Решения заданий ФИПИ ЕГЭ по биологии: «Молекулярная генетика» — с ответами

Получение трансгенного штамма

Установите последовательность этапов получения штамма бактерий, несущих ген животного, с использованием методов генной инженерии.

1. 1
   Сначала выбирают животное, содержащее необходимый аллель.
2. 2
   Из клетки животного выделяют нужный фрагмент ДНК, содержащий целевой ген.

Ещё 3 шага — в полном решении

Жизненный цикл РНК-вируса

Установите последовательность процессов жизнедеятельности РНК-содержащего вируса.

1. 1
   Сначала вирусные частицы проникают в клетку-хозяина.
2. 2
   Затем происходит обратная транскрипция — синтез ДНК на матрице вирусной РНК.$$РНК \rightarrow \text{ДНК}$$

Ещё 3 шага — в полном решении

Этапы синтеза полипептида

Установите последовательность процессов, происходящих при синтезе полипептидной цепи.

1. 1
   Трансляция начинается с образования комплекса рибосомы, иРНК и тРНК, несущей аминокислоту.
2. 2
   Затем на рибосому поступает следующая тРНК с аминокислотой.

Ещё 3 шага — в полном решении

Ядерная оболочка на рисунке

Какой цифрой на рисунке биосинтеза белка обозначена ядерная оболочка? См. общий материал к заданию.

1. 1
   Биосинтез белка у эукариот включает транскрипцию в ядре и трансляцию в цитоплазме. Ядро ограничено ядерной оболочкой.
2. 2
   Согласно рисунку из общего материала, ядерная оболочка обозначена цифрой 6.

Строение полипептида

Рассмотрите рисунок с изображением полипептида. Укажите уровень его организации, мономеры, которые его образуют, и вид химических связей между ними. Заполните пустые ячейки таблицы, используя…

1. 1
   Полипептид представляет собой цепь, в которой аминокислоты соединены в определённой последовательности. Такая последовательность соответствует первичной структуре белка.
2. 2
   Связи между аминокислотными остатками в полипептидной цепи являются пептидными.

Ещё 1 шаг — в полном решении

Действие препарата на ДНК бактерий

Лекарственный препарат рекомендуется принимать при инфекционно-воспалительных процессах в организме человека, вызванных патогенными бактериями. Препарат блокирует действие бактериальных…

1. 1
   Препарат блокирует бактериальные ферменты ДНК-гиразу и топоизомеразу IV. Эти ферменты относятся к топоизомеразам и изменяют степень закручивания и пространственную структуру молекулы ДНК.
2. 2
   При ингибировании этих ферментов нарушается раскручивание ДНК и снятие возникающего напряжения в её молекуле. Поэтому затрудняются репликация ДНК, транскрипция и рекомбинация.

Ещё 3 шага — в полном решении

Полуконсервативная репликация ДНК

В 1958 г. учёными был установлен полуконсервативный принцип репликации ДНК. В качестве объекта эксперимента использовали кишечную палочку $\textit{Escherichia coli}$. Бактерии длительное время…

1. 1
   До переноса бактерий в новую среду обе цепи каждой молекулы ДНК содержали тяжёлый изотоп азота $^{15}\mathrm{N}$, поскольку ДНК синтезировалась в среде с этим изотопом.
2. 2
   При репликации двойная спираль ДНК расплетается, и каждая исходная цепь служит матрицей для синтеза комплементарной цепи.$$ДНК_{15/15} \rightarrow ДНК_{15/14} + ДНК_{15/14}$$

Ещё 3 шага — в полном решении

Кариограмма и трисомия

Рассмотрите кариограмму человека. Представителю какого пола принадлежит данная кариограмма? Ответ поясните. Какую наследственную патологию имеет данный организм? Приведите последовательность событий…

1. 1
   В 23-й паре представлены одна большая X-хромосома и одна меньшая Y-хромосома. Набор половых хромосом $XY$, поэтому организм мужского пола.$$XY$$
2. 2
   В кариограмме обнаружены три хромосомы в 21-й паре вместо двух. Это геномная мутация — трисомия по 21-й хромосоме.$$2n+1$$

Ещё 4 шага — в полном решении

Трансляция фрагмента гена

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5ʹ концу одной цепи соответствует 3ʹ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5ʹ конца. Рибосома движется по…

1. 1
   Матрицей для транскрипции является нижняя цепь ДНК, записанная в направлении 3ʹ→5ʹ. иРНК синтезируется комплементарно ей в направлении 5ʹ→3ʹ.$$3ʹ-\mathrm{ТАГТАЦАТАЦЦГАТЦТЦГАТАА}-5ʹ \rightarrow 5ʹ-\mathrm{АУЦАУГУАУГГЦУАГАГЦУАУУ}-3ʹ$$
2. 2
   Полипептид начинается с аминокислоты метионина, поэтому трансляцию начинают с первого кодона АУГ, а не с расположенного перед ним триплета АУЦ.$$\mathrm{АУГ} \rightarrow \text{мет}$$

Ещё 3 шага — в полном решении

Трансляция фрагмента гена

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5′ концу в одной цепи соответствует 3′ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5′ конца. Рибосома движется…

1. 1
   Матричная цепь ДНК записана в направлении 3′→5′, поэтому иРНК синтезируется на ней в направлении 5′→3′ по принципу комплементарности: А соответствует У, Т — А, Г — Ц, Ц — Г.$$3′-ГАТАЦТЦАГЦАТААТАГЦАГ-5′ \rightarrow 5′-ЦУАУГАГУЦГУАУУАУЦГУЦ-3′$$
2. 2
   Полученная последовательность иРНК совпадает с кодирующей цепью ДНК по последовательности оснований, но вместо тимина содержит урацил.$$5′-ЦТАТГАГТЦГТАТТАТЦГТЦ-3′ \rightarrow 5′-ЦУАУГАГУЦГУАУУАУЦГУЦ-3′$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Транскрипция и антикодон тРНК

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны: $5'$-концу в одной цепи соответствует $3'$-конец другой цепи. Синтез нуклеиновых кислот начинается с $5'$-конца. Рибосома…

1. 1
   Матричной является нижняя цепь ДНК, записанная в направлении $3' \to 5'$. Поэтому РНК синтезируется комплементарно ей в направлении $5' \to 3'$. Вместо тимина в РНК используется урацил.$$3'-ТАГЦЦГАТАЦГЦГГЦТА-5' \longrightarrow 5'-АУЦГГЦУАУГЦГЦЦГАУ-3'$$
2. 2
   В полученной последовательности участки $5'$-ЦГГЦ-$3'$ и $5'$-ГЦЦГ-$3'$ являются взаимно комплементарными и при сворачивании молекулы образуют стебель вторичной структуры.$$5'-ЦГГЦ\;УАУГЦ\;ГЦЦГ-3' \\ 3'-ГЦЦГ\;АУАЦГ\;ЦГГЦ-5'$$

Ещё 3 шага — в полном решении

Трансляция и мутации ДНК

Фрагмент молекулы ДНК имеет последовательность нуклеотидов: АТААГГАТГЦЦТТТТ. Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи и обоснуйте свой ответ. Какие изменения могли…

1. 1
   Разделяем фрагмент матричной цепи ДНК на триплеты.$$АТА\text{–}АГГ\text{–}АТГ\text{–}ЦЦТ\text{–}ТТТ$$
2. 2
   По принципу комплементарности определяем последовательность иРНК.$$УАУ\text{–}УЦЦ\text{–}УАЦ\text{–}ГГА\text{–}ААА$$

Ещё 4 шага — в полном решении

Трансляция фрагмента гена

Известно, что синтез нуклеиновых кислот начинается с 5ʹ конца, а рибосома движется по иРНК в направлении от 5ʹ к 3ʹ концу. Информационная РНК, транскрибируемая с гена, имеет кодирующую и…

1. 1
   Верхняя цепь ДНК принимается за матричную, поскольку при её транскрипции в иРНК образуется открытая рамка считывания, начинающаяся с кодона $АУГ$ и содержащая кодон треонина.$$5ʹ\text{-ТЦАТГАТЦТГТГГЦЦАТТЦГГЦ-}3ʹ$$
2. 2
   При транскрипции строится комплементарная иРНК, причём её направление противоположно направлению матричной цепи ДНК. Участок иРНК записывается от 5ʹ к 3ʹ концом.$$5ʹ\text{-ГЦЦГААУГГЦЦАЦАГАУЦАУГА-}3ʹ$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Синтез тРНК и антикодон

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны ($5'$ концу одной цепи соответствует $3'$ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с $5'$ конца. Рибосома…

1. 1
   Матричной является нижняя цепь ДНК, записанная от $3'$ к $5'$: $3'$-ГТЦАГЦТГЦААТТГЦ-$5'$.
2. 2
   По принципу комплементарности строим цепь РНК, направленную антипараллельно матрице. В РНК вместо тимина используется урацил.$$Г\to Ц,\ Т\to А,\ Ц\to Г,\ А\to У$$

Ещё 3 шага — в полном решении

Синтез участка тРНК

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5’ концу одной цепи соответствует 3’ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по…

1. 1
   Матрицей для синтеза тРНК является верхняя цепь ДНК. При транскрипции РНК синтезируется комплементарно матричной цепи и антипараллельно ей.$$5'-АЦТАЦГЦАТТЦАТЦГ-3' \rightarrow 3'-УГАУГЦГУААГУАГЦ-5'$$
2. 2
   Полученную последовательность записываем в направлении синтеза нуклеиновой кислоты, то есть от 5’ к 3’ концу.$$5'-ЦГАУГААУГЦГУАГУ-3'$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Мутация и генетический код

Фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: $\mathrm{ЦАГТГТЦГЦТАГТТА}$. Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи и обоснуйте свой ответ…

1. 1
   Разделим фрагмент ДНК на триплеты:$$\mathrm{ЦАГ\ ТГТ\ ЦГЦ\ ТАГ\ ТТА}$$
2. 2
   Поскольку данная цепь ДНК является матричной, построим комплементарную последовательность иРНК по принципу комплементарности:$$\mathrm{ЦАГ\ ТГТ\ ЦГЦ\ ТАГ\ ТТА}\rightarrow\mathrm{ГУЦ\ АЦА\ ГЦГ\ АУЦ\ ААУ}$$

Ещё 5 шагов — в полном решении

Синтез полипептида по ДНК

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны: 5’ концу одной цепи соответствует 3’ конец другой цепи. Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по…

1. 1
   Поскольку антикодоны тРНК записаны в направлении от 5’ к 3’ концу, для получения кодонов иРНК необходимо учитывать антипараллельность и записать комплементарные последовательности в направлении от 5’ к 3’ конца.$$5'\text{–ЦУГ–}3' \rightarrow 5'\text{–ЦАГ–}3';\quad 5'\text{–УАУ–}3' \rightarrow 5'\text{–АУА–}3';\quad 5'\text{–АУА–}3' \rightarrow 5'\text{–УАУ–}3'$$
2. 2
   Аналогично преобразуем четвёртый и пятый антикодоны.$$5'\text{–ГЦУ–}3' \rightarrow 5'\text{–АГЦ–}3';\quad 5'\text{–АУА–}3' \rightarrow 5'\text{–УАУ–}3'$$

Ещё 4 шага — в полном решении

Определение смысловой цепи ДНК

Известно, что синтез нуклеиновых кислот начинается с 5′ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5′ к 3′ концу. Информационная РНК, транскрибируемая с гена, имеет кодирующую и некодирующую…

1. 1
   Кодирующая цепь ДНК должна быть записана в направлении 5′→3′ и содержать стартовый кодон АТГ. Нижняя цепь в условии записана в направлении 3′→5′, поэтому разворачиваем её.$$5′-ГЦТЦГТГААТГЦГАЦТЦГЦГЦАТЦГ-3′$$
2. 2
   В полученной цепи присутствует кодон АТГ, а после него в рамке считывания встречается триплет ЦТЦ, который после транскрипции превращается в ЦУЦ и кодирует лейцин. Поэтому смысловая цепь — нижняя цепь, записанная в направлении 5′→3′.$$АТГ \rightarrow \text{мет};\quad ЦТЦ \rightarrow \text{ЦУЦ} \rightarrow \text{лей}$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Синтез РНК и полипептида

У бактерий имеется специфический тип РНК, образующий шпилечную структуру благодаря комплементарным участкам. Шпилечная структура позволяет этой РНК попадать в рибосому. После шпильки через несколько…

1. 1
   Матричной является нижняя цепь ДНК, записанная в направлении $3'\to5'$. Поэтому последовательность РНК совпадает с верхней цепью ДНК по направлению и отличается заменой тимина на урацил.$$5'\text{-АЦЦУУАГЦУГЦАЦУААГААГЦАГАГГУЦАЦГЦ-}3'$$
2. 2
   В молекуле РНК комплементарные участки могут спариваться: А–У и Г–Ц. Поэтому участок РНК сворачивается в шпильку, состоящую из двуцепочечного стебля и одноцепочечной петли; после шпильки располагается последовательность, начинающаяся с…

Ещё 2 шага — в полном решении

Синтез и структура тРНК

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5′-концу в одной цепи соответствует 3′-конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5′-конца. Рибосома движется…

1. 1
   Нижняя цепь ДНК является матричной. При транскрипции РНК синтезируется комплементарно ей и антипараллельно. Поэтому последовательность тРНК совпадает с верхней цепью ДНК, но тимин заменяется на урацил.$$5′-АТАТЦТААТГЦАГАТАТ-3′ \rightarrow 5′-АУАУЦУААУГЦАГАУАУ-3′$$
2. 2
   В полученной цепи крайние участки 5′-АУАУ-3′ и 5′-АУАУ-3′ являются палиндромными с учётом антипараллельного спаривания. При сближении концов первый участок спаривается с последним.$$5′-АУАУ-3′\\n ||||\\n3′-УАУА-5′$$

Ещё 3 шага — в полном решении