Например, высшие споровые растения (переходная форма псилофиты) заселили сушу в конце силура палеозойской эры (415-430 млн. лет назад), а появление покрытосеменных относится к меловому периоду мезозойской эры (~120 млн. лет назад) и т.д. Показать их значение в жизни человека, использование в медицине.
При ответе на вопрос, касающийся биологических законов, недостаточно ограничиться только формулировкой самого закона. Необходимо привести конкретные примеры, подтверждающие его справедливость.
При изучении закономерностей кодирования признаков и экспрессии генов в процессе биосинтеза белка следует попытаться построить фрагмент молекулы белка по заданной последовательности нуклеотидов, определенного участка ДНК.
Например, участок ДНК, с которого происходит транскрипция, имеет следующую последовательность нуклеотидов: АТГЦЦГТААТТГЦТТ.
Зная, что синтез иРНК по данной матрице ДНК происходит комплементарно, надо построить соответствующую цепь иРНК, при этом в РНК вместо тимина будет урацил. Информационная РНК будет иметь вид: УАЦГГЦАУУААЦГАА.
Затем по таблице генетического кода, которая дается в учебнике, составить возможную последовательность аминокислот в кодируемой данным участком ДНК полипептидной цепи: тир-гли-иле-асн-глу.
Зная принципы комплементарности построения ДНК, РНК и белка, нетрудно построить с помощью генетического кода по известной полипептидной цепи соответствующие участки иРНК и ДНК, а также рассчитать количество входящих в структуру ДНК тех или иных нуклеотидов.
Например, в молекуле ДНК обнаружено 880 гуаниловых нуклеотидов, которые составляют 22% от общего количества нуклеотидов этой ДНК. Нужно определить, сколько содержится в данной ДНК других нуклеотидов.
Если в ДНК содержится 880 гуаниловых нуклеотидов, то значит столько же будет цитидиловых нуклеотидов, т.к. Г=Ц, что составит 44% всех нуклеотидов ДНК.
Остальные 56% нуклеотидов будут относиться к адениловым и тимидиловым нуклеотидам, по 28%.
Г + Ц = 880 × 2 = 1760 нукл.
1760 н. составляет 44%
х -------------- 56%
1760 × 56
х = ------------- = 2240 нукл.
44
Таким образом, А+Т=2240 нукл., или по 1120 нукл. каждого, что составляет по 28% от общего числа нуклеотидов данного участка ДНК.
При изучении раздела «Обмен веществ и энергии» необходимо уметь использовать формулу итогового уравнения реакций гликолиза и кислородного этапа при решении задач на синтез АТФ.
Например, в результате диссимиляции в клетках образовалось 5 молей молочной кислоты и 27 молей СО2. Определить сколько молей глюкозы вступило в реакцию. Итоговое уравнение реакции гликолиза:
С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4 ® 2С3Н6О3 + 2АТФ + 2Н2О
Значит, при расщеплении 1 моля глюкозы образуется 2 моля молочной кислоты, а 5 молей молочной кислоты образуется из 2,5 молей глюкозы.
Итоговое уравнение реакции окисления:
2С3Н6О3 + 6О2 + 36АДФ + 36Н3РО4 ® 36АТФ + 6СО2 + 42Н2О.
Из уравнения видно, что 6 молей СО2 образуется при расщеплении 2 молей молочной кислоты. Значит на образование 27 молей СО2 потребуется:
27 : 6 = 4,5 моля глюкозы
Таким образом, в реакцию вступило всего 2,5 + 4,5 = 7 молей глюкозы, из них 4,5 моля подверглись полному окислению, а 2,5 моля - до образования молочной кислоты. С помощью данных уравнений реакций можно произвести расчеты образовавшейся при расщеплении 7 молей глюкозы количества АТФ.
При неполном окислении 2,5 молей глюкозы образуется соответственно 5 молей АТФ. При полном расщеплении 4,5 молей глюкозы образуется еще 4,5 · 38 = 171 АТФ. Итого в данной реакции образуется:
171 + 5 = 176 молей АТФ.
Знание генетических законов необходимо обязательно закрепить на практике путем решения соответствующих задач. Для этого можно использовать любой сборник задач по генетике (Хелевин Н.В., Лобанов А.М., Колесова О.Ф., 1984; Сборник задач по биологии: Учебно-методическое пособие для поступающих в медицинскую академию - Киров: КГМА, 2001, 2004).
В соответствии со школьной программой и программой для поступающих в вузы абитуриенты должны знать и уметь решать задачи на законы Г.Менделя, на сцепленное наследование, сцепленное с полом наследование, на взаимодействие аллельных (доминирование, неполное доминирование, кодоминирование) и неаллельных генов (новообразование при скрещивании: комплементарность и эпистаз).
При изучении раздела «Наследственная изменчивость» следует обратить внимание на роль мутаций в возникновении наследственных заболеваний у человека. Например, болезнь Дауна - результат хромосомной мутации - трисомии по 21 аутосоме, возникающей при нарушении мейоза, в частности, при нерасхождении гомологичных хромосом в анафазе-1. Обе хромосомы попадают в одну гамету, а при оплодотворении такой гаметы, возникающая зигота будет иметь 3 хромосомы-21. Нарушение числа или структуры хромосом проявляются грубыми дефектами развития.
Такие тяжелые заболевания как сахарный диабет, шизофрения, гипертоническая болезнь и др. имеют наследственную предрасположенность, и многие из них связаны с наследственно обусловленным нарушением обмена веществ. Мутации в генах (генные мутации), кодирующих синтез белков-ферментов, могут привести к потере их активности и нарушениям биохимических реакций, катализируемых данными ферментами. Наиболее распространенными из них являются фенилкетонурия, гипотиреоз и др., характеризующиеся умственной отсталостью.
Данные генетики необходимо использовать при ответах на вопросы по анатомии и физиологии человека. Например, отвечая на вопросы по высшей нервной деятельности (задержка психического развития), развитию человеческого организма (задержка физического развития, пороки развития), строению и функциям нервной системы, сердечно-сосудистой системы (пороки сердца, гипертоническая болезнь), пищеварительной и эндокринной систем (сахарный диабет) и др.
Наиболее типичные ошибки абитуриентов
на вступительных экзаменах прошлых лет по биологии
Наиболее частые затруднения на экзамене по биологии для абитуриентов представляют следующие темы:
Ботаника. Классификация растений. Общая характеристика групп растений (отделов, классов, семейств). Ткани растений. Эволюция растительного мира.
Зоология. Классификация животных. Общая характеристика групп животных (типов, классов, отрядов). Эволюция животного мира.
Анатомия, физиология и гигиена человека. Регуляция функций организма (нервная и гуморальная). Учение об анализаторах. Периодизация онтогенеза человека.
Общая биология. Типы клеточной организации. Строение и функции структур клетки. Генетика. Элементарные эволюционные факторы. Пути и способы видообразования. Генетические и экологические характеристики вида и популяции. Экология. Учение о биосфере. Этапы и факторы антропогенеза. Гипотеза Опарина возникновения жизни. Начальные этапы возникновения жизни. Геохронология.
Задачи. Вызывают затруднение все типы задач: на структуру ДНК и ее репликацию, на генетический код, на биосинтез белка, на диссимиляцию глюкозы, генетические задачи.
Рекомендуемая литература
1. Корчагина В.А. Биология: Растения, бактерии, грибы, лишайники: Учебник для 6-7 кл. сред. шк.- 23-е изд.- М.: Просвещение, 1992. - 256 с.
2. Биология: растения, бактерии, грибы, лишайники: Учебник для 6-7 кл. общеобразов. учеб. заведений / Серебрякова Т.И., Еленевский А.Г., Гуленкова М.А. и др. - М.: Просвещение, 2000. - 224 с.
3. Никишов А.И., Шарова И.Х. Биология: Животные: Учеб. для 7-8 классов сред. шк. - М.: Просвещение, 1993. - 256 с.
4. Цузмер А.М., Петришина О.Л. Человек: анатомия, физиология, гигиена: Учеб. для 8 кл. ср. шк. - М.: Просвещение, 1986. - 240 с.
5. Биология: Человек: Учеб. для 9 кл. общеобр. учебн. заведений / Батуев А.С., Кузьмина И.Д., Ноздрачев А.Д. и др.; Под ред. Батуева А.С. - М.: Просвещение, 1994. - 240 с.
6. Батуев А.С., Соколова Л.В., Левитин М.Г. Человек: основы физиологии и психологии: Учеб. для 9 кл. общеобразоват. учеб. заведений / Под ред. А.С. Батуева. - 2-е изд. - М.: Дрофа, 2000. - 368 с.
7. Общая биология: Учеб. для 10-11 кл. средн. шк. / Полянский Ю.И., Браун А.Д., Верзилин Н.М. и др.: Под ред. Полянского Ю.П. - 23 изд. - М.: Просвещение, 1993. - 287 с.
8. Общая биология: Учеб. для 10-11 кл. сред. шк. Беляев Д.К., Рувинский А.О., Воронцов Н.Н. и др.; Под ред. Беляева Д.К., Рувинского А.О. - М.: Просвещение, 1993. - 271 с.
9. Мамонтов С.Г. и др. Основы биологии: Курс для самообразования / Мамонтов С.Г., Захаров В.П., Козлова Т.А. - М.: Просвещение, 1992. - 416 с.
10.Биология для поступающих в вузы / А.Г. Мустафин, Ф.К. Лакгуева, Н.Г. Быстренина и др.: Под ред. В.Н. Ярыгина. - М.: Высш. школа, 2000. - 492 с.
11.Богданова Т.Л. Биология: Задания и упражнения: Пособие для поступающих в вузы. - М.: Высшая школа, 1991. - 350 с.
12.Хелевин Н.В., Лобанов А.М., Колесова О.Р. Задачник по общей и медицинской генетике: Учеб. пособие. - М.: Высшая школа, 1984. - 159 с.
13.Лемеза Н.А. Биология для поступающих в вузы. / Н.А. Лемеза, Л.В. Камлюк, Н.Д. Лисов: Под общ. Ред. Н.А. Лемезы. - Мн.: ООО «Юнипресс», 2002. - 608 с.
14.Грин Н., Стаут У., Тейлор Д., Биология: в трех томах. Перевод с английского. / Под редакцией Р. Сопера. - М.: Мир, 1993.
15.Общая биология. Учебно-методическое пособие для поступающих в медицинский институт в 2-х частях. Киров: КГМА, 2003.
16.Сборник задач по биологии: Учебно-методическое пособие для поступающих в медицинский институт. / Составители: зав. кафедрой медицинской биологии и генетики КГМА, д.м.н. профессор А.А. Косых. - Киров: КГМА, 2001. - 67 с.
17.Сборник задач по биологии: Учебно-методическое пособие для поступающих в медицинскую академию. / Составители: зав. кафедрой медицинской биологии и генетики КГМА, д.м.н., профессор А.А. Косых. - Киров: КГМА, 2004. - 67 с.
Специалист с высшим образованием обязан в достаточной степени владеть родным языком, поскольку неумение правильно выразить свою мысль не только значительно затрудняет работу, но и служит источником нелепых ошибок в любых сферах деятельности. Вот почему сочинение как вступительный экзамен сохраняется в большинстве вузов, в том числе и негуманитарных.