Тест по биологии: Репликация ДНК (10 класс)
Тест по биологии «Репликация ДНК» для 10 класса — это углубленная проверочная работа, предназначенная для контроля знаний учащихся о молекулярных механизмах удвоения генетического материала. Тест охватывает темы матричного синтеза, ферментативного обеспечения репликации, принципа полуконсервативности и особенностей синтеза лидирующей и отстающей цепей.
1
В какой период клеточного цикла происходит процесс репликации (удвоения) ДНК?
Правильный ответ:
В синтетический период (S-фазу) интерфазы.Пояснение:
Репликация ДНК является ключевым событием подготовки клетки к делению. Она происходит строго в синтетический период (S-фазу) интерфазы. К моменту начала митоза генетический материал должен быть уже полностью удвоен, чтобы каждая хромосома состояла из двух сестринских хроматид.2
Какую функцию выполняет фермент хеликаза в процессе репликации?
Правильный ответ:
Разрывает водородные связи между азотистыми основаниями, расплетая двойную спираль ДНК.Пояснение:
Хеликаза движется вдоль молекулы ДНК и, используя энергию АТФ, механически разделяет две цепи двойной спирали, подобно бегунку застежки-молнии. Это создает репликативную вилку, делая матрицы доступными для копирования другими ферментами.3
Что означает термин «полуконсервативный механизм репликации»?
Правильный ответ:
Каждая дочерняя молекула ДНК состоит из одной старой (материнской) цепи и одной новой (вновь синтезированной).Пояснение:
Эксперименты Меселсона и Сталя доказали, что при удвоении ДНК цепи расходятся, и на каждой из них достраивается новая комплементарная цепь. Таким образом, в каждой дочерней молекуле сохраняется половина исходного материнского материала.4
Какой фермент является основным «строителем», присоединяющим свободные нуклеотиды к растущей цепи ДНК?
Правильный ответ:
ДНК-полимераза.Пояснение:
ДНК-полимераза — ключевой фермент репликации. Она распознает нуклеотид на материнской цепи и присоединяет комплементарный ему свободный нуклеотид к 3’-концу растущей дочерней цепи, образуя прочную фосфодиэфирную связь.5
Почему синтез одной из цепей ДНК (отстающей) происходит фрагментами (фрагментами Оказаки)?
Правильный ответ:
Потому что ДНК-полимераза может синтезировать цепь только в направлении 5’ -> 3’, а матричная цепь направлена в противоположную сторону относительно движения вилки репликации.Пояснение:
Из-за антипараллельности цепей ДНК и способности полимеразы работать только в одном направлении, на одной из цепей синтез идет непрерывно (лидирующая цепь), а на другой — короткими отрезками “спиной вперед” от вилки разветвления (отстающая цепь).6
Для чего в процессе репликации необходим праймер (затравка)?
Правильный ответ:
Чтобы ДНК-полимераза могла начать синтез, так как она может лишь удлинять уже существующую цепь, но не начинать её с нуля.Пояснение:
ДНК-полимераза требует наличия свободной 3’-OH группы для присоединения первого нуклеотида. Эту группу предоставляет праймер — короткий фрагмент РНК, который синтезируется ферментом праймазой и впоследствии удаляется.7
Какую роль играет фермент ДНК-лигаза?
Правильный ответ:
Сшивает отдельные фрагменты ДНК (фрагменты Оказаки) в единую непрерывную цепь.Пояснение:
На отстающей цепи после удаления РНК-праймеров и заполнения брешей ДНК-полимеразой остаются разрывы в сахаро-фосфатном остове между соседними фрагментами. ДНК-лигаза катализирует образование фосфодиэфирной связи, восстанавливая целостность молекулы.8
Что обеспечивает высокую точность копирования ДНК и низкую частоту мутаций?
Правильный ответ:
Способность ДНК-полимеразы к самокоррекции (пруфридингу): она проверяет соответствие вставленного нуклеотида и удаляет его в случае ошибки.Пояснение:
ДНК-полимераза обладает экзонуклеазной активностью: если она присоединяет неверный нуклеотид, который не образует правильной пары с матрицей, фермент останавливается, вырезает ошибку и заменяет её верным нуклеотидом, прежде чем продолжить синтез.9
Что такое фрагменты Оказаки?
Правильный ответ:
Короткие участки ДНК, синтезируемые на отстающей цепи в процессе репликации.Пояснение:
Эти фрагменты названы в честь их первооткрывателя Рэйдзи Оказаки. Они образуются потому, что на отстающей цепи синтез идет прерывисто, в направлении, обратном движению репликативной вилки. Позже они сшиваются в единую цепь.10
В каком направлении осуществляется рост новой цепи ДНК при репликации?