Задание 3. Генетическая информация в клетке. Хромосомный набор. Трофические цепи и сети.. ЕГЭ 2027 по биологии
Средний процент выполнения: 67.5%
Ответом к заданию 3 по биологии может быть последовательность цифр, чисел или слов. Порядок записи имеет значение.
Алгоритм решения задания 3:
- Прочитай условие и определи, к какому блоку относится задание: генетическая информация в клетке или трофические цепи.
- Выдели все данные, которые даны в условии (числа, соотношения).
- Определи, какую величину требуется найти.
- Выбери нужную биологическую зависимость из кодификатора.
- Выполни расчёт, используя только данные условия.
- Проверь логичность и биологический смысл результата.
- Запиши ответ.
Подпишись на суперполезные материалы
Задачи для практики
Задача 1
Сколько аминокислот кодируется 180 нуклеотидами в одной цепи молекулы ДНК? В ответе запишите только соответствующее число.
Решение
Одна аминокислота кодируется триплетом из трёх нуклеотидов. Находим количество триплетов: 180 : 3 = 60. Стоп-кодон не кодирует аминокислоту, поэтому вычитаем 1: 60 − 1 = 59 аминокислот.
Задача 2
Сколько кодонов содержит фрагмент иРНК, в котором закодировано 65 аминокислот? В ответе запишите только соответствующее число.
Решение
Каждая аминокислота кодируется одним кодоном (триплетом). Но в иРНК есть ещё стоп-кодон, который не кодирует аминокислоту. Значит, количество кодонов равно количеству аминокислот плюс один стоп-кодон: 65 + 1 = 66 кодонов.
Задача 3
Сколько аминокислот закодировано 210 нуклеотидами во фрагменте зрелой молекулы иРНК? В ответе запишите только соответствующее число.
Решение
Одна аминокислота кодируется триплетом из трёх нуклеотидов. Находим количество триплетов: 210 : 3 = 70. Так как в зрелой иРНК стоп-кодон не входит в кодирующую часть, получаем 70 аминокислот.
Задача 4
Определите количество аминокислот, доставленных в процессе синтеза белка молекулами тРНК, если на иРНК 210 нуклеотидов. В ответе запишите только соответствующее число.
Решение
Каждая аминокислота кодируется одним триплетом из трёх нуклеотидов. Находим количество триплетов: 210 : 3 = 70. Стоп-кодон не кодирует аминокислоту, поэтому из 70 вычитаем 1: 70 − 1 = 69 аминокислот.
Задача 5
Годовая первичная продукция экосистемы составляет 420 000 кДж. Укажите количество энергии, которая поступит на третий трофический уровень.
Решение
Первичная продукция — это энергия, накопленная продуцентами, то есть организмами первого трофического уровня (в основном растениями). Они используют солнечную энергию для фотосинтеза, и в процессе формируют запас органических веществ.
Согласно правилу десяти процентов (правилу Линдемана), при переходе энергии от одного трофического уровня к следующему сохраняется только около 10 %, остальная часть теряется на дыхание, движение, тепло и другие процессы.
Таким образом:
от продуцентов ко второму уровню (травоядным) перейдёт:
420 000 × 0,1 = 42 000 кДж
от второго уровня к третьему (хищникам):
42 000 × 0,1 = 4 200 кДж
Задача 6
В саванне суммарная продукция продуцентов за год — 650 000 кДж. На основании правила 10% определите количество энергии, переходящее на третий трофический уровень. В ответ запишите только число (в кДж).
Решение
Годовая первичная продукция саванны — 650 000 кДж — принадлежит продуцентам, то есть растениям, которые образуют первый трофический уровень. Согласно «правилу десяти процентов» (правило Линдемана), в среднем лишь около одной десятой (0,1 или 10 %) энергии, накопленной на каком-то уровне, передаётся организмам следующего уровня, а остальное рассеивается в виде тепла и тратится на жизненные процессы. Поэтому, когда растительной энергией питаются травоядные (консументы первого порядка, второй трофический уровень), к ним переходит 10 % от 650 000 кДж. Чтобы найти эту величину, достаточно умножить 650 000 кДж на 0,1; получаем 65 000 кДж. Далее часть этой энергии (снова ровно 10 %) передаётся хищникам, которые охотятся на травоядных и образуют третий трофический уровень. Ещё раз применяем коэффициент 0,1: 65 000 кДж × 0,1 даёт 6 500 кДж. Следовательно, на третий трофический уровень саванны за год попадает 6 500 кДж энергии.
Задача 7
Рассчитайте, какое количество листьев (в кг) необходимо, чтобы в лесу мог жить ястреб массой 2 кг, если пищевая цепочка включает четыре трофических звена. В ответе укажите массу листьев.
Решение
Пищевая цепь: листья → гусеницы → мелкие птицы → ястреб.
Ястреб находится на четвёртом трофическом уровне, то есть он консумент III порядка.
По правилу 10% каждый следующий уровень получает только 1/10 от предыдущего по массе или энергии.
Чтобы ястреб весом 2 кг существовал, его питание должно обеспечиваться:
третьим уровнем (мелкими птицами): 2 кг ÷ 0,1 = 20 кг
вторым уровнем (гусеницами): 20 ÷ 0,1 = 200 кг
первым уровнем (листьями): 200 ÷ 0,1 = 2000 кг
Задача 8
На второй трофический уровень экосистемы поступает 32 000 кДж энергии. Определите, какой (в кДж) была первичная годовая продукция экосистемы.
Решение
Первичная продукция формируется продуцентами — они составляют первый трофический уровень. По правилу Линдемана, к следующему уровню (травоядным) переходит только 10 % от этой энергии.
Значит, если на втором уровне уже 32 000 кДж, то это десятая часть от первого уровня:
32 000 ÷ 0,1 = 320 000 кДж
Задача 9
Сколько зоопланктона (в кг) нужно, чтобы в океане мог существовать тюлень массой 250 кг, если цепь состоит из трёх трофических звеньев?
Решение
Пищевая цепочка: зоопланктон → рыба → тюлень.
Тюлень — консумент II порядка (третий уровень).
Чтобы понять, сколько массы нужно на первом уровне, считаем в обратном порядке, применяя правило 10%.
Чтобы тюлень весом 250 кг мог существовать, нужно:
→ рыбы: 250 ÷ 0,1 = 2500 кг
→ зоопланктона: 2500 ÷ 0,1 = 25 000 кг
Задача 10
Сколько травы (в кг) нужно, чтобы в саванне мог существовать шакал массой 15 кг, если цепь включает три трофических уровня?
Решение
Цепочка: трава → грызуны → шакал.
Шакал — консумент II порядка (третий уровень).
Применяем правило 10%, идём обратно вверх:
Чтобы шакал массой 15 кг существовал, нужно:
→ грызунов: 15 ÷ 0,1 = 150 кг
→ травы: 150 ÷ 0,1 = 1500 кг
Задача 11
Диплоидный набор крысы составляет 42 хромосомы. Сколько молекул ДНК имеет первичная половая клетка самки крысы в конце интерфазы перед мейозом? В ответе запишите только число.
Решение
Диплоидный набор - 2n2c, значит 2c=42, в интерфазе перед мейозом набор 2n4c, значит 4c=84 (42*2=84)
Задача 12
В одной цепи молекулы ДНК содержится 37% нуклеотидов с гуанином (Г). Определите процентное содержание нуклеотидов с цитозином (Ц) в молекуле и-РНК, которая синтезируется на этой ДНК-матрице. В ответе запишите только соответствующее число.
Решение
Чтобы решать задачи такого образца, необходимо знать следующие положения:
А=Т, Г=Ц
А+Т+Г+Ц=100%
А + Г = Т + Ц
Т.к. Ц=Г, значит цитозина будет тоже 37%
Задача 13
В клетках зародыша земляники 14 хромосом. Какой набор хромосом имеет клетка стебля земляники? В ответе запишите только число хромосом.
Решение
Клетки зародыша земляники - это соматические клетки с набором 2n. Значит по условию 2n=14 хромосом. Клетка стебля земляники - это тоже соматическая клетка с набором 2n. Следовательно она будет содержать тоже 14 хромосом.
Задача 14
В сперматозоиде человека масса всех молекул ДНК составляет около 3 × 10-9 мг. Чему равна масса всех молекул ДНК в соматической клетке человека? В ответе запишите только соответствующее число.
Решение
Сперматозоид человека содержит гаплоидный набор хромосом - nc. Значит, nc = 3 × 10(-9) мг. Соматическая клетка человека обладает диплоидным набором хромосом - 2n2c. Это означает, что необходимо удвоить хромосомный набор сперматозоида. Тогда мы получим, что 2n2c = 6 × 10(-9) мг.
Задача 15
Определите количество нуклеотидов в матричной цепи ДНК, участвующее в кодировании 70 аминокислот в полипептиде. В ответе запишите только соответствующее число.
Решение
Чтобы решать задачи такого образца, необходимо знать следующие положения:
Триплет - три нуклеотида ДНК, кодон - три нуклеотида иРНК, антикодон - три нуклеотида центральной петли тРНК, которые соединяются с кодоном
ДНК - иРНК: один триплет (три нуклеотида) ДНК соответствует одному кодону(трем нуклеотидам) иРНК
ДНК - тРНК: один триплет ДНК (три нуклеотида) соответствует одной молекуле (одному антикодону) тРНК (если речь о биосинтезе белка, а не о синтезе тРНК на ДНК)
ДНК - аминокислоты: каждая аминокислота кодируется одним триплетом ДНК (тремя нуклеотидами ДНК)
иРНК - тРНК: один кодон иРНК (три нуклеотида) соответствует одной молекуле (одному антикодону) тРНК
иРНК - аминокислоты: один кодон иРНК (три нуклеотида) соответствует одной аминокислоте
тРНК - аминокислоты: одна молекула (один антикодон) тРНК соответствует одной аминокислоте
1 аминокислота кодируется тремя нуклеотидами. У нас 70 аминокислот и каждая кодируется 3 нуклеотидами, следовательно 70*3=210 нуклеотидов нужно на кодирование этих аминокислот.
Задача 16
Молекула полипептида состоит из 400 аминокислот. Сколько нуклеотидов м-РНК протянули через рибосомы? В ответе запишите только число нуклеотидов.
Решение
Чтобы решать задачи такого образца, необходимо знать следующие положения:
1 аминокислота кодируется тремя нуклеотидами. Следовательно 400 аминокислот кодируются 400*3=1200 нуклеотидами
Задача 17
В молекуле ДНК на долю нуклеотидов с аденином приходится 28 %. Определите процентное содержание нуклеотидов с гуанином, входящих в состав этой молекулы. В ответе запишите соответствующее число.
Решение
Чтобы решать задачи такого образца, необходимо знать следующие положения:
А=Т, Г=Ц
А+Т+Г+Ц=100%
А + Г = Т + Ц
Т.к. аденина 28%, значит столько же будет тимина (28%). Можем найти сумму Г и Ц: 100%-28%(Т)-28%(А)=44%. Т.к. Г=Ц, то 44:2=22% Г и Ц
Задача 18
Сколько половых хромосом содержит клетка кожи самки зелёной лягушки, если гаплоидный набор составляет 13 хромосом? В ответе запишите только число хромосом.
Решение
Клетка кожи - это соматическая клетка с набором 2n. Гаплоидный набор хромосом - 1n по условию равен 13 хромосом. Если бы нас спросили в целом сколько всего хромосом в клетке кожи, то мы бы ответили, что их 26 (13*2). Но нас спрашивают именно о половых хромосомах. В каждой соматической клетке находится 2 половые хромосомы (например у человека это ХХ или ХУ хромосомы). В каждой половой клетке содержится 1 половая хромосома (Х или У). Так как нас спрашивают именно о половых хромосомах, то ответ будет равен 2.
Задача 19
В соматической клетке тела крысы 42 хромосомы. Какое количество хромосом имеет сперматозоид крысы? В ответе запишите только число хромосом.
Решение
Сперматозоид - половая клетка, он имеет гаплоидный набор хромосом. По условию задачи соматическая клетка (2n) = 42 хромосомы. Половая клетка (1n) в два раза меньше = 21 хромосома.
Задача 20
Определите процентное содержание в молекуле ДНК тимидиловых нуклеотидов, если цитидиловых нуклеотидов — 22 %. В ответе запишите только соответствующее число.
Решение
Чтобы решать задачи такого образца, необходимо знать следующие положения:
А=Т, Г=Ц
А+Т+Г+Ц=100%
А + Г = Т + Ц
Т.к. Ц = 22%, то и Г = 22%
Все нуклеотиды примем за 100%, значит: 100% - 22% (Ц) - 22% (Г) = 56% (А+Т)
Т.к. А=Т, значит 56:2 = 28% (А и Т)
Рекомендуемые курсы подготовки
- Научишься разбирать фазы митоза и понимать их значение
- Научишься разбирать фазы мейоза и понимать их значение
- Научишься сравнивать митоз и мейоз, находить сходства и различия между их фазами
на бесплатном курсе Турбо ЕГЭ
