Спермий кукурузы содержит 10 хромосом
Добавил пользователь Дмитрий К. Обновлено: 20.09.2024
Первичные половые клетки, оказавшиеся в мужской половой железе, до поры до времени не делятся. Их деление начинается только в период полового созревания и приводит к образованию когорты так называемых стволовых диплоидных клеток, из которых и формируются сперматозоиды. Запас стволовых клеток в яичках постоянно пополняется. Здесь уместно напомнить описанную выше особенность сперматогенеза — из одной клетки образуется 4 зрелых сперматозоида. Таким образом, после полового созревания у мужчины в течение всей жизни формируются сотни миллиардов новых сперматозоидов.
Формирование яйцеклеток протекает иначе. Едва заселив половую железу, первичные половые клетки начинают интенсивно делиться. К 5 месяцу внутриутробного развития их количество достигает 6-7 миллионов, но затем происходит массовая гибель этих клеток. В яичниках новорожденной девочки их остается не более 1-2 миллионов, к 7-летнему возрасту — всего лишь около 300 тысяч, а в период полового созревания 30 —50 тысяч. Общее же число яйцеклеток, которые достигнут зрелого состояния за период половой зрелости, будет еще меньше. Хорошо известно, что в течение одного менструального цикла в яичнике обычно созревает лишь один фолликул. Нетрудно подсчитать, что в течение репродуктивного периода, продолжающегося у женщин 30 — 35 лет, образуется около 400 зрелых яйцеклеток.
Если мейоз в сперматогенезе начинается в период полового созревания и повторяется миллиарды раз в течение жизни мужчины, в оогенезе формирующиеся женские гаметы вступают в мейоз еще в периоде внутриутробного развития. Причем начинается этот процесс почти одновременно у всех будущих яйцеклеток. Начинается, но не заканчивается! Будущие яйцеклетки доходят только до середины первой фазы мейоза, а дальше процесс деления блокируется на 12 — 50 лет! Лишь с приходом половой зрелости мейоз в оогенезе продолжится, причем не всех клеток сразу, а лишь для 1- 2 яйцеклеток ежемесячно. Полностью же процесс мейотического деления яйцеклетки завершится, как уже было сказано выше, только после ее оплодотворения! Таким образом, сперматозоид проникает в яйцеклетку, еще не завершившую деление, имеющую диплоидный набор хромосом!
Сперматогенез и оогенез — очень сложные и во многом загадочные процессы. Вместе с тем очевидна подчиненность их законам взаимосвязи и обусловленности природных явлений. Для оплодотворения одной яйцеклетки in vivo (лат. в живом организме) необходимы десятки миллионов сперматозоидов. Мужской организм вырабатывает их в гигантских количествах практически всю жизнь.
По каким законам происходит деление хромосом? Как передается наследственная информация? Для того чтобы разобраться с этим вопросом, можно привести простую аналогию с картами. Представим себе молодую супружескую пару. Назовем их условно — Он и Она. В каждой его соматической клетке находятся хромосомы черной масти — трефы и пики. Набор треф от шестерки до туза он получил от своей мамы. Набор пик — от своего папы. В каждой ее соматической клетке хромосомы красной масти — бубны и червы. Набор бубен от шестерки до туза она получила от своей мамы. Набор червей — от своего папы.
Для того чтобы получить из диплоидной соматической клетки половую клетку, число хромосом должно быть уменьшено вдвое. При этом половая клетка обязательно должна содержать полный одинарный (гаплоидный) набор хромосом. Ни одна не должна потеряться! В случае карт такой набор можно получить следующим образом. Взять наугад из каждой пары карт черной масти по одной и таким образом сформировать два одиночных набора. Каждый набор будет включать все карты черной масти от шестерки до туза, однако, какие именно это будут карты (трефы или пики) определил случай. Например, в одном таком наборе шестерка может быть пиковой, а в другом — трефовой. Нетрудно прикинуть, что в примере с картами при таком выборе одиночного набора из двойного мы можем получить 2 в девятой степени комбинаций — более 500 вариантов!
Примерно также, по закону случайной выборки, поступает и природа с хромосомами в процессе мейоза. В результате из клеток с двойным, диплоидным набором хромосом получаются клетки, каждая из которых содержит одиночный, гаплоидный полный набор хромосом. Предположим, в результате мейоза в вашем теле образовалась половая клетка. Сперматозоид или яйцеклетка — в данном случае не важно. Она обязательно будет содержать гаплоидный набор хромосом — ровно 23 штуки. Что именно это за хромосомы? Рассмотрим для примера хромосому № 7. Это может быть хромосома, которую вы получили от отца. С равной вероятностью она может быть хромосомой, которую вы получили от матери. То же самое справедливо для хромосомы № 8, и для любой другой.
Поскольку у человека число хромосом гаплоидного набора равно 23, то число возможных вариантов половых гаплоидных клеток, образующихся из диплоидных соматических, равно 2 в степени 23. Получается более 8 миллионов вариантов! В процессе оплодотворения две половые клетки соединяются между собой. Следовательно, общее число таких комбинаций будет равно 8 млн. х 8 млн. = 64000 млрд. вариантов! На уровне пары гомологичных хромосом основа этого разнообразия выглядит так. Возьмем любую пару гомологичных хромосом вашего диплоидного набора. Одну из таких хромосом вы получили от матери, но это может быть хромосома либо вашей бабушки, либо вашего дедушки по материнской линии. Вторую гомологичную хромосому вы получили от отца. Однако она опять-таки может быть независимо от первой либо хромосомой вашей бабушки, либо вашего дедушки уже по отцовской линии. А таких гомологических хромосом у вас 23 пары! Получается невероятное число возможных комбинаций. Неудивительно, что при этом у одной пары родителей, рождаются дети, которые отличаются друг от друга и внешностью, и характером.
Кстати, из приведенных выше расчетов следует простой, но важный вывод. Каждый человек, ныне здравствующий, или когда-либо живший в прошлом на Земле, абсолютно уникален. Шансы появления второго такого же практически равны нулю. Поэтому не надо себя ни с кем сравнивать. Каждый из вас неповторим, и тем уже интересен!
Однако вернемся к нашим половым клеткам. Каждая диплоидная клетка человека содержит 23 пары хромосом. Хромосомы с 1 по 22 пару называются соматическим и по форме они одинаковы. Хромосомы же 23-й пары (половые хромосомы) одинаковы только у женщин. Они и обозначаются латинскими буквами ХХ. У мужчин хромосомы этой пары различны и обозначаются ХY. В гаплоидном наборе яйцеклетки половая хромосома всегда только Х, сперматозоид же может нести или Х или Y хромосому. Если яйцеклетку оплодотворит Х сперматозоид, родится девочка, если Y сперматозоид — мальчик. Все просто!
Перемещение сперматозоида осуществляется за счет движения его хвостика. Скорость движения сперматозоида не превышает 2-3 мм в минуту. Казалось бы, немного, однако, за 2-3 часа в женском половом тракте сперматозоиды проходят путь, в 80000 раз превышающий их собственные размеры! Будь на месте сперматозоида в этой ситуации человек, ему пришлось бы двигаться вперед со скоростью 60-70 км/час — то есть со скоростью автомобиля!
Сперматозоиды, находящиеся в яичке, неподвижны. Способность к движению они приобретают лишь, проходя по семявыводящим путям под воздействием жидкостей семявыводящих протоков и семенных пузырьков, секрета предстательной железы. В половых путях женщины сперматозоиды сохраняют подвижность в течение 3 — 4 суток, но оплодотворить яйцеклетку они должны в течение 24 часов. Весь процесс развития от стволовой клетки до зрелого сперматозоида длится примерно 72 дня. Однако, поскольку сперматогенез происходит непрерывно и в него одномоментно вступает громадное число клеток, то в яичках всегда есть большое количество спермиев, находящихся на разных этапах сперматогенеза, а запас зрелых сперматозоидов постоянно пополняется. Активность сперматогенеза индивидуальна, но с возрастом снижается.
Рекомендации по решению заданий С5 (молекулярная биология)
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.
Задание 1.
Определите хромосомный набор в клетках заростка и клетках взрослого растения папоротника. В результате какого типа деления, и из каких клеток этот хромосомный набор образуется?
1) Хромосомный набор в клетках заростка гаплоидный (n).
2) Хромосомный набор в клетках взрослого растения диплоидный (2n).
3) Заросток образуется из гаплоидной споры, которая делится МИТОЗОМ; взрослое растение образуется из диплоидной зиготы, которая делится МИТОЗОМ.
Задание 2.
Определите хромосомный набор в клетках взрослого растения и спорах кукушкина льна. В результате какого типа деления, и из каких клеток этот хромосомный набор образуется?
1) Хромосомный набор в клетках взрослого растения гаплоидный (n).
2) Хромосомный набор в спорах гаплоидный (n).
3) Взрослое растение из гаплоидной споры, которая делится МИТОЗОМ, образуя предзародыш (протонему), а затем взрослое растение.
4) Спора образуется в результате МЕЙОЗА из материнских клеток спор в спорангиях.
Задание 3.
Какой хромосомный набор характерен для гамет и спор растения мха кукушкина льна? Объясните из каких клеток и, в результате какого деления, они образуются.
Задание 4.
Определите хромосомный набор клеток восьмиядерного зародышевого мешка и клеток покровной ткани цветкового растения. В результате какого типа деления, и из каких клеток этот хромосомный набор образуется?
1) Хромосомный набор клеток восьмиядерного зародышевого мешка цветкового растения - гаплоидный (n).
2) Хромосомный набор клеток покровной ткани цветкового растения – диплоидный (2n).
3) Клетки восьмиядерного зародышевого мешка образуются из гаплоидной мегаспоры, которая ТРИЖДЫ ДЕЛИТСЯ МИТОЗОМ.
Клетки покровной ткани формируются из образовательной ткани, клетки ее диплоидные (2n) и делятся МИТОЗОМ.
Задание 5.
Определите хромосомный набор клеток основной ткани и спермиев цветкового растения. В результате, какого типа деления, и из каких клеток этот хромосомный набор образуется?
1) Хромосомный набор клеток основной ткани – диплоидный (2n).
2) Хромосомный набор спермиев – гаплоидный (n).
3) Клетки основной ткани формируются из образовательной ткани, диплоидные клетки которой делятся митозом.
Спермии образуются из гаплоидной генеративной клетки, которая делится МИТОЗОМ.
Задание 6.
Какой набор хромосом содержится в спермиях и в клетке основной ткани листа огурца? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются спермии и клетки основной ткани.
Задание 7.
Полипептид состоит из 20 аминокислот. Определите число нуклеотидов на участке гена, который кодирует первичную структуру этого полипептида, число кодонов на иРНК, соответствующее этим аминокислотам, число молекул тРНК, участвующих в биосинтезе полипептида. Ответ поясните.
1) Генетический код триплетен, поэтому участок гена ДНК, кодирующего 20 аминокислот, содержит 20х3=60 нуклеотидов.
2) Молекула иРНК содержит 20 кодонов – триплетов.
3) Для биосинтеза этого полипептида понадобятся 20 молекул тРНК.
Задание 8.
Фрагмент цепи ДНК содержит 15 нуклеотидов. Определите число нуклеотидов в молекуле иРНК, число видов молекул тРНК, участвующих в синтезе белка, число аминокислотных остатков в белковой молекуле.
Задание 9.
Известно, что синтезирована белковая молекула, состоящая из 8 аминокислот. Определите, сколько видов тРНК участвовало в синтезе, число нуклеотидов на иРНК, число нуклеотидов на двойной цепи ДНК.
Задание 10.
Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет около 6х10 - 9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в сперматозоиде и соматической клетке перед началом митотического деления и после его окончания. Ответ поясните.
1) Перед началом деления в исходной клетке количество ДНК удваивается и ее масса равна 2х6х10 - 9 = 12х10 - 9 мг.
2) После окончания деления в соматической клетке количество ДНК остается таким же, как и в исходной клетке - 6х10 - 9 мг.
3) В половых клетках 23 хромосомы, т.е. количество ДНК в два раза меньше, чем в соматических и составляет 6х10 - 9 : 2 = 3х10 - 9 мг.
Задание 11.
Какой хромосомный набор характерен для клеток зародыша и эндосперма семени, листьев ячменя. Объясните результат в каждом случае.
1) В клетках зародыша семени набор 2n, так как зародыш развивается из зиготы.
2) В клетках эндосперма семени набор хромосом 3n, так как эндосперм образуется при слиянии ядер центральной клетки семязачатка ( 2n) и одного спермия (n).
3) Клетки листьев ячменя имеют набор хромосом 2n, как и все соматические клетки.
Задание 12.
Фрагмент молекулы иРНК содержит 12 нуклеотидов. Определите, сколько триплетов входит в состав матричной цепи ДНК. Установите, какой процент в молекуле ДНК составляют цитозиновые и гуаниновые нуклеотиды, если известно, что тимина 31%.
1) Триплеты ДНК – 4 (12:3).
2) Тимин комплементарен Аденину – 31% .
3) Цитозин и Гуанин составляют по 19 % (100 – 62 =38:2=19).
Задание 13.
В молекуле ДНК находится 110 нуклеотидов с Тимином, что составляет 10% от их общего числа. Определите, сколько нуклеотидов с Аденином (А), Гуанином (Г), Цитозином (Ц) содержится в молекуле ДНК и объясните полученный результат.
Задание 14.
Молекула иРНК содержит 24 нуклеотида. Определите общее число нуклеотидов на фрагменте двухцепочечной молекулы ДНК, число триплетов на матричной цепи ДНК и число нуклеотидов в антикодонах всех тРНК.
1) Двойная цепь ДНК содержит 48 нуклеотидов (24х2=48).
2) На матричной цепи ДНК 8 триплетов (48:2=24 24:3=8).
3) В антикодонах тРНК содержится 24 нуклеотида ( 8х3=24).
Задание 15.
В процессе трансляции участвовало 42 молекулы тРНК. Определите число аминокислот, входящих в состав синтезируемого белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.
1) Одна тРНК переносит одну аминокислоту. 42 тРНК - 42 аминокислоты. Синтезируемый белок состоит из 42 аминокислот.
2) Одну аминокислоту кодирует один триплет нуклеотидов. 42 аминокислоты кодируют 42 триплета.
3) В каждом триплете – три нуклеотида. Ген, кодирующий белок из 42 аминокислот, включает 42х3=126 нуклеотидов.
Задание 16.
Участок одной из двух цепей молекулы ДНК содержит 300 нуклеотидов с аденином (А). 100 нуклеотидов с тимином (Т), 150 нуклеотидов с гуанином (Г) и 200 нуклеотидов с цитозином (Ц). Какое число нуклеотидов с А,Т,Г и Ц содержится в двухцепочечной молекуле ДНК? Сколько аминокислот должен содержать белок, кодируемый этим участком молекулы ДНК? Ответ поясните.
1) Согласно принципу комплементарности во второй цепи ДНК содержится нуклеотидов: А - 100, Т - 300, Г - 200, Ц -150.
2) В двух цепях ДНК содержится нуклеотидов: А - 400, Т - 400, Г - 350, Ц - 350.
3) Информацию о структуре белка несет одна из двух цепей, число нуклеотидов в одной цепи ДНК = 300+100+150+200= 750, одну аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов, поэтому в белке должно содержаться 750:3 = 250 аминокислот.
Задание 17.
Молекула иРНК содержит 42 нуклеотида. Определите общее число нуклеотидов в фрагменте двухцепочечной молекулы ДНК, число триплетов на матричной цепи ДНК и число нуклеотидов в антикодонах всех молекул тРНК.
1) Двухцепочечная цепь ДНК содержит 84 нуклеотидов.
2) В матричной цепи ДНК 14 триплетов (42:3).
3) В антикодонах тРНК содержится 42 нуклеотида.
Задание 18.
В синтезе белка принимают участие 11 видов тРНК. Определите, сколько нуклеотидов содержит матричная цепь молекулы ДНК. Установите, какой процент в молекуле ДНК составляют тиминовые, цитозиновые и гуаниновые нуклеотиды, если аденина содержится 18%.
1) Цепь ДНК содержит 33 нуклеотида.
2) Тимин комплементарен Аденину и составляет 18%.
3) Цитозин и Гуанин составляют по 32% (100 - 36 = 64:2 =32).
Задание 19.
Фрагмент молекулы белка состоит из 30 разных аминокислот. Определите, сколько видов тРНК участвовало в синтезе фрагмента молекулы белка. Сколько нуклеотидов содержится в иРНК и одной цепи молекулы ДНК, участвующей в биосинтезе?
Цели занятия: повторение и обобщение материала по разделу “Жизненные циклы растений”; обучение решению задач части С5 ЕГЭ по жизненным циклам растений разных отделов.
Форма занятия: лекционно-практическая.
Оборудование: проектор, слайды, набор карточек с задачами.
Понятие о жизненном цикле растений
В жизненном цикле растений происходит чередование бесполого и полового размножения и связанное с этим чередований поколений.
Гаплоидный (n) растительный организм, образующий гаметы, называется гаметофитом (n). Он представляет половое поколение. Гаметы формируются в половых органах путём митоза: сперматозоиды (n) - в антеридиях (n), яйцеклетки (n) – в архегониях (n) .
Гаметофиты бывают обоеполые (на нём развиваются антеридии и архегонии) и раздельнополые (антеридии и архегонии развиваются на разных растениях).
После слияния гамет (n) образуется зигота с диплоидным набором хромосом (2n), а из неё развивается путём митоза бесполое поколение – спорофит (2n). В специальных органах - спорангиях (2n) спорофита (2n) после мейоза образуются гаплоидные споры (n), при делении которых митозом развиваются новые гаметофиты (n).
Жизненный цикл зелёных водорослей
В жизненном цикле зелёных водорослей преобладает гаметофит (n), то есть клетки их слоевища гаплоидны (n). При наступлении неблагоприятных условий (похолодание, пересыхание водоёма) происходит половое размножение – образуются гаметы (n), которые попарно сливаются в зиготу (2n). Зигота (2n), покрытая оболочкой зимует, после чего при наступлении благоприятных условий делится мейозом с образованием гаплоидных спор (n), из которых развиваются новые особи (n). (Демонстрация слайдов).
Схема 1. Жизненный цикл зелёных водорослей. (Приложение)
Задача 1. Какой набор хромосом характерен для клеток слоевища улотрикса и для его гамет? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.
1. В клетках слоевища гаплоидный набор хромосом (n), они развиваются из споры с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
2. В гаметах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из клеток слоевища с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
Задача 2. Какой набор хромосом характерен для зиготы и для спор зелёных водорослей? Объясните, из каких исходных клеток и как они образуются.
1. В зиготе диплоидный набор хромосом (2n), она образуется при слиянии гамет с гаплоидным набором хромосом (n).
2. В спорах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
Жизненный цикл мхов (кукушкин лён)
У мхов в цикле развития преобладает половое поколение (n). Листостебельные растения мхов – раздельнополые гаметофиты (n). На мужских растениях (n) формируются антеридии (n) со сперматозоидами (n), на женских (n) – архегонии (n) с яйцеклетками (n). С помощью воды (во время дождя) сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), происходит оплодотворение, возникает зигота (2n). Зигота находится на женском гаметофите (n), она делится митозом и развивается спорофит (2n) – коробочка на ножке. Таким образом, спорофит (2n) у мхов живёт за счёт женского гаметофита (n).
В коробочке спорофита (2n) путём мейоза образуются споры (n). Мхи – разноспоровые растения, различают микроспоры – мужские и макроспоры – женские. Из спор (n) путём митоза развиваются сначала предростки, а затем взрослые растения (n). (Демонстрация слайдов).
Схема 2. Жизненный цикл мха (кукушкин лён)
Задача 3. Какой хромосомный набор характерен для гамет и спор кукушкина льна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.
1. В гаметах мха кукушкина льна гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из антеридиев (n) и архегониев (n) мужского и женского гаметофитов с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
2. В спорах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из клеток спорофита - коробочки на ножке с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
Задача 4. Какой хромосомный набор характерен для клеток листьев и коробочки на ножке кукушкина льна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.
1. В клетках листьев кукушкина льна гаплоидный набор хромосом (n), они, как и всё растение, развиваются из споры с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
2. В клетках коробочки на ножке диплоидный набор хромосом (2n), она развивается из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём митоза.
Жизненный цикл папоротников
У папоротников (также хвощей, плаунов) в жизненном цикле преобладает спорофит (2n). На нижней стороне листьев растения (2n) развиваются спорангии (2n), в которых путём мейоза образуются споры (n). Из споры (n), попавшей во влажную почву, прорастает заросток (n) – обоеполый гаметофит. На его нижней стороне развиваются антеридии (n) и архегонии (n), а в них путём митоза образуются сперматозоиды (n) и яйцеклетки (n). С капельками росы или дождевой воды сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), образуется зигота (2n), а из нее – зародыш нового растения (2n). (Демонстрация слайдов).
Схема 3. Жизненный цикл папоротников
Задача 5. Какой хромосомный набор характерен для листьев (вай) и заростка папоротника? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.
1. В клетках листьев папоротника диплоидный набор хромосом (2n), так они, как и всё растение, развиваются из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём митоза.
2. В клетках заростка гаплоидный набор хромосом (n), так как заросток образуется из гаплоидной споры (n) путём митоза.
Жизненный цикл голосеменных растений (сосна)
Листостебельное растение голосеменных растений – спорофит (2n), на котором развиваются женские и мужские шишки (2n).
На чешуйках женских шишек расположены семязачатки – мегаспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – эндосперм (n) с двумя архегониями (n). В архегониях образуются 2 яйцеклетки (n), одна погибает.
На чешуйках мужских шишек располагаются пыльцевые мешки – микроспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются микроспоры (n), из них развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной) и двух воздушных камер.
Пыльцевые зёрна (n) (пыльца) ветром переносятся на женские шишки, где митозом из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n). Один спермий погибает, а второй участвует в оплодотворении, образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n).
В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (n).
Схема 4. Жизненный цикл голосеменных растений (сосна)
Задача 6. 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. В клетках пыльцевого зерна гаплоидный набор хромосом (n), так как оно образуется из гаплоидной микроспоры (n) путём митоза.
2. В спермиях гаплоидный набор хромосом (n), так как они образуются из генеративной клетки пыльцевого зерна с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
Задача 7. Какой хромосомный набор характерен для мегаспоры и клеток эндосперма сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.
1. В мегаспорах гаплоидный набор хромосом (n), так как они образуются из клеток семязачатка (мегаспорангия) с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
2. В клетках эндосперма гаплоидный набор хромосом (n), так как эндосперм формируется из гаплоидных мегаспор (n) путём митоза.
Жизненный цикл покрытосеменных растений
Покрытосеменные растения являются спорофитами (2n). Органом их полового размножения является цветок.
В завязи пестиков цветка находятся семязачатки – мегаспорангии (2n), где происходит мейоз и образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – зародышевый мешок из 8 клеток (n), одна из них – яйцеклетка (n), а две сливаются в одну – крупную (центральную) клетку с диплоидным набором хромосом (2n).
В микроспорангиях (2n) пыльников тычинок путём мейоза образуются микроспоры (n), из которых развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной).
После опыления из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n) и центральной клетке (2n) . Один спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n). Второй спермий (n) сливается центральной клеткой (2n) с образованием триплоидного эндосперма (3n). Такое оплодотворение у покрытосеменных растений называется двойным.
В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (3n).
Схема 5. Жизненный цикл покрытосеменных растений
Задача 8. Какой хромосомный набор характерен для микроспоры, которая образуется в пыльнике, и клеток эндосперма семени цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и как они образуются.
1. В микроспорах гаплоидный набор хромосом (n), так как они образуются из клеток микроспорангиев с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
2. В клетках эндосперма триплоидный набор хромосом (3n), так как эндосперм образуется при слиянии гаплоидного спермия (n) с диплоидной центральной клеткой (2n).
1. В процессе эволюции растений происходила постепенная редукция гаметофита и развитие спорофита.
2. В гаметах растений гаплоидный набор (n) хромосом, они образуются путём митоза.
3. В спорах растений гаплоидный набор (n) хромосом, они образуются путём мейоза.
За это задание ты можешь получить 1 балл. Уровень сложности: базовый.
Средний процент выполнения: 67%
Ответом к заданию 3 по биологии может быть последовательность цифр, чисел или слов. Порядок записи имеет значение.
Задачи для практики
Задача 1
В процессе трансляции участвовало 139 т-РНК. Сколько кодонов содержит и-РНК, на основе которой шла трансляция? В ответе запишите только соответствующее число.
Решение
1 аминокислота кодируется 1 триплетом или кодоном иРНК. Одна тРНК переносит 1 аминокислоту. Соответственно 139 тРНК транспортировали 139 аминокислот, которые были закодированы 139 кодонами (триплетами)
Задача 2
У Макаки (Macaca mulatta) в клетках кожи 42 хромосомы. Сколько хромосом содержится в клетках её эмбриона? В ответе запишите только количество хромосом.
Решение
Эмбрион содержит набор хромосом как яйцеклетки, так и сперматозоида, поэтому для него характерен диплоидный набор. Поэтому набор хромосом такой же, как и у соматических клеток.
Задача 3
В одной цепи молекулы ДНК содержится 45 % нуклеотидов с тимином (Т). Определите процентное содержание нуклеотидов с аденином в молекуле и-РНК, которая синтезируется на этой ДНК-матрице. В ответе запишите только соответствующее число.
Решение
По принципу комплементарности тимин всегда соединяется только с аденином. Поэтому если тимина 45%, значит и аденина тоже 45%.
Задача 4
Фрагмент молекулы ДНК кодирует 116 аминокислот. Сколько триплетов содержит этот фрагмент молекулы ДНК? В ответе запишите соответствующее число триплетов.
Решение
Триплет – это три последовательных азотистых основания, которые кодируют одну аминокислоту. Поэтому если аминокислот 116, значит и триплетов тоже 116.
Задача 5
Диплоидный набор крысы составляет 42 хромосомы. Сколько хромосом имеет первичная половая клетка самки крысы в конце интерфазы перед мейозом? В ответе запишите только количество хромосом.
Решение
Половая клетка содержит гаплоидный (одинарный) набор хромосом, но перед мейозом в интерфазе она его удваивает. Поэтому перед интерфазой хромосом будет, как в диплоидном наборе соматической клетке – 42.
Задача 6
Сколько нуклеотидов с гуанином содержит молекула ДНК, если количество нуклеотидов с аденином 50, что составляет 20 % от общего числа? В ответе запишите соответствующее число.
Решение
Для решения данной задачи необходимо вспомнить принцип комплементарности, по которому аденин комплементарен тимину, а гуанин - цитозину. А еще нужно вспомнить правило Чаргаффа: Соотношения, выявленные Чаргаффом для аденина (А), тимина (Т), гуанина (Г) и цитозина (Ц), оказались следующими: Количество аденина равно количеству тимина, а гуанина — цитозину: А=Т, Г=Ц.
Задача 7
Диплоидный набор хромосом лука составляет 16 хромосом. Сколько молекул ДНК содержит клетка кожицы чешуи лука после завершения телофазы митоза? В ответе запишите только соответствующее количество молекул ДНК.
Решение
Клетка кожицы лука – это соматическая клетка, значит тоже содержит соматический набор хромосом. Телофаза — это завершающая стадия деления клетки, когда набор хромосом восстанавливается до диплоидного, поэтому на данном этапе количество молекул ДНК будет 16. В профазе количество молекул ДНК было бы 32, так как в данный период количество хромосом удваивается.
Задача 8
Сколько половых хромосом содержит клетка эпителия тонкого кишечника самца морской свинки, если диплоидный набор составляет 16 хромосом? В ответе запишите только количество хромосом.
Решение
Диплоидный набор любой соматической клетки содержит 2 половые хромосомы (ХХ - если это женщина, ХY - если это мужчина) и остальные аутосомы
Задача 9
Сколько аутосом содержит яйцеклетка утки, если в соматических клетках находится 80 хромосом? В ответе запишите только количество хромосом.
Решение
Если соматическая клетка содержит 80 хромосом, значит яйцеклетка (половая клетка) содержит в половину меньше – 40 хромосом. Количество аутосом на одну меньше – 39.
Задача 10
В ДНК на долю нуклеотидов с аденином (А) приходится 17 %. Определите процентное содержание нуклеотидов с цитозином (Ц), входящих в состав молекулы. В ответе запишите только соответствующее число.
Решение
Для решения данной задачи необходимо вспомнить принцип комплементарности, по которому аденин всегда комплементарен (соединяется) тимину, цитозин – гуанину. Поэтому определим долю нуклеотидов в паре аденин-тимин 17+17=34. Значит доля пары цитозин-гуанин будет 100%-34=66%. Цитозина и гуанина равное количество 66:2=33. Итог: цитозина и гуанина по 33%.
Задача 11
В сперматозоиде осла 33 хромосомы. Сколько хромосом имеет яйцеклетка ослицы? В ответе запишите только количество хромосом.
Решение
Сперматозоиды и яйцеклетки – это половые клетки, они имеют гаплоидный набор хромосом. Поэтому если сперматозоид имеет 33 хромосомы, значит и яйцеклетка тоже 33 хромосомы.
Задача 12
В клетках листьев кукурузы 20 хромосом. Какой набор хромосом имеют клетки эндосперма зерновок кукурузы? В ответе запишите только количество хромосом.
Решение
Листья кукурузы образованы соматическими клетками, значит они имеют диплоидный набор хромосом (двойной), эндосперм участвует в половом размножении и содержит триплоидный набор хромосом (тройной). Значит эндосперм кукурузы содержит 30 хромосом.
Задача 13
Сколько витков имеет участок двойной спирали ДНК, контролирующий синтез белка с молекулярной массой 2000, если молекулярная масса одной аминокислоты составляет в среднем 100, а на один виток спирали ДНК приходится 10 нуклеотидов? В ответе запишите только соответствующее число.
Решение
Если масса белка 2000, а масса одной аминокислоты 100, можно узнать количество аминокислот входящий в состав белка. 2000:100=20 аминокислот. Каждая аминокислота кодируется триплетом (3 нуклеотида), значит количество аминокислот умножим на триплет (20*3=60), получим количество нуклеотидов. Зная, что один виток образован 10 нуклеотидами, значит все количество нуклеотидов 60 нужно разделить на количество нуклеотидов, входящий в один виток и получим количество витков: 60:10=6.
Задача 14
Одна из цепей ДНК имеет молекулярную массу 62 100. Определите массу белка, закодированного в данной молекуле ДНК, если молекулярная масса одной аминокислоты составляет в среднем 100, а одного нуклеотида — 345. В ответе запишите только соответствующее число.
Решение
1) ДНК состоит из нуклеотидов. Если масса ДНК = 62 100, а масса одного нуклеотида — 345. Чтобы узнать количество нуклеотидов в ДНК, нужно разделить общую массу ДНК на массу одного нуклеотида – 62 100: 345 = 180 – нуклеотидов 2) Одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами. Чтобы узнать сколько аминокислот в белке, нужно разделить количество нуклеотидов на 3 – 180:3 = 60 3) Масса одной аминокислоты – 100. В белке 60 аминокислот. Чтобы узнать молекулярную массу белка, нужно умножить массу одной аминокислоты на их количество – 60 х 100 = 6000
Задача 15
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.
Решение
При овогенезе из одной диплоидной клетки путем мейоза образуется 4 гаплоидных клеток. Из них только одна становится яйцеклеткой, а остальные три (полярные тельца) получаются очень маленькие и быстро погибают. Это нужно для того, чтобы собрать всю цитоплазму и все запасные вещества в одной клетке.
Задача 16
Во фрагменте молекулы ДНК содержится 32 % адениловых нуклеотидов. Сколько в нём цитидиловых нуклеотидов? В ответе запишите только соответствующее число.
Решение
По принципу комплементарности нуклеотиды соединяются только с парными: тимин только с аденином, цитозин только с гуанином. Все вместе они образуют 100% нуклеотидов. Пара тимин-аденин занимает 64% (32% аденин по условию, значит и тимин тоже 32%). Пара цитозин-гуанин будет занимать 100%-64%=36%. Каждый из них будет по 18%.
Задача 17
Белок имеет относительную молекулярную массу 3600. Определите количество аминокислот в молекуле белка, если относительная молекулярная масса одного аминокислотного остатка 120. В ответе запишите только соответствующее число.
Решение
Если вся масса белка 3600, а состоит он из аминокислот, масса одной аминокислоты 120. Значит, что бы узнать количество аминокислот нужно массу всего белка разделить на массу одной аминокислоты: 3600:120=30.
Задача 18
Определите процентное содержание в молекуле ДНК адениловых нуклеотидов, если тимидиловых нуклеотидов — 30 %. В ответе запишите только соответствующее число.
Решение
В молекуле ДНК аденин комплементарен тимину, т.е. она могут соединяться только друг с другом. Поэтому если тимина 30%, значит и аденита тоже будет 30%.
Задача 19
Сколько нуклеотидов содержит м-РНК, если синтезированный по ней белок состоит из 250 аминокислотных остатков? В ответе запишите только соответствующее число.
Решение
Одну аминокислоту кодируют 3 нуклеотида. В нашем случае аминокислот 250, значит 250 нужно умножить на 3. Получим 750 нуклеотидов может синтезироваться из 250 остатков.
Читайте также: