"Биология (углублённый уровень)", Бородин П.М., Саблина О.В. и др./Под ред. Шумного В.К., Дымшица Г.М.
Экзаменационные задания по биологии проверяют не только знание терминов, но и умение применять их: анализировать условие, выбирать подходящий способ решения и обосновывать выводы. Чтобы справиться с задачей, сначала определите, о каком процессе или объекте идёт речь, а затем выделите данные и требуемый ответ. Особенно полезен единый порядок действий: он помогает решать задачи по генетике и молекулярной биологии, разбирать опыты и проверять результат.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Ген — участок ДНК, связанный с определённым признаком или функцией организма. Разные варианты одного гена называют аллелями, например A и a; они могут по-разному влиять на признак. Это понятие нужно, чтобы обозначать наследственные варианты в задачах и прослеживать их передачу потомству.
Генотип — совокупность генов организма. В генетических задачах обычно записывают не весь генотип, а сочетание аллелей одного или нескольких рассматриваемых генов: AA, Aa или aa. Такая запись позволяет определить, какие гаметы образует организм и какие варианты генотипа могут появиться у потомства.
Фенотип — совокупность проявившихся признаков организма, формирующихся при взаимодействии генотипа и среды. Например, генотип может задавать возможности развития признака, а условия среды влияют на то, как именно он проявится. Различение фенотипа и генотипа помогает не делать вывод о наследственных вариантах только по внешнему признаку.
Естественный отбор — преимущественное выживание и размножение организмов с наследственными особенностями, повышающими их приспособленность. Если такие особенности передаются потомкам, их частота в популяции может увеличиваться. Понятие помогает объяснять изменения популяций, а не только отдельные различия между организмами.
Сначала определите, к какому разделу биологии относится задание: это подсказывает, какие знания и способ решения понадобятся. В условии отдельно отметьте объект, изучаемый процесс, исходные величины и то, что требуется найти или объяснить. Такой разбор не даёт подменить вопрос знакомой, но неподходящей процедурой. Например, данные о скрещивании требуют работы с генотипами, а таблица наблюдений — сравнения результатов.
В генетической задаче сначала обозначают аллели, после чего записывают генотипы родителей. Затем определяют гаметы — половые клетки, несущие по одному аллелю каждого гена, — и составляют возможные сочетания при оплодотворении. Полученные генотипы сопоставляют с проявлением признака, чтобы найти фенотипы и их доли. Эта последовательность нужна потому, что доли генотипов и доли фенотипов могут различаться.
В молекулярной биологии прослеживают переход от ДНК к РНК, а затем к аминокислотам белка. До записи последовательности выясните, какая цепь ДНК дана: матричная или кодирующая, и в каком направлении она записана. При транскрипции основания подбираются комплементарно, причём в РНК вместо тимина используется урацил; затем иРНК читают по три нуклеотида — кодонами. Проверка направления важна, поскольку запись с другого конца может изменить весь результат.
Обосновывая ответ, связывайте наблюдаемый признак или результат опыта с механизмом процесса. Сначала назовите факт, который прямо следует из условия, затем объясните, почему он мог возникнуть с точки зрения биологии. Сравнение групп или вариантов должно опираться на приведённые числа, а не на предположение. Так становится понятно, какая часть ответа является наблюдением, а какая — объяснением.
Перед записью результата пройдите проверку: соответствуют ли единицы величинам, не перепутаны ли число хромосом и число молекул, верно ли выполнены промежуточные действия. Оцените, правдоподобен ли ответ: например, доля не должна быть больше целого, а число аминокислот не может превышать число кодонов в заданном фрагменте. Наконец, сверьте форму ответа с вопросом задания. Эта проверка помогает обнаружить как арифметические, так и биологические ошибки.
Используйте таблицу как короткий маршрут: сначала найдите тип задания, затем выделите данные и выберите последовательность действий. После решения проверьте именно те элементы, которые чаще всего меняются от одного типа задач к другому.
| Тип задания | Что выделить в условии | Основной ход решения | Что проверить |
|---|---|---|---|
| Генетическая задача | Признак, аллели, генотипы родителей, характер наследования | Записать генотипы и гаметы, составить сочетания, определить генотипы и фенотипы потомства | Полноту вариантов и соответствие доли фенотипа вопросу |
| Задание по молекулярной биологии | Данную цепь, её направление, требуемую последовательность или число молекул | Установить тип цепи, применить комплементарность, записать РНК и разбить её на кодоны | Направление, соответствие оснований и учёт условий о кодонах |
| Задание на анализ опыта или таблицы | Группы, изменяемый фактор, измеряемый показатель и числовые результаты | Сопоставить данные, сформулировать наблюдение и вывод, отдельно объяснить механизм | Подтверждает ли вывод данные и не выдана ли гипотеза за наблюдение |
| Задание на объяснение эволюционного или экологического процесса | Участников процесса, условия среды, наследуемые признаки и изменения популяции или экосистемы | Связать условия с изменением выживания, размножения или взаимодействий организмов | Назван ли механизм и не приписываются ли организму целенаправленные действия |
Задача 1. У двух гетерозиготных растений скрестили особи с генотипом Aa. Определите долю потомства с рецессивным фенотипом. Предположим, что A полностью доминирует над a, поэтому рецессивный признак проявляется только у aa. Запишем решение так, чтобы было видно происхождение каждого варианта.
Задача 2. В цепи ДНК дана последовательность нуклеотидов; требуется определить соответствующую иРНК и число аминокислот в кодируемом фрагменте. Пусть дана матричная цепь ДНК, записанная в направлении 3′–5′: ТАЦ ГГА ЦТТ АЦА. Такое уточнение принципиально: для кодирующей цепи последовательность иРНК определялась бы иначе.
Задача 3. По результатам опыта нужно сравнить рост растений при разной освещённости, сформулировать вывод и объяснить его биологически. Допустим, в таблице приведена средняя высота растений: при слабом освещении — 8 см, при ярком — 14 см. Рассмотрим отдельно то, что измерили, и возможное объяснение различия.
Начинать решение, не выяснив, что требуется найти или объяснить, — значит рисковать выбрать неподходящий способ и ответить не на вопрос. Так происходит, когда ученик узнаёт знакомый сюжет и сразу пишет привычную формулу. Перед вычислениями сформулируйте требование задания своими словами и подчеркните нужные данные. В конце сравните готовый ответ с этим требованием.
Смешение генотипа и фенотипа приводит к выводу, будто одинаковый внешний признак всегда означает одинаковое сочетание аллелей. Ошибку провоцирует то, что в простых примерах каждому признаку приписывают один вариант генотипа. Записывайте генотип буквами отдельно от описания признака. Проверьте, могут ли при данном типе наследования несколько генотипов давать один фенотип.
В последовательностях ДНК и РНК часто забывают о комплементарности, направлении цепей, стартовом или стоп-кодоне. Причина — попытка просто переписать нуклеотиды или считать каждую тройку кодоном без проверки контекста. Сначала определите тип и направление цепи, затем примените правила соответствия оснований. После этого проверьте границы фрагмента и условия задачи о начале или завершении трансляции.
Вывод по опыту может не подтверждаться данными, если ученик обобщает результат слишком широко или выдаёт предполагаемую причину за наблюдение. Это происходит, когда хочется сразу объяснить результат, не сравнив группы. Сначала назовите только измеренное различие, затем сформулируйте вывод в пределах условий опыта, а после предложите механизм. Проверьте, что каждому утверждению соответствует факт из таблицы или биологическое обоснование.
Разбор заданий опирается на знания о строении клетки, роли ДНК и РНК, наследственности и размножении организмов. Эти темы объясняют, откуда берутся наследственные варианты и как они передаются потомству. Для молекулярных задач особенно нужны сведения о делении клетки, генетическом коде и синтезе белка. Задания об изменениях популяций и взаимодействиях организмов связывают генетику с эволюцией и экологией.
Как понять, с какого раздела биологии начинать решение задания?
Найдите в условии объект и процесс: скрещивание указывает на генетику, последовательности нуклеотидов — на молекулярную биологию, результаты наблюдений — на анализ опыта. Затем выпишите исходные данные и точно сформулируйте, что требуется получить.
Как не перепутать генотип и фенотип в задаче?
Генотип — это сочетание аллелей, например Aa, а фенотип — проявившийся признак, например окраска цветка. Один фенотип может соответствовать разным генотипам, поэтому записывайте их отдельно.
Как определить последовательность иРНК, если дана цепь ДНК?
Сначала выясните, дана матричная или кодирующая цепь, и проверьте направление записи. Для матричной цепи подберите комплементарные основания РНК: А—У, Т—А, Г—Ц, Ц—Г; затем разделите иРНК на кодоны.
Чем вывод по результатам опыта отличается от объяснения результата?
Вывод описывает установленную по данным зависимость или различие, например: при усилении освещения рост увеличился. Объяснение называет механизм, который мог привести к результату, например влияние света на фотосинтез.
Что проверить в решении перед тем, как записать окончательный ответ?
Сверьте результат с вопросом, проверьте единицы измерения, число хромосом или молекул и последовательность биологических этапов. Убедитесь, что в ответе есть требуемая форма: доля, число, генотип или объяснение.
Готовимся к экзамену
