Тест по биологии: АТФ и другие нуклеотиды. Витамины (10 класс)
Тест по биологии «АТФ и другие нуклеотиды. Витамины» для 10 класса — это углубленная проверочная работа, предназначенная для оценки знаний учащихся о биоэнергетике клетки и регуляции обмена веществ. Тест охватывает вопросы строения и функций аденозинтрифосфата, разнообразия свободных нуклеотидов, а также классификации и биологической роли витаминов.
1
Какой нуклеотид выполняет функцию универсального аккумулятора энергии в клетке?
Правильный ответ:
АТФ.Пояснение:
Аденозинтрифосфат (АТФ) является универсальной “энергетической валютой” для всех живых организмов. Благодаря наличию нестабильных макроэргических связей между фосфатными группами, АТФ способна легко отдавать энергию для различных клеточных процессов.2
Сколько макроэргических связей содержится в одной молекуле АТФ?
Правильный ответ:
Две.Пояснение:
Молекула АТФ содержит три остатка фосфорной кислоты. Макроэргическими (высокоэнергетическими) являются связи между первым и вторым фосфатом, а также между вторым и третьим. Связь между рибозой и первым фосфатом является обычной эфирной связью.3
Какое количество энергии выделяется при гидролизе одной макроэргической связи в молекуле АТФ (превращении АТФ в АДФ)?
Правильный ответ:
Около 40 кДж/моль.Пояснение:
Гидролиз концевой фосфатной группы АТФ сопровождается выделением значительного количества энергии — приблизительно 40 кДж/моль (в стандартных условиях часто указывают 30,6 кДж/моль, но в реальных условиях клетки значение выше). Это в несколько раз больше, чем при разрыве обычных связей.4
Какое азотистое основание входит в состав молекулы АТФ?
Правильный ответ:
Аденин.Пояснение:
Название АТФ расшифровывается как аденозинтрифосфорная кислота. Аденозин представляет собой соединение азотистого основания аденина (пуриновое основание) и сахара рибозы. Другие основания образуют другие нуклеотиды (ГТФ, ЦТФ и т.д.).5
Какой пятиуглеродный сахар является компонентом АТФ?
Правильный ответ:
Рибоза.Пояснение:
АТФ является рибонуклеотидом. В его состав входит пентоза рибоза. Если бы в составе была дезоксирибоза, это вещество называлось бы дезоксиаденозинтрифосфат (дАТФ), который используется для синтеза ДНК, а не как основной источник энергии.6
Для какого процесса в клетке специфически используется энергия гидролиза ГТФ (гуанозинтрифосфата)?
Правильный ответ:
Для биосинтеза белка (работы рибосом) и передачи сигналов.Пояснение:
Хотя АТФ универсален, некоторые процессы эволюционно “заточены” под другие нуклеотиды. ГТФ необходим для этапов трансляции (синтеза белка), а также для работы G-белков в клеточной сигнализации и сборки микротрубочек.7
Какова основная биологическая роль витаминов в организме?
Правильный ответ:
Они входят в состав коферментов и участвуют в катализе биохимических реакций.Пояснение:
Витамины не имеют калорийности и не идут на построение тканей (за редким исключением). Их главная задача — активировать ферменты. Большинство водорастворимых витаминов превращаются в коферменты (например, НАД, ФАД), без которых обмен веществ останавливается.8
К какой группе витаминов относится витамин С (аскорбиновая кислота)?
Правильный ответ:
Водорастворимые.Пояснение:
Витамин С хорошо растворяется в воде и не накапливается в жировых депо организма, поэтому его избыток легко выводится с мочой, а дефицит в пище быстро приводит к гиповитаминозу. К этой же группе относятся витамины группы В.9
Какое заболевание развивается при полном отсутствии витамина D в детском возрасте?
Правильный ответ:
Рахит.Пояснение:
Витамин D (кальциферол) регулирует обмен кальция и фосфора, необходимых для минерализации костей. При его дефиците (авитаминозе) кости становятся мягкими и деформируются, что приводит к рахиту.10
Кто из советских биохимиков в 1943 году синтезировал водорастворимый аналог витамина К — викасол?
Правильный ответ:
А.В. Палладин.Пояснение:
Александр Владимирович Палладин внес огромный вклад в биохимию витаминов. Созданный им препарат викасол обладал свойствами витамина К (свертывание крови), но был растворим в воде, что позволяло вводить его внутривенно раненым для остановки кровотечений.11
Что такое макроэргическая связь?
Правильный ответ:
Ковалентная связь, гидролиз которой сопровождается выделением большого количества энергии (значительно большего, чем при разрыве обычных связей).Пояснение:
Термин “макроэргическая” означает “богатая энергией”. В биохимии так называют связи (обычно фосфоангидридные), при разрыве которых выделяется более 30 кДж/моль энергии, которая может быть использована для совершения полезной работы.12
Какие нуклеотиды используются в качестве субстратов для синтеза молекулы ДНК?
Правильный ответ:
дАТФ, дГТФ, дЦТФ, дТТФ (дезоксирибонуклеозидтрифосфаты).Пояснение:
Для синтеза ДНК необходимы нуклеотиды, содержащие дезоксирибозу (обозначаются буквой “д”). Кроме того, они должны быть в форме трифосфатов, так как отщепление двух фосфатов дает энергию для образования связи в полимерной цепи.13
Какой процесс в митохондриях является основным источником АТФ в аэробных условиях?
Правильный ответ:
Окислительное фосфорилирование.Пояснение:
В митохондриях происходит клеточное дыхание. Энергия, выделяющаяся при окислении органических веществ, используется для создания протонного градиента, который затем расходуется ферментом АТФ-синтазой для синтеза АТФ из АДФ и фосфата.14
К какой группе относится витамин А (ретинол)?
Правильный ответ:
Жирорастворимые.Пояснение:
Витамин А является липофильным соединением. Он усваивается только в присутствии жиров и способен накапливаться в печени. Его дефицит приводит к нарушению сумеречного зрения (“куриная слепота”) и проблемам с кожей.15
Что такое гиповитаминоз?
Правильный ответ:
Болезненное состояние, вызванное недостаточным поступлением витаминов.Пояснение:
Гиповитаминоз — это наиболее распространенная форма витаминной недостаточности, когда витамин поступает, но в количестве, меньшем физиологической нормы. Это проявляется быстрой утомляемостью, снижением работоспособности и ослаблением иммунитета.16
Какой нуклеотид участвует в синтезе полисахаридов (например, гликогена)?
Правильный ответ:
УТФ (уридинтрифосфат).Пояснение:
В реакциях превращения углеводов часто используется УТФ. Например, при синтезе гликогена глюкоза сначала активируется, присоединяясь к УДФ (образуется УДФ-глюкоза), что делает её реакционноспособной для построения полимерной цепи.17
Какой процесс НЕ требует затрат энергии АТФ?
Правильный ответ:
Пассивная диффузия веществ по градиенту концентрации.Пояснение:
Диффузия — это самопроизвольный процесс перемещения веществ из области высокой концентрации в область низкой, обусловленный тепловым движением молекул. Он идет с уменьшением свободной энергии системы и не требует затрат АТФ.18
В чем заключается условность деления витаминов на жирорастворимые и водорастворимые?
Правильный ответ:
Существуют синтетические водорастворимые аналоги жирорастворимых витаминов (например, викасол).Пояснение:
Классическая классификация основана на природных свойствах веществ. Однако успехи химии (синтез викасола Палладиным) показали, что растворимость можно изменить химической модификацией, сохранив биологическую активность витамина.19
Какой витамин необходим для свертывания крови?
Правильный ответ:
Витамин К.Пояснение:
Витамин К (филлохинон) является кофактором ферментов, ответственных за синтез факторов свертывания крови (протромбина и др.) в печени. Без него кровь теряет способность сворачиваться, что ведет к кровотечениям.20
Какое вещество образуется при отщеплении двух фосфатных групп от молекулы АТФ?
Правильный ответ:
АМФ (аденозинмонофосфат).Пояснение:
При последовательном гидролизе сначала отщепляется один фосфат (образуется АДФ), затем второй. Остается молекула с одним фосфатным остатком — аденозинмонофосфат (АМФ). Эта реакция часто происходит при активации аминокислот.21
Что такое “энергетическая валюта” клетки?
Правильный ответ:
АТФ.Пояснение:
Метафора “валюта” используется потому, что АТФ — это универсальное средство обмена энергией. Клетка “зарабатывает” АТФ в процессах окисления (дыхания) и “тратит” её на любые нужды (синтез, движение, транспорт), подобно тому как деньги используются в экономике.22
Какой нуклеотид необходим для синтеза фосфолипидов мембран?
Правильный ответ:
ЦТФ (цитидинтрифосфат).Пояснение:
ЦТФ играет ключевую роль в липидном обмене. Он активирует компоненты (например, холин или диацилглицерол) для синтеза сложных липидов, формируя промежуточные соединения, такие как ЦДФ-холин.23
Какой витамин известен как “витамин роста” и компонент зрительного пигмента?
Правильный ответ:
A.Пояснение:
Витамин А (ретинол) входит в состав родопсина — зрительного пигмента палочек сетчатки, отвечающего за сумеречное зрение. Также он регулирует экспрессию генов, влияя на рост и дифференцировку клеток эпителия и костной ткани.24
Какова роль бактерий кишечника в витаминном обмене человека?
Правильный ответ:
Они синтезируют некоторые витамины (например, группы В и К), которые затем усваиваются организмом.Пояснение:
Микробиота кишечника является важным дополнительным источником витаминов. Бактерии способны синтезировать витамин К, биотин, фолиевую кислоту и другие витамины группы В, часть из которых всасывается и используется организмом хозяина.25
Какой фермент осуществляет гидролиз АТФ?
Правильный ответ:
АТФ-аза.Пояснение:
АТФ-азы — это обширный класс ферментов, которые катализируют реакцию разложения АТФ на АДФ и фосфат с выделением энергии. Эту энергию фермент сразу же использует для совершения работы (например, ионный насос перекачивает ионы).26
Почему глюкоза не может служить прямым источником энергии для всех клеточных процессов, и нужен посредник АТФ?
Правильный ответ:
Энергия глюкозы выделяется медленно и большими порциями, а АТФ отдает энергию мгновенно в нужном количестве и в нужном месте.Пояснение:
Глюкоза — это “долгосрочный вклад”. Чтобы использовать её энергию, нужно провести сложный процесс гликолиза и дыхания. АТФ — это “наличность”, готовая к использованию мгновенно в любой точке клетки для совершения конкретного акта работы.27
К чему приводит гипервитаминоз витамина А?
Правильный ответ:
К токсическому поражению печени, головным болям и нарушениям развития плода.Пояснение:
Поскольку витамин А жирорастворимый, он накапливается в организме и с трудом выводится. Его избыток токсичен, вызывает повышение внутричерепного давления, поражение печени, шелушение кожи и опасен для беременных (тератогенный эффект).28
Какую функцию выполняют витамины группы В (В1, В2, В6, РР)?
Правильный ответ:
Они являются предшественниками коферментов, участвующих в энергетическом обмене и метаболизме аминокислот.Пояснение:
Витамины группы В — это “команда энергетиков”. В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), РР (ниацин) входят в состав коферментов (ТПФ, ФАД, НАД), которые обеспечивают окисление питательных веществ и извлечение из них энергии.29
Что происходит при субстратном фосфорилировании?
Правильный ответ:
АТФ синтезируется за счет прямого переноса фосфатной группы с богатого энергией субстрата на АДФ.Пояснение:
Субстратное фосфорилирование — это способ синтеза АТФ без участия кислорода и мембран (например, в гликолизе). Макроэргическая связь формируется сначала в субстрате, а потом фосфат перебрасывается на АДФ.30
Как называется витамин Е и какова его главная функция?