Тест по биологии: Горизонтальный перенос генов (11 класс)
Тест по биологии «Горизонтальный перенос генов» для 11 класса — это проверочная работа, предназначенная для углубленной оценки знаний учащихся о неклассических путях передачи наследственной информации. Задания охватывают механизмы переноса генетического материала между неродственными организмами, роль вирусов и плазмид в эволюции, а также значение этих процессов для биотехнологии и медицины.
1
В чем заключается главное отличие горизонтального переноса генов от вертикального?
Правильный ответ:
Горизонтальный перенос — это передача генов между организмами, не являющимися родителями и потомками, часто разных видовПояснение:
Вертикальный перенос — это классическая передача наследственной информации от предков к потомкам при размножении. Горизонтальный перенос (латеральный) позволяет передавать гены «соседям» по среде обитания, преодолевая видовые барьеры, что особенно развито у прокариот.2
Какие организмы являются основными агентами (переносчиками), осуществляющими горизонтальный перенос генов в природе?
Правильный ответ:
Вирусы и микроорганизмы (бактерии, плазмиды)Пояснение:
Главными векторами горизонтального переноса служат вирусы (в том числе бактериофаги и ретровирусы), способные переносить генетический материал между клетками, а также бактерии, обменивающиеся плазмидами или трансформирующие клетки эукариот.3
Какую уникальную способность имеют бактерии рода Agrobacterium?
Правильный ответ:
Они способны встраивать часть своей плазмидной ДНК (Т-ДНК) в геном растенийПояснение:
Agrobacterium tumefaciens — это природный «генный инженер». Эта бактерия содержит Ti-плазмиду, участок которой (Т-ДНК) переносится в клетку растения, встраивается в ядерный геном и заставляет растение производить питательные вещества для бактерии.4
Какая современная технология основана на природном механизме, используемом агробактериями?
Правильный ответ:
Создание генетически модифицированных растений (ГМО)Пояснение:
Ученые используют обезвреженные агробактерии как вектор для доставки полезных генов в растения. Механизм внедрения ДНК, отработанный эволюцией, позволяет эффективно создавать трансгенные сорта сельскохозяйственных культур.5
От кого, согласно данным молекулярного анализа, фитопатогенные нематоды получили гены фермента целлюлазы?
Правильный ответ:
От почвенных бактерий путем горизонтального переносаПояснение:
Гены целлюлаз у нематод (червей) имеют высокую степень сходства с аналогичными генами бактерий (например, рода Ralstonia) и отсутствуют у других животных. Это свидетельствует о том, что гены были заимствованы червями у бактерий в ходе эволюции.6
Какую функцию выполняет фермент целлюлаза у паразитических нематод?
Правильный ответ:
Разрушает клеточную стенку растений, позволяя питаться их содержимымПояснение:
Растительные клетки защищены прочной стенкой из целлюлозы. Чтобы добраться до питательных веществ цитоплазмы, паразитические черви используют фермент целлюлазу, который расщепляет эту оболочку. Способность синтезировать этот фермент они приобрели благодаря горизонтальному переносу.7
Что такое ретротранспозоны?
Правильный ответ:
Подвижные генетические элементы, перемещающиеся по геному через стадию РНКПояснение:
Ретротранспозоны — это мобильные элементы генома («прыгающие гены»), которые размножаются по механизму «копировать-вставить». Сначала с них синтезируется РНК, а затем фермент обратная транскриптаза создает копию ДНК, которая встраивается в новое место хромосомы.8
От каких инфекционных агентов, предположительно, произошли ретротранспозоны?
Правильный ответ:
От древних ретровирусовПояснение:
Структура и механизм перемещения ретротранспозонов указывают на их родство с ретровирусами. Считается, что это «одомашненные» или деградировавшие остатки древних вирусных инфекций, которые потеряли способность покидать клетку, но сохранили способность размножаться внутри генома.9
Какой фермент необходим для жизненного цикла ретровирусов и перемещения ретротранспозонов?
Правильный ответ:
Обратная транскриптаза (ревертаза)Пояснение:
Обратная транскриптаза — это уникальный фермент, способный синтезировать ДНК на матрице РНК (процесс, обратный обычной транскрипции). Именно этот фермент позволяет ретровирусам (как ВИЧ) и мобильным элементам встраивать свою информацию в геном хозяина.10
Какое биологическое значение имеет белок синтицин у млекопитающих?
Правильный ответ:
Он необходим для слияния клеток при формировании плацентыПояснение:
Синтицин — это белок, который обеспечивает слияние клеток трофобласта с образованием синцития — важной части плаценты. Без этого белка невозможно нормальное внутриутробное развитие. Удивительно, но ген синтицина имеет вирусное происхождение (ген оболочки ретровируса).11
Какова примерная доля ретротранспозонов в геноме кукурузы?
Правильный ответ:
До 78% (очень высокая)Пояснение:
Геномы многих растений, особенно злаковых, перенасыщены мобильными элементами. У кукурузы на долю ретротранспозонов приходится колоссальная часть ДНК — почти 80%. Это результат их активного размножения в прошлом.12
Как называется процесс захвата бактериальной клеткой свободной ДНК из окружающей среды?
Правильный ответ:
ТрансформацияПояснение:
Трансформация — это один из способов горизонтального переноса у бактерий. Клетка активно поглощает молекулы ДНК, находящиеся в среде (например, освободившиеся после гибели других бактерий), и может приобрести новые свойства, закодированные в этой ДНК.13
Почему горизонтальный перенос генов затрудняет построение «Древа жизни» у прокариот?
Правильный ответ:
Потому что гены перемешиваются между разными видами, превращая древо в сетьПояснение:
Классическое филогенетическое древо предполагает расхождение ветвей. Однако из-за активного горизонтального переноса бактерии постоянно обмениваются генами с неродственными видами. Это создает запутанную сеть генетических связей, где трудно определить «истинного» предка.14
Какой тип вируса является примером ретровируса, способного встраиваться в геном?
Правильный ответ:
Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ)Пояснение:
ВИЧ относится к семейству ретровирусов. Его генетический материал — РНК. Попадая в клетку, он синтезирует ДНК-копию и встраивает её в хромосому человека, оставаясь там навсегда. Подобные вирусы в прошлом оставили множество следов в нашей ДНК.15
Какое явление описывает термин «конъюгация» у бактерий?
Правильный ответ:
Передача генетического материала (обычно плазмид) при прямом контакте двух клетокПояснение:
Конъюгация — это аналог полового процесса у бактерий. Две клетки соединяются цитоплазматическим мостиком (пилями), и бактерия-донор передает бактерии-реципиенту копию плазмиды или части хромосомы. Это основной путь распространения устойчивости к антибиотикам.16
Что такое плазмиды?
Правильный ответ:
Небольшие кольцевые молекулы ДНК, существующие отдельно от основной хромосомы бактерииПояснение:
Плазмиды — это автономные генетические элементы бактерий. Они несут дополнительные полезные гены (например, устойчивости к ядам или способности усваивать редкие вещества) и легко передаются между бактериями, служа главным инструментом горизонтального переноса.17
Как называется перенос бактериальной ДНК из одной клетки в другую с помощью вируса (бактериофага)?
Правильный ответ:
ТрансдукцияПояснение:
Трансдукция происходит, когда бактериофаг ошибочно упаковывает в свою белковую оболочку не вирусную ДНК, а фрагмент ДНК бактерии-хозяина. Заражая следующую бактерию, он впрыскивает в нее этот фрагмент, который может встроиться в геном нового хозяина.18
Какое утверждение о частоте горизонтального переноса генов у эукариот верно?
Правильный ответ:
Он происходит значительно реже, чем у прокариот, но играет важную роль в макроэволюцииПояснение:
У многоклеточных эукариот половые клетки изолированы от внешней среды (барьер Вейсмана), поэтому закрепить чужеродный ген сложнее. Тем не менее, редкие случаи горизонтального переноса происходили в истории и приводили к важным ароморфозам (например, плацента).19
Какое эволюционное преимущество дает горизонтальный перенос генов?
Правильный ответ:
Позволяет мгновенно приобрести новые полезные свойства, уже «изобретенные» другими видамиПояснение:
Обычная эволюция требует длительного времени для создания нового гена путем случайных мутаций. Горизонтальный перенос позволяет получить готовый, работающий ген (или группу генов) от другого организма, что обеспечивает скачкообразную адаптацию.20
Какой процент генома человека составляют последовательности, произошедшие от мобильных элементов и древних вирусов?