Тест по биологии: Неорганические вещества: вода, соли (10 класс)
Тест по биологии «Неорганические вещества: вода, соли» для 10 класса — это проверочная работа, предназначенная для контроля знаний учащихся о химической организации клетки, строении и свойствах воды, а также о биологической роли минеральных солей. Тест охватывает темы полярности молекул, водородных связей, буферных систем и ионного обмена.
1
Какой тип химической связи объединяет атомы водорода и кислорода внутри одной молекулы воды?
Правильный ответ:
Ковалентная полярная связь.Пояснение:
Внутри молекулы воды атомы удерживаются прочными ковалентными связями. Поскольку кислород более электроотрицателен, чем водород, он сильнее притягивает общие электронные пары. Это приводит к смещению электронной плотности и делает связь полярной, формируя диполь.2
Какое свойство воды обеспечивает защиту организмов от резких перепадов температуры окружающей среды?
Правильный ответ:
Высокая теплоемкость.Пояснение:
Вода обладает высокой удельной теплоемкостью. Это значит, что для изменения её температуры необходимо затратить или выделить большое количество энергии (на разрыв или образование водородных связей). Благодаря этому вода в организме медленно нагревается и медленно остывает, поддерживая тепловой гомеостаз.3
Как называются вещества, которые хорошо смачиваются водой и растворяются в ней?
Правильный ответ:
Гидрофильные.Пояснение:
Гидрофильные вещества (от греч. hydor — вода и phileo — люблю) — это полярные соединения или ионы, которые способны образовывать электростатические связи с диполями воды. К ним относятся соли, сахара, аминокислоты, спирты. Они легко переходят в водный раствор.4
Какой ион преобладает в цитоплазме живой клетки по сравнению с межклеточной жидкостью?
Правильный ответ:
Калий (K+).Пояснение:
Для живых клеток характерно неравномерное распределение ионов. Внутри клетки концентрация ионов калия (K+) в десятки раз выше, чем снаружи. Напротив, ионы натрия (Na+) в больших количествах находятся во внеклеточной среде. Этот градиент поддерживается работой натрий-калиевого насоса.5
Какую функцию выполняют буферные системы в клетке?
Правильный ответ:
Поддерживают постоянство кислотности (pH) среды.Пояснение:
Буферные системы (фосфатная, бикарбонатная и белковая) способны связывать избыточные ионы водорода (H+) или гидроксид-ионы (OH-), препятствуя резкому изменению pH. Это критически важно, так как ферменты клетки работают только в узком диапазоне кислотности.6
Почему лед не тонет в воде, что спасает водоемы от промерзания до дна?
Правильный ответ:
Плотность льда меньше плотности жидкой воды.Пояснение:
Вода обладает уникальной аномалией плотности: её максимальная плотность достигается при +4°C. При замерзании молекулы воды выстраиваются в кристаллическую решетку, где расстояния между ними больше, чем в жидкости. Поэтому объем увеличивается, а плотность уменьшается, и лед всплывает.7
Какое вещество является примером гидрофобного соединения?
Правильный ответ:
Жир.Пояснение:
Жиры (липиды) являются неполярными соединениями. Они не имеют заряженных участков, способных взаимодействовать с диполями воды, поэтому вода их «выталкивает». Такие вещества называют гидрофобными (боящимися воды). Они не растворяются в воде, а образуют эмульсии или пленки.8
Какая связь образуется между молекулами воды?
Правильный ответ:
Водородная.Пояснение:
Между положительно заряженным атомом водорода одной молекулы воды и отрицательно заряженным атомом кислорода другой молекулы возникает электростатическое притяжение, называемое водородной связью. Именно эти связи определяют жидкое состояние воды при нормальных условиях.9
Какую роль играют ионы кальция (Ca2+) в организме животных?
Правильный ответ:
Участвуют в свертывании крови и мышечном сокращении.Пояснение:
Ионы кальция необходимы для запуска механизма мышечного сокращения (связываются с белками тропонинового комплекса) и являются одним из ключевых факторов свертывания крови. Также они участвуют в передаче нервных импульсов (экзоцитоз нейромедиаторов) и формировании костной ткани.10
Что происходит с молекулой воды при диссоциации?
Правильный ответ:
Она распадается на протон (H+) и гидроксильный ион (OH-).Пояснение:
Диссоциация воды — это обратимый процесс распада молекулы H2O на ионы. Атом водорода отрывается без электрона, образуя протон (H+), а оставшаяся часть молекулы с лишним электроном становится гидроксид-ионом (OH-). Этот процесс определяет кислотно-основные свойства воды.11
В состав какого важного белка входит железо?
Правильный ответ:
Гемоглобин.Пояснение:
Железо является центральным атомом гема — небелковой части гемоглобина. Именно ион железа способен обратимо присоединять молекулу кислорода, обеспечивая транспортную функцию эритроцитов. При недостатке железа развивается анемия.12
Почему вода считается хорошим растворителем для солей?
Правильный ответ:
Потому что молекулы воды являются диполями и вступают в электростатическое взаимодействие с ионами соли.Пояснение:
Молекулы воды полярны (имеют + и - полюса). При растворении соли они окружают ионы кристаллической решетки, ориентируясь противоположными зарядами (кислородом к катиону, водородом к аниону), и отрывают их от кристалла, образуя гидратированные ионы.13
Какое физическое свойство воды используется организмом для охлаждения при потоотделении?
Правильный ответ:
Высокая теплота испарения.Пояснение:
Для того чтобы перевести воду из жидкого состояния в газообразное (пар), необходимо затратить много энергии на разрыв водородных связей. При испарении пота эта энергия забирается от поверхности тела, что приводит к значительному охлаждению организма.14
Какой химический элемент входит в состав хлорофилла?
Правильный ответ:
Магний.Пояснение:
Магний является центральным атомом в порфириновом кольце молекулы хлорофилла. Именно этот комплекс обеспечивает поглощение световой энергии при фотосинтезе. Без магния растения не могут синтезировать хлорофилл и теряют зеленую окраску (хлороз).15
Что такое тургор?
Правильный ответ:
Внутреннее гидростатическое давление в клетке, обусловленное осмосом и несжимаемостью воды.Пояснение:
Тургор — это напряженное состояние клеточной оболочки, создаваемое давлением внутриклеточной жидкости (цитоплазмы и вакуоли). Вода поступает в клетку путем осмоса, давит на стенки, а так как она несжимаема, клетка становится упругой. Тургор поддерживает форму органов растений.16
Какие ионы обеспечивают создание разности потенциалов (биоэлектричества) на клеточной мембране?
Правильный ответ:
Натрий и калий.Пояснение:
Мембранный потенциал покоя и потенциал действия (нервный импульс) возникают благодаря неравномерному распределению ионов натрия и калия по разные стороны мембраны и их перемещению через ионные каналы. Это основа биоэлектрогенеза всех возбудимых тканей.17
Какое неорганическое вещество образует твердую основу костной ткани и зубов?
Правильный ответ:
Фосфат кальция.Пояснение:
Минеральную прочность костям и зубам придают нерастворимые соли кальция и фосфора, главным образом гидроксиапатит (разновидность фосфата кальция). Органическая часть кости придает ей упругость, а неорганическая (соли) — твердость.18
Почему клетка вынуждена постоянно тратить энергию на поддержание концентрации ионов?
Правильный ответ:
Потому что диффузия стремится выровнять концентрации веществ, а клетке необходимо поддерживать градиент.Пояснение:
По законам физики (диффузия) вещества стремятся переместиться из области высокой концентрации в область низкой, чтобы выровнять состав. Клетке же для жизни необходим градиент (неравенство). Поэтому она тратит энергию АТФ на активный транспорт (насосы), закачивая нужные ионы против градиента концентрации.19
Какую форму имеет молекула воды?
Правильный ответ:
Угловую.Пояснение:
Молекула воды не линейна. Угол между связями H-O-H составляет 104,5 градуса. Именно такая угловая структура обеспечивает пространственное разделение зарядов и образование диполя, где «плюсы» и «минус» разнесены в пространстве.20
В каком агрегатном состоянии соли могут находиться в организме растений, например, в листьях щавеля?
Правильный ответ:
В виде твердых кристаллов.Пояснение:
Некоторые соли, являющиеся продуктами обмена веществ или избыточными, могут выпадать в осадок внутри вакуолей растительных клеток. Например, в листьях щавеля или бегонии можно под микроскопом увидеть кристаллы оксалата кальция (друзы, рафиды).21
Какой элемент входит в состав гормонов щитовидной железы?
Правильный ответ:
Иод.Пояснение:
Иод — специфический микроэлемент, необходимый для синтеза тиреоидных гормонов (тироксина и трийодтиронина). Эти гормоны регулируют обмен веществ, рост и развитие организма. Недостаток иода приводит к заболеваниям щитовидной железы.22
Анионы какой кислоты играют главную роль в формировании буферной системы крови?
Правильный ответ:
Угольной.Пояснение:
Главная буферная система плазмы крови — бикарбонатная. Она состоит из угольной кислоты (H2CO3) и бикарбонат-иона (HCO3-). Эта система эффективно нейтрализует поступающие в кровь кислоты и щелочи, удерживая pH крови в узких границах (7,36–7,44).23
Что такое осмос?
Правильный ответ:
Односторонняя диффузия растворителя (воды) через полупроницаемую мембрану в сторону большей концентрации растворенного вещества.Пояснение:
Осмос — это частный случай диффузии. Если два раствора разделены мембраной, пропускающей воду, но не пропускающей соли, то вода будет переходить туда, где солей больше, стремясь «разбавить» концентрированный раствор. Это создает осмотическое давление.24
Какой заряд имеет атом кислорода в молекуле воды?
Правильный ответ:
Частичный отрицательный (δ-).Пояснение:
Кислород обладает высокой электроотрицательностью, то есть способностью перетягивать на себя электроны связи. В молекуле воды он оттягивает электроны от водорода, поэтому на кислороде формируется избыток электронной плотности — частичный отрицательный заряд.25
Какие связи разрушаются при переходе воды из жидкого состояния в газообразное (кипении)?
Правильный ответ:
Водородные связи между молекулами.Пояснение:
При испарении или кипении молекулы воды отрываются друг от друга и переходят в свободное состояние. При этом сами молекулы H2O не разрушаются (ковалентные связи целы), но разрываются водородные связи, удерживавшие их вместе в жидкости.26
Анион какой кислоты создает кислую среду в желудке человека?
Правильный ответ:
Соляной.Пояснение:
Желудочный сок содержит соляную кислоту (HCl), которая диссоциирует на протон (H+) и хлорид-анион (Cl-). Именно соляная кислота обеспечивает низкий pH, необходимый для активации фермента пепсина и обеззараживания пищи.27
Какой элемент необходим для связывания кислорода, но не входит в состав белков, а является частью кофактора?
Правильный ответ:
Железо.Пояснение:
Железо в гемоглобине входит не в белковую цепь (глобин), а в состав небелковой группы — гема. Именно ион железа в центре гема связывает кислород. Азот, углерод и сера входят в состав аминокислот самого белка.28
Благодаря какому свойству вода способна подниматься по капиллярам растений на большую высоту?
Правильный ответ:
Благодаря силам поверхностного натяжения и когезии (сцепления молекул).Пояснение:
Молекулы воды сцепляются друг с другом (когезия) за счет водородных связей и прилипают к стенкам сосудов (адгезия). Это создает эффект поверхностного натяжения и капиллярные силы, которые помогают воде подниматься по ксилеме растений против силы тяжести.29
Какое утверждение верно в отношении концентрации катионов после смерти клетки?
Правильный ответ:
Концентрация катионов вне клетки и внутри неё выравнивается.Пояснение:
Живая клетка тратит энергию на поддержание ионных градиентов (насосы работают). После смерти выработка энергии прекращается, насосы останавливаются, и в результате простой диффузии концентрации ионов внутри и снаружи выравниваются (энтропия возрастает).30
Сколько электронов на внешнем уровне имеет атом кислорода и сколько ему не хватает до завершения оболочки?