Тест по биологии: Неправильная мембрана архей (10 класс)
Тест по биологии «Неправильная мембрана архей» для 10 класса — это проверочная работа, предназначенная для углубленного контроля знаний учащихся о структурных и биохимических особенностях клеточной организации домена Археи. Тест охватывает темы адаптации мембран к экстремальным условиям среды, молекулярного строения липидов и эволюционных отличий архей от бактерий и эукариот.
1
Какое фундаментальное отличие в химическом строении липидов мембраны позволяет отличать архей от бактерий и эукариот?
Правильный ответ:
Липиды архей содержат простые эфирные связи между глицерином и углеводородными цепями, в то время как у остальных — сложноэфирные.Пояснение:
Ключевое биохимическое отличие заключается в типе химической связи. Сложноэфирные связи (у бактерий и эукариот) менее устойчивы к гидролизу и высоким температурам. Простые эфирные связи (C–O–C) у архей химически инертны и обеспечивают высокую стабильность мембраны в экстремальных условиях.2
Какая особенность строения гидрофобных хвостов липидов архей придает мембране дополнительную прочность?
Правильный ответ:
Они представляют собой разветвленные углеводородные цепи (производные изопрена), а не прямые жирные кислоты.Пояснение:
Углеводородные цепи архей имеют разветвленную структуру (боковые метильные группы), так как синтезируются из изопреновых звеньев. Это уменьшает подвижность молекул при высоких температурах и делает мембрану более плотной и непроницаемой для ионов.3
Что представляет собой «монослойная» мембрана, встречающаяся у некоторых термофильных архей?
Правильный ответ:
Структура, в которой хвосты липидов с двух сторон мембраны ковалентно сшиты друг с другом, образуя единую молекулу.Пояснение:
У экстремофильных архей гидрофобные хвосты противолежащих липидов могут соединяться ковалентными связями, образуя диглицерол-тетраэфиры. Такая мембрана физически не может расслоиться при нагревании, так как представляет собой единый молекулярный ковер (монослой).4
В каких условиях обитает большинство известных видов архей, обладающих специфическим строением мембраны?
Правильный ответ:
В экстремальных условиях: горячих источниках, соленых озерах, кислотных и щелочных средах.Пояснение:
Археи — признанные чемпионы по выживанию. Их уникальная биохимия, включая строение мембран и ферментов, эволюционировала как адаптация к условиям, смертельным для большинства других организмов (кипяток, насыщенный раствор соли, pH близкий к 0).5
Что такое псевдомуреин?
Правильный ответ:
Основной компонент клеточной стенки некоторых архей, отличающийся по химическому составу от бактериального муреина.Пояснение:
Клеточные стенки архей не содержат муреина (пептидогликана), характерного для бактерий. Вместо этого многие из них используют псевдомуреин — полимер, сходный по функции и структуре, но имеющий другой углеводный состав и типы химических связей.6
Почему обычная мембрана, состоящая из бислоя фосфолипидов с жирными кислотами, не подходит для жизни в кипящей воде?
Правильный ответ:
Она становится слишком текучей, теряет целостность и может расслоиться из-за разрыва слабых гидрофобных взаимодействий.Пояснение:
При высоких температурах энергия теплового движения молекул возрастает. Обычный бислой удерживается только слабыми силами. При нагревании упорядоченность нарушается, мембрана «плавится», становится проницаемой для всего подряд и разрушается.7
Какой научный статус имеют Археи в современной систематике?
Правильный ответ:
Это самостоятельный домен живых существ, наравне с Бактериями и Эукариотами.Пояснение:
Благодаря работам Карла Вёзе в конце XX века было установлено, что археи генетически и биохимически настолько отличаются от бактерий, что их выделили в отдельный домен (надцарство). Эволюционно они даже ближе к эукариотам, чем к бактериям.8
Какую роль играют разветвленные изопреноидные цепи в мембране архей?
Правильный ответ:
Они повышают плотность упаковки мембраны и её устойчивость к окислению и нагреванию.Пояснение:
Разветвленные цепи плотнее сцепляются друг с другом (“эффект молнии”), что снижает текучесть мембраны при высоких температурах и делает её менее проницаемой для протонов, что критически важно для поддержания жизнедеятельности в экстремальной среде.9
Какое вещество служит «хребтом» для крепления гидрофобных хвостов в липидах как архей, так и бактерий, но имеет разную пространственную конфигурацию?
Правильный ответ:
Глицерин.Пояснение:
Основой фосфолипидов является спирт глицерин. Однако у архей и бактерий используются разные изомеры этого вещества (L-глицерол у архей и D-глицерол у бактерий). Это фундаментальное различие указывает на глубокую древность расхождения этих ветвей жизни.10
Какую дополнительную защитную оболочку часто имеют археи поверх клеточной мембраны?