Тест по биологии: Гипотеза абиогенного зарождения жизни в процессе биохимической эволюции (11 класс)
Тест по биологии «Гипотеза абиогенного зарождения жизни в процессе биохимической эволюции» для 11 класса — это проверочная работа, предназначенная для углубленной оценки знаний учащихся о классической теории возникновения жизни на Земле. Тест охватывает вопросы истории гипотезы Опарина-Холдейна, этапов химической эволюции, экспериментальных подтверждений и современной критики данной теории.
1
В чем заключалось принципиальное различие взглядов А.И. Опарина и Дж. Холдейна на первичные биополимеры?
Правильный ответ:
Опарин отдавал первенство белкам, а Холдейн — нуклеиновым кислотамПояснение:
Александр Опарин строил свою концепцию на основе коацерватных капель, состоящих из белков. Джон Холдейн же полагал, что первыми должны были возникнуть молекулы, способные к самовоспроизведению, подобные генам или вирусам (нуклеиновые кислоты).2
Что удалось синтезировать Стэнли Миллеру и Гарольду Юри в их эксперименте 1953 года?
Правильный ответ:
Аминокислоты (глицин, аланин) и другие простые органические вещества из неорганических газовПояснение:
Пропуская электрические разряды через смесь метана, аммиака, водорода и паров воды, ученые получили “бульон”, содержащий мономеры белков, доказав возможность первого этапа химической эволюции.3
Какое условие считалось обязательным для абиогенного синтеза органики в теории Опарина-Холдейна?
Правильный ответ:
Восстановительный характер атмосферы (отсутствие свободного кислорода) и отсутствие живых организмовПояснение:
Кислород — сильный окислитель, разрушающий органические молекулы. Живые организмы также поглощали бы любую возникающую органику. Поэтому абиогенез возможен только в стерильной бескислородной среде.4
Какой этап завершает химическую эволюцию и начинает биологическую согласно классификации Опарина-Холдейна?
Правильный ответ:
Возникновение простейших клеток (пробионтов), обладающих свойствами живого, включая репродуктивный аппаратПояснение:
Переход к биологической эволюции (действию естественного отбора) возможен только при появлении систем, способных к точному самовоспроизведению и передаче наследственной информации (репликации).5
Какую роль выполняли электрические разряды в установке Миллера?
Правильный ответ:
Они имитировали молнии и служили источником энергии для разрыва химических связей и синтеза новых веществПояснение:
Для синтеза сложных молекул из стабильных газов (метана, аммиака) требуется значительная энергия. В условиях ранней Земли эту роль играли грозовые разряды, ультрафиолет и вулканическое тепло.6
Почему современные геологи критикуют выбор газов (метан, аммиак) для эксперимента Миллера?
Правильный ответ:
Эти соединения неустойчивы и быстро разрушаются солнечным светом (ультрафиолетом), поэтому вряд ли могли долго существовать в первичной атмосфереПояснение:
В отсутствие озонового слоя жесткий ультрафиолет быстро разлагает аммиак и метан. Вероятнее всего, ранняя атмосфера состояла из более стабильных CO2CO_2CO2 и N2N_2N2 (продуктов дегазации вулканов).7
Какой основной недостаток («качественный скачок») не может объяснить классическая теория Опарина-Холдейна?
Правильный ответ:
Как возникла взаимозависимая система: для репликации нуклеиновых кислот нужны белки, а для синтеза белков — нуклеиновые кислотыПояснение:
В современных клетках существует замкнутый круг: ДНК кодирует белки, а белки (ферменты) копируют ДНК. Теория Опарина не объясняла, как эта сложная система могла возникнуть одновременно.8
Какая современная гипотеза предлагает решение проблемы первичности белков или нуклеиновых кислот?
Правильный ответ:
Гипотеза РНК-мираПояснение:
Гипотеза РНК-мира предполагает, что на ранних этапах эволюции молекулы РНК выполняли функции и носителя информации (как ДНК), и катализатора (как белки-рибозимы).9
Что такое коацерваты (коацерватные капли) в теории Опарина?
Правильный ответ:
Обособленные системы из органических веществ, отделенные от внешней среды мембраноподобными границамиПояснение:
Коацерваты образуются при смешивании растворов полимеров. Опарин считал их моделью предбиологических структур, так как они способны поглощать вещества из среды и расти.10
Какой газ, вероятно, присутствовал в ранней атмосфере из-за фотодиссоциации воды и мешал абиогенезу, согласно современным данным?
Правильный ответ:
Свободный кислород (в небольших количествах)Пояснение:
Под действием ультрафиолета водяной пар в верхних слоях атмосферы распадается на водород и кислород. Даже небольшое количество кислорода могло подавлять синтез органики.11
Какое вещество было получено Миллером, являющееся мономером белков?
Правильный ответ:
Аминокислота (глицин)Пояснение:
Глицин (NH2−CH2−COOHNH_2-CH_2-COOHNH2−CH2−COOH) — простейшая аминокислота. Её образование в эксперименте доказало, что «строительные блоки» жизни могут возникать без участия живых организмов.12
Почему возникновение жизни абиогенным путем невозможно в наше время?
Правильный ответ:
Потому что сейчас существует кислородная атмосфера и живые организмы, которые уничтожат любую возникающую органикуПояснение:
Как писал Дарвин, «если бы сейчас возникло белковое тело… оно было бы немедленно поглощено». В стерильной древней Земле этого фактора не было, что позволяло органике накапливаться.13
Какой процесс следует за синтезом мономеров на втором этапе биохимической эволюции?
Правильный ответ:
Полимеризация мономеров с образованием цепей белков и нуклеиновых кислотПояснение:
Накопленные в «первичном бульоне» (или на поверхности минералов) простые молекулы (аминокислоты, нуклеотиды) соединялись в длинные цепи, образуя полимеры — основу жизни.14
Какую проблему эксперимента Миллера выявили современные химики при попытке его повторения с учетом реальных условий?
Правильный ответ:
Концентрация образовавшихся органических веществ была ничтожно мала («парадокс разбавления»), что ставит под сомнение возможность дальнейшей эволюции в раствореПояснение:
Если атмосфера была не восстановительной, а нейтральной (CO2,N2CO_2, N_2CO2,N2), выход органики в опыте падает на порядки. В огромном океане такие малые количества веществ не могли бы встретиться и прореагировать.15
Какой спектр ультрафиолетового излучения использовал Миллер в своем опыте, что является упрощением реальности?