Тест по биологии: Загадочный белок-убийца (10 класс)
Тест по биологии «Загадочный белок-убийца» для 10 класса — это проверочная работа, предназначенная для углубленной оценки знаний учащихся о прионах как особом классе инфекционных агентов. Тест охватывает историю открытия, молекулярные механизмы патогенеза, особенности строения и распространения прионных заболеваний.
1
Какое фундаментальное отличие прионов от вирусов и бактерий стало сенсацией в биологии XX века?
Правильный ответ:
Они способны к самовоспроизведению (размножению) без участия нуклеиновых кислот (ДНК или РНК).Пояснение:
Открытие прионов нарушило “Центральную догму молекулярной биологии”. Впервые было доказано, что инфекционный агент может состоять исключительно из белка и размножаться не путем копирования генетического кода, а путем изменения пространственной структуры нормальных белков организма.2
Какую роль в норме выполняет клеточный белок, который может превратиться в прион?
Правильный ответ:
Он встроен в мембрану нервных клеток и участвует в передаче клеточных сигналов.Пояснение:
Нормальный прионный белок (PrPC) является естественным компонентом организма. Он локализуется на внешней поверхности мембран нейронов и необходим для нормальной синаптической передачи и защиты нервных клеток от окислительного стресса.3
Каким образом происходило распространение болезни куру среди племени форе в Новой Гвинее?
Правильный ответ:
Через ритуальный каннибализм (поедание мозга умерших родственников).Пояснение:
Исследования Гайдушека и Зигаса показали прямую связь между ритуалом поедания органов умерших (особенно мозга, где концентрация прионов максимальна) и заболеваемостью. После запрета каннибализма новые случаи заражения прекратились.4
Чем отличается пространственная структура (конформация) приона от нормального белка?
Правильный ответ:
Прион имеет иную третичную структуру (иной способ сворачивания цепи), например, закручен влево, а не вправо.Пояснение:
Химический состав (последовательность аминокислот) у приона и нормального белка идентичен. Различие кроется в фолдинге (укладке): в прионе преобладают бета-складчатые структуры, которые делают молекулу жесткой, нерастворимой и устойчивой к ферментам.5
Что происходит с “испорченным” белком (прионом) после изменения его структуры?
Правильный ответ:
Он выпадает из мембраны, накапливается в ткани и вызывает деградацию клетки.Пояснение:
Измененные белки теряют свою нормальную функцию и приобретают патологические свойства. Они склонны к агрегации (слипанию), образуя токсичные бляшки, которые физически повреждают нервную ткань и приводят к гибели нейронов.6
Почему прионы чрезвычайно сложно уничтожить?
Правильный ответ:
Они обладают высокой стабильностью и устойчивостью к химическим и физическим агентам (температуре, радиации, ферментам).Пояснение:
Благодаря плотной упаковке (бета-структуры), прионы выдерживают кипячение, действие формалина, кислот и ферментов протеаз, которые обычно разрушают белки. Это делает стандартные методы стерилизации неэффективными.7
Какое заболевание животных, вызываемое прионами, привело к эпидемиологическому кризису в Великобритании в 1990-х годах?
Правильный ответ:
Коровье бешенство (губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота).Пояснение:
Эпидемия “коровьего бешенства” возникла из-за скармливания коровам мясо-костной муки, произведенной из овец, больных скрепи (аналогичной прионной болезнью). Прионы преодолели видовой барьер и стали опасны для людей.8
Что показали исследования прионов у грибов и растений (например, у резуховидки Таля)?
Правильный ответ:
Что у них тоже есть белки с прионными свойствами, но они, как правило, не вызывают гибели хозяина.Пояснение:
Обнаружение прионов у низших эукариот и растений показало, что прионизация (структурная перестройка белков) — это, возможно, древний биологический механизм, который в некоторых случаях может быть полезным или нейтральным, а не только патогенным.9
Какое происхождение слова «прион»?
Правильный ответ:
От английских слов protein (белок) и infection (инфекция).Пояснение:
Термин “прион” был предложен Стэнли Прузинером для обозначения новой сущности инфекционного агента, подчеркивая его белковую природу и инфекционные свойства, в отличие от вирусов и бактерий.10
Какая гипотеза происхождения вирусов упоминается в тексте как альтернатива гипотезе деградации бактерий?
Правильный ответ:
Вирусы являются потомками древних вымерших существ, развивавшихся независимо.Пояснение:
Существует несколько гипотез происхождения вирусов. Одна из них предполагает, что вирусы — это не “сбежавшие” гены и не упростившиеся бактерии, а потомки древних доклеточных форм жизни, которые эволюционировали параллельно с клеточным миром.11
Какой механизм лежит в основе “размножения” прионов?
Правильный ответ:
Превращение нормального белка в прионную форму путем изменения его третичной структуры при контакте.Пояснение:
Прионы не создают себя “с нуля”. Они действуют как матрица: прионная молекула связывается с нормальным белком и заставляет его перевернуться (изменить конформацию), превращая его в такого же приона.12
В каком году Д. Гайдушек и В. Зигас выяснили причину болезни куру?
Правильный ответ:
В 1957 г.Пояснение:
1957 год стал поворотным моментом в исследовании прионных болезней. Работа Гайдушека и Зигаса в Новой Гвинее позволила описать эпидемиологию куру и связать её с каннибализмом, хотя прионная природа агента была доказана позже.13
Как влияет прион на третичную структуру нормального белка-рецептора согласно тексту?
Правильный ответ:
Он изменяет направление поворота пептидной цепи (например, влево вместо права) за счет электростатического взаимодействия.Пояснение:
В тексте процесс описывается как изменение пространственной ориентации (поворота) цепей. Электростатическое взаимодействие между прионом и нормальным белком вызывает перестройку связей, стабилизирующих структуру молекулы.14
Почему палеонтологическая летопись не сохранила следов древних предков вирусов (согласно одной из гипотез)?
Правильный ответ:
Из-за отсутствия у них твердого скелета.Пояснение:
Мягкие ткани и молекулярные структуры крайне редко сохраняются в ископаемом состоянии. Если вирусы или их предки не имели минерализованных оболочек или скелета, найти их следы в горных породах практически невозможно.15
Какое утверждение о происхождении прионов является верным?
Правильный ответ:
Происхождение прионов остается загадкой; возможно, это результат редкой мутации гена собственного белка организма.Пояснение:
Наука до сих пор не имеет единого ответа. Существуют теории вирусной деградации и теории спонтанного возникновения (соматической мутации), когда случайная ошибка в гене приводит к синтезу нестабильного белка, запускающего процесс.16
В чем заключается опасность кормления скота мясо-костной мукой?
Правильный ответ:
Это может привести к передаче прионов от инфицированных животных здоровым.Пояснение:
Мясо-костная мука производится из останков животных. Если в переработку попадают больные животные, устойчивые прионы сохраняются в корме. Травоядные коровы, поедая такой корм, заражаются, превращаясь в носителей инфекции.17
Какое воздействие оказывают прионы на нервную ткань?
Правильный ответ:
Они накапливаются, вызывая повреждение и отмирание ткани (образование “губки”).Пояснение:
Накопление нерастворимых прионных белков приводит к вакуолизации (образованию пустот) в цитоплазме нейронов и их гибели. Ткань мозга становится похожей на пористую губку, что и дало название “губчатая энцефалопатия”.18
Кто были основными жертвами болезни куру среди папуасов?
Правильный ответ:
Женщины и дети.Пояснение:
Согласно ритуалам племени форе, мужчинам-воинам доставались лучшие части тела (мышцы), в то время как женщинам и детям отдавали внутренние органы и мозг, где концентрация инфекционного агента была максимальной.19
Какое свойство грибных прионов отличает их от прионов животных?
Правильный ответ:
Они безопасны для хозяина и не вызывают гибели клеток.Пояснение:
Грибные прионы (например, у дрожжей) являются примером неменделевской наследственности. Они изменяют свойства белков, что может помогать грибу адаптироваться к среде, но не приводят к патологической гибели клеток, как у млекопитающих.20
Можно ли назвать прион живым организмом в классическом понимании?