Суммарный балл за задание - 25,5 баллов. Часть баллов проставляется при автоматической проверке, другая часть баллов выставляется экспертом за правильность рассуждений, приведенных в обосновании ответа. Задание предполагает умение читать биологические схемы процессов, осваивать новую информацию, творчески использовать ее для решения генетических задач.
| При выращивании на твердой питательной среде многие грибы образуют спороношения только в ночное время. В результате появляются закономерно чередующиеся полосы вегетативного мицелия и конидиев (см. рис.). Такой эффект наблюдается даже при выращивании в течение некоторого времени в темноте. Это происходит потому, что в мицелии гриба работают биологические часы. На молекулярном уровне работа биологических - часов определяется периодической активностью нес-кольких генов. |
|
Допустим, что у некоторого гриба обнаружен следующий механизм. Белок FRA содержит в своем составе фитохромобилин - вещество сине-зелёного цвета. Соответствующий ген активируется вечером и обеспечивает высокую концентрацию белка FRA к середине ночи. Белок FRA образует комплекс с другим белком – FRB, что, в свою очередь, способствует активации гена HDQ в темноте (фаза 1). Ген HDQ содержит два альтернативных стартовых кодона. Из-за этого в результате трансляции образуются два варианта HDQ-белка: длинный (полноразмерный) и укороченный. Суммарное число полноразмерных и укороченных молекул HDQ постоянно, однако при температуре выше +25С образуется только полноразмерный HDQ, а при пониженной температуре (около +16С) – и полноразмерный, и укороченный белок.
Утром фитохромобилин в составе белка FRA улавливает свет, что повышает активность комплекса FRA+FRB, и, соответственно, синтез белка HDQ ускоряется (фаза 2). Теперь белка HDQ настолько много, что он может образовать димер и присоединить белок-стабилизатор SHD. Без белка-стабилизатора HDQ быстро разрушается. Воздействие света на этой фазе корректирует ход биологических часов, хотя при наличии всех компонентов дальнейшие реакции могут идти и в полной темноте.
В фазе 3 происходит фосфорилирование комплекса 2HDQ+SHD (показано красными звездочками). При этом полноразмерный HDQ содержит больше сайтов фосфорилирования, и фосфорилируется быстрее, чем укороченный вариант белка HDQ.
Сборка комплекса 2HDQ+SHD приводит к присоединению и комплекса FRA+FRB фосфорилированию белка FRA. Белок FRA при этом отсоединяется и разрушается, а освободившийся белок FRB образует димер и запускает «дневные» гены. Ген HDQ при этом выключается, скорость синтеза белка HDQ снижается.
К вечеру (фаза 4) белок HDQ фосфорилируется очень сильно, что приводит к диссоциации комплекса 2HDQ+SHD и деградации белка HDQ. При этом скорость деградации у полноразмерного варианта белка HDQ выше, чем у укороченного. Белок SHD освобождается, образует димер и активирует «ночные» гены, в том числе – ген FRA. К середине ночи (фаза 1) накапливается достаточное количество белка FRA, чтобы связать в комплексы белок FRB. Экспрессия «дневных» генов останавливается, и запускается синтез белка HDQ.
Утром (фаза 2) белок SHD связывается с HDQ, из-за чего выключаются «ночные» гены, в том числе – ген FRA.
Таким образом, концентрации белков FRA и HDQ в течение суток колеблются в противофазе (эту систему называют осциллятором часов). Концентрации белков FRB и SHD остаются постоянными.
Эксперименты с биологическими часами обычно проводят на фазе роста вегетативного мицелия / образования конидиев. В дальнейшем возможно скрещивание, если вегетативные мицелии относятся к противоположным типам созревания: «А» и «а». После слияния клеток мицелия происходит слияние ядер (кариогамия), мейоз и еще одно митотическое деление, что приводит к образованию сумки (аска) с восемью гаплоидными аскоспорами. Половина из них принадлежит к А-типу, а другая половина – к а-типу.
|
Вопрос № 33.
Для "подводки" предложенных выше биологических часов наиболее важна следущая часть спектра:
(выберите только один вариант ответа!)
- оранжевая
- синяя
- желтая
- красная
- зеленая
Обоснуйте свой выбор именно этой части спектра. ВНИМАНИЕ! Вы можете набрать текст ответа либо непосредственно в поле ответа, либо в редакторе Word, а затем перенести его в поле ответа, используя Copy/Paste (таблицы также будут перенесены).
Вопрос № 34
При понижении температуры с +25С до + 16С внутренний ритм часов (который проявится в темноте) окажется:
(выберите только один вариант ответа!)
- никакая из фаз цикла не изменится
- длиннее из-за увеличения "дневной" фазы цикла
- суммарно не изменится из-за одновременного сокращения "ночной" фазы и удлинения "дневной" фазы цикла
- суммарно не изменится из-за одновременного сокращения "дневной" фазы и удлинения "ночной" фазы цикла
- короче из-за сокращения "ночной" фазы цикла
- короче из-за сокращения "дневной" фазы цикла
Поясните, почему Вы выбрали именно этот вариант поведения биологических часов.
ВНИМАНИЕ!
Вы можете набрать текст ответа либо непосредственно в поле ответа, либо в редакторе Word, а затем перенести его в поле ответа, используя Copy/Paste (таблицы также будут перенесены).
Прикрепленные графические файлы проверятся не будут!
Вопрос № 35
У гена HDQ получен функциональный аллель HDQ-5 с утраченным первым стартовым кодоном (AUG). Что произойдет с биологическим ритмом часов у грибов с этим аллелем? Ритм станет:
(выберите только один вариант ответа!)
- ритмичность биологических часов будет полностью нарушена, при этом будут активны только "дневные" гены
- ритмичность биологических часов будет полностью нарушена, при этом будут активны только "ночные" гены
- ритмичность биологических часов будет полностью нарушена, ни "дневные", ни "ночные" гены не будут включены
- короче из-за сокращения "дневной" фазы цикла
- короче из-за сокращения "ночной" фазы цикла
- длиннее из-за увеличения "ночной" фазы цикла
- длиннее из-за увеличения "дневной" фазы цикла
- суммарно не изменится из-за одновременного сокращения "дневной" фазы и удлинения "ночной" фазы цикла
- никакая из фаз цикла не изменится
- суммарно не изменится из-за одновременного сокращения "ночной" фазы и удлинения "дневной" фазы цикла
- ритмичность биологических часов будет полностью нарушена, при этом будут одновременно активны и "дневные", и "ночные" гены
Обоснуйте Ваш выбор, как будет вести себя мутант HDQ-5?
Вопрос № 36
У гена FRB получен нефункциональный аллель frb со сдвигом рамки считывания. Что произойдет с биологическим ритмом часов у грибов с этим аллелем?
Ритм станет:
(выберите только один вариант ответа!)
- ритмичность биологических часов будет полностью нарушена, при этом будут активны только "дневные" гены
- ритмичность биологических часов будет полностью нарушена, при этом будут активны только "ночные" гены
- ритмичность биологических часов будет полностью нарушена, ни "дневные", ни "ночные" гены не будут включены
- короче из-за сокращения "дневной" фазы цикла
- короче из-за сокращения "ночной" фазы цикла
- длиннее из-за увеличения "ночной" фазы цикла
- длиннее из-за увеличения "дневной" фазы цикла
- суммарно не изменится из-за одновременного сокращения "дневной" фазы и удлинения "ночной" фазы цикла
- никакая из фаз цикла не изменится
- суммарно не изменится из-за одновременного сокращения "ночной" фазы и удлинения "дневной" фазы цикла
- ритмичность биологических часов будет полностью нарушена, при этом будут одновременно активны и "дневные", и "ночные" гены
Обоснуйте Ваш выбор, как будет вести себя мутант frb?
ВНИМАНИЕ!
Вы можете набрать текст ответа либо непосредственно в поле ответа, либо в редакторе Word, а затем перенести его в поле ответа, используя Copy/Paste (таблицы также будут перенесены).
Прикрепленные графические файлы проверятся не будут!
Вопрос № 37
Предположим, что мы анализируем результаты скрещивания мицелия А-типа HDQ-5 FRB c мицелием а-типа HDQ frb. Пусть гены HDQ и FRB расположены на одной хромосоме на расстоянии 20 морганид.
Какова вероятность образования сумки с аскоспорами, среди которых есть четыре споры с генотипом HDQ-5 frb и четыре споры HDQ FRB:
(выберите только один вариант ответа!)
- 0
- 1/2
- 1/10
- 1/4
- 1/5
- 3/4
- 9/16
- 1
Приведите Ваши расчеты вероятности и обоснование решения.
ВНИМАНИЕ!
Вы можете набрать текст ответа либо непосредственно в поле ответа, либо в редакторе Word, а затем перенести его в поле ответа, используя Copy/Paste (таблицы также будут перенесены).
Прикрепленные графические файлы проверятся не будут!
Вопрос № 38
К какому из фенотипов относят двойные мутанты HDQ-5 frb? Ритм двойных мутантов станет:
(выберите только один вариант ответа!)
- ритмичность биологических часов будет полностью нарушена, при этом будут активны только "дневные" гены
- ритмичность биологических часов будет полностью нарушена, при этом будут активны только "ночные" гены
- ритмичность биологических часов будет полностью нарушена, ни "дневные", ни "ночные" гены не будут включены
- короче из-за сокращения "дневной" фазы цикла
- короче из-за сокращения "ночной" фазы цикла
- длиннее из-за увеличения "ночной" фазы цикла
- длиннее из-за увеличения "дневной" фазы цикла
- суммарно не изменится из-за одновременного сокращения "дневной" фазы и удлинения "ночной" фазы цикла
- никакая из фаз цикла не изменится
- суммарно не изменится из-за одновременного сокращения "ночной" фазы и удлинения "дневной" фазы цикла
- ритмичность биологических часов будет полностью нарушена, при этом будут одновременно активны и "дневные", и "ночные" гены
Приведите Ваши доводы за выбранный фенотип двойных мутантов.
ВНИМАНИЕ!
Вы можете набрать текст ответа либо непосредственно в поле ответа, либо в редакторе Word, а затем перенести его в поле ответа, используя Copy/Paste (таблицы также будут перенесены).
Прикрепленные графические файлы проверятся не будут!
Вопрос №39
Предположим, что мы анализируем результаты скрещивания мицелия А-типа HDQ-5 FRB с мицелием а-типа HDQ frb. Пусть гены HDQ и FRB расположены на одной хромосоме на расстоянии 20 морганид.
Какова будет доля мицелиев, у которых есть ритм биологических часов, но он не изменяется при перенесении с температуры +25С на температуру +16С?
В поле ответов впишите значение в % с точностью до первого знака после запятой:
____________________________________________________________________________
Вопрос № 40
Каково соотношение вегетативных мицелиев с определенной ритмикой биологических часов при массовом посеве аскоспор от указанного выше скрещивания?
Расщепление по фенотипам (ответ дайте в процентах) и приведите Ваши расчеты.
Возможные варианты фенотипов:
А. 1) нормальная ритмика
Б. 1) короче из-за сокращения "дневной" фазы цикла
Б. 2) короче из-за сокращения "ночной" фазы цикла
Б. 3) длиннее из-за увеличения "дневной" фазы цикла
Б. 4) длиннее из-за увеличения "ночной" фазы цикла
Б. 5) суммарно не изменится из-за одновременного сокращения "дневной" фазы и удлинения "ночной" фазы цикла
Б. 6) суммарно не изменится из-за одновременного сокращения "ночной" фазы и удлинения "дневной" фазы цикла
В. 1) ритмичность биологических часов будет полностью нарушена, при этом будут активны только "дневные" гены
В. 2) ритмичность биологических часов будет полностью нарушена, при этом будут активны только "ночные" гены
В. 3) ритмичность биологических часов будет полностью нарушена, при этом будут одновременно активны и "ночные", и "дневные" гены
В. 4) ритмичность биологических часов будет полностью нарушена, ни "дневные", ни "ночные" гены не будут включены
Приведите Ваши вычисления и решение задачи.
Вы можете набрать текст ответа либо непосредственно в поле ответа, либо в редакторе Word, а затем перенести его в поле ответа, используя Copy/Paste (таблицы также будут перенесены).
Прикрепленные графические файлы проверятся не будут!