Текст книги "Решаем задачи по цитологии. Путеводитель в мире биологии"

Решаем задачи по цитологии
Путеводитель в мире биологии
Светлана Леонидовна Доронина

© Светлана Леонидовна Доронина, 2017

ISBN 978-5-4485-4311-1

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Решаем задачи по цитологии

От автора

Уважаемый читатель, в твоих руках небольшая по объему, но содержательная по информации книга по биологии. Она станет незаменимой для тех, кто хочет научиться решать биологические задачи из раздела «Цитология».

У этой книги есть своя своя специфическая структура изложения материала. Неслучайно крупным шрифтом выделены главы. В них заключена суть задач, решаемых в курсе школьной программы. Далее предлагаются различные варианты задач и пошаговое их решение.

Неоднократное повторение принципа комплементарности поможет запомнить последовательность чередующихся нуклеотидов.

В книге приведены простые на первый взгляд задачи из области «Цитология». Но не спешите с выводами: простота – это ступень к решению сложных и запутанных задач.

Учимся решать задачи
на
построение цепей ДНК

Решение задачи №1

Молекула ДНК состоит из двух цепей, построенных по принципу комплементарности. Эта задача легко решается, зная этот самый принцип. Для ДНК он таков:

напротив А (аденин) всегда стоит– Т (тимин)

напротив Т (тимин) всегда стоит– А (аденин)

напротив Г (гуанин) всегда стоит– Ц (цитозин)

напротив Ц (цитозин) всегда стоит– Г (гуанин)

или если обобщенно: А=Т и Г =Ц

Ответ:

Вертикальная двусторонняя стрелка указывает на изменения нуклеотидного состава в цепочках молекулы ДНК (принцип комплементарности).

Решение задачи №2

Задачу решаем, не забывая о мудром принципе комплементарности для ДНК, суть которого изложена в решении предыдущей задачи.

Ответ:

Вертикальная двусторонняя стрелка указывает на изменения нуклеотидного состава в цепочках молекулы ДНК (принцип комплементарности).

Решение задачи №3

Для решения этой задачи необходимо четко представлять важнейшую особенность ДНК «самокопированя» или репликации. Напомню, что это процесс удвоения молекулы ДНК при неполовом делении клетки – митозе.

И эта задача, как и предыдущие, решается по принципу комплементарности.

Ответ:

Вертикальная двусторонняя стрелка указывает на изменения нуклеотидного состава в цепочках молекулы ДНК (принцип комплементарности).

Учимся решать задачи
на
счет витков спирали ДНК

Решение задачи №1

Вы, наверное, сейчас будете удивлены, узнав, что молекула ДНК может «шагать». Один шаг у этого грандиозного творения природы – это полный виток спирали ДНК. А если выражаться точнее, то это поворот на 360. Установлено, что один шаг молекулы ДНК составляют 10 пар нуклеотидов.

Следовательно, ответ:

3000:10=300, где 3000 – это число нуклеотидов по условию задачи, 10 – это число пар нуклеотидов в одном витке, 300 – это и есть число витков в спирали ДНК.

Решение задачи №2

Задачу решаем, не забывая о том, что один шаг это полный виток спирали ДНК.

Следовательно, ответ: в этой спирали 5000 шагов.

Решение задачи №3

К моменту решения этой задачи, вы уже четко представляете, что один шаг это полный виток спирали ДНК—поворот на 360. А также точно знаете. что один шаг составляют 10 пар нуклеотидов.

Следовательно, ответ: 5 Х 10 = 50 пар нуклеотидов, где 5 – это количество витков по условию задачи, а 10 – количество пар нуклеотидов в одном витке.

Учимся решать задачи
на
построение цепи РНК

Решение задачи

«Переписывание» информации на и-РНК происходит по принципу комплементарности. Вспомните, что в ходе транскрипции происходит переписывание информации из участка одной цепи ДНК на цепь и-РНК:

напротив Г в молекуле ДНК всегда стоит – Ц в молекуле РНК,

напротив Ц в молекуле ДНК всегда стоит – Г в молекуле РНК,

напротив А в молекуле ДНК всегда стоит – У в молекуле РНК,

напротив Т в молекуле ДНК всегда стоит – А в молекуле РНК.

Следовательно, ответ:

Вертикальная двусторонняя стрелка указывает на изменения нуклеотидного состава в цепочках молекулы ДНК на цепочку молекулы и-РНК в ходе процесса транскрипции (принцип комплементарности).

Учимся решать задачи
на определение количества нуклеотидов в гене

Решение задачи

Как уже неоднократно упоминалось, молекула ДНК состоит из двух цепочек (двухцепочечная). По условию данной задачи известен фрагмент одной из цепей ДНК. А этого мало для решения, следовательно, чтобы точно подсчитать количество нуклеотидов в этом гене, необходимо видеть полный образ молекулы ДНК. Достраиваем вторую цепь ДНК. Конечно же применяя хорошо знакомый принцип комплементарности.

Вертикальная двусторонняя стрелка указывает на изменения нуклеотидного состава в цепочках молекулы ДНК (принцип комплементарности).

Далее просто подсчитываем количество нуклеотидов. Всего в данном фрагменте молекулы ДНК будет 24 нуклеотида (для удобства счета разобьем их побуквенно):

Учимся решать задачи
на
определение количества нуклеотидов в фрагменте
и-РНК

Решение задачи

Молекула информационной рибонуклеиновой кислоты (и-РНК) одноцепочечная. Поэтому для того, чтобы определить количество нуклеотидов в этом фрагменте, необходимо, просто посчитать их количество:

Ответ: в заданном условием задачи данном фрагменте 12 нуклеотидов.

Учимся решать задачи
на
определение длины фрагмента молекулы ДНК

Решение задачи

Сегодня даже человеку далекому от биологии и медицины известно, что молекула ДНК – это две цепочки, тесно скрученные между собой, то есть она двухцепочечная. Но в решении этой задачи это никак не влияет на ее длину. Длина заданной молекулы ДНК равна длине одной цепи. Поэтому нам достаточно представленного в условии фрагмента. А теперь, вспоминаем, что один нуклеотид всегда занимает в молекуле ДНК 0,34 нм. Вновь возвращаемся к условию задачи: наш фрагмент молекулы ДНК

– Т – Г – Ц – Ц – Ц – Ц – Г – А -Г -А -Ц – Т-

Теперь вспоминаем арифметику и просто считаем количество нуклеотидов в фрагменте:

Отсюда следует:

0,34 нм х 12 = 4,08 нм

Ответ: длина заданного условием задачи фрагмента 4,08 нм.

Учимся решать задачи
на определение процентного содержания нуклеотидов в фрагменте молекулы ДНК

Решение задачи

Итак, повторение – мать учения: молекула ДНК – это две цепочки тесно скрученные между собой. Поэтому прежде, чем рассуждать о дальнейшем решении этой задачи, нужно воссоздать полный образ этого фрагмента молекулы ДНК. Справиться с этим вновь поможет принцип комплементарности. Достраиваем вторую цепь молекулы.

Вертикальная двусторонняя стрелка указывает на изменения нуклеотидного состава в цепочках молекулы ДНК (принцип комплементарности).

Теперь перед вами полный «портрет» молекулы. А дальше все просто, считаем количество нуклеотидов в двух цепях. Получилось 24 нуклеотида:

На этом первый этап решения задачи позади, переходим ко второму. Внимательно посмотрите на все 24 нуклеотида. Из них А = 3

правая цепочка: – Т – Г – Ц – Ц – Ц – Ц – Г – А — Г – А – Ц – Т-

левая цепочка: – А —Ц – Г – Г – Г – Г – Ц – Т – Ц – Т – Г – А-

Составляем пропорцию:

24 нуклеотида – 100%

3 нуклеотидов – Х %

Х = (3% x 100): 24

Х = 12,5%

Теперь применяем знаменитое правило Чаргаффа. Суть его заключается вот в чем: количество аденина в молекуле ДНК всегда равно количеству тимина, а количество гуанина всегда равно количеству цитозина.

Поэтому:

Т = А = 12,5%

Т + А = 25%, следовательно

Ц + Г = 100% – 25% = 75%.

Ц = Г = 37,5%.

Ответ: А =12,5%, Т= 12,5%, Г= 37, 5%, Ц = 37, 5%.

Свой ответ можно всегда проверить. Для этого складываем все данные

А =12,5%, Т= 12,5%, Г= 37, 5%, Ц = 37, 5% = 12, 5 +12, 5 +37,5 +37, 5 = 25+75= 100. Если получилось 100% значит задача решена верно.

Учимся решать задачи
на
определение процентного содержания азотистых оснований ДНК, «слепком» с которой является и-РНК