Тест по биологии: Структура молекулы ДНК (10 класс)
Тест по биологии «Структура молекулы ДНК» для 10 класса — это углубленная проверочная работа, предназначенная для контроля знаний учащихся о биохимическом строении, истории открытия и пространственной организации генетического материала. Тест охватывает темы химических связей, принципов комплементарности и антипараллельности, правил Чаргаффа и функционального значения некодирующих участков генома.
1
Кто из ученых в 1868 году впервые выделил из ядер лейкоцитов вещество, названное им «нуклеин», которое впоследствии оказалось ДНК?
Правильный ответ:
Фридрих Мишер.Пояснение:
Швейцарский врач и биолог Фридрих Мишер исследовал химический состав клеток гноя (лейкоцитов). Он выделил вещество с кислыми свойствами и высоким содержанием фосфора, которое назвал нуклеином. Это было первое в истории получение препарата ДНК.2
В каком году Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик опубликовали модель пространственной структуры ДНК (двойную спираль)?
Правильный ответ:
1953 г.Пояснение:
1953 год считается годом рождения молекулярной биологии. Именно тогда в журнале «Nature» вышла короткая статья Уотсона и Крика, в которой они предложили модель двойной спирали ДНК, основанную на данных рентгеноструктурного анализа и правилах Чаргаффа.3
Какой эксперимент окончательно доказал, что носителем генетической информации является ДНК, а не белок?
Правильный ответ:
Эксперимент Херши и Чейз с мечеными бактериофагами (1952 г.).Пояснение:
Алфред Херши и Марта Чейз использовали радиоактивные изотопы фосфора (для маркировки ДНК) и серы (для маркировки белков) вируса. Они показали, что при заражении бактерии внутрь проникает только фосфорная метка, то есть ДНК, которая и запускает программу размножения вируса.4
Что представляет собой мономер молекулы ДНК?
Правильный ответ:
Нуклеотид.Пояснение:
ДНК — это полимер, состоящий из повторяющихся звеньев — нуклеотидов. Каждый нуклеотид представляет собой сложное соединение, включающее три компонента: азотистое основание, пятиуглеродный сахар (дезоксирибозу) и остаток фосфорной кислоты.5
Какие связи соединяют нуклеотиды между собой в одну непрерывную цепь (формируют остов молекулы)?
Правильный ответ:
Ковалентные фосфодиэфирные.Пояснение:
Нуклеотиды в одной цепи соединены прочными ковалентными связями. Они образуются между гидроксильной группой 3’-углерода сахара одного нуклеотида и фосфатной группой при 5’-углероде следующего нуклеотида, образуя сахарофосфатный остов.6
Что означает термин «антипараллельность» применительно к структуре ДНК?
Правильный ответ:
Цепи направлены в противоположные стороны: 5’-конец одной цепи расположен напротив 3’-конца другой.Пояснение:
Антипараллельность — ключевая структурная особенность ДНК. Сахарофосфатные остовы двух цепей ориентированы встречно. Это имеет критическое значение для процессов репликации и транскрипции, так как ферменты могут двигаться по цепи только в определенном направлении.7
Сколько водородных связей образуется в комплементарной паре Гуанин — Цитозин?
Правильный ответ:
Три.Пояснение:
Между азотистыми основаниями двух цепей возникают водородные связи. Пара Аденин-Тимин соединена двумя связями, а пара Гуанин-Цитозин — тремя. Именно поэтому участки ДНК, богатые Г-Ц парами, более устойчивы к тепловой денатурации (расплетению).8
Чему примерно равна ширина (диаметр) двойной спирали ДНК?
Правильный ответ:
2 нм.Пояснение:
Диаметр двойной спирали ДНК постоянен и составляет около 2 нанометров (20 Ангстрем). Это постоянство обеспечивается тем, что напротив каждого крупного пуринового основания (два кольца) всегда находится более мелкое пиримидиновое основание (одно кольцо).9
Какое азотистое основание является комплементарным Аденину в молекуле ДНК?
Правильный ответ:
Тимин.Пояснение:
Согласно правилам спаривания оснований в ДНК, аденин (А) всегда образует пару с тимином (Т). Это обусловлено их пространственной структурой и способностью образовывать две водородные связи именно в такой конфигурации.10
Какая функциональная группа находится на 5’-конце полинуклеотидной цепи ДНК?
Правильный ответ:
Остаток фосфорной кислоты (фосфат).Пояснение:
Полярность цепи ДНК определяется концами. На 5’-конце находится фосфатная группа, присоединенная к пятому атому углерода дезоксирибозы. На противоположном, 3’-конце, находится свободная гидроксильная группа третьего атома углерода сахара.11
Какой пятиуглеродный сахар входит в состав нуклеотидов ДНК?
Правильный ответ:
Дезоксирибоза.Пояснение:
Название ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) происходит от названия сахара — дезоксирибозы. В отличие от рибозы (в РНК), у дезоксирибозы отсутствует атом кислорода при втором атоме углерода, что делает молекулу ДНК более химически стабильной.12
Каков вклад Розалинды Франклин в открытие структуры ДНК?
Правильный ответ:
Она получила высококачественные рентгенограммы ДНК, доказавшие её спиральную структуру.Пояснение:
Розалинда Франклин была экспертом в области рентгеноструктурного анализа. Её знаменитая «Фотография 51» позволила Уотсону и Крику понять, что ДНК имеет форму двойной спирали, и рассчитать параметры этой спирали (шаг, диаметр).13
Согласно правилам Чаргаффа, если в молекуле ДНК содержится 20% аденина, то сколько в ней содержится гуанина?
Правильный ответ:
30%.Пояснение:
По правилу Чаргаффа А=Т и Г=Ц. Если А=20%, то и Т=20%. В сумме А+Т=40%. Оставшиеся 60% приходятся на сумму Г+Ц. Поскольку количество гуанина равно количеству цитозина, делим 60% на 2 и получаем, что содержание гуанина равно 30%.14
Где располагаются азотистые основания в пространственной модели двойной спирали ДНК?
Правильный ответ:
Внутри спирали, перпендикулярно её оси.Пояснение:
В модели Уотсона-Крика гидрофильный сахарофосфатный остов обращен наружу (к воде), а гидрофобные азотистые основания «спрятаны» внутри спирали. Они уложены стопкой друг над другом, подобно ступеням винтовой лестницы.15
Какова роль большей части генома человека (около 98%), которая не кодирует структуру белков?
Правильный ответ:
Она выполняет регуляторные функции, участвует в организации хроматина и служит матрицей для синтеза различных видов некодирующих РНК.Пояснение:
Ранее некодирующую ДНК называли «мусорной», но современные исследования показали её важность. Эти участки регулируют активность генов (промоторы, энхансеры), кодируют регуляторные РНК и участвуют в структурной организации хромосом.16
К какому классу азотистых оснований относятся аденин и гуанин?
Правильный ответ:
Пурины (два кольца).Пояснение:
Азотистые основания делятся на пурины и пиримидины. Аденин и гуанин являются пуринами и имеют более крупную структуру, состоящую из двух конденсированных колец (шестичленного и пятичленного). Цитозин и тимин — это пиримидины (одно кольцо).17
Какой отечественный биолог еще в 1928 году высказал идею о матричном принципе репликации наследственных молекул?
Правильный ответ:
Н.К. Кольцов.Пояснение:
Николай Константинович Кольцов предвосхитил открытие структуры ДНК, сформулировав гипотезу о том, что хромосомы — это гигантские молекулы, которые размножаются путем построения новой копии на старой как на матрице (“omnis molecula ex molecula”).18
Почему ДНК называют «кислотой», если в её составе есть азотистые основания?
Правильный ответ:
Из-за наличия остатков фосфорной кислоты, которые придают молекуле отрицательный заряд и кислотные свойства.Пояснение:
Несмотря на присутствие оснований, физико-химические свойства полимера определяются фосфатными группами в остове цепи. При физиологическом pH фосфатные группы ионизированы (отдают протон), что характерно для кислот, и несут отрицательный заряд.19
Какое расстояние (шаг спирали) соответствует одному полному обороту двойной спирали ДНК?
Правильный ответ:
3,4 нм (примерно 10 пар нуклеотидов).Пояснение:
Расстояние между соседними парами оснований составляет 0,34 нм. Поскольку основания в стопке повернуты друг относительно друга примерно на 36 градусов, полный оборот спирали (360 градусов) совершается через 10 пар нуклеотидов, что составляет 3,4 нм.20
Что такое «сахарофосфатный остов» молекулы ДНК?