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:
  1. Смысловая и транскрибируемая цепи ДНК антипараллельны.
  2. Смысловая цепь начинается с 5´- конца, а транскрибируемая – с 3 ´- конца
  3. Кодоны и антикодоны принято писать с 5 ´- конца на 3 ´- конец.
  4. В таблице генетического кода кодоны записаны с 5 ´- конца на 3 ´- конец.
  5. Транскрипция идёт в направлении 3 ´ → 5´, а трансляция в направлении 5 ´ → 3 ´.
  6. 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:
  1. Перед митозом и мейозом в интерфазе происходит удвоение числа молекул ДНК (синтетический период интерфазы), а число хромосом остаётся прежним – 2n.
  2. В профазе и метафазе митоза и мейоза число хромосом и молекул ДНК не изменяется.
  3. 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:
  1. У растений споры и гаметы гаплоидны.
  2. Споры образуются в результате мейоза, а гаметы – в результате митоза.
  3. 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.
  4. Зигота делится путём митоза и даёт начало всем тканям и органам растения.
  5. У семенных растений мегаспоры (макроспоры) образуются из клеток семязачатка в результате мейоза; клетки зародышевого мешка образуются из макроспоры путём митоза.
  6. У голосеменных эндосперм гаплоидный и образуется до оплодотворения, у покрытосеменных – 3n, образуется в результате слияния спермия (n) и центральной клетки (2n).
  7. Пыльцевое зерно состоит из двух клеток – вегетативной и генеративной; за счёт вегетативной клетки образуется пыльцевая трубка, генеративная делится митозом, в результате образуются два спермия.
  8. 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:

  1. По принципу комплементарности строим цепь и-РНК и обозначаем 5´- и 3´-концы.
  2. 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
  3. 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.
  4. По таблице генетического кода определяем аминокислотный состав белка, начиная с кодона АУГ.

    Белок: Мет – Про – Гли – Тир – Сер – Сер.

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!

  1. Клетки кожи цесарки – это соматические клетки, =>, они имеют диплоидный набор хромосом (2n) – 38 × 2 = 76 (хромосом).
  2. Перед митозом в синтетическом периоде (S) происходит самоудвоение молекул ДНК, =>, клетки имеют набор 2n4c: 76 хромосом и 152 молекулы ДНК.
  3. 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.
  4. 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:

  1. клетки пыльцевого зерна сосны и спермии имеют набор хромосом – n (гаплоидный);
  2. клетки пыльцевого зерна сосны развиваются из гаплоидных спор митозом;
  3. спермии сосны развиваются из клеток пыльцевого зерна (генеративной клетки) митозом.