Какое количество хромосом и молекул днк содержится при гаметогенезе в ядрах
Рекомендации подготовлены методистами по биологии ГМЦ ДОгМ Миловзоровой А.М. и Кулягиной Г.П. по материалам пособий, рекомендованных ФИПИ для подготовки к ЕГЭ по биологии.
Биологическое значение мейоза: благодаря мейозу происходит редукция числа хромосом. Из одной диплоидной клетки образуется 4 гаплоидных.
Благодаря мейозу образуются генетически различные клетки (в том числе гаметы), т. к. в процессе мейоза трижды происходит перекомбинация генетического материала:
1) за счёт кроссинговера;
2) за счёт случайного и независимого расхождения гомологичных хромосом;
3) за счёт случайного и независимого расхождения кроссоверных хроматид.
Первое и второе деление мейоза складываются из тех же фаз, что и митоз, но сущность изменений в наследственном аппарате другая.
Профаза 1. (2n4с) Самая продолжительная и сложная фаза мейоза. Состоит из ряда последовательных стадий. Гомологичные хромосомы начинают притягиваться друг к другу сходными участками и конъюгируют.
Конъюгацией называют процесс тесного сближения гомологичных хромосом. Пару конъюгирующих хромосом называют бивалентом. Биваленты продолжают укорачиваться и утолщаться. Каждый бивалент образован четырьмя хроматидами. Поэтому его называют тетрадой.
Важнейшим событием является кроссинговер – обмен участками хромосом. Кроссинговер приводит к первой во время мейоза рекомбинации генов.
В конце профазы 1 формируется веретено деления, исчезает ядерная оболочка. Биваленты перемещаются в экваториальную плоскость.
Метафаза 1. (2n; 4с) Заканчивается формирование веретена деления. Спирализация хромосом максимальна. Биваленты располагаются в плоскости экватора. Причем центромеры гомологичных хромосом обращены к разным полюсам клетки. Расположение бивалентов в экваториальной плоскости равновероятное и случайное, то есть каждая из отцовских и материнских хромосом может быть повернута в сторону того или другого полюса. Это создает предпосылки для второй за время мейоза рекомбинации генов.
Анафаза 1. (2n; 4с) К полюсам расходятся целые хромосомы, а не хроматиды, как при митозе. У каждого полюса оказывается половина хромосомного набора. Причем пары хромосом расходятся так, как они располагались в плоскости экватора во время метафазы. В результате возникают самые разнообразные сочетания отцовских и материнских хромосом, происходит вторая рекомбинация генетического материала.
Телофаза 1. (1n; 2с) У животных и некоторых растений хроматиды деспирализуются, вокруг них формируется ядерная оболочка. Затем происходит деление цитоплазмы (у животных) или образуется разделяющая клеточная стенка (у растений). У многих растений клетка из анафазы 1 сразу же переходит в профазу 2.
Второе деление мейоза
Интерфаза 2. (1n; 2с) Характерна только для животных клеток. Репликация ДНК не происходит. Вторая стадия мейоза включает также профазу, метафазу, анафазу и телофазу.
Профаза 2. (1n; 2с) Хромосомы спирализуются, ядерная мембрана и ядрышки разрушаются, центриоли, если они есть, перемещаются к полюсам клетки, формируется веретено деления.
Метафаза 2. (1n; 2с) Формируются метафазная пластинка и веретено деления, нити веретена деления прикрепляются к центромерам.
Анафаза 2. (2n; 2с) Центромеры хромосом делятся, хроматиды становятся самостоятельными хромосомами, и нити веретена деления растягивают их к полюсам клетки. Число хромосом в клетке становится диплоидным, но на каждом полюсе формируется гаплоидный набор. Поскольку в метафазе 2 хроматиды хромосом располагаются в плоскости экватора случайно, в анафазе происходит третья рекомбинация генетического материала клетки.
Телофаза 2. (1n; 1с) Нити веретена деления исчезают, хромосомы деспирализуются, вокруг них восстанавливается ядерная оболочка, делится цитоплазма.
Таким образом, в результате двух последовательных делений мейоза диплоидная клетка дает начало четырём дочерним, генетически различным клеткам с гаплоидным набором хромосом.
Задача 1.
Хромосомный набор соматических клеток цветкового растения N равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках семязачатка перед началом мейоза, в метафазе мейоза I и метафазе мейоза II. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменения числа ДНК и хромосом.
Решение: В соматических клетках 28 хромосом, что соответствует 28 ДНК.
Фазы мейоза | Число хромосом | Количество ДНК |
Интерфаза 1 (2п4с) | 28 | 56 |
Профаза 1 (2n4с) | 28 | 56 |
Метафаза 1 (2n4с) | 28 | 56 |
Анафаза 1 (2n4с) | 28 | 56 |
Телофаза 1 (1n2с) | 14 | 28 |
Интерфаза 2 (1n2с) | 14 | 28 |
Профаза 2 (1n2с) | 14 | 28 |
Метафаза 2 (1n2с) | 14 | 28 |
Анафаза 2 (2n2с) | 28 | 28 |
Телофаза 2 (1n1с) | 14 | 14 |
- Перед началом мейоза количество ДНК – 56, так как оно удвоилось, а число хромосом не изменилось – их 28.
- В метафазе мейоза I количество ДНК – 56, число хромосом – 28, гомологичные хромосомы попарно располагаются над и под плоскостью экватора, веретено деления сформировано.
- В метафазе мейоза II количество ДНК – 28, хромосом – 14, так как после редукционного деления мейоза I число хромосом и ДНК уменьшилось в 2 раза, хромосомы располагаются в плоскости экватора, веретено деления сформировано.
Задача 2.
Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках семязачатка перед началом мейоза, в анафазе мейоза I и анафазе мейоза II. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменения числа ДНК и хромосом.
Задача 3.
Для соматической клетки животного характерен диплоидный набор хромосом. Определите хромосомный набор (n) и число молекул ДНК (с) в клетке в профазе мейоза I и метафазе мейоза II. Объясните результаты в каждом случае.
Задача 4.
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.
Задача 5.
Хромосомный набор соматических клеток крыжовника равен 16. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в телофазе мейоза I и анафазе мейоза II. Объясните результаты в каждом случае.
Задача 6.
В соматических клетках дрозофилы содержится 8 хромосом. Определите, какое число хромосом и молекул ДНК содержится при гаметогенезе в ядрах перед делением в интерфазе и в конце телофазы мейоза I.
Задача 7.
Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в ядре (клетке) семязачатка перед началом мейоза I и мейоза II. Объясните результаты в каждом случае.
Задача 8.
Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в ядре (клетке) семязачатка перед началом мейоза I и в метафазе мейоза I. Объясните результаты в каждом случае.
Задача 9.
В соматических клетках дрозофилы содержится 8 хромосом. Определите, какое число хромосом и молекул ДНК содержится при гаметогенезе в ядрах перед делением в интерфазу и в конце телофазы мейоза I. Объясните, как образуется такое число хромосом и молекул ДНК.
1. Перед началом деления число хромосом = 8, число молекул ДНК = 16 (2n4с); в конце телофазы мейоза I число хромосом = 4, число молекул ДНК = 8.
2. Перед началом деления молекулы ДНК удваиваются, но число хромосом не изменяется, потому что каждая хромосома становится двухроматидной (состоит из двух сестринских хроматид).
3. Мейоз – редукционное деление, поэтому число хромосом и молекул ДНК уменьшается вдвое.
Задача 10.
У крупного рогатого скота в соматических клетках 60 хромосом. Каково будет число хромосом и молекул ДНК в клетках семенников в интерфазе перед началом деления и после деления мейоза I?
1. В интерфазе перед началом деления: хромосом – 60, молекул ДНК – 120; после мейоза I: хромосом – 30, ДНК – 60.
2. Перед началом деления молекулы ДНК удваиваются, их число увеличивается, а число хромосом не изменяется – 60, каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид.
3) Мейоз I – редукционное деление, поэтому число хромосом и молекул ДНК уменьшается в 2 раза.
Задача 11.
Какой хромосомный набор характерен для клеток пыльцевого зерна и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.
1. Клетки пыльцевого зерна сосны и спермии имеют гаплоидный набор хромосом – n.
2. Клетки пыльцевого зерна сосны развиваются из гаплоидных спор МИТОЗОМ.
3. Спермии сосны развиваются из пыльцевого зерна (генеративной клетки) МИТОЗОМ.
Задача 1.
Хромосомный набор соматических клеток цветкового растения N равен 28.
Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках семязачатка
перед началом мейоза, в метафазе мейоза 1 и метафазе мейоза 2.
Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на
изменения числа ДНК и хромосом.
Решение: В соматических клетках 28 хромосом, что соответствует 28 ДНК .
Фазы мейоза | Число хромосом | Количество ДНК |
интерфаза 1 (2п4с) | 28 | 56 |
Профаза 1 (2n4с) | 28 | 56 |
Метафаза 1 (2n4с) | 28 | 56 |
Анафаза 1 (2n4с) | 28 | 56 |
Телофаза 1 (1n2с) | 14 | 28 |
Интерфаза 2 (1n2с) | 14 | 28 |
Профаза 2 (1n2с) | 14 | 28 |
Метафаза 2 (1n2с) | 14 | 28 |
Анафаза 2 (2n2с) | 28 | 28 |
Телофаза 2 (1n1с) | 14 | 14 |
- Перед началом мейоза количество ДНК 56, так как оно удвоилось, а число хромосом не изменилось их 28.
- В метафазе мейоза 1 количество ДНК 56, число хромосом 28,
гомологичные хромосомы попарно располагаются над и под плоскостью
экватора, веретено деления сформировано. - В метафазе мейоза 2 количество ДНК 28, хромосом 14, так как после
редукционного деления мейоза 1 число хромосом и ДНК уменьшилось в 2
раза, хромосомы располагаются в плоскости экватора, веретено деления
сформировано.
Задача 2.
Хромосомный набор соматических клеток
пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в
клетках семязачатка перед началом мейоза, в анафазе мейоза 1 и анафазе
мейоза 2. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они
влияют на изменения числа ДНК и хромосом.
Задача 3.
Для соматической клетки животного
характерен диплоидный набор хромосом. Определите хромосомный набор (n) и
число молекул ДНК (с) в клетке в профазе мейоза I и метафазе мейоза II.
Объясните результаты в каждом случае.
Задача 4.
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.
Задача 5.
Хромосомный набор соматических клеток
крыжовника равен 16. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в
телофазе мейоза I и анафазе мейоза II. Объясните результаты в каждом
случае.
Задача 6.
В соматических клетках дрозофилы
содержится 8 хромосом. Определите, какое число хромосом и молекул ДНК
содержится при гаметогенезе в ядрах перед делением в интерфазе и в конце
телофазы мейоза I.
Задача 7.
Хромосомный набор соматических клеток
пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в
ядре (клетке) семязачатка перед началом мейоза I и мейоза II. Объясните
результаты в каждом случае.
Задача 8.
Хромосомный набор соматических клеток
пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в
ядре (клетке) семязачатка перед началом мейоза I и в метафазе мейоза I.
Объясните результаты в каждом случае.
Задача 9.
В соматических клетках дрозофилы
содержится 8 хромосом. Определите, какое число хромосом и молекул ДНК
содержится при гаметогенезе в ядрах перед делением в интерфазу и в конце
телофазы мейоза I. Объясните, как образуется такое число хромосом и
молекул ДНК.
1) Перед началом деления — число
хромосом = 8, число молекул ДНК = 16 (2n4с); в конце телофазы мейоза I —
число хромосом = 4, число молекул ДНК = 8.
2) Перед началом деления молекулы ДНК
удваиваются, но число хромосом не изменяется, потому что каждая
хромосома становится двухроматидной (состоит из двух сестринских
хроматид).
3) Мейоз — редукционное деление, поэтому число хромосом и молекул ДНК уменьшается вдвое.
Задача 10.
У крупного рогатого скота в соматических
клетках 60 хромосом. Каково будет число хромосом и молекул ДНК в
клетках семенников в интерфазе перед началом деления и после деления
мейоза I.
1) В интерфазе перед началом деления: хромосом — 60, молекул ДНК — 120; после мейоза I — хромосом — 30, ДНК — 60.
2) Перед началом деления молекулы ДНК удваиваются, их число
увеличивается, а число хромосом не изменяется — 60, каждая хромосома
состоит из двух сестринских хром атид.
3) Мейоз I — редукционное деление, поэтому число хромосом и молекул ДНК уменьшается в 2 раза.
Задача 11.
Какой хромосомный набор характерен для клеток пыльцевого зерна и
спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате
какого деления образуются эти клетки.
1) клетки пыльцевого зерна сосны и спермии имеют гаплоидный набор хромосом — n.
2) клетки пыльцевого зерна сосны развиваются из гаплоидных спор МИТОЗОМ.
3) спермии сосны развиваются из пыльцевого зерна (генеративной клетки) МИТОЗОМ.
2034. В соматической клетке кукурузы 20 хромосом. Какой набор хромосом содержит спермий кукурузы? В ответе запишите только количество хромосом.
Верный ответ: 10
Спермий кукурузы содержит 10 хромосом (спермий имеет гаплоидный (n) набор хромосом, а соматические клетки — диплоидный (2n) набор хромосом, следовательно 20/2=10).
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 2034.
2086. В соматических клетках дождевого червя содержится 36 хромосом. Какое число хромосом и молекул ДНК содержится в ядре при гаметогенезе перед началом мейоза I и мейоза II?
Объясните, как образуется такое число хромосом и молекул ДНК.
1) Перед началом мейоза I набор клетки 2n4c — 36 хромосом, 72 молекулы ДНК
2) В синтетическом периоде интерфазы перед мейозом I ДНК реплицируется (удваивается), поэтому каждая хромосома состоит из двух молекул ДНК (хроматид) при этом число хромосом не меняется — набор клетки 2n4c
3) Перед началом мейоза II набор клетки n2c — 18 хромосом, 36 молекул ДНК
4) Мейоз I называют редукционным делением, так как в анафазе мейоза I распадаются биваленты на хромосомы — набор хромосом уменьшается в два раза
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 2086.
2151. Установите соответствие между признаком и типом половой клетки, к которому он относится: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию
из второго столбца.
ПРИЗНАК
А) содержит половую хромосому, которая определяет пол млекопитающих
Б) образуется в яичниках
В) образуется в женском организме
Г) обладает способностью к движению
Д) содержит запас желтка
Е) образуется в семенниках
ТИП ПОЛОВОЙ КЛЕТКИ
1) сперматозоид
2) яйцеклетка
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 2151.
2190. Установите последовательность процессов при образовании сперматозоидов. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) анафаза второго деления мейоза
2) удвоение ДНК
3) образование четырёх гаплоидных ядер
4) кроссинговер
5) начало профазы первого деления мейоза
6) образование двух гаплоидных ядер
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 2190.
2202. Сколько овотид и полярных телец образуется в результате овогенеза из одной диплоидной первичной половой клетки? В ответе запишите подряд два соответствующих числа: число
овотид, затем число полярных телец.
Верный ответ: 13
В процессе мейоза в результате овогенеза из одной диплоидной первичной половой клетки образуется 4 гаплоидных клетки — 1 овотида и 3 полярных тельца.
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 2202.
Для вас приятно генерировать тесты, создавайте их почаще
1. Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в ядре (клетке) семязачатка перед началом мейоза 1 и мейоза 2. Объясните результаты в каждом случае.
Объяснение: в клетке семязачатка пшеницы перед начало мейоза хромосомный набор диплоидный (2n2c) или 56 молекул ДНК и 28 хромосом, так как в интерфазе первого деления происходит репликация (удвоение) ДНК (то есть хромосомный набор в соматический клетках пшеницы равен 28). В процессе первого деления мейоза клетка делится пополам, то есть будет 28 молекул ДНК и 14 хромосом.
2. Какой хромосомный набор характерен для клеток зародыша и эндосперма семени, листьев ячменя? Объясните результат в каждом случае.
Объяснение: листья растений состоят из соматических клеток, в которых набор хромосом — диплоидный. Зародыш развивается из зиготы, зигота получена слиянием гаплоидных половых клеток, значит зародыш диплоидный (n + n = 2n). Эндосперм семени триплоидный, так как он образован при слиянии двухядерного семязачатки и гаплоидного спермия (2n + n = 3n).
3. Определите хромосомный набор в клетках взрослого растения и спорах кукушкина льна. В результате какого типа деления и из каких клеток эти хромосомные наборы образуются?
Объяснение: спора растения кукушкина льна имеет гаплоидный набор хромосом. взрослое растение — гаметофит — развивается из споры при помощи деления митозом, то есть взрослое растение тоже имеет гаплоидный набор хромосом.
4. В синтезе белка последовательно участвовали тРНК с антикодонами ЦЦА, ГУУ, ГАА. Определите состав молекулы ДНК и иРНК.
Объяснение: начнем записывать состав молекул в обратном порядке, то есть сначала тРНК, затем иРНК, и, наконец, ДНК.
тРНК: ЦЦА ГУУ ГАА
иРНК: ГГУ ЦАА ЦУУ
ДНК: ЦЦА ГТТ ГАА
5. В соматических клетках животного организма диплоидный набор хромосом. Какой набор хромосом и молекул ДНК в клетках при гаметогенезе на конечном этапе в зоне размножения и на конечном этапе в зоне созревания? Объясните результаты в каждом случае.
Объяснение: рассмотрим картинку гаметогенеза.
Как мы видим, на конечном этапе в зоне размножения набор хромосом диплоидный (2n)а набор молекул ДНК — 2с (так как на это этапе происходит митоз), а на конечном этапе в зоне созревания — гаплоидный (n), а набор молекул ДНК — 1с (так как на этом этапе уже произошло не только второе мейотическое деление, но и первое).
6. Хромосомный набор соматической клетки растения равен 20. Определите хромосомный набор и количество молекул ДНК в клетках семязачатка перед началом профазы мейоза 1 и в конце телофазы мейоза 1. Полученные результаты объясните.
Объяснение: соматические клетки имеют диплоидный набор хромосом (то есть двойной), а половые — гаплоидный. В интерфазе (перед делением) происходит удвоение ДНК, это значит, что в профазе мейоза 1 набор остается диплоидным — 2n (20 хромосом), а количество молекул ДНК двойное, то есть 40. В телофазе мейоза 1 уже произошло деление (оно произошло еще в анафазе) и количества и хромосом и ДНК разделилось пополам, то есть хромосомный набор — n (1- хромосом), а количество молекул ДНК — 2с (20 молекул ДНК).
7. Для соматической клетки животного организма характерен диплоидный набор хромосом. Какой набор хромосом и молекул ДНК в клетках в конце синтетического периода интерфазы и в конце телофазы мейоза 1.
Объяснение: в интерфазе мейоза происходит удвоение молекул ДНК, то есть диплоидный набор так и остается, а количество молекул ДНК удваивается и становится — 4с. В конце телофазы меойоза 1 уже произошло разделение хромосом (оно произошло еще в анафазе), поэтому диплоидный набор поделился пополам и стал 1n, а количество молекул ДНК стало 2с.
8. В синтезе белка последовательно участвовали тРНК с антикодонами АЦА, АУГ, ГУА. Определите состав молекулы ДНК и РНК.
Объяснение: запишем состав молекул тРНК, иРНК и ДНК.
ДНК: АЦА АТГ ГТА
иРНК: УГУ УАЦ ЦАУ
тРНК: АЦА АУГ ГУА
9. Какова роль кроссинговера в эволюционном процессе?
Объяснение: кроссинговер — обмен участками гомологичных хромосом (происходит в профазе мейоза 1). Хромосомы могут обмениваться участками разной длины (и большими и маленькими). Длины измеряется в процентах или морганидах. Роль кроссинговера заключается в увеличении биологического разнообразия, так как каждый новый организм имеет отличный от родительского генотип.
10. Почему молекула ДНК длиной в 1 м легко умещается в клетке.
Объяснение: потому что молекула ДНк в клетке находится не в развернутом, а в свернутом состоянии (в этом ей помогают белки — гистоны). У ДНК есть 4 степени спирализации.
11. В биосинтезе фрагмента молекулы белка участвовали последовательно молекулы тРНК с антикодонами ААГ, ААУ, ГГА, УАА, ЦАА. Определите аминокислотную последовательность синтезируемого фрагмента молекулы белка и нуклеотидную последовательность участка двухцепочечной молекулы ДНК, в которой закодирована информация о первичной структуре фрагмента белка. Объясните последовательность ваших действий.
Объяснение: начнем с напоминания принципа комплементарности: А-Т, Г-Ц (соответствие нуклеотидов в ДНК, в РНК тимин заменяется на урацил). Сначала записываем последовательность иРНК по данной тРНК, а затем по иРНК записываем исходную ДНК (от нас в данной задаче требуют двойную цепь, поэтому используем принцип комплементарности для трех цепей: иРНК, ДНК(первая цепь), ДНК (вторая цепь)).
ДНК: ТТЦ ТТА ЦЦТ АТТ ГТТ
ААГ ААТ ГГА ТАА ЦАА
иРНК: УУЦ УУА ЦЦУ АУУ ГУУ
тРНК: ААГ ААУ ГГА УАА ЦАА
12. 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 1? Объясните результаты в каждом случае.
Объяснение: в соматических клетках содержится диплоидный набор хромосом (двойной), это значит, что в половых клетках содержится 4 хромосомы — гаплоидный (одинарный) набор. Перед началом деления в гаметогенезе количество ДНК удваивается, то есть их 16, а количество хромосом — 8. В конце телофазы уже произошло деление пополам, то есть осталось 4 хромосомы и количество молекул ДНК — 8.
13. Для соматической клетки животного характерен диплоидный набор хромосом. Определите хромосомный набор (n) и число молекул ДНК (с) в клетке в конце телофазы мейоза 1 и анафазе мейоза 2. Объясните результаты в каждом случае.
Объяснение: если соматические клетки организма содержат диплоидный набор хромосом, значит половые клетки — гаплоидный. Во время телофазы 1 хромосомы спирализуются, но к этому времени расхождение хромосом уже произошло в анафазе 1, поэтому набор будет — n2c (число молекул ДНК удвоенное, так как перед первым делением произошла репликация (удвоение) ДНК), а в анафазе 2 происходит расхождение сестринских хроматид и набор становится как в половых клетках — nc.
14. В биосинтезе фрагмента молекулы белка участвовали последовательно молекулы тРНК с антикодонами АГЦ, ГЦЦ, УЦА, ЦГА, АГА. Определите аминокислотную последовательность синтезируемого фрагмента молекулы белка и нуклеотидную последовательность участка двухцепочечной молекулы ДНК, в которой закодирована информация о первичной структуре фрагмента белка. Объясните последовательность ваших действий.
Объяснение: нам дана последовательность тРНК, значит задачу мы будем решать с конца: сначала напишем комплементарную цепь иРНК, затем комплементарную двойную цепь ДНК.
тРНК: АГЦ ГЦЦ УЦА ЦГА АГА
иРНК: УЦГ ЦГГ АГУ ГЦУ УЦУ
ДНК1: АГЦ ГЦЦ ТЦА ЦГА АГА
ДНК2: ТЦГ ЦГГ АГТ ГЦТ ТЦТ
15. Какой хромосомный набор характерен для гамет и спор растения мха кукушкина льна? Объясните, из каких клеток и в результате какого деления они образуются.
Объяснение: гаметы – половые клетки – имеют гаплоидный набор хромосом, как и споры, из которых развивается гаметофит (гаплоидный), на котором образуются гаметы путем митоза. Споры образуются на спорофите (диплоидный) путем мейоза.
16. Участок молекулы ДНК имеет следующий состав: ГАТГААТАГТГЦТТЦ. Перечислите не менее трех последствий, к которым может привести случайная замена седьмого нуклеотида тимина на цитозин (Ц).
Объяснение: 1. Изменение в структуре (от первичной до четвертичной) белка — соответственно, неправильная его работа.
2. Это изменение можно назвать мутацией, которая повлечет за собой такие последствия, как еще и, возможно, появление нового признака.
3. Замена соответствующей аминокислоты на другую.
(Для борьбы с такими случайными изменениями существует система репарации, которая старается исправлять ошибки в нуклеиновых кислотах)
17. Участок молекулы ДНК, кодирующей последовательность аминокислот в белке, имеет следующий состав: ГАТГААТАГТГЦТТЦ. Объясните, к каким последствиям может привести случайное добавление нуклеотида гуанина (Г) между седьмым и восьмым нуклеотидами.
Объяснение: такая вставка приведет к нарушениям в молекуле белка, так как изменится последовательность нуклеотидов, соответственно изменится набор триплетов, следовательно, изменится последовательность соответствующих аминокислот (и вообще изменятся аминокислоты, так как разным триплетам соответствуют разные аминокислоты). Значит, в конце концов, получится совсем другой белок. Это может повлечь появление нового признак у данного организма.
18. Участок цепи ДНК, кодирующий первичную структуру полипептида, состоит из 15 нуклеотидов. Определите число нуклеотидов на иРНК, кодирующих аминокислоты, число аминокислот в полипептиде и количество тРНК, необходимых для переноса этих аминокислот к месту синтеза. Ответ поясните.
Объяснение: 15 нуклеотидов ДНК соответствуют 15 нуклеотидам иРНК. Одна аминокислота кодируется сочетанием трех нуклеотидов, значит полипептид будет состоять из пяти аминокислот. Эти аминокислоты приносятся к рабочей рибосоме при помощи тРНК. Одна тРНК кодирует одну аминокислоту, значит нам понадобится пять молекул тРНК.
Задания для самостоятельного решения
1. Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в ядрах (клетках) семязачатка в анафазе мейоза 1 и конце телофазы мейоза 1. Объясните все полученные результаты.
2. Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах в пресинаптический период интерфазы одной соматической клетки человека составляет около 6 х 10-9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в ядрах клеток при оогенезе в конце телофазы мейоза 1 и мейоза 2. Объясните полученные результаты.
3. Какой хромосомный набор характерен для вегетативной, генеративной клеток и спермиев пыльцевого зерна цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.
4. Какой хромосомный набор характерен для клеток заростка и клеток корневища папоротника щитовника мужского? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.
5. У хламидомонады преобладающим поколением является гаметофит. Определите хромосомный набор споры и гамет хламидомонады. Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки при половом размножении.
6. Какой хромосомный набор характерен для клеток мякоти иголок и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.
7. Как происходит преобразование энергии солнечного света в световой и темновой фазах фотосинтеза в энергию химических связей глюкозы? Ответ поясните.
8. Проследите путь водорода в световой и темновой стадиях фотосинтеза от момента его образования до синтеза глюкозы.
9. В соматических клетках дрозофилы содержится 8 хромосом. Определите, какое количество хромосом и молекул ДНК содержится при гаметогенезе в ядрах перед делением в интерфазе и в конце телофазы мейоза 1. Объясните, как образуется такое число хромосом и молекул ДНК.
10. Какой хромосомный набор характерен для ядер клеток эпидермиса листа и восьмиядерного зародышевого мешка семязачатка цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.
11. Какой хромосомный набор характерен для клеток мякоти иголок и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.
12. Для соматической клетки животного характерен диплоидный набор хромосом. Определите хромосомный набор (n) и число молекул ДНК (с) в клетке в конце телофазы мейоза 1 и анафазе мейоза 2. Объясните результаты в каждом случае.
13. Какой хромосомный набор характерен для гамет и спор растения мха кукукина льна? Объясните, из каких клеток и в результате какого деления они образуются.
14. В биосинтезе полипептида участвовали тРНК в антикодонами УУА, ГГЦ, ЦГЦ, АУУ, ЦГУ. Определите нуклеотидную последовательность участка каждой цепи молекулы ДНК, который несет информацию о синтезируемом полипептиде, и число нуклеотидов, содержащих аденин (А), гуанин (Г), тимин (Т) и цитозин (Ц) в двуцепочечной молекуле ДНК. Ответ поясните.
15. В каких случаях изменение последовательности нуклеотидов ДНК не влияет на структуру и функции соответствующего белка?
16. 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. Ответ поясните.
17. Участок цепи ДНК, кодирующий первичную структуру полипептида, состоит из 15 нуклеотидов. Определите число нуклеотидов на иРНК, кодирующих аминокислоты, число аминокислот в полипептиде и количество тРНК, необходимых для переноса этих аминокислот к месту синтеза. Ответ поясните.
18. Молекула белка включает 21 аминокислоту. Определите число триплетов в гене, кодирующих этот белок, число нуклеотидов на иРНК, число тРНК, участвующих в синтезе этого белка.
19. Молекула белка включает 18 аминокислот. Определите число триплетов в гене, кодирующих этот белок, число нуклеотидов на иРНК, число тРНК, участвующих в синтезе этого белка.
20. Белок состоит из 50 аминокислот. Определите, во сколько раз молекулярная масса участка гена, кодирующего этот белок, превышает молекулярную массу белка, если средняя молекулярная масса аминокислоты — 110, а нуклеотида — 300.
21. Белок состоит из 80 аминокислот. Определите, во сколько раз молекулярная масса участка гена, кодирующего этот белок, превышает молекулярную массу белка, если средняя молекулярная масса аминокислоты — 110, а нуклеотида — 300.
22. В процессе транскрипции была синтезирована молекула иРНК, состоящая из 120 нуклеотидов. Определите, сколько нуклеотидов содержится в гене, который контролирует синтез белка, сколько аминокислот содержит синтезируемый белок, а также число транспортных РНК, участвующих в биосинтезе?
23. В процессе трансляции был синтезирован белок, состоящий из 20 аминокислот. Определите, сколько нуклеотидов содержится в гене, который контролирует синтез белка, и в молекуле иРНК, на которой происходит сборка молекулы белка, а также число транспортных РНК, участвующих в биосинтезе?
24. В процессе трансляции участвовало 24 молекулы тРНК. Определите, сколько нуклеотидов содержится в гене, который контролирует синтез белка, и в молекуле иРНК, а также сколько аминокислот содержит синтезируемый белок?
25. Белок состоит из 120 аминокислот. Установите, во сколько раз молекулярная масса гена, кодирующего данный белок, превышает молекулярную массу белка, если средняя молекулярная масса аминокислоты — 110, а нуклеотида — 300.
26. В одной молекуле ДНК нуклеотиды с аденином (А) составляют 30% от общего числа нуклеотидов. Определите количество (%) нуклеотидов с тимином (Т), цитозином (Ц) и гуанином (Г). Объясните полученные результаты.
27. Участок цепи ДНК, кодирующий первичную структуру полипептида, состоит из 30 нуклеотидов. Определите число нуклеотидов на иРНК, кодирующих аминокислоты, число аминокислот в полипептиде и количество тРНК, необходимых для переноса этих аминокислот к месту синтеза. Ответ поясните.
28. Участок цепи ДНК, кодирующей первичную структуру полипептида, состоит из 84 нуклеотидов. Определите число нуклеотидов на иРНК, число аминокислот в полипептиде и количество тРНК, необходимых для переноса этих аминокислот к месту синтеза. Ответ поясните.
29. Белок состоит из 150 аминокислот. Установите число нуклеотидов в иРНК и ДНК, которые кодируют аминокислоты данного белка, и число молекул тРНК, которые необходимы для синтеза данного белка. Ответ поясните.
30. Какой участок белка закодирован в следующем участке молекулы ДНК: АГГЦАГЦЦАТАГ. Определите последовательность нуклеотидов иРНК, участок полипептидной цепи и антикодоны молекул тРНК, которые будут транспортировать аминокислоты к рибосоме для трансляции.
31. В процессе трансляции участвовало 15 молекул тРНК. Определите число аминокислот, входящих в состав синтезируемого фрагмента белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот участок белка.
32. Фрагмент ДНК содержит 18% адениновых нуклеотидов. Определите процентное содержание цитозиновых нуклеотид?