Тест по биологии: Нарушители основного правила молекулярной биологии (10 класс)
Тест по биологии «Нарушители основного правила молекулярной биологии» для 10 класса — это проверочная работа, посвященная изучению уникальных генетических механизмов, выходящих за рамки классической схемы передачи наследственной информации. Тест охватывает темы строения и жизненного цикла ретровирусов, функции фермента ревертазы, а также роль мобильных генетических элементов в эволюции живой природы.
1
Какое утверждение, долгое время считавшееся незыблемым, известно как «Центральная догма молекулярной биологии»?
Правильный ответ:
Передача наследственной информации идет только в направлении ДНК → РНК → белок.Пояснение:
Центральная догма, сформулированная Фрэнсисом Криком, постулировала однонаправленный поток информации от нуклеиновых кислот к белку. Считалось, что синтез ДНК на матрице РНК невозможен, пока не были открыты ретровирусы, опровергшие универсальность этого правила.2
Какой фермент позволяет ретровирусам синтезировать ДНК, используя в качестве матрицы молекулу РНК?
Правильный ответ:
Ревертаза (обратная транскриптаза).Пояснение:
Ревертаза (от англ. reverse — обратный) — уникальный фермент, способный вести синтез «вспять» относительно классической схемы. Он считывает информацию с вирусной РНК и строит на её основе комплементарную цепь ДНК.3
Какой опасный вирус человека относится к группе ретровирусов?
Правильный ответ:
Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ).Пояснение:
ВИЧ — классический представитель ретровирусов. Его геном представлен РНК, и для размножения он обязательно проходит стадию обратной транскрипции с встраиванием своей ДНК в хромосомы иммунных клеток человека.4
Что происходит с вирусной ДНК после того, как она была синтезирована на матрице РНК в клетке?
Правильный ответ:
Она встраивается (интегрируется) в геном клетки-хозяина.Пояснение:
Синтезированная вирусная ДНК транспортируется в ядро клетки, где с помощью фермента интегразы вшивается в ДНК хозяина. В таком состоянии (провирус) она становится неотъемлемой частью генетического материала клетки и передается при делении.5
Как называются мобильные генетические элементы, перемещающиеся по геному с использованием механизма обратной транскрипции?
Правильный ответ:
Ретротранспозоны.Пояснение:
Ретротранспозоны (от «ретро» — обратный) перемещаются методом «копировать и вставить» через стадию РНК-посредника. Сначала синтезируется РНК, затем с нее обратной транскрипцией делается копия ДНК, которая вставляется в новое место.6
Какую долю генома кукурузы составляют ретротранспозоны?
Правильный ответ:
До 78 %.Пояснение:
Геном кукурузы огромен, и львиную долю его объема составляют не гены, кодирующие белки растения, а многочисленные копии ретротранспозонов, которые накопились там за миллионы лет эволюции.7
Какое важное эволюционное приобретение млекопитающих связано с белком синтицином, имеющим вирусное происхождение?
Правильный ответ:
Формирование плаценты.Пояснение:
Белок синтицин, необходимый для слияния клеток при образовании плаценты, кодируется геном, который был «заимствован» у древнего ретровируса. Изначально этот белок помогал вирусу сливаться с мембраной клетки-жертвы.8
Какие две молекулы обязательно должны находиться внутри капсида ретровируса для успешного заражения?
Правильный ответ:
РНК и фермент ревертаза.Пояснение:
Так как в клетке хозяина нет фермента, способного синтезировать ДНК на матрице РНК, вирус должен принести свою собственную ревертазу вместе с генетическим материалом (РНК), иначе процесс размножения не запустится.9
Чем отличается механизм перемещения ретротранспозонов от ДНК-транспозонов?
Правильный ответ:
Ретротранспозоны используют механизм «копировать и вставить», а ДНК-транспозоны — «вырезать и вставить».Пояснение:
Ретротранспозоны размножаются: исходная копия остается на месте, а новая копия, созданная через РНК и обратную транскрипцию, вставляется в другое место. Это приводит к увеличению размера генома.10
Какой принцип используется при достраивании второй нити ДНК ревертазой?
Правильный ответ:
Принцип комплементарности.Пояснение:
Как и при обычной репликации ДНК, построение новой цепи всегда идет по принципу комплементарности: напротив аденина встает тимин, напротив гуанина — цитозин (и наоборот). Это универсальный закон матричного синтеза.11
Какую функцию выполняет фермент интеграза?
Правильный ответ:
Разрезает ДНК хозяина и встраивает туда вирусную ДНК.Пояснение:
Интеграза — это молекулярные «ножницы и клей» вируса. Она находит случайное место в хромосоме (или специфическое место разрыва), делает надрез и вставляет туда свежесинтезированную вирусную ДНК, замыкая цепь.12
Какой термин используется для описания процесса синтеза ДНК на матрице РНК?
Правильный ответ:
Обратная транскрипция.Пояснение:
Прямая транскрипция — это переписывание информации с ДНК на РНК. Процесс, идущий в противоположном направлении (с РНК на ДНК), логично назвали обратной транскрипцией.13
Что происходит, если клетка, зараженная ретровирусом, не погибает сразу?
Правильный ответ:
Вирусная ДНК остается в её геноме и передается потомкам при делении.Пояснение:
Интегрированная вирусная ДНК (провирус) становится частью генетического наследия клетки. Если это происходит в половой клетке, вирусная последовательность может передаться следующим поколениям организма и закрепиться в эволюции (эндогенные ретровирусы).14
К какому семейству, предположительно, относился древний вирус, давший начало гену синтицина?
Правильный ответ:
Семейство ERV (эндогенные ретровирусы).Пояснение:
Гены синтицинов (у человека их два: Syncytin-1 и Syncytin-2) происходят от генов оболочки (env) древних эндогенных ретровирусов, которые заразили предков приматов миллионы лет назад и были «одомашнены».15
Почему ретротранспозоны называют «эгоистичной ДНК»?
Правильный ответ:
Потому что они размножаются в геноме, часто не принося пользы организму, а лишь увеличивая свою численность.Пояснение:
Концепция «эгоистичного гена» подразумевает, что некоторые элементы генома ведут себя как паразиты: их главная «цель» — самовоспроизведение и распространение, даже если это не дает преимуществ организму-носителю (хотя иногда польза все же возникает).16
Какое событие в клетке часто привлекает белки и РНК ретротранспозона для встраивания?
Правильный ответ:
Случайный разрыв нити ДНК, который клетка пытается починить.Пояснение:
Механизмы ретротранспозиции часто используют естественные процессы репарации (починки) ДНК. Ретротранспозон «обманывает» систему ремонта, встраивая свою копию в место разрыва вместо того, чтобы просто соединить концы.17
Какой процент генома млекопитающих составляют мобильные элементы и их остатки?
Правильный ответ:
До 48 %.Пояснение:
Геном человека и других млекопитающих почти наполовину состоит из повторяющихся последовательностей, являющихся следами активности мобильных элементов. Это свидетельствует о бурной эволюционной истории взаимодействия с вирусоподобными агентами.18
Какая молекула служит непосредственной матрицей для работы ревертазы?
Правильный ответ:
Одноцепочечная РНК.Пояснение:
Субстратом для обратной транскриптазы являются дезоксирибонуклеотиды, а матрицей, с которой считывается информация, — молекула РНК (вирусная или РНК-транскрипт транспозона).19
В какой части клетки происходит процесс обратной транскрипции у ВИЧ?
Правильный ответ:
В цитоплазме.Пояснение:
После проникновения вируса в клетку и разрушения капсида, вирусная РНК и ферменты оказываются в цитоплазме. Именно здесь ревертаза синтезирует ДНК, которая затем транспортируется в ядро для интеграции.20
Какое значение для науки имело открытие обратной транскрипции?