Тест по биологии: Бактерии вместо митохондрий и хлоропластов (10 класс)
Тест по биологии «Бактерии вместо митохондрий и хлоропластов» для 10 класса — это проверочная работа, предназначенная для оценки углубленных знаний учащихся в области эволюционной цитологии и теории симбиогенеза. Тест рассматривает уникальные примеры живых организмов, подтверждающих бактериальное происхождение органоидов.
1
Какой органоид полностью отсутствует в клетках амебы Pelomyxa?
Правильный ответ:
Митохондрия.Пояснение:
Пеломикса — уникальный эукариотический организм, который не имеет митохондрий. Вместо них функцию энергетических станций выполняют симбиотические бактерии, живущие в цитоплазме. Это является редким исключением для свободноживущих эукариот.2
Какое вещество окисляют симбиотические бактерии пеломиксы для получения энергии (АТФ)?
Правильный ответ:
Метан.Пояснение:
Среда обитания пеломиксы — бескислородные илы и болота, где происходит активное гниение с выделением метана. Симбионты амебы являются метанотрофами: они используют этот газ как источник энергии, снабжая хозяйку АТФ.3
Какая особенность строения цианелл (органоидов водоросли Cyanophora paradoxa) сближает их с бактериями?
Правильный ответ:
Наличие клеточной стенки из пептидогликана (муреина) между мембранами.Пояснение:
Цианеллы — это “недоделанные” хлоропласты. В отличие от типичных пластид растений, они сохранили остаток бактериальной клеточной стенки из пептидогликана. Это служит прямым доказательством их происхождения от свободноживущих цианобактерий.4
Гены какой группы паразитических бактерий были обнаружены в геноме Cyanophora paradoxa?
Правильный ответ:
Хламидий.Пояснение:
Исследования показали, что в геноме цианофоры присутствуют гены, характерные для хламидий. Считается, что горизонтальный перенос этих генов от паразита к хозяину помог наладить транспорт веществ между симбионтом (будущим хлоропластом) и цитоплазмой.5
Как организованы симбиотические бактерии внутри клетки амебы Pelomyxa?
Правильный ответ:
Они находятся внутри пузырьков (вакуолей), окруженных мембранами.Пояснение:
Симбионты не контактируют напрямую с цитоплазмой, а изолированы внутри мембранных пузырьков. Это создает структуру, напоминающую органоид: бактерия окружена собственной мембраной плюс мембраной вакуоли хозяина.6
Какова вероятная причина отсутствия митохондрий у пеломиксы, согласно современным научным взглядам?
Правильный ответ:
Вторичная утрата митохондрий в связи с переходом к жизни в анаэробных (бескислородных) условиях.Пояснение:
Хотя раньше пеломиксу считали первично безмитохондриальным организмом (“архезоем”), генетический анализ показывает, что её предки имели митохондрии. Органоиды были утрачены или замещены бактериями, так как в болотах кислородное дыхание невозможно.7
Какую функцию выполняют белки, кодируемые “хламидийными” генами у цианофоры?
Правильный ответ:
Транспорт сахаров (продуктов фотосинтеза) из цианеллы в цитоплазму.Пояснение:
Чтобы симбиоз стал выгодным, клетка-хозяин должна получать от симбионта питательные вещества. Гены, полученные от паразитов-хламидий, позволили создать транспортные каналы для “выкачивания” органики из фотосинтезирующей цианеллы.8
Примерно когда, по мнению ученых, произошло событие симбиоза, приведшее к появлению предков растений?
Правильный ответ:
Примерно 1,6 миллиарда лет назад.Пояснение:
Молекулярные часы и анализ геномов указывают на то, что первичное внедрение цианобактерии в эукариотическую клетку, давшее начало линии Archaeplastida (растения и водоросли), случилось в протерозое, около 1,6 млрд лет назад.9
Какой размер имеет геном цианелл по сравнению с геномом свободноживущих цианобактерий?
Правильный ответ:
Он во много раз меньше и сопоставим с геномом типичных хлоропластов.Пояснение:
Несмотря на наличие клеточной стенки, цианелла — это уже не бактерия, а органоид. В ходе эволюции она потеряла большую часть своих генов (передав их в ядро хозяина), поэтому её геном сильно редуцирован.10
Что такое муреин, обнаруженный в цианеллах?
Правильный ответ:
Пептидогликан, образующий клеточную стенку бактерий.Пояснение:
Муреин (пептидогликан) — это опорный полимер, образующий жесткую сетку вокруг бактериальной клетки. Его наличие у цианелл — уникальная черта, демонстрирующая их промежуточное положение между бактерией и хлоропластом.11
Какой организм считается предком всех эукариотов-фотосинтетиков (растений и водорослей)?
Правильный ответ:
Древняя водоросль, похожая на Cyanophora paradoxa (или её прямой предок).Пояснение:
Поскольку цианофора сохранила наиболее примитивные черты организации пластид и полный набор генов фотосинтеза, её считают моделью предковой формы, от которой дивергировали красные, зеленые водоросли и наземные растения.12
В какой среде обитает амеба Pelomyxa?
Правильный ответ:
В пресных болотах и загрязненных водоемах с недостатком кислорода.Пояснение:
Пеломикса — обитатель анаэробных зон (сапропель, ил). Именно условия среды определили её уникальную биологию: отказ от митохондрий (бесполезных без кислорода) и сотрудничество с метанотрофными бактериями.13
Сколько мембран окружает симбиотическую бактерию в клетке пеломиксы?
Правильный ответ:
Три (одна собственная мембрана бактерии и две мембраны вакуоли хозяина).Пояснение:
Бактерия имеет свою клеточную мембрану. Кроме того, она находится внутри вакуоли, образованной клеткой-хозяином. Эта вакуоль в данном случае описывается как двухмембранная структура, что суммарно дает сложный многомембранный комплекс.14
Какую роль играет горизонтальный перенос генов в эволюции симбиоза?
Правильный ответ:
Он позволяет хозяину получить полезные гены от других организмов (в том числе паразитов) для управления симбионтом.Пояснение:
Горизонтальный перенос генов — это передача ДНК не от родителя к потомку, а между разными видами. В случае с цианофорой гены хламидий помогли “приручить” цианобактерию, наладив обмен веществ.15
Что доказывает существование цианелл у Cyanophora paradoxa?