Тест по биологии: Роль процессов фотосинтеза и дыхания (11 класс)
Тест по биологии «Роль процессов фотосинтеза и дыхания» для 11 класса — это проверочная работа, предназначенная для оценки уровня усвоения учащимися знаний о двух фундаментальных биохимических процессах, определяющих энергетику биосферы. Тест охватывает темы эволюции фотосинтеза, появления аэробного дыхания, экологических последствий этих ароморфозов и адаптаций организмов к кислородной среде.
1
Какая гипотеза о происхождении фотосинтеза связывает его появление с защитной функцией?
Правильный ответ:
Гипотеза о том, что пигменты изначально защищали организмы от губительного ультрафиолетового излучения в отсутствие озонового слояПояснение:
В ранней атмосфере без озона УФ-излучение было смертельным. Пигменты поглощали его энергию, спасая клетку. Позже эта поглощенная энергия стала использоваться для синтеза АТФ, что и привело к фотосинтезу.2
Какой белок выполняет роль фотосинтетического пигмента у архей семейства Halobacteriaceae вместо хлорофилла?
Правильный ответ:
БактериородопсинПояснение:
Галофильные археи используют бактериородопсин — фиолетовый белок, похожий на зрительный пигмент глаз животных. Он работает как протонная помпа, преобразуя энергию света в химическую энергию.3
Что такое «метановый кризис», который, по одной из гипотез, мог стимулировать появление автотрофов?
Правильный ответ:
Истощение запасов атмосферного водорода, необходимого метаногенам, что вынудило организмы искать новые источники энергииПояснение:
Древние экосистемы зависели от водорода. Когда легкий водород улетучился в космос, метаногены (основа той биосферы) лишились пищи. Это создало эволюционное давление для поиска альтернатив, например, энергии света.4
Каким был фотосинтез у самых первых фототрофов, найденных в формации Исуа?
Правильный ответ:
Аноксигенным (бескислородным)Пояснение:
Древнейшие фотосинтетики не могли расщеплять воду. Они использовали сероводород, водород или органику как доноры электронов, поэтому кислород не выделялся, и атмосфера оставалась восстановительной.5
Какое событие произошло примерно 3,6 млрд лет назад и кардинально изменило ход эволюции биосферы?
Правильный ответ:
Появление организмов с совершенным механизмом фотосинтеза, выделяющих кислород в атмосферуПояснение:
Возникновение оксигенного фотосинтеза (вероятно, у предков цианобактерий) стало революцией. Впервые в истории планеты живые существа начали производить сильный окислитель — кислород, меняя химию Земли.6
Почему появление свободного кислорода вызвало экологический кризис для древних организмов?
Правильный ответ:
Кислород был сильнейшим ядом для анаэробов, окисляющим их клеточные структурыПояснение:
Для организмов, привыкших к бескислородной среде, O2O_2O2 токсичен. Он образует активные радикалы, разрушающие белки и липиды. Большинство древних видов вымерло или ушло в бескислородные убежища.7
Как живые организмы эволюционно «решили проблему» ядовитости кислорода?
Правильный ответ:
Они перешли от защиты к использованию кислорода для получения энергии (появилось кислородное дыхание)Пояснение:
Эволюция превратила яд в ресурс. Аэробное дыхание позволяет полностью окислять органику до CO2CO_2CO2 и воды, извлекая максимум энергии. Это дало преимущество тем, кто освоил этот процесс.8
Какое утверждение о формации Исуа противоречит гипотезе возникновения фотосинтеза вследствие «метанового кризиса»?
Правильный ответ:
В Исуа уже присутствовали следы фототрофов, хотя эти породы старше предполагаемого времени «метанового кризиса»Пояснение:
Если фотосинтез существовал 3,8 млрд лет назад, а кризис водорода наступил позже, значит, фотосинтез возник раньше и по другим причинам, возможно, как способ защиты от излучения или дополнительный источник энергии.9
Какую роль сыграл озоновый слой, возникший благодаря накоплению кислорода?
Правильный ответ:
Он защитил Землю от губительных УФ-лучей, позволив жизни выйти на поверхность воды и сушуПояснение:
Озон (O3O_3O3) — аллотропная форма кислорода. Он поглощает жесткий ультрафиолет. Без этого щита жизнь была бы прикована к глубинам океана или подземным убежищам.10
Что такое бактериородопсин?
Правильный ответ:
Белок, выполняющий роль фотосинтетического пигмента у некоторых архейПояснение:
Это уникальный мембранный белок пурпурного цвета. При поглощении кванта света он меняет конформацию и переносит протон через мембрану, создавая градиент для синтеза АТФ без участия электрон-транспортной цепи.11
Какое преимущество дает кислородное дыхание по сравнению с анаэробным?
Правильный ответ:
Оно обеспечивает гораздо больший выход энергии из того же количества питательных веществПояснение:
Гликолиз дает 2 молекулы АТФ на молекулу глюкозы, а полное аэробное окисление — до 38 молекул АТФ. Эта колоссальная разница позволила жизни стать сложной, активной и быстрой.12
Какое вещество в современной атмосфере является основным защитником от УФ-излучения?
Правильный ответ:
ОзонПояснение:
Озоновый слой в стратосфере фильтрует солнечное излучение, задерживая наиболее опасную коротковолновую часть спектра (УФ-C и большую часть УФ-B), что делает возможным существование наземной жизни.13
Какой тип обмена веществ был у первых, самых древних фототрофов?
Правильный ответ:
Анаэробный (бескислородный)Пояснение:
Первые фотосинтетики жили в бескислородном мире и сами кислород не производили. Они были облигатными анаэробами, для которых появление кислорода позже стало катастрофой.14
Какое влияние оказало появление фотосинтеза на энергетику биосферы?
Правильный ответ:
Биосфера получила доступ к практически неисчерпаемому источнику внешней энергии — солнечному светуПояснение:
До фотосинтеза жизнь зависела от химической энергии земных недр (хемосинтез) или запасов органики. Фотосинтез подключил биосферу к мощному потоку солнечной энергии, что позволило биомассе многократно вырасти.15
Что происходило с кислородом, выделяемым первыми оксигенными фототрофами, в самом начале?