Биология · задание 27
Родство штаммов и молекулярные часы
При каждом раунде репликации ДНК полимераза вносит ошибки в последовательность нуклеотидов. Чем раньше существовал общий предок двух видов, тем больше различий накапливается между последовательностями ДНК потомков этого предка. Филогенетические деревья показывают эволюционную связь между потомками общего предка.
Ниже приведено выравнивание смысловых цепей гомологичных участков гена трёх штаммов бактерии и известного общего предка. Изменённые нуклеотиды выделены.
Постройте филогенетическое древо трёх штаммов. Укажите порядок их возникновения. Рассчитайте, когда существовал последний общий предок штаммов B и C, если на данном участке за 100 поколений возникает 3 нейтральные мутации. Приведите расчёты с аргументацией. Одно поколение сменяется за 20 минут; все мутации нейтральны. Округляйте значения до первого знака после запятой.
Нейтральные мутации не влияют на приспособленность организма.
Сравни ход решения и критерии. Это самопроверка, без автоматической оценки развёрнутого ответа.
Ответ
Дерево: (A,(B,C)). Сначала отделилась линия A и общий предок B/C, затем разделились B и C. Между B и C четыре различия (позиции 9, 17, 28, 32); в среднем по две мутации в каждой линии. N = 2 × 100 / 3 ≈ 66,7 поколения; t = 66,7 × 20 = 1334 мин ≈ 22,2 ч.
Разбор решения
Определяем ближайших родственников
У B и C есть общие замены относительно предка, которых нет у A. Значит, B и C имеют более позднего общего предка. Топология: (A,(B,C)); сначала отделилась линия A, затем разделились B и C.
Сравниваем B и C
Последовательности отличаются в позициях 9, 17, 28 и 32 — всего четыре замены. Они накапливались в двух линиях после разделения.
Находим число поколений
В среднем на одну линию приходится 4/2 = 2 мутации. Если 3 мутации возникают за 100 поколений, то 2 возникают за 2 × 100 / 3 ≈ 66,7 поколения.
Переводим в время
При округлении промежуточного результата как в официальном ключе: 66,7 × 20 = 1334 мин, или около 22,2 ч. Если считать без промежуточного округления, получится 1333,3 мин; различие связано только с округлением.
Проверь этот момент
Не используйте все четыре различия как накопленные в одной линии: изменения происходили у обоих потомков.
Как ставятся баллы
Краткие критерии ФИПИ. Полная таблица есть в источнике задания.
3
6–7 верных элементов, обязательно включая дерево, число поколений и время (1, 6, 7).
2
4–5 верных элементов, обязательно включая дерево (1).
1
2–3 верных элемента.
0
Все остальные случаи.
Элементы полного ответа
- Дерево, в котором A — сестринская линия к общей ветви B/C: (A,(B,C)).
- Сначала возникла линия A и общий предок B/C.
- Затем возникли B и C.
- Между B и C 4 различия: позиции 9, 17, 28, 32.
- Каждая из двух линий накопила в среднем по 2 мутации.
- N = 2 × 100 / 3 ≈ 66,7 поколения.
- t = 66,7 × 20 = 1334 мин, или 22,2 ч.
Вернись к своим ошибкам
В кабинете сохраняются результаты. Можно решать по номеру или собрать целый пробник.
Продолжить с прогрессом →