров - таков раз-мер яйца стра-у-са, пред-став-ля-ю-ще-го собой одну клет-ку, а вес этой клет-ки - пол-то-ра ки-ло-грам-ма. И это да-ле-ко не пре-дел: яйца ди-но-зав-ров, к при-ме-ру, могли до-сти-гать в длину целых 45 сан-ти-мет-ров (рис. 8).
Рис. 8. Яйцо динозавра ()
Обыч-но у мно-го-кле-точ-ных ор-га-низ-мов раз-ные клет-ки вы-пол-ня-ют раз-лич-ные функ-ции. Клет-ки, сход-ные по стро-е-нию, рас-по-ло-жен-ные рядом, объ-еди-нен-ные меж-кле-точ-ным ве-ще-ством и пред-на-зна-чен-ные для вы-пол-не-ния опре-де-лен-ных функ-ций в ор-га-низ-ме, об-ра-зу-ют ткани (рис. 9).
Рис. 9. Образование ткани ()
Жизнь мно-го-кле-точ-но-го ор-га-низ-ма за-ви-сит от того, на-сколь-ко сла-жен-но ра-бо-та-ют клет-ки, вхо-дя-щие в его со-став. По-это-му клет-ки не кон-ку-ри-ру-ют между собой, на-про-тив, ко-опе-ра-ция и спе-ци-а-ли-за-ция их функ-ций поз-во-ля-ет ор-га-низ-му вы-жить в тех си-ту-а-ци-ях, в ко-то-рых оди-ноч-ные клет-ки не вы-жи-ва-ют. У слож-ных мно-го-кле-точ-ных ор-га-низ-мов - рас-те-ний, жи-вот-ных и че-ло-ве-ка - клет-ки ор-га-ни-зо-ва-ны в ткани, ткани - в ор-га-ны, ор-га-ны - в си-сте-мы ор-га-нов. И каж-дая из этих си-стем ра-бо-та-ет на то, чтобы обес-пе-чить су-ще-ство-ва-ние це-ло-му ор-га-низ-му.
Несмот-ря на все раз-но-об-ра-зие форм и раз-ме-ров, клет-ки раз-ных типов схожи между собой. Такие про-цес-сы, как ды-ха-ние, био-син-тез, обмен ве-ществ, идут в клет-ках неза-ви-си-мо от того, яв-ля-ют-ся ли они од-но-кле-точ-ны-ми ор-га-низ-ма-ми или вхо-дят в со-став мно-го-кле-точ-но-го су-ще-ства. Каж-дая клет-ка по-гло-ща-ет пищу, из-вле-ка-ет из нее энер-гию, из-бав-ля-ет-ся от от-хо-дов об-ме-на ве-ществ, под-дер-жи-ва-ет по-сто-ян-ство сво-е-го хи-ми-че-ско-го со-ста-ва и вос-про-из-во-дит саму себя, то есть осу-ществ-ля-ет все про-цес-сы, от ко-то-рых за-ви-сит ее жизнь.
Все это поз-во-ля-ет рас-смат-ри-вать клет-ку как осо-бую еди-ни-цу живой ма-те-рии, как эле-мен-тар-ную живую си-сте-му (рис. 10).
Рис. 10. Схематический рисунок клетки ()
Все живые су-ще-ства, от ин-фу-зо-рии до слона или кита, са-мо-го круп-но-го на се-го-дняш-ний день мле-ко-пи-та-ю-ще-го, со-сто-ят из кле-ток. Раз-ни-ца лишь в том, что ин-фу-зо-рии - са-мо-сто-я-тель-ные био-си-сте-мы, со-сто-я-щие из одной клет-ки, а клет-ки кита ор-га-ни-зо-ва-ны и вза-и-мо-свя-за-ны как части боль-шо-го 190-тон-но-го це-ло-го. Со-сто-я-ние всего ор-га-низ-ма за-ви-сит от того, как функ-ци-о-ни-ру-ют его части, то есть клет-ки.
Список литературы
- Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Агафонова И.Б., Сонин Н.И. Биология. Общие закономерности. - Дрофа, 2009.
- Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Чернова Н.М. Основы общей биологии. 9 класс: Учебник для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений/ Под ред. проф. И.Н. Пономаревой. - 2-е изд., перераб. - М.: Вентана-Граф, 2005
- Пасечник В.В., Каменский А.А., Криксунов Е.А. Биология. Введение в общую биологию и экологию: Учебник для 9 класса, 3-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2002.
- Krugosvet.ru ().
- Uznaem-kak.ru ().
- Mewo.ru ().
Домашнее задание
- Что изучает цитология?
- Каковы основные положения клеточной теории?
- Чем различаются клетки?
Д. А. Соловков, кандидат биологических наук
Эта подборка задач содержит все основные типы заданий по цитологии, встречающиеся в ЕГЭ, и предназначена, прежде всего, для самостоятельной подготовки абитуриента к решению задания С5 на экзамене. Для удобства задачи сгруппированы по основным разделам и темам, включенным в программу по биологии (раздел «Цитология»). В конце приведены ответы для самопроверки.
Примеры задач первого типа
Примеры задач второго типа
Примеры задач третьего типа
- Фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующее строение: ААГЦГТГЦТЦАГ. Постройте на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка (для этого используйте таблицу генетического кода).
- Фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующее строение: ЦЦАТАТЦЦГГАТ. Постройте на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка (для этого используйте таблицу генетического кода).
- Фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующее строение: АГТТТЦТГГЦАА. Постройте на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка (для этого используйте таблицу генетического кода).
- Фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующее строение: ГАТТАЦЦТАГТТ. Постройте на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка (для этого используйте таблицу генетического кода).
- Фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующее строение: ЦТАТЦЦГЦТГТЦ. Постройте на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка (для этого используйте таблицу генетического кода).
- Фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующее строение: ААГЦТАЦАГАЦЦ. Постройте на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка (для этого используйте таблицу генетического кода).
- Фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующее строение: ГГТГЦЦГГАААГ. Постройте на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка (для этого используйте таблицу генетического кода).
- Фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующее строение: ЦЦЦГТАААТТЦГ. Постройте на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка (для этого используйте таблицу генетического кода).
Примеры задач четвертого типа
- Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ГАУГАГУАЦУУЦААА. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте. Также напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК (для этого используйте таблицу генетического кода).
- Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ЦГАГГУАУУЦЦЦУГГ. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте. Также напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК (для этого используйте таблицу генетического кода).
- Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: УГУУЦААУАГГААГГ. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте. Также напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК (для этого используйте таблицу генетического кода).
- Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ЦЦГЦААЦАЦГЦГАГЦ. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте. Также напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК (для этого используйте таблицу генетического кода).
- Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: АЦАГУГГЦЦААЦЦЦУ. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте. Также напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК (для этого используйте таблицу генетического кода).
- Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ГАЦАГАЦУЦААГУЦУ. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте. Также напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК (для этого используйте таблицу генетического кода).
- Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: УГЦАЦУГААЦГЦГУА. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте. Также напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК (для этого используйте таблицу генетического кода).
- Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ГЦАГГЦЦАГУУАУАУ. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте. Также напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК (для этого используйте таблицу генетического кода).
- Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ГЦУААУГУУЦУУУАЦ. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте. Также напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК (для этого используйте таблицу генетического кода).
Примеры задач пятого типа
- Фрагмент ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ТАТГГГЦТАТТГ. Установите нуклеотидную последовательность т-РНК, которая синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
- Фрагмент ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ЦААГАТТТТГТТ. Установите нуклеотидную последовательность т-РНК, которая синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
- Фрагмент ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ГЦЦАААТЦЦТГА. Установите нуклеотидную последовательность т-РНК, которая синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
- Фрагмент ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ТГТЦЦАТЦАААЦ. Установите нуклеотидную последовательность т-РНК, которая синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
- Фрагмент ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ЦАТГААААТГАТ. Установите нуклеотидную последовательность т-РНК, которая синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
Примеры задач шестого типа
Примеры задач седьмого типа
Приложение I Генетический код (и-РНК)
| Первое основание | Второе основание | Третье основание | |||
| У | Ц | А | Г | ||
| У | Фен | Сер | Тир | Цис | У |
| Фен | Сер | Тир | Цис | Ц | |
| Лей | Сер | - | - | А | |
| Лей | Сер | - | Три | Г | |
| Ц | Лей | Про | Гис | Арг | У |
| Лей | Про | Гис | Арг | Ц | |
| Лей | Про | Глн | Арг | А | |
| Лей | Про | Глн | Арг | Г | |
| А | Иле | Тре | Асн | Сер | У |
| Иле | Тре | Асн | Сер | Ц | |
| Иле | Тре | Лиз | Арг | А | |
| Мет | Тре | Лиз | Арг | Г | |
| Г | Вал | Ала | Асп | Гли | У |
| Вал | Ала | Асп | Гли | Ц | |
| Вал | Ала | Глу | Гли | А | |
| Вал | Ала | Глу | Гли | Г |
Ответы
- А=. Г=Ц=.
- А=. Г=Ц=.
- Ц=. А=Т=.
- Ц=. А=Т=.
- Г=. А=Т=.
- Г=. А=Т=.
- аминокислот, триплетов, нуклеотидов.
- аминокислот, триплетов, нуклеотидов.
- триплет, аминокислота, молекула т-РНК.
- триплета, аминокислоты, молекулы т-РНК.
- триплетов, аминокислот, молекул т-РНК.
- и-РНК: УУЦ-ГЦА-ЦГА-ГУЦ. Аминокислотная последовательность: фен-ала-арг-вал.
- и-РНК: ГГУ-АУА-ГГЦ-ЦУА. Аминокислотная последовательность: гли-иле-гли-лей.
- и-РНК: УЦА-ААГ-ЦЦГ-ГУУ. Аминокислотная последовательность: сер-лиз-про-вал.
- и-РНК: ЦУА-АУГ-ГАУ-ЦАА. Аминокислотная последовательность: лей-мет-асп-глн.
- и-РНК: ГАУ-АГГ-ЦГА-ЦАГ. Аминокислотная последовательность: асп-арг-арг-глн.
- и-РНК: УУЦ-ГАУ-ГУЦ-УГГ. Аминокислотная последовательность: фен-асп-вал-три.
- и-РНК: ЦЦА-ЦГГ-ЦЦУ-УУЦ. Аминокислотная последовательность: про-арг-про-фен.
- и-РНК: ГГГ-ЦАУ-УУА-АГЦ. Аминокислотная последовательность: гли-гис-лей-сер.
- Фрагмент ДНК: ЦТАЦТЦАТГААГТТТ. Антикодоны т-РНК: ЦУА, ЦУЦ, АУГ, ААГ, УУУ. Аминокислотная последовательность: асп-глу-тир-фен-лиз.
- Фрагмент ДНК: ГЦТЦЦАТААГГГАЦЦ. Антикодоны т-РНК: ГЦУ, ЦЦА, УАА, ГГГ, АЦЦ. Аминокислотная последовательность: арг-гли-иле-про-три.
- Фрагмент ДНК: АЦААГТТАТЦЦТТЦЦ. Антикодоны т-РНК: АЦА, АГУ, УАУ, ЦЦУ, УЦЦ. Аминокислотная последовательность: цис-сер-иле-гли-арг.
- Фрагмент ДНК: ГГЦГТТГТГЦГЦТЦГ. Антикодоны т-РНК: ГГЦ, ГУУ, ГУГ, ЦГЦ, УЦГ. Аминокислотная последовательность: про-глн-гис-ала-сер.
- Фрагмент ДНК: ТГТЦАЦЦГГТТГГГА. Антикодоны т-РНК: УГУ, ЦАЦ, ЦГГ, УУГ, ГГА. Аминокислотная последовательность: тре-вал-ала-асн-про.
- Фрагмент ДНК: ЦТГТЦТГАГТТЦАГА. Антикодоны т-РНК: ЦУГ, УЦУ, ГАГ, УУЦ, АГА. Аминокислотная последовательность: асп-арг-лей-лиз-сер.
- Фрагмент ДНК: АЦГТГАЦТТГЦГЦАТ. Антикодоны т-РНК: АЦГ, УГА, ЦУУ, ГЦГ, ЦАУ. Аминокислотная последовательность: цис-тре-глу-арг-вал.
- Фрагмент ДНК: ЦГТЦЦГГТЦААТАТА. Антикодоны т-РНК: ЦГУ, ЦЦГ, ГУЦ, ААУ, АУА. Аминокислотная последовательность: ала-гли-глн-лей-тир.
- Фрагмент ДНК: ЦГАТТАЦААГАААТГ. Антикодоны т-РНК: ЦГА, УУА, ЦАА, ГАА, АУГ. Аминокислотная последовательность: ала-асн-вал-лей-тир.
- т-РНК: АУА-ЦЦЦ-ГАУ-ААЦ. Антикодон ГАУ, кодон и-РНК - ЦУА, переносимая аминокислота - лей.
- т-РНК: ГУУ-ЦУА-ААА-ЦАА. Антикодон ААА, кодон и-РНК - УУУ, переносимая аминокислота - фен.
- т-РНК: ЦГГ-УУУ-АГГ-АЦУ. Антикодон АГГ, кодон и-РНК - УЦЦ, переносимая аминокислота - сер.
- т-РНК: АЦА-ГГУ-АГУ-УУГ. Антикодон АГУ, кодон и-РНК - УЦА, переносимая аминокислота - сер.
- т-РНК: ГУА-ЦУУ-УУА-ЦУА. Антикодон УУА, кодон и-РНК - ААУ, переносимая аминокислота - асн.
- . Генетический набор:
- . Генетический набор:
- . Генетический набор:
- . Генетический набор:
- . Генетический набор:
- . Генетический набор:
- . Генетический набор:
- . Генетический набор:
- Поскольку из одной молекулы глюкозы образуется молекулы ПВК и АТФ, следовательно, синтезируется АТФ. После энергетического этапа диссимиляции образуется молекул АТФ (при распаде молекулы глюкозы), следовательно, синтезируется АТФ. Суммарный эффект диссимиляции равен АТФ.
- Поскольку из одной молекулы глюкозы образуется молекулы ПВК и АТФ, следовательно, синтезируется АТФ. После энергетического этапа диссимиляции образуется молекул АТФ (при распаде молекулы глюкозы), следовательно, синтезируется АТФ. Суммарный эффект диссимиляции равен АТФ.
- Поскольку из одной молекулы глюкозы образуется молекулы ПВК и АТФ, следовательно, синтезируется АТФ. После энергетического этапа диссимиляции образуется молекул АТФ (при распаде молекулы глюкозы), следовательно, синтезируется АТФ. Суммарный эффект диссимиляции равен АТФ.
- В цикл Кребса вступило молекул ПВК, следовательно, распалось молекулы глюкозы. Количество АТФ после гликолиза - молекул, после энергетического этапа - молекул, суммарный эффект диссимиляции молекул АТФ.
- В цикл Кребса вступило молекул ПВК, следовательно, распалось молекул глюкозы. Количество АТФ после гликолиза - молекул, после энергетического этапа - молекул, суммарный эффект диссимиляции молекул АТФ.
- В цикл Кребса вступило молекул ПВК, следовательно, распалось молекул глюкозы. Количество АТФ после гликолиза - молекул, после энергетического этапа - молекул, суммарный эффект диссимиляции молекул АТФ.
- В цикл Кребса вступило молекул ПВК, следовательно, распалось молекул глюкозы. Количество АТФ после гликолиза - молекул, после энергетического этапа - молекул, суммарный эффект диссимиляции молекул АТФ.
