Тест по биологии: Оперон и репрессор (10 класс)
Тест по биологии «Оперон и репрессор» для 10 класса — это проверочная работа профильного уровня, направленная на контроль знаний учащихся о молекулярных механизмах регуляции активности генов у прокариот. Задания охватывают строение оперона, функции промотора и оператора, а также принципы работы белков-репрессоров в бактериальной клетке.
1
Что является функциональной единицей регуляции экспрессии генов у прокариотических организмов?
Правильный ответ:
ОперонПояснение:
Оперон — это способ организации генетического материала у бактерий (прокариот), при котором несколько структурных генов, отвечающих за один метаболический путь, находятся под контролем общего промотора и оператора. Это позволяет включать или выключать транскрипцию всей группы генов одновременно, обеспечивая быструю адаптацию клетки.2
Какую функцию выполняет белок-репрессор в системе оперона?
Правильный ответ:
Он связывается с оператором и блокирует работу РНК-полимеразы.Пояснение:
Белок-репрессор является негативным регулятором транскрипции. Его основная задача — распознать специфическую последовательность нуклеотидов в участке ДНК, называемом оператором, и связаться с ним. Это создает физическое препятствие для фермента РНК-полимеразы, не позволяя ей начать считывание информации со структурных генов.3
Где в структуре оперона располагается участок, называемый оператором?
Правильный ответ:
Между промотором и структурными генами (или перекрываясь с промотором).Пояснение:
Оператор занимает стратегически важное положение в опероне. Он находится сразу после промотора (места посадки полимеразы) и перед началом структурных генов. Благодаря такой локализации, севший на оператор репрессор действует как шлагбаум, перекрывая путь РНК-полимеразе.4
Какой фермент отвечает за синтез информационной РНК в процессе транскрипции оперона?
Правильный ответ:
РНК-полимеразаПояснение:
РНК-полимераза — это основной фермент транскрипции. Она узнает промотор, связывается с ДНК, расплетает двойную спираль и строит комплементарную цепь РНК. Именно работу этого фермента регулирует система оперона, разрешая или запрещая ему доступ к генам.5
Что происходит с белком-репрессором лактозного оперона при появлении в клетке лактозы?
Правильный ответ:
Он меняет свою конформацию и теряет способность связываться с оператором.Пояснение:
Лактоза (индуктор) связывается с белком-репрессором, вызывая аллостерическое изменение его пространственной структуры. В этой новой форме репрессор больше не может удерживаться на операторе ДНК и отсоединяется. Это открывает путь для РНК-полимеразы и запускает синтез ферментов.6
Почему клетки одного многоклеточного организма, имеющие одинаковый генотип, отличаются друг от друга по строению и функциям?
Правильный ответ:
Потому что в разных типах клеток активны (регулируются) разные наборы генов.Пояснение:
Все соматические клетки организма содержат полную копию генома. Различия между ними (дифференцировка) обусловлены дифференциальной экспрессией генов: в клетках печени работают одни гены (и заблокированы другие), а в нейронах — другие. Это обеспечивается сложными механизмами регуляции транскрипции.7
Что является сигналом для прекращения синтеза ферментов в индуцибельном опероне (например, лактозном)?
Правильный ответ:
Исчезновение индуктора (субстрата) из среды.Пояснение:
Работа оперона регулируется по принципу отрицательной обратной связи. Когда ферменты расщепят весь субстрат (лактозу), молекулы индуктора освобождают белок-репрессор. Репрессор возвращается в активное состояние, снова связывается с оператором и выключает гены, предотвращая бесполезную трату энергии.8
Как называется участок ДНК, который служит местом посадки РНК-полимеразы перед началом транскрипции?
Правильный ответ:
ПромоторПояснение:
Промотор — это специфическая последовательность нуклеотидов в начале оперона (или гена). РНК-полимераза имеет сродство к этой последовательности. Узнавание и связывание с промотором — это обязательный первый шаг для инициации процесса транскрипции.9
В чем заключается биологический смысл оперонной регуляции у бактерий?
Правильный ответ:
В экономии энергии и ресурсов клетки за счет синтеза белков только тогда, когда они нужны.Пояснение:
Оперонная система позволяет бактериям быть гибкими и экономными. Синтез белка — очень энергозатратный процесс. Выключая гены, продукты которых в данный момент не нужны (например, ферменты для расщепления отсутствующего сахара), клетка сохраняет энергию АТФ и строительные материалы для других жизненно важных процессов.10
К какой группе организмов относится кишечная палочка, у которой был впервые изучен лактозный оперон?