Тест по биологии: Буферные соединения (10 класс)
Тест по биологии «Буферные соединения» для 10 класса — это проверочная работа, предназначенная для оценки знаний учащихся о механизмах поддержания кислотно-щелочного равновесия в живых системах. Тест охватывает темы химической природы буферных систем, их компонентов и биологической роли в обеспечении гомеостаза клетки.
1
Какова основная функция буферных систем в живой клетке?
Правильный ответ:
Поддержание постоянства концентрации ионов водорода (pH) на определенном уровне.Пояснение:
Главная задача буферных систем — гомеостатическая. Они препятствуют резким колебаниям кислотности (pH) внутренней среды, связывая избыточные ионы водорода (H+) или гидроксид-ионы (OH-). Это необходимо для сохранения структуры белков и активности ферментов, которые работают только в узком диапазоне pH.2
Какой диапазон значений pH характерен для цитоплазмы большинства живых клеток в норме?
Правильный ответ:
Слабощелочной, близкий к нейтральному (7,2—7,4).Пояснение:
Внутриклеточная среда (цитоплазма) и большинство внеклеточных жидкостей (например, кровь) имеют слабощелочную реакцию. Значение pH поддерживается в очень узком диапазоне 7,2—7,4. Отклонение от этих значений нарушает биохимические процессы и может привести к гибели клетки.3
Какие ионы составляют основу внутриклеточной фосфатной буферной системы?
Правильный ответ:
Дигидрофосфат-ионы и гидрофосфат-ионы.Пояснение:
Фосфатная буферная система образована анионами фосфорной кислоты: H2PO4- (дигидрофосфат) и HPO4 2- (гидрофосфат). Первый ион выступает как слабая кислота (донор протона), а второй — как основание (акцептор протона), обеспечивая равновесие.4
Что происходит с буферной системой при попадании в клетку избытка щелочи (гидроксид-ионов)?
Правильный ответ:
Компоненты буфера высвобождают протоны (H+), которые нейтрализуют гидроксилы, образуя воду.Пояснение:
При защелачивании среды (появлении лишних OH- групп) кислотный компонент буфера (например, H2PO4-) диссоциирует, отдавая протон H+. Этот протон соединяется с OH-, образуя нейтральную молекулу воды (H2O), тем самым предотвращая повышение pH.5
Какое важное органическое соединение синтезируется в клетке с обязательным участием анионов фосфорной кислоты?
Правильный ответ:
Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ).Пояснение:
Помимо буферной функции, фосфат-анионы необходимы для синтеза нуклеотидов, важнейшим из которых является АТФ (универсальный аккумулятор энергии). Молекула АТФ содержит три остатка фосфорной кислоты, соединенных макроэргическими связями.6
Какую роль выполняют анионы слабых кислот (HCO3–) в буферных системах?
Правильный ответ:
Они связывают избыточные протоны (H+), предотвращая закисление среды.Пояснение:
Анион гидрокарбоната (HCO3-) является основанием в бикарбонатной буферной системе. При избытке кислоты (протонов H+) он присоединяет их к себе, превращаясь в слабую угольную кислоту (H2CO3), которая затем может распасться на воду и углекислый газ, удаляемый из организма.7
Почему поддержание постоянного pH критически важно для белков-ферментов?
Правильный ответ:
Потому что изменение pH меняет заряд молекулы белка, что ведет к нарушению её структуры и потере каталитической активности.Пояснение:
Активность ферментов зависит от их третичной структуры и заряда активного центра. Изменение концентрации ионов водорода (pH) влияет на ионизацию аминокислотных радикалов, что может вызвать денатурацию белка или невозможность связывания с субстратом, останавливая реакцию.8
Какой термин используется для описания постоянства внутренней среды организма, включая pH?
Правильный ответ:
Гомеостаз.Пояснение:
Гомеостаз — это способность открытой системы (какой является живой организм) сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. Поддержание pH — один из ключевых аспектов гомеостаза.9
Какая буферная система является основной во внеклеточных жидкостях, например, в плазме крови?
Правильный ответ:
Бикарбонатная (гидрокарбонатная).Пояснение:
В плазме крови главной буферной системой является бикарбонатная, состоящая из угольной кислоты (H2CO3) и гидрокарбонат-ионов (HCO3-). Она эффективно работает благодаря тому, что концентрацию CO2 (компонента системы) организм может быстро регулировать через легкие.10
Что представляет собой буферный раствор с химической точки зрения?