Тест по биологии: Регуляция транскрипции и трансляции в клетке и организме (10 класс)
Тест по биологии «Регуляция транскрипции и трансляции в клетке и организме» для 10 класса — это проверочная работа профильного уровня, предназначенная для контроля знаний учащихся о молекулярных механизмах управления активностью генов. Тест охватывает вопросы строения оперона, принципы работы репрессоров, различия в регуляции у прокариот и эукариот, а также роль гормонов.
1
Почему клетки разных тканей одного организма (например, нервной и мышечной) имеют разное строение и функции, несмотря на одинаковый набор генов?
Правильный ответ:
В разных тканях активны (экспрессируются) разные наборы генов, специфичные для данной ткани.Пояснение:
Все соматические клетки организма образуются из одной зиготы путем митоза, поэтому их генотип идентичен. Различия в фенотипе (строении и функции) обусловлены дифференциальной экспрессией генов: в каждом типе клеток “включена” и работает только определенная часть генома, необходимая для данной специализации, а остальные гены “молчат”.2
Как называется функциональная единица генома у прокариот, объединяющая группу структурных генов с общим промотором и оператором?
Правильный ответ:
ОперонПояснение:
Оперон — это способ организации генов у бактерий (прокариот). Он включает в себя несколько структурных генов, кодирующих ферменты одного метаболического пути, и общие регуляторные элементы (промотор, оператор), что позволяет включать или выключать всю группу генов одновременно.3
Какую функцию выполняет белок-репрессор в работе лактозного оперона?
Правильный ответ:
Он связывается с оператором и блокирует транскрипцию (синтез иРНК).Пояснение:
Белок-репрессор — это “тормоз” системы. В отсутствие индуктора (лактозы) он прочно связывается с участком ДНК, называемым оператором. Это создает физическое препятствие для фермента РНК-полимеразы, не давая ей двигаться по ДНК и синтезировать иРНК. Таким образом, гены выключены.4
Что происходит с белком-репрессором при появлении в клетке вещества-индуктора (например, лактозы)?
Правильный ответ:
Он связывается с индуктором, меняет свою форму и отсоединяется от оператора, открывая путь для транскрипции.Пояснение:
Индуктор (лактоза) связывается с репрессором, вызывая аллостерическое изменение его конформации (формы). В таком измененном состоянии репрессор теряет сродство к ДНК и отваливается от оператора. Блокада снимается, РНК-полимераза получает доступ к генам, и начинается синтез ферментов.5
Какой участок оперона служит местом посадки фермента РНК-полимеразы?
Правильный ответ:
ПромоторПояснение:
Промотор — это специфическая последовательность нуклеотидов в начале оперона, которую “узнает” РНК-полимераза. Именно связывание фермента с промотором является необходимым условием для начала процесса транскрипции (считывания информации).6
В чем заключается главное отличие регуляции генов у эукариот от прокариот?
Правильный ответ:
Регуляция у эукариот намного сложнее, многоступенчата и включает воздействие гормонов на уровне целого организма.Пояснение:
Эукариотическая регуляция включает множество уровней: упаковку ДНК (хроматин), сложный процессинг РНК (сплайсинг), транспорт из ядра. Кроме того, у многоклеточных организмов важнейшую роль играет системная регуляция с помощью гормонов, координирующая работу клеток в разных тканях.7
Как действуют стероидные половые гормоны (андрогены, эстрогены) на генетический аппарат клетки?
Правильный ответ:
Они проникают в клетку, связываются с рецепторами и активируют транскрипцию определенных генов в ядре.Пояснение:
Стероидные гормоны являются липофильными и легко проходят через мембрану. Внутри клетки они образуют комплекс с рецептором, который транспортируется в ядро. Там этот комплекс действует как фактор транскрипции, связываясь с регуляторными участками ДНК и запуская работу (экспрессию) конкретных генов.8
Какое влияние оказывает гормон роста (соматотропин) на метаболизм клеток?
Правильный ответ:
Стимулирует транскрипцию генов и повышает скорость синтеза белка, способствуя росту тканей.Пояснение:
Соматотропин через систему посредников (рецепторы на мембране и сигнальные белки в цитоплазме) активирует гены, отвечающие за рост и деление. Это приводит к усилению биосинтеза белка, увеличению мышечной массы и росту костей и хрящей.9
Что такое оператор в структуре оперона?
Правильный ответ:
Участок ДНК между промотором и генами, с которым связывается репрессор.Пояснение:
Оператор — это регуляторный участок ДНК, расположенный стратегически важно: между промотором (стартом) и структурными генами. Связывание с ним белка-репрессора физически перекрывает путь РНК-полимеразе, действуя как шлагбаум.10
Почему синтез ферментов в бактериальной клетке прекращается после того, как все питательное вещество (индуктор) будет израсходовано?
Правильный ответ:
Репрессор освобождается от индуктора и снова блокирует оператор, останавливая транскрипцию.Пояснение:
Это пример отрицательной обратной связи. Когда концентрация индуктора падает (он расщеплен ферментами), молекулы индуктора отсоединяются от репрессора. Репрессор восстанавливает свою активную форму, снова садится на оператор и выключает гены. Это экономит ресурсы клетки: нет субстрата — не нужны и ферменты.11
Какое количество генов примерно содержится в каждой клетке организма человека?
Правильный ответ:
Десятки тысяч генов (до 120 тыс. по разным оценкам, активных - около 20-25 тыс.).Пояснение:
Геном человека огромен и сложен. По современным оценкам, он содержит около 20-25 тысяч генов, кодирующих белки, но с учетом различных вариантов сплайсинга и регуляторных РНК, функциональная сложность гораздо выше. В тексте для опоры приводится оценка до 120 тыс., что отражает потенциальное разнообразие продуктов.12
Что происходит с иРНК в цитоплазме после того, как она выполнила свою функцию?
Правильный ответ:
Она разрушается специальными ферментами.Пояснение:
Молекулы иРНК имеют ограниченный срок жизни. Это важный механизм регуляции: если бы иРНК жила вечно, синтез белка продолжался бы бесконечно, даже когда он уже не нужен. Разрушение отработанной иРНК позволяет клетке прекратить производство белка и переключиться на другие задачи.13
Какую роль выполняют «молчащие» участки ДНК у эукариот?
Правильный ответ:
Они могут участвовать в сложной регуляции активности соседних генов.Пояснение:
Некодирующая ДНК (ранее называемая “мусорной”) играет важнейшую регуляторную роль. Она содержит энхансеры (усилители), сайленсеры (глушители) и другие элементы, которые связываются с белками и управляют работой генов, иногда находящихся на значительном расстоянии.14
Какой процент ДНК примерно одинаков у всех людей на Земле?
Правильный ответ:
99,9%Пояснение:
Генетически все люди чрезвычайно похожи. Различия в последовательности нуклеотидов между двумя любыми людьми составляют всего около 0,1%. Именно эти доли процента (SNP, вариации копийности) определяют нашу индивидуальность: внешность, предрасположенность к болезням и таланты.15
Где расположены рецепторы для пептидных гормонов (например, соматотропина)?
Правильный ответ:
На клеточной мембране.Пояснение:
Пептидные гормоны — это крупные гидрофильные молекулы, которые не могут пройти сквозь жировой бислой мембраны. Поэтому их рецепторы “торчат” наружу на поверхности клетки. Сигнал от связывания гормона передается внутрь клетки через цепочку посредников (вторичных мессенджеров).16
Что такое структурные гены в составе оперона?
Правильный ответ:
Гены, несущие информацию о структуре ферментов или структурных белков.Пояснение:
Структурные гены — это “полезная нагрузка” оперона. Именно они кодируют те белки (обычно ферменты), ради которых и запускается вся система. В лактозном опероне, например, это гены ферментов, расщепляющих и транспортирующих лактозу.17
Какое утверждение о регуляции генов у многоклеточных организмов верно?
Правильный ответ:
Работа генов координируется на уровне целого организма с помощью сигнальных веществ (гормонов).Пояснение:
Многоклеточный организм — это единое целое. Для его выживания необходима строгая координация. Эндокринная и нервная системы посылают сигналы, которые заставляют клетки в разных органах работать согласованно, изменяя активность своих генов в ответ на общие нужды организма.18
Какой белок связывается с промотором для начала транскрипции?
Правильный ответ:
РНК-полимеразаПояснение:
РНК-полимераза — это главный фермент транскрипции. Ее задача — найти промотор, сесть на него, расплести ДНК и начать синтез РНК. Без посадки на промотор процесс считывания гена невозможен.19
Каков биологический смысл существования механизма регуляции генов?
Правильный ответ:
Чтобы экономить ресурсы и обеспечивать специализацию клеток и адаптацию к условиям среды.Пояснение:
Регуляция генов — это основа эффективности и выживания. Она позволяет клетке не тратить энергию на синтез ненужных в данный момент белков (экономия) и позволяет клеткам с одинаковым геномом выполнять разные функции (специализация), а также реагировать на изменения внешней среды.20
Какой ион часто участвует в передаче сигнала от мембранного рецептора внутрь клетки?