Биология ЕГЭ — решения заданий ФИПИ с ответами

Синтез иРНК начинается с 5’ конца, поэтому матричная цепь ДНК должна считываться в противоположном направлении — от 3’ к 5’. Верхняя цепь уже записана в направлении 5’ → 3’, значит при её считывании справа налево образуется иРНК…$$5'-ГЦТЦАГЦТЦАГЦТГАЦАТТГТЦ-3'$$

Верхняя цепь является матричной. Ей комплементарна иРНК, записанная в направлении 5’ → 3’: вместо тимина в РНК используется урацил.$$5'-ГЦТЦАГЦТЦАГЦТГАЦАТТГТЦ-3' \to 5'-GACAAUGUCAGCUGAGCUGAGC-3'$$

В предложении 3 неверно указан фермент, катализирующий синтез РНК. Транскрипцию осуществляет РНК-полимераза, а протеиназа расщепляет белки.

В предложении 6 неверно указана матрица для синтеза тРНК. Все виды РНК, включая тРНК, синтезируются в процессе транскрипции на участке ДНК.

В последовательности ДНК находим триплет АТГ, кодирующий аминокислоту метионин (Мет). Он начинается с восьмого нуклеотида.$$1\,2\,3\,4\,5\,6\,7\,\mathbf{8}\,9\,10$$

Начиная с восьмого нуклеотида, последовательность разбивается на триплеты:$$\mathrm{АТГ\text{–}АЦТ\text{–}АГА\text{–}АТЦ}$$

При синтезе участка тРНК на ДНК-матрице нуклеотиды соединяются по принципу комплементарности: А—У, Т—А, Г—Ц, Ц—Г.$$АЦГЦГАЦГТГГТЦГА \rightarrow УГЦГЦУГЦАЦЦАГЦУ$$

Полученную последовательность участка тРНК разбиваем на триплеты.$$УГЦ\;ГЦУ\;ГЦА\;ЦЦА\;ГЦУ$$

После оплодотворения у сфагнума образуется диплоидная зигота с набором $2n$ хромосом.

Из зиготы развивается спорогон, включающий ножку и коробочку. Рост и развитие спорогона происходят благодаря митотическим делениям, поэтому клетки спорогона сохраняют диплоидный набор $2n$.

Соматические клетки редиса имеют диплоидный набор: $2n = 18$. Перед митозом в синтетическом периоде интерфазы происходит репликация ДНК, поэтому каждая хромосома становится двухроматидной.$$2n = 18$$

В метафазе хромосомы выстроены в экваториальной плоскости клетки. Центромеры ещё не разделились, поэтому число хромосом остаётся равным 18. Каждая из них содержит две сестринские хроматиды, следовательно, число молекул ДНК равно…$$2n4c: 18\ \text{хромосом},\ 36\ \text{молекул ДНК}$$

При обратной транскрипции на вирусной РНК синтезируется комплементарная цепь ДНК. Заменяем урацил РНК на тимин в ДНК и подбираем комплементарные основания.$$АУГГЦУУУУГЦААУА \rightarrow \mathrm{ТAЦЦГAAAАЦГTTAT}$$

Вторая цепь ДНК комплементарна первой и совпадает по последовательности с вирусной РНК, если в ней заменить урацил на тимин.$$\mathrm{ТАЦЦГААААЦГТТАТ} / \mathrm{АТГГЦТТТТГЦААТА}$$

Данная последовательность является матричной цепью ДНК, поскольку при её транскрипции образуется иРНК, содержащая стартовый кодон АУГ.$$ДНК: \mathrm{ТГТАЦЦЦТАГГАТАТАГЦГЦ}$$

По принципу комплементарности определяем последовательность иРНК: тимину ДНК соответствует аденин иРНК, аденину — урацил, цитозину — гуанин, гуанину — цитозин.$$\mathrm{ДНК: ТГТАЦЦЦТАГГАТАТАГЦГЦ} \rightarrow \mathrm{иРНК: АЦАУГГГАУЦЦУАУАУЦГЦ}$$

иРНК синтезируется на матричной цепи ДНК по принципу комплементарности: А соответствует У, Т — А, Г — Ц, Ц — Г.$$5′-АЦТТЦАТГТЦАЦААТААТЦГТТЦТ-3′ \rightarrow 5′-АЦУУЦАУГУЦАЦААУААУЦГУУЦУ-3′$$

Стартовый кодон $АУГ$ находится в начале участка $АУГУЦАЦААУААУЦГУУЦУ$. При считывании без сдвига рамки получаются кодоны $АУГ\ УЦА\ ЦАА\ УАА$, причём $УАА$ является стоп-кодоном.

Поскольку в приведённой последовательности нет триплета АТГ, кодирующего метионин в кодирующей цепи, последовательность рассматривается как матричная цепь ДНК. Триплету иРНК АУГ комплементарен триплет ДНК ТАЦ.$$АУГ \leftrightarrow \mathrm{ТАЦ}$$

Нумеруем нуклеотиды исходной последовательности. Триплет ТАЦ расположен начиная с третьего нуклеотида.$$\mathrm{ЦГ\mathbf{ТАЦ}ЦЦГАГАЦЦТАГАТЦЦ}$$

иРНК синтезируется на матричной цепи ДНК по принципу комплементарности и антипараллельности. Она совпадает с верхней кодирующей цепью ДНК, но вместо тимина содержит урацил.$$5’-ЦТТГАТГЦАТТААЦЦЦГАЦТТЦА-3’ \rightarrow 5’-ЦУУГАУГЦАУУААЦЦЦГАЦУУЦА-3’$$

Рибосома начинает трансляцию с кодона АУГ, который кодирует метионин. Далее в исходной рамке считываются кодоны ЦАУ и УАА.$$\mathrm{АУГ\text{-}ЦАУ\text{-}УАА} = \mathrm{Мет\text{-}Гис\text{-}стоп}$$

Матричной является нижняя цепь ДНК, направленная от 3ʹ к 5ʹ концу. Поэтому синтезируемая РНК комплементарна ей и совпадает по последовательности с верхней цепью ДНК, за исключением замены тимина на урацил.$$5ʹ-АЦГААУУЦЦУГЦАГААУУЦААГЦАУАУААУГААЦ-3ʹ$$

В участке тмРНК выделяются комплементарные последовательности, которые могут спариваться за счёт образования водородных связей между А–У и Г–Ц. При их сближении формируется шпилечная структура: спаренный стебель и неспаренная петля.$$А=У, Г≡Ц$$

При транскрипции РНК синтезируется комплементарно нижней матричной цепи ДНК и антипараллельно ей. Тимин в РНК заменяется урацилом.$$3'-ГТААТАЦГЦАЦТАТТАЦ-5' \rightarrow 5'-ЦАУУАУГЦГУГАУААУГ-3'$$

В полученной последовательности находятся комплементарные инвертированные участки: первый участок записан как $5'$-АУУА-$3'$, а второй — как $3'$-УААУ-$5'$.$$5'-АУУА-3'\\3'-УААУ-5'$$

Перед первым делением мейоза происходит репликация ДНК. В результате мейоза I гомологичные хромосомы расходятся в дочерние клетки, поэтому каждая клетка становится гаплоидной.$$2n4c \xrightarrow{\text{мейоз I}} n2c$$

В метафазе II клетка имеет гаплоидный набор хромосом: по одной хромосоме из каждой пары гомологичных хромосом. Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид, поэтому число молекул ДНК в клетке вдвое больше числа хромосом.$$n2c$$

Поскольку фенилкетонурия наследуется как аутосомно-рецессивный признак, больные имеют генотип $aa$, а частота больных равна $q^2$.$$q^2=\mathrm{freq}(aa)$$

Во всей человеческой популяции частота мутантного аллеля равна $q=0{,}01$. Частота мутантного фенотипа определяется квадратом частоты мутантного аллеля.$$q^2=(0{,}01)^2=0{,}0001$$

Песочная окраска определяется рецессивными гомозиготами, поэтому её частота равна $q^2$. В популяции она составляет $60/1000=0{,}06$.$$q^2=0{,}06$$

Находим частоты аллелей в исходной равновесной популяции.$$q=\sqrt{0{,}06}=0{,}2449;\quad p=1-q=0{,}7551$$

иРНК синтезируется комплементарно некодирующей цепи и совпадает с кодирующей цепью по последовательности, если тимин заменить на урацил. В данном фрагменте стартовый кодон $АУГ$ появляется при чтении нижней цепи в направлении 5’ к 3’.

Нижнюю цепь необходимо записать в противоположном направлении:$$5’-ЦТAAAТГТАЦЦГЦААТАГЦГЦГ-3’$$

Обозначим нормальный аллель зрения через $A$, аллель куриной слепоты — через $a$, нормальный аллель развития потовых желёз — через $B$, а аллель отсутствия потовых желёз — через $b$. Оба заболевания считаем рецессивными и X-сцепленными.$$A,B — нормальные аллели;\quad a,b — рецессивные аллели заболеваний$$

Мать женщины была дигомозиготной по рецессивному аллелю отсутствия потовых желёз. Поскольку сама женщина здорова, её генотип по этому признаку должен быть гетерозиготным. Отец женщины имел куриную слепоту, поэтому передал ей аллель $a$…$$P: \quad \female X^{Ab}/X^{Ab} \times \male X^{aB}Y;\quad F_1: \female X^{Ab}/X^{aB}$$

Обозначим A — нормальное состояние зрительного нерва, a — аллель атрофии; D — нормальное цветовое зрение, d — аллель дальтонизма. Оба заболевания рецессивны и сцеплены с X-хромосомой.$$A>a,\quad D>d$$

Мать женщины имела оба заболевания, поэтому её генотип X^{ad}/X^{ad}. Отец женщины был здоров: X^{AD}Y. Женщина получила от матери X^{ad}, а от отца X^{AD}; её генотип X^{AD}/X^{ad}, фенотипически она здорова.$$P_1: X^{AD}/X^{ad}\times X^{Ad}Y$$

Высокий рост и округлая форма плодов — доминантные признаки. Обозначим аллель высокого роста через $A$, аллель карликовости — через $a$, аллель округлой формы плодов — через $B$, аллель грушевидной формы — через $b$.

Так как при скрещивании высоких растений с округлыми плодами и карликовых растений с грушевидными плодами всё потомство получилось высоким и с округлыми плодами, родительские растения имели генотипы $AABB$ и $aabb$.