search icon search icon ВЕРСИЯ ДЛЯ СЛАБОВИДЯЩИХ

Предметный тур. Биология. 1 этап

Первая волна. Задачи 8–9 класса
Задача 1.1.(10 баллов)
Адаптационные свойства растений
Тема: биология растений

Условие

Считается, что первые высшие растения на планете появились около 450 млн лет назад.

Растения существуют на планете повсеместно, а число разнообразных видов, описанных учеными на сегодняшний день, насчитывает более 8,5 млн уникальных наименований.

В течение долгого времени в процессе роста и развития одни виды растений изменялись, адаптируясь к условиям окружающей среды, тогда как другие не успевали приспособиться к изменяющейся окружающей среде и исчезали бесследно.

Выберите признаки, характерные для растений класса Хвощевидные:

  1. процесс фотосинтеза происходит во всех частях растения, включая стебель;
  2. в прошлом растения были представлены травянистыми и древесными формами;
  3. процесс фотосинтеза не характерен для данных растений;
  4. в современном мире присутствуют только древесные формы растений;
  5. процесс фотосинтеза происходит исключительно в листьях растения.

Решение

Растения класса Хвощевидные имеют характерные особенности. Так, в прошлом данные растения были представлены в том числе и древесными формами. Процесс фотосинтеза происходит в том числе и в мясистом зеленом стебле данных растений.

Ответ

1, 2.

Задача 1.2.(15 баллов)
Строение глаза
Тема: анатомия

Условие

Школьник Иван увлекается моделированием. На биологии он увидел модель строения глаза и разработал анатомический конструктор, напечатав на 3D-принтере детали и собрав полноценную модель. Но для представления проекта на конкурсе необходимо дополнить изделие описанием и презентационными материалами.

Помогите Ивану разобраться с функциями каждого элемента строения глаза, сопоставив предложенные термины и их описания.

В ответ занесите цифру соответствующего термина в порядке возрастания и соответствующую описанию букву в формате 1 — A, 2 — B, 3 — C.

  1. Склера.
  2. Зрачок.
  3. Хрусталик.
  4. Радужка.
  5. Сетчатка.
  1. Состоит из пигментированных клеток и мышц, которые изменяют размер центрального отверстия для контроля светового потока.
  2. Внутренняя оболочка глаза, где световые сигналы преобразуются в электрические импульсы для передачи в мозг.
  3. Отвечает за точную фокусировку световых лучей на светочувствительной поверхности.
  4. Представляет собой плотную защитную оболочку глаза, обеспечивающую его механическую поддержку.
  5. Регулирует поток света, проходящего внутрь глаза, изменяя свой диаметр в зависимости от интенсивности освещения.

Ответ

1 —D, 2 — E, 3 —C, 4 — A, 5 — B.

Задача 1.3.(20 баллов)
Типы питания
Тема: микробиология

Условие

Прочитайте текст и выберите верный термин.

В ответ занесите буквы выбранных терминов в порядке от начала текста к концу без пробелов и запятых, например, «АБВАБВАБВВ».

А. Гетеротрофное / Б. Автотрофное / В. Литотрофное питание является типом питания, при котором организмы получают необходимые вещества и энергию из органических соединений, А. синтезируемых / Б. разлагаемых / В. биоразлагаемых другими организмами. А. Гетеротрофы / Б. автотрофы / В. литотрофы, к которым относятся животные, грибы и многие бактерии, А. способны / Б. не способны самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических, в отличие от А. гетеротрофов / Б. автотрофов / В. литотрофов, таких как растения и некоторые бактерии. А. Гетеротрофное / Б. Автотрофное / В. Литотрофное питание включает различные процессы, такие как фагоцитоз, осмотрофию. Например, животные поглощают пищу через пищеварительный тракт, где происходит ее А. ферментативное расщепление / Б. накопление / В. ферментативный синтез до молекул, пригодных для усвоения. Грибы и сапротрофные А. бактерии / Б. вирусы / В. простейшие выделяют экзоферменты для внешнего А. расщепления / Б. синтеза / В. перераспределения органики, а затем абсорбируют образовавшиеся простые вещества. А. Гетеротрофы / Б. автотрофы / В. литотрофы играют важную роль в экосистемах, обеспечивая круговорот органического вещества и энергии.

Решение

Гетеротрофное / автотрофное / литотрофное питание является типом питания, при котором организмы получают необходимые вещества и энергию из органических соединений, синтезируемых / разлагаемых / биоразлагаемых другими организмами. Гетеротрофы / автотрофы / литотрофы, к которым относятся животные, грибы и многие бактерии, способны / не способны самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических, в отличие от гетеротрофов / автотрофов / литотрофов, таких как растения и некоторые бактерии. Гетеротрофное / автотрофное / литотрофное питание включает различные процессы, такие как фагоцитоз, осмотрофию. Например, животные поглощают пищу через пищеварительный тракт, где происходит ее ферментативное расщепление / накопление / ферментативный синтез до молекул, пригодных для усвоения. Грибы и сапротрофные бактерии / вирусы / простейшие выделяют экзоферменты для внешнего расщепления / синтеза / перераспределения органики, а затем абсорбируют образовавшиеся простые вещества. Гетеротрофы / автотрофы / литотрофы играют важную роль в экосистемах, обеспечивая круговорот органического вещества и энергии.

Ответ

АААББААААА.

Задача 1.4.(10 баллов)
Формула цветка
Тема: биология растений

Условие

В лаборатории «Агробиотехнологии» вывели новый сорт декоративного растения.

Известно, что это цветок растения семейства Гвоздичные, который имеет следующие характеристики:

  • чашелистиков пять, они свободные;
  • лепестков пять, они свободные;
  • тычинок десять, они свободные;
  • гинецей один, состоящий из пяти сросшихся плодолистиков.

Составьте формулу цветка для данного растения.

Справочный материал

Формула цветка — это упрощенное обозначение строения цветка, которое позволяет быстро определить основные элементы его строения.

Основные компоненты формулы цветка: чашечка (C) — обозначается буквой C и количеством чашелистиков, венчик (C0) — обозначается буквой C и цифрой ноль C0 и количеством лепестков, тычинки (A) — обозначаются буквой A и количеством тычинок, гинецей (G) — обозначается буквой G и количеством плодолистиков. Свободные элементы обозначаются простыми числами. Сросшиеся элементы обозначаются числами в скобках.

Решение

Пользуясь текстом задачи и справочным материалов, составим формулу цветка.

Ответ

C5C05A10G(5).

Задача 1.5.(10 баллов)
Нейродегенеративные заболевания
Тема: физиология человека и животных

Условие

Группа ученых из Калифорнийского университета в Беркли обследовала 26 пожилых людей и установила, что хронический дефицит сна связан с ухудшением превращения кратковременных воспоминаний в долговременную память и сопровождается накоплением в мозгу бета-амилоидов, белков, обнаруживаемых в мозгу пациентов с деменцией альцгеймеровского типа. Болезнь Альцгеймера в частности и нейродегенеративные заболевания в целом представляют собой группу расстройств, характеризующихся прогрессивной дегенерацией или гибелью нервных клеток. Эти заболевания имеют значительное влияние на качество жизни пациентов и представляют собой серьезную медицинскую проблему. Современные исследования направлены на понимание причин, механизмов и возможных методов лечения этих заболеваний.

Какие из следующих утверждений о нейродегенеративных заболеваниях верны? Выберите верные ответы.

  1. Болезнь Альцгеймера является примером нейродегенеративного заболевания.
  2. Нейродегенеративные заболевания всегда связаны с генетическими мутациями.
  3. Болезнь Паркинсона характеризуется утратой дофамин-продуцирующих нейронов.
  4. Боковой амиотрофический склероз (БАС) влияет на двигательные нейроны и может привести к параличу.
  5. Нейродегенеративные заболевания могут быть вызваны прионами.
  6. Рассеянный склероз — это нейродегенеративное заболевание, которое поражает миелиновую оболочку нервных волокон.
  7. Нейродегенеративные заболевания не могут быть диагностированы с помощью нейровизуализации.

Ответ

1, 3, 4, 5, 6.

Задача 1.6.(9 баллов)
Глубоководные адаптации
Тема: зоология позвоночных

Условие

Морские животные могут погружаться на достаточно большую глубину для ловли добычи, рекордсмены среди млекопитающих — зубатые киты клюворылы — смогли опуститься на глубину 2992 м, а южные морские слоны достигли отметки в 2388 м ниже уровня моря. Недавно самка кожистой черепахи установила рекорд в 1344 м, предыдущий рекорд в 1280 м держался почти 20 лет! Какие адаптации помогли достигнуть черепахе таких результатов?

  1. Могут задерживать дыхание на 90 мин.
  2. Гибкие панцири сжимаются и расширяются при изменении давления, что обеспечивает защиту во время погружений и подъема на поверхность.
  3. Способны дышать через кожу, что помогает им получать кислород на большой глубине.
  4. В холодной воде способны поддерживать более высокую по сравнению с окружающей средой температуру тела.
  5. Обладают особыми железами, выделяющими свет для привлечения добычи в темноте.
  6. Могут впадать в анабиоз на глубине, что позволяет им переживать экстремальные условия.

Ответ

1, 2, 4.

Задача 1.7.(9 баллов)
Прионы
Тема: физиология человека и животных

Условие

Прионы — это белки с аномальной третичной структурой, которые могут вызывать нейродегенеративные заболевания у животных и человека, такие как губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота (коровье бешенство) и болезнь Крейтцфельдта – Якоба у людей. Прионы также обладают способностью изменять нормальные белки, присутствующие в организме, в патогенные формы.

Какие особенности прионов можно выделить? Выберите верные ответы.

  1. Длительный инкубационный период, в течение которого симптомы не проявляются, но прионы уже могут распространяться и накапливаться в организме.
  2. Способны к самостоятельному размножению без участия клетки-хозяина.
  3. Невозможность лечения, они неизбежно приводят к летальному исходу.
  4. Способны к передаче воздушно-капельным путем
  5. Устойчивы к обычным методам дезинфекции, таким как нагревание, радиация и химические агенты.
  6. Изменяют ДНК клетки-хозяина при проникновении в организм.

Ответ

1, 3, 5.

Задача 1.8.(12 баллов)
Биолюминисценция
Тема: зоология

Условие

Глубоководные морские организмы, такие как рыбы-удильщики, кальмары и некоторые виды медуз, обладают специальными органами — фотофорами, которые способны испускать свет. Свечение возможно благодаря преобразованию химической энергии в энергию света и называется биолюминесценцией. В процессе задействованы субстраты-люциферины и ферменты люциферазы.

Для чего животные могут использовать фотофоры? Выберите верные ответы.

Стоит отметить, что существует вариант использования не фотофоров, но ламп освещения для того, чтобы скрывать из вида самолеты и даже целые корабли.

  1. Защита от ультрафиолетового излучения: фотофоры помогают поглощать ультрафиолетовые лучи, предотвращая повреждение ДНК и клеток.
  2. Ориентация в пространстве: фотофоры обеспечивают свет для ориентации в темных водах океана, помогая животным находить дорогу.
  3. Поиск пищи на поверхности: фотофоры позволяют глубоководным организмам находить пищу на поверхности воды.
  4. Маскировка (контросвещение): некоторые рыбы, такие как серебристая акула, используют фотофоры для создания эффекта контросвещения. Это помогает им скрываться от хищников.
  5. Привлечение добычи: рыбы-удильщики используют фотофоры в виде светящихся «удочек» для привлечения добычи. Свет приманивает мелких рыб и других морских обитателей, которых удильщик затем захватывает.
  6. Коммуникация и привлечение партнера: некоторые виды кальмаров, такие как кальмар-вампир, используют биолюминесценцию для коммуникации с другими особями своего вида.

Ответ

4, 5, 6.

Задача 1.9.(5 баллов)
Селекционер картофеля
Тема: ученые

Условие

Этот человек был выдающимся ученым-агрономом, сыгравшим ключевую роль в развитии сельского хозяйства XX века. С ранних лет проявлял интерес к растениеводству, что предопределило его дальнейший путь в науке. Он окончил земледельческую и лесную академию, после чего начал свою профессиональную деятельность, сосредоточив внимание на селекции картофеля. Одним из главных достижений стало выведение новых сортов картофеля, которые отличались высокой урожайностью, устойчивостью к заболеваниям и неблагоприятным климатическим условиям. Наиболее известным стал сорт картофеля, названный в его честь, который получил широкое признание благодаря своей устойчивости к фитофторозу и отличным вкусовым качествам. Этот сорт сыграл значительную роль в повышении продуктивности картофелеводства, что способствовало укреплению продовольственной безопасности страны. Кроме того, он проводил обширные исследования в области агротехники и физиологии картофеля. Его работы по оптимизации методов выращивания и ухода за картофелем, а также по изучению физиологических процессов, происходящих в растениях, стали важным вкладом в агрономическую науку. Эти исследования легли в основу многих последующих научных трудов и практических рекомендаций для фермеров и агрономов.

Назовите этого ученого.

  1. Алексей Николаевич Бах (1857–1946).
  2. Юрий Анатольевич Овчинников (1934–1988).
  3. Александр Георгиевич Лорх (1889–1960).
  4. Илья Григорьевич Борщов (1833–1878).
  5. Александр Николаевич Северцов (1866–1936).
  6. Петр Петрович Ширшов (1905–1953).

Ответ

3.

Первая волна. Задачи 10–11 класса
Задача 2.1.(10 баллов)
Морские свинки
Тема: генетика

Условие

В лаборатории генетики живут морские свинки Макс и Мира. Их первое потомство имело равномерно темный окрас, однако в пропорции \(1:1\) произошло распределение на гладкую и розеточную шерсть. При этом известно, что Мира имеет светлую гладкую шерстку. Каков генотип Макса, если темный оттенок и гладкая шерстка характерны для доминантных генов?

Гены, кодирующие доминантные признаки, обозначаются прописными буквами — \(A\), \(B\), аллельные им гены, кодирующие рецессивные признаки, обозначаются строчными буквами — \(a\), \(b\).

Для составления схем скрещивания воспользуйтесь решеткой Пеннета (рис. 2.1), где вдоль одной стороны расположены женские гаметы, а вдоль другой — мужские. Внутри таблицы размещают варианты генотипов, получаемых при скрещивании.

Рис. 2.1. Решетка Пеннета

Выберите правильный вариант ответа:

  1. \(aaBb\);
  2. \(aaBB\);
  3. \(AAbb\);
  4. \(AABB\).

Решение

Темный оттенок и гладкая шерстка — доминантные гены, значит, обозначим их как \(A\) и \(B\).

Мира имеет светлую гладкую шерстку, то есть \(aaBB\) или \(aaBb\).

Гены, кодирующие доминантные признаки, обозначаются прописными буквами — \(A\), \(B\), аллельные им гены, кодирующие рецессивные признаки, обозначаются строчными буквами — \(a\), \(b\).

Для составления схем скрещивания воспользуемся решеткой Пеннета (рис. 2.1), где вдоль одной стороны расположены женские гаметы, а вдоль другой — мужские, внутри таблицы размещают варианты генотипов, получаемых при скрещивании.

В первом поколении особи единообразны по окрасу, это значит, что у Макса темная шерстка и генотип \(AA\). Тогда у всех особей первого поколения генотип \(Aa\) и темная шерстка.

Разделение на розеточную и гладкую шерсть в пропорции \(1:1\) говорит о том, что по второй аллели генотип Макса \(bb\).

Проверим на решетке Пеннета (рис. 2.1):

Вариант A

Мира — \(aaBB\).

Макс — \(AAbb\).

\(M \times M\) \(Ab\)
\(aB\) \(AaBb\)

Поколение единообразно, условию задачи не соответствует.

Вариант Б

Мира — \(aaBb\).

Макс — \(AAbb\).

\(M \times M\) \(Ab\)
\(aB\) \(AaBb\) Темная, гладкая
\(ab\) \(Aabb\) Темная, розеточная
\(aB\) \(AaBb\) Темная, гладкая
\(ab\) \(Aabb\) Темная, розеточная

Распределение верное, условию задачи соответствует.

Ответ

3.

Задача 2.2.(12 баллов)
Клетки и процессы
Тема: цитология

Условие

Клетка — целостная элементарная единица со сложной структурой, характерная для всех живых организмов.

Клетки, сходные по функциям и строению, могут образовывать ткани, которые, в свою очередь, могут формировать органы. При этом клетки могут функционировать по-разному, и некоторые процессы характерны для определенных типов клеток и тканей, а также этапов жизненного цикла клетки.

Пользуясь информацией ниже, сопоставьте термины и их определения. В ответ занесите цифру соответствующего термина в порядке возрастания и соответствующую описанию букву в формате 1 — A, 2 — B, 3 — C.

  1. Эндоцитоз.
  2. Апоптоз.
  3. Автолиз.
  1. Программируемая клеточная смерть, являющаяся нормальным и контролируемым процессом в организме, необходимым для поддержания гомеостаза и предотвращения развития опухолей.
  2. Самопереваривание клетки или ткани, вызванное действием собственных ферментов, высвобожденных при разрушении клеточных мембран.
  3. Процесс поглощения клеткой крупных частиц или жидкости путем образования везикул из плазматической мембраны.

Ответ

1 — C, 2 — A, 3 — B.

Задача 2.3.(15 баллов)
Микромир
Тема: микробиология

Условие

Прочитайте текст и выберите верный термин из предложенного списка.

В ответ занесите буквы выбранных терминов в порядке от начала текста к концу без пробелов и запятых, например, «АБВАБВАБВВ».

А. Вирусы / Б. бактерии / В. грибы представляют собой неклеточные инфекционные агенты, обладающие уникальными биологическими свойствами и способностью А. инфицировать / Б. декомпозировать / В. интегрировать все формы жизни, включая животных, растения, грибы, А. бактерии и археи / Б. вирусы / В. микрогрибы. Они состоят из А. гетерогенного / Б. генетического / В. синтетического материала, заключенного в А. желатиновую / Б. клеточную / В. белковую оболочку, называемую А. матриксом / Б. капсидом / В. кутикулой.

У некоторых А. бактерий / Б. вирусов / В. архей А. матрикс / Б. капсид / В. кутикула окружен(а) А. липидной мембраной / Б. плазмой / В. спорой, содержащей А. бактериальные / Б. вирусные / В. растительные гликопротеины, которые играют ключевую роль в распознавании и проникновении в А. клетку-хозяина / Б. эксплант / В. клеточное ядро. А. Бактерии / Б. вирусы / В. археи не обладают собственным метаболизмом и не могут размножаться самостоятельно; они нуждаются в А. клетках-хозяевах / Б. эксплантах/ В. клеточном ядре для А. синтеза / Б. репликации / В. фотолиза.

Решение

Вирусы / бактерии / грибы представляют собой неклеточные инфекционные агенты, обладающие уникальными биологическими свойствами и способностью инфицировать / декомпозировать / интегрировать все формы жизни, включая животных, растения, грибы, бактерии и археи / вирусы / микрогрибы. Они состоят из гетерогенного / генетического / синтетического материала, заключенного в желатиновую / клеточную / белковую оболочку, называемую матриксом / капсидом / кутикулой. У некоторых бактерий / вирусов / архей матрикс / капсид / кутикула окружен(а) липидной мембраной / плазмой / спорой, содержащей бактериальные / вирусные / растительные гликопротеины, которые играют ключевую роль в распознавании и проникновении в клетку-хозяина / эксплант / клеточное ядро. Бактерии / вирусы / археи не обладают собственным метаболизмом и не могут размножаться самостоятельно; они нуждаются в клетках-хозяевах / эксплантах / клеточном ядре для синтеза / репликации / фотолиза.

Ответ

АААБВБББАБАБАБ.

Задача 2.4.(15 баллов)
Расчет клеток
Тема: микробиология

Условие

Подсчитайте количество эритроцитов в образце крови, используя камеру Горяева.

Для этого выполните следующие шаги:

  1. разбавьте кровь физиологическим раствором в соотношении \(1:200\);
  2. заполните камеру Горяева разбавленным раствором;
  3. подсчитайте количество эритроцитов в пяти больших квадратах камеры Горяева;
  4. рассчитайте концентрацию эритроцитов в 1 мл крови.

Известно, что объем одного большого квадрата камеры Горяева составляет 0,004 мм\(^3\).

В пяти больших квадратах насчитали 250 эритроцитов.

Ответ дайте в количестве клеток на 1 мл.

Решение

Количество подсчитанных клеток \((N) = 250\) эритроцитов.

Разведение образца \((D)\) — в 200 раз.

Объем одного большого квадрата камеры Горяева \((V) = 0{,}004\) мм\(^3\).

Количество подсчитанных больших квадратов \((n) = 5\).

Подставим эти значения в формулу \[C = \frac{N \times D}{V \times n},\] получим \[C = \frac{250\times 200} {0{,}004\times 5} = 2500 000\text{~клеток/мл.}\]

Таким образом, концентрация эритроцитов в 1 мл крови составляет 2 500 000 клеток/мл.

Ответ

2500000.

Задача 2.5.(12 баллов)
Инфекционные заболевания
Тема: физиология человека и животных

Условие

Ученые из университета Глазго обнаружили, что заболеваемость гриппом и риновирусом, который вызывает обычную простуду, неравномерно распределена в течение года. Проанализировав более 44000 случаев респираторных болезней, они пришли к выводу, что два вируса препятствуют распространению друг друга. Вероятно, именно поэтому во время вспышек гриппа случаев обычной простуды становится меньше.

В целом в дыхательных путях человека может селиться множество патогенных вирусов и бактерий, и логично предположить, что они могут как-то взаимодействовать друг с другом, облегчая соседу захват человеческого тела, или, наоборот, конкурируя с ним за место и другие ресурсы. Известно, например, что вирусные инфекции могут ослаблять иммунитет и готовить почву для бактериальных: так, вирус гриппа «сотрудничает» с бактерией пневмококка.

Многие люди связывают холодную погоду с повышенной вероятностью заболеть простудой. Однако существует ли связь между воздействием холода и возникновением простудных заболеваний?

Какие из следующих утверждений верны?

Выберите верные ответы.

  1. Холодная погода сама по себе вызывает простуду.
  2. Вирусы, вызывающие простуду, могут распространяться быстрее в холодных и сухих условиях.
  3. В зимний период люди чаще находятся в закрытых помещениях, что увеличивает вероятность передачи вирусов.
  4. Переохлаждение снижает эффективность иммунной системы, делая человека более уязвимым к инфекциям.
  5. Увеличенное потребление витамина C в холодное время года полностью предотвращает простуду.
  6. Увлажнители воздуха помогают снизить риск простудных заболеваний в холодное время года.

Ответ

2, 3, 4, 6.

Задача 2.6.(10 баллов)
Максимальная продолжительность жизни
Тема: физиология человека и животных

Условие

Деревья относятся к числу самых долгоживущих организмов на Земле, возраст некоторых из них исчисляется тысячами лет. Так, например, в 2018 году Национальном парке Поллино на юге Италии нашли старейшее дерево Европы — сосну Гельдрейха, возраст которой 1230 лет.

Неудивительно, что деревья давно привлекают внимание специалистов по старению, которые хотят раскрыть секрет их долголетия и, возможно, использовать его для продления человеческих жизней. Кроме деревьев также можно встретить немало животных-долгожителей.

Сопоставьте самые долгоживущие виды животных с их приблизительной максимальной продолжительностью жизни. В ответ занесите цифру соответствующего вида в порядке возрастания и соответствующую описанию букву в формате 1 — A, 2 — B, 3 — C.

  1. Гренландский кит.
  2. Галапагосская черепаха.
  3. Океанические моллюски-венусы.
  4. Медуза.
  5. Гигантские трубчатые черви рифтии.
  1. Более 500 лет.
  2. Более 100 лет.
  3. Более 200 лет.
  4. Более 300 лет.
  5. Животное способно полностью вернуться к стадии неполовозрелой колонии после достижения половой зрелости как одиночная особь.

Ответ

1 — C, 2 — B, 3 — A, 4 — E, 5 — D.

Задача 2.7.(9 баллов)
Восстановление нервных клеток
Тема: физиология человека и животных

Условие

Известно, что нервные клетки, или нейроны, имеют ограниченную способность к восстановлению и регенерации, особенно в центральной нервной системе (ЦНС) у млекопитающих. Однако ученые из Кельнского университета (Германия) обнаружили, что кникус благословенный (Cnicus benedictus), растение семейства Астровых, может способствовать восстановлению нервных клеток. Это растение часто встречается вдоль дорог и на пустошах в ряде регионов России, Европы, Азии, Южной и Северной Америки и культивируется в качестве ароматной специи.

В ходе исследований выяснилось, что гликозид кницин, выделенный из кникуса, эффективно способствует росту аксонов в сенсорных нейронах у людей и животных (мышей, крыс и кроликов). Кницин также увеличил среднюю длину нейритов (нейронных отростков) в центральной нервной системе мышей и человека.

По каким причинам нервные клетки не восстанавливаются так легко, как другие клетки?

Выберите верные ответы.

  1. Нейроны обладают сложной структурой, включая аксоны и дендриты, которые создают уникальные соединения с другими клетками. Восстановление или замена этих соединений требует переформирования сети, что крайне сложно.
  2. Большинство нейронов в ЦНС теряют способность к делению после дифференцировки.
  3. В центральной нервной системе присутствуют ингибирующие белки, такие как Nogo-A, и компоненты миелиновой оболочки, которые ограничивают рост аксонов после повреждения.
  4. Нервные клетки постоянно замещаются новыми клетками из-за высокой скорости деления нейронов.
  5. Восстановление нейронов требует исключительно высокого уровня кислорода, который не может быть обеспечен в ЦНС.
  6. Нейроны не могут передавать сигналы после дифференцировки, поэтому их восстановление считается ненужным.
  7. Нейронные связи восстанавливаются спонтанно при любых повреждениях, что делает регенерацию избыточной.

Ответ

1, 2, 3.

Задача 2.8.(12 баллов)
Стресс
Тема: физиология человека и животных

Условие

Немецкие ученые выявили физиологическую основу благоприятного влияния прогулок на природе на психическое состояние. Как показала функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ), подобное времяпровождение снижает активацию миндалевидных тел при выполнении психологических стресс-тестов, то есть прогулки на природе напрямую повысили устойчивость мозга к стрессу.

По данным ООН в настоящее время в городах живет 55% населения Земли, а к 2050 году этот показатель возрастет до 68%. Несмотря на многочисленные преимущества, урбанизация негативно сказывается на психическом здоровье — в городской местности тревожность, расстройства настроения, большая депрессия и шизофрения встречаются более чем на 50% чаще, чем в сельской. Нахождение на природе помогает восстанавливать внимание, отходить от стресса, увеличивать емкость рабочей памяти и улучшать физиологические показатели.

Какие механизмы участвуют в стрессовой реакции организма?

Выберите верные ответы.

  1. Выброс кортизола из коры надпочечников.
  2. Активация симпатической нервной системы.
  3. Снижение уровня глюкозы в крови.
  4. Увеличение частоты дыхания.
  5. Увеличение уровня серотонина.
  6. Снижение активности иммунной системы.
  7. Активизация парасимпатической нервной системы.

Ответ

1, 2, 4, 6.

Задача 2.9.(5 баллов)
Селекционер картофеля
Тема: ученые

Условие

Этот человек был выдающимся ученым-агрономом, сыгравшим ключевую роль в развитии сельского хозяйства XX века. С ранних лет проявлял интерес к растениеводству, что предопределило его дальнейший путь в науке. Он окончил земледельческую и лесную академию, после чего начал свою профессиональную деятельность, сосредоточив внимание на селекции картофеля. Одним из главных достижений стало выведение новых сортов картофеля, которые отличались высокой урожайностью, устойчивостью к заболеваниям и неблагоприятным климатическим условиям. Наиболее известным стал сорт картофеля, названный в его честь, который получил широкое признание благодаря своей устойчивости к фитофторозу и отличным вкусовым качествам. Этот сорт сыграл значительную роль в повышении продуктивности картофелеводства, что способствовало укреплению продовольственной безопасности страны. Кроме того, он проводил обширные исследования в области агротехники и физиологии картофеля. Его работы по оптимизации методов выращивания и ухода за картофелем, а также по изучению физиологических процессов, происходящих в растениях, стали важным вкладом в агрономическую науку. Эти исследования легли в основу многих последующих научных трудов и практических рекомендаций для фермеров и агрономов.

  1. Алексей Николаевич Бах (1857–1946).
  2. Юрий Анатольевич Овчинников (1934–1988).
  3. Александр Георгиевич Лорх (1889–1960).
  4. Илья Григорьевич Борщов (1833–1878).
  5. Александр Николаевич Северцов (1866–1936).
  6. Петр Петрович Ширшов (1905–1953).

Ответ

3.

Вторая волна. Задачи 8–9 класса
Задача 3.1.(10 баллов)
Морфологические особенности растений
Тема: биология растений

Условие

Морфология растений является важной частью ботаники и позволяет рассмотреть процессы развития растений и их особенности в зависимости от вида и этапа жизненного цикла. Это дает возможность структурировать знания о растениях, выделяя признаки, характерные для определенных видов, либо формируя общие характеристики частей и органов растений.

Выберите элементы, не характерные для описания строения листа растения:

  1. ксилема,
  2. флоэма,
  3. устьица,
  4. ключица,
  5. эпидерма,
  6. мицелий.

Решение

Для строения листа растения характерно наличие устьиц, флоэмы, ксилемы и эпидермы.

Ключица — это кость, связывающая плечевой сустав и грудную кость.

Мицелий — это вегетативное тело грибов и актиномицетов.

Ответ

4, 6.

Задача 3.2.(12 баллов)
Костные ткани
Тема: анатомия

Условие

Школьник Иван увлекается биотехнологиями и биомедициной. В биомедицинской научной лаборатории ему выдали для исследования напечатанный на биопринтере фрагмент костной ткани. Костная ткань подразделяется на несколько типов, каждый из которых обладает уникальными характеристиками и выполняет определенные задачи. Для того чтобы понять, фрагмент какой именно ткани получил Иван, помогите ему сопоставить предложенные термины и их описания.

В ответ занесите цифру соответствующего вида в порядке возрастания и соответствующую описанию букву в формате 1 — A, 2 — B, 3 — C.

  1. Трубчатые.
  2. Губчатые.
  3. Плоские.
  4. Смешанные.
  1. Не соответствуют стандартным формам и обычно имеют сложное строение, сочетающее элементы различных типов костей.
  2. Имеют длинную, цилиндрическую форму и содержат полость, заполненную костным мозгом, играя важную роль в поддержке тела и движении.
  3. Состоят из мелких костных трабекул, образующих решетчатую структуру, и встречаются в местах, где необходимо сочетание легкости и прочности.
  4. Имеют широкий, плоский профиль и часто служат для защиты внутренних органов или предоставления поверхностей для мышечного прикрепления.

Ответ

1 — B, 2 — C, 3 — D, 4 — A.

Задача 3.3.(20 баллов)
Особенности растительных объектов
Тема: биология растений

Условие

Прочитайте текст и выберите верный термин из предложенных.

В ответ занесите буквы выбранных терминов в порядке от начала текста к концу без пробелов и запятых, например, «АБВАБВАБВВ».

А. Колос / Б. зонтик / В. початок является типом соцветия, характерного в том числе для многих А. плодовых / Б. злаковых / В. цветковых растений, таких как пшеница, рожь и ячмень. Он состоит из главной оси, на которой расположены мелкие соцветия — А. початки / Б. корзинки / В. колоски. Каждый колосок содержит несколько А. зерен / Б. листков / В. цветков, окруженных А. волосистыми / Б. колосковыми / В. завитыми и цветковыми чешуями, такими как лемма и палея. Эти чешуи защищают развивающиеся цветки, из которых формируются А. зерновки / Б. корзинки / В. соцветия. В некоторых случаях на вершинах цветковых чешуй могут присутствовать остистые или щетинковидные выросты, которые способствуют А. украшению / Б. питанию / В. защите и распространению семян. А. Колос / Б. зонтик / В. початок имеет компактную и экономичную структуру, обеспечивающую эффективное А. размещение / Б. дозревание / В. подсыхание цветков и семян, а также их защиту от неблагоприятных условий окружающей среды.

Решение

Колос / зонтик / початок является типом соцветия, характерным в том числе для многих плодовых / злаковых / цветковых растений, таких как пшеница, рожь и ячмень. Он состоит из главной оси, на которой расположены мелкие соцветия — початки / корзинки /колоски. Каждый колосок содержит несколько зерен / листков / цветков, окруженных волосистыми / колосковыми / завитыми и цветковыми чешуями, такими как лемма и палея. Эти чешуи защищают развивающиеся цветки, из которых формируются зерновки / корзинки / соцветия. В некоторых случаях на вершинах цветковых чешуй могут присутствовать остистые или щетинковидные выросты, которые способствуют украшению / питанию / защите и распространению семян. Колос / зонтик / початок имеет компактную и экономичную структуру, обеспечивающую эффективное размещение / дозревание / подсыхание цветков и семян, а также их защиту от неблагоприятных условий окружающей среды.

Ответ

АБВАБАВАА.

Задача 3.4.(11 баллов)
Цепи питания
Тема: пищевые цепи

Условие

В экосистеме озера обитают следующие организмы:

  • фитопланктон (водоросли);
  • зоопланктон (мелкие ракообразные, питается фитопланктоном);
  • мелкая рыба (питается зоопланктоном);
  • хищная рыба (питается мелкой рыбой);
  • водные птицы (питаются хищной рыбой).

Вычислите, сколько килограммов фитопланктона необходимо для прироста биомассы щуки на 47 кг.

Решение

Пользуясь правилом 10%, рассчитаем массу фитопланкона. Для этого конечную массу щуки разделим на 0,1, получив 10% прироста исходной биомассы на каждом уровне перехода в цепи питания.

\[\frac{47}{0{,}001} = 47000\text{~кг.}\]

Ответ

47000 кг.

Задача 3.5.(10 баллов)
Дальность перелетов
Тема: зоология

Условие

Перелетные птицы способны преодолевать огромные расстояния при миграциях, среди них, конечно же, можно встретить и рекордсменов по количеству километров, преодолеваемых за год.

Для поддержания полета существуют уникальные механизмы и адаптации, вот некоторые из них:

  • альбатросы используют динамическое парение благодаря разнице в скорости ветра на различных высотах над океаном;
  • орлы и аисты используют восходящие потоки теплого воздуха для подъема на большие высоты без необходимости активно махать крыльями;
  • птицы с обтекаемой формой тела и длинными узкими крыльями, как у стрижей и альбатросов, могут эффективно скользить в воздухе, уменьшая сопротивление воздуха и экономя энергию;
  • некоторые птицы способны замедлять свой метаболизм во время долгих полетов, чтобы расходовать меньше энергии, что особенно важно для миграций на большие расстояния.

Портал Statista посчитал самые длинные дистанции. Сопоставьте названия птиц, приведенные ниже, и расстояния в километрах, которые они преодолевают за год.

  1. Полярная крачка.
  2. Серый буревестник.
  3. Тонкоклювый буревестник.
  4. Обыкновенная каменка.
  5. Каменка-плешанка.
  1. 30 000.
  2. 96 000.
  3. 18 000.
  4. 64 000.
  5. 43 000.

Ответ

1 — B, 2 — D, 3 — E, 4 — A, 5 — C.

Задача 3.6.(15 баллов)
Продолжительность сна
Тема: физиология человека и животных

Условие

Перекрестное исследование британских ученых, основанное на данных британского биобанка, показало, что увеличенная продолжительность сна негативно влияет на когнитивное здоровье. Ранний хронотип также негативно сказывался на когнитивных функциях, а средний и поздний хронотипы оказались связанны с лучшими оценками когнитивных функций.

Сон является важным биологическим процессом, необходимым для физического и психического здоровья человека. Во время сна происходят восстановительные процессы, и его недостаток может привести к серьезным последствиям для здоровья.

Какие из следующих утверждений о сне верны?

  1. Во время сна мозг полностью отключается и неактивен.
  2. Сон делится на несколько стадий, включая фазу быстрого сна (rapid eye movement — REM) и фазу медленного сна (non-rapid eye movement NREM).
  3. Недостаток сна может привести к ухудшению когнитивных функций и памяти.
  4. Взрослым людям рекомендуется спать 7–9 ч в сутки.
  5. Во время сна происходит восстановление и укрепление иммунной системы.
  6. Долгий дневной сон является полным эквивалентом ночного сна.
  7. Сон необходим для поддержания эмоционального и психологического здоровья.

Ответ

2, 3, 4, 5, 7.

Задача 3.7.(9 баллов)
Пересадка почки
Тема: физиология человека и животных

Условие

В марте 2024 года американские хирурги впервые пересадили почку свиньи живому человеку. Это была свиная генномодифицированная почка EGEN-2784, разработанная компанией eGenesis. Как вы понимаете, по размеру и функциям почка человека и свиньи достаточно похожа, но функционированию пересаженного органа точно помешают иммунная реакция отторжения трансплантата и вирусы, встроенные в геном животных, для этого геном свиньи был отредактирован с помощью технологии CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats — короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами).

Какие действия с геномом нужно было выполнить для того, чтобы избежать отторжения почки:

  1. нокаут генов, отвечающих за подострое отторжение;
  2. добавление человеческих трансгенов;
  3. изменение генов, отвечающих за размер органа;
  4. увеличение количества митохондрий в клетках почки;
  5. инактивацию эндогенных ретровирусов в свином геноме;
  6. добавление генов, способствующих ускоренному заживлению ран.

Ответ

1, 2, 5.

Задача 3.8.(8 баллов)
Редактирование генома
Тема: генетика

Условие

В декабре 2023 года управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA) одобрило к применению терапию серповидноклеточной анемии, основанную на системе редактирования генов CRISPR.

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) — это технология редактирования генов, которая позволяет ученым изменять ДНК с высокой точностью. С ее помощью можно лечить ряд генетических заболеваний.

Какие именно? Выберите верные ответы:

  1. Бета-талассемия.
  2. Шизофрения.
  3. Мускулярная дистрофия Дюшенна.
  4. Кистозный фиброз.
  5. Гемофилия.
  6. Остеоартрит.

Ответ

1, 3, 4, 5.

Задача 3.9.(5 баллов)
Исследователь Арктики
Тема: ученые

Условие

Этот человек был выдающимся исследователем, океанографом и биологом, чьи открытия существенно расширили знания в области морской биологии и океанографии. Родившись в крестьянской семье в Полтавской губернии, он проявлял способности к науке и исследовательской деятельности с раннего возраста.

Он начал свою научную карьеру с изучения морской флоры и фауны и принимал участие в многочисленных научных экспедициях в Арктику, где его исследования внесли значительный вклад в понимание жизни в экстремальных условиях. Ученый исследовал биологические процессы в Северном Ледовитом океане, изучая распределение и поведение планктона, что имело важное значение для понимания экосистем Арктики.

Одним из наиболее значимых достижений стало открытие глубоководных течений в Северном Ледовитом океане и их влияние на биологические процессы. Его исследования показали, что эти течения играют ключевую роль в распределении питательных веществ и, следовательно, в поддержании жизни в океане. Ученый также изучал ледяные покровы Арктики, их динамику и влияние на морскую биологию в целом. В 1937 году был отправлен на уникальную Полярную станцию на дрейфующем льду «Северный полюс-1», где он и его команда провели важнейшие исследования, включающие наблюдения за климатическими и биологическими процессами в Арктике. Эти исследования позволили получить бесценные данные о полярных экосистемах и климатических изменениях.

  1. Алексей Николаевич Бах (1857–1946).
  2. Юрий Анатольевич Овчинников (1934–1988).
  3. Александр Георгиевич Лорх (1889–1960).
  4. Илья Григорьевич Борщов (1833–1878).
  5. Александр Николаевич Северцов (1866–1936).
  6. Петр Петрович Ширшов (1905–1953).

Ответ

6.

Вторая волна. Задачи 10–11 класса
Задача 4.1.(10 баллов)
Морфологические особенности растений
Тема: биология растений

Условие

В лаборатории генетики живут морские свинки Макс и Мира. Их первое потомство имело равномерно темный окрас, однако в пропорции \(1:1\) произошло распределение на гладкую и розеточную шерсть. При этом известно, что Мира имеет светлую гладкую шерстку. Каков генотип Миры, если темный оттенок и гладкая шерстка характерны для доминантных генов?

Гены, кодирующие доминантные признаки, обозначаются прописными буквами — \(A\), \(B\), аллельные им гены, кодирующие рецессивные признаки, обозначаются строчными буквами — \(a\), \(b\).

Для составления схем скрещивания воспользуйтесь решеткой Пеннета (рис. 4.1), где вдоль одной стороны расположены женские гаметы, а вдоль другой — мужские. Внутри таблицы размещают варианты генотипов, получаемых при скрещивании.

Рис. 4.1. Решетка Пеннета

Выберите правильный вариант ответа:

  1. \(aaBb\);
  2. \(aaBB\);
  3. \(AAbb\);
  4. \(AABB\).

Решение

Темный оттенок и гладкая шерстка — доминантные гены, значит, обозначим их как \(A\) и \(B\).

Мира имеет светлую гладкую шерстку, то есть \(aaBB\) или \(aaBb\).

ТВ первом поколении особи единообразны по окрасу, значит, у Макса темная шерстка и генотип \(AA\). Тогда у всех особей первого поколения генотип \(Aa\) и темная шерстка.

Разделение на розеточную и гладкую шерсть в пропорции \(1:1\) говорит о том, что по второй аллели генотип Макса \(bb\).

Проверим на решетке Пеннета (рис. 4.1):

Вариант A

Мира — \(aaBB\).

Макс — \(AAbb\).

\(M \times M\) \(Ab\)
\(aB\) \(AaBb\)

Поколение единообразно, условию задачи не соответствует.

Вариант Б

Мира — \(aaBb\).

Макс — \(AAbb\).

\(M \times M\) \(Ab\)
\(aB\) \(AaBb\) Темная, гладкая
\(ab\) \(Aabb\) Темная, розеточная
\(aB\) \(AaBb\) Темная, гладкая
\(ab\) \(Aabb\) Темная, розеточная

Распределение верное, условию задачи соответствует.

Ответ

1.

Задача 4.2.(12 баллов)
Клетки и процессы
Тема: микробиология

Условие

Живые организмы обладают определенными признаками, отличающими их от объектов неживой природы: дыхания, роста, развития, движения и пр.

Для описания и подробного исследования некоторых свойств организмов используются следующие термины и процессы.

Пользуясь информацией ниже, сопоставьте термины и их определения.

В ответ занесите цифру соответствующего термина в порядке возрастания и соответствующую описанию букву в формате 1 — A, 2 — B, 3 — C.

  1. Онтогенез.
  2. Морфогенез.
  3. Канцерогенез.
  1. Процесс накопления мутаций, провоцирующих возникновение злокачественных опухолей и опухолевых процессов.
  2. Полный цикл развития живого организма с учетом индивидуальных особенностей.
  3. Процесс изменения и развития структур, появившихся в ходе развития живого организма.

Ответ

1 — B, 2 — C, 3 — A.

Задача 4.3.(15 баллов)
Метаболизм
Тема: внутриклеточные биохимические реакции

Условие

Прочитайте текст и выберите верный термин из предложенного списка.

В ответ занесите буквы выбранных терминов в порядке от начала текста к концу без пробелов и запятых, например, «АБВАБВАБВВ».

А. Аденозинтрифосфат (АТФ) / Б. Аденозиндифосфат (АДФ) / В. белок является универсальным носителем А. наследственной информации / Б. энергии / В. питательных веществ в клетках и играет ключевую роль в А. метаболических / Б. кинетических / В. мутационных процессах.

А. Аденозинтрифосфат (АТФ) / Б. Аденозиндифосфат (АДФ) / В. белок является А. объемной / Б. высокоэнергетической / В. низкоэнергетической молекулой благодаря А. эндотермическим / Б. макроэргическим / В. экзотермическим связям между А. фосфатными / Б. нитратными / В. водородными группами. Гидролиз А. аденозинтрифосфата (АТФ) / Б. аденозиндифосфата (АДФ) / В. белка до А. аденозинтрифосфата (АТФ) / Б. аденозиндифосфата (АДФ) / В. белка и А. неорганического фосфата / Б. водорода / В. азота высвобождает значительное количество А. наследственной информации / Б. энергии / В. питательных веществ, используемой для проведения различных клеточных процессов, таких как синтез А. аденозинтрифосфата (АТФ) / Б. аденозиндифосфата (АДФ) / В. белка, транспорт веществ через клеточные мембраны и механическое движение.

Решение

Аденозинтрифосфат (АТФ) / Аденозиндифосфат (АДФ) / белок является универсальным носителем наследственной информации / энергии / питательных веществ в клетках и играет ключевую роль в метаболических / кинетических / мутационных процессах.

Аденозинтрифосфат (АТФ) / Аденозиндифосфат (АДФ) / белок является объемной / высокоэнергетической / низкоэнергетической молекулой благодаря эндотермическим / макроэргическим/ экзотермическим связям между фосфатными / нитратными / водородными группами. Гидролиз аденозинтрифосфата (АТФ) / аденозиндифосфата (АДФ) / В. белка до аденозинтрифосфата (АТФ) / аденозиндифосфата (АДФ) / белка и неорганического фосфата / водорода / азота высвобождает значительное количество наследственной информации / энергии / питательных веществ, используемой для проведения различных клеточных процессов, таких как синтез аденозинтрифосфата (АТФ) / аденозиндифосфата (АДФ) / белка, транспорт веществ через клеточные мембраны и механическое движение.

Ответ

АБААББААБАБВ.

Задача 4.4.(15 баллов)
Расчет клеток
Тема: микробиология

Условие

Подсчитайте количество одноклеточных в образце воды из лужи, используя камеру Горяева. Для этого выполните следующие шаги:

  1. разбавьте пробу воды из лужи физиологическим раствором в соотношении \(1:100\);
  2. заполните камеру Горяева разбавленным раствором;
  3. подсчитайте количество одноклеточных эукариот в десяти больших квадратах камеры Горяева;
  4. рассчитайте концентрацию одноклеточных эукариот в 1 мл воды.

Известно, что объем одного большого квадрата камеры Горяева составляет 0,004 мм\(^3\). В десяти больших квадратах насчитали 150 одноклеточных эукариот.

Решение

Количество подсчитанных клеток \((N) = 150\) одноклеточных эукариот.

Разведение образца \((D)\) — в 100 раз.

Объем одного большого квадрата камеры Горяева \((V ) = 0{,}004\) мм\(^3\).

Количество подсчитанных больших квадратов \((n) = 10\). Подставим эти значения в формулу: \[C = \frac{150 \times 100}{0{,}004 \times 10} = 375000\text{ клеток/мл.}\]

Таким образом, концентрация одноклеточный эукариот в 1 мл воды составляет 375 000 клеток/мл.

Ответ

375 000.

Задача 4.5.(12 баллов)
Речь и мозг
Тема: физиология человека и животных

Условие

Идея о том, что люди используют только 10% своего мозга, является мифом. На самом деле исследования показывают, что мы используем весь мозг, хотя и не все его части активны одновременно. Разные области мозга выполняют различные функции, и их активность зависит от выполняемых задач. Например, одни области отвечают за движение, другие — за восприятие, третьи — за обработку информации и так далее.

Современные методы нейровизуализации, такие как функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) и позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), показывают, что даже при выполнении простых задач активны большие участки мозга. Наш мозг высокоэффективен и адаптивен, и его функции распределены по различным областям, которые работают совместно.

К примеру, восприятие и производство речи — это сложные процессы, которые задействуют различные области мозга.

Выберите, какие именно части мозга участвуют в восприятии речи и говорении:

  1. зона Брока;
  2. зона Вернике;
  3. гиппокамп;
  4. моторная кора;
  5. мозжечок;
  6. зрительная кора;
  7. лобная доля.

Ответ

1, 2, 4, 7.

Задача 4.6.(10 баллов)
Паразиты и их хозяева
Тема: зоология

Условие

В апреле 2024 года в журнале JAMA Ophthalmology вышла статья с описанием необычного случая заражения паразитом — врачи извлекли из глаза молодой жительницы Демократической Республики Конго личинку пятиустки Armillifer grandis — паразитического ракообразного, которое обычно живет в дыхательных путях змей и других рептилий. Скорее всего, девушка заразилась им при употреблении недостаточно обработанной крокодилятины. При этом паразит рос в ее глазу на протяжении двух лет. Человек не относится к типичным хозяевам пятиусток, но иногда эти паразиты случайно заражают людей.

Пятиустка — не единственный паразит, которого можно встретить в природе. Известно, что паразиты могут иметь основного и промежуточного хозяина, также встречаются паразиты паразитов или сверхпаразиты. В этом задании нужно сопоставить паразитов с их основными хозяевами или симптомами заражения.

  1. Токсоплазма (Toxoplasma gondii).
  2. Малярийный плазмодий (Plasmodium falciparum).
  3. Эхинококк (Echinococcus granulosus).
  4. Острица (Enterobius vermicularis).
  5. Лямблия (Giardia lamblia).
  1. Может использовать кошек в качестве окончательных хозяев, а также инфицирует людей, поражая нервную и лимфатическую системы, глаза, скелетные мышцы, миокард и др.; в подавляющем большинстве случаев болезнь протекает бессимптомно.
  2. Заражает детей, вызывая зуд в перианальной области, яйца передаются через загрязненные руки, продукты питания, реже — через воду.
  3. Вызывает кишечные инфекции у людей и передается через загрязненные источники воды.
  4. Заболевание сопровождается лихорадкой, ознобами, увеличением размеров селезенки, увеличением размеров печени, анемией; передается через укусы комаров рода Anopheles.
  5. Заражает домашних животных и людей, образуя кисты в печени и других органах.

Ответ

1 — A, 2 — D, 3 — E, 4 — B, 5 — C.

Задача 4.7.(12 баллов)
Родительский вклад
Тема: зоология

Условие

В конце июля 2024 года орнитологи из Австрии и Нидерландов опубликовали статью по результатам наблюдения за парами гнездящихся казарок на Шпицбергене и заметили, что некоторые самцы садились на гнезда, когда самки временно покидали их. Ранее такого поведения среди казарок не наблюдалось — в целом у большинства видов гусеобразных кладку насиживают самки. Ученые предположили, что такое поведение самцов может защищать кладку от хищников, однако вероятность вылупления птенцов в гнездах, где самцы сидели на кладке, и в тех, где они этого не делали, не различалась.

Забота о потомстве в целом является важной частью родительского поведения у многих видов животных. У некоторых видов самцы активно участвуют в воспитании и защите потомства. Какие примеры заботы самцов о потомстве наиболее характерны для различных видов животных?

  1. Самцы морских коньков вынашивают яйца в специальной брюшной сумке до их вылупления.
  2. Самцы императорских пингвинов высиживают яйца на ногах в течение долгих зимних месяцев, пока самки ищут пищу.
  3. Именно серые волки, а не волчицы обеспечивают охрану логова и добывают пищу для щенков.
  4. Самцы африканских слонов охраняют стадо и помогают самкам заботиться о детенышах.
  5. Самцы японской макаки строят гнезда для своих детенышей на деревьях.
  6. Самцы австралийской яканы высиживают яйца и заботятся о потомстве.

Ответ

1, 2, 3, 6.

Задача 4.8.(9 баллов)
Таурин и старение
Тема: физиология человека и животных

Условие

Группа ученых выяснила, что с возрастом в крови мышей, обезьян и людей значительно снижается уровень таурина. Добавление этой сульфоаминокислоты в пищу продлевало здоровую жизнь в экспериментах на круглых червях, мышах и обезьянах, а ее дефицит у людей был связан с маркерами метаболических расстройств и воспаления. Кроме того, таурин положительно влиял на многочисленные признаки старения на клеточном и молекулярном уровне. Отчет о проделанной работе опубликован в журнале Science.

Таурин широко распространен в тканях животных (составляет около 0,1% массы тела человека). Он необходим для правильного развития и работы сердечно-сосудистой и центральной нервной систем, сетчатки глаза и скелетных мышц. У человека служит условно незаменимым питательным веществом (полностью незаменимым у детей). Известно, что его концентрация в крови коррелирует с некоторыми показателями здоровья кожи, сердечно-сосудистой, нервной и иммунной систем, а также метаболизма глюкозы.

Тем не менее, таурин — это не единственный показатель старения организма. Какие процессы связаны со старением у млекопитающих?

  1. Уменьшение длины теломер: каждый раз, когда клетка делится, теломеры на концах хромосом укорачиваются, что в конечном итоге ограничивает число возможных делений клеток.
  2. Накопление повреждений и мутаций ДНК: в процессе жизни клетки в ДНК накапливаются повреждения и мутации, которые со временем могут приводить к нарушениям ее функций.
  3. Увеличение с возрастом активности митохондрий, что способствует повышению количества АТФ в клетках.
  4. Снижение уровня антиоксидантов: снижение способности организма нейтрализовать свободные радикалы может способствовать клеточному старению.
  5. Повышение с возрастом регенеративной способности клеток.
  6. Увеличение числа стволовых клеток и их эффективности с возрастом.
  7. Повышение синтеза коллагена, что приводит к появлению морщин и снижению упругости тканей.

Ответ

1, 2, 4.

Задача 4.9.(5 баллов)
Исследователь Арктики
Тема: ученые

Условие

Этот человек был выдающимся исследователем, океанографом и биологом, чьи открытия существенно расширили знания в области морской биологии и океанографии. Родившись в крестьянской семье в Полтавской губернии, он проявлял способности к науке и исследовательской деятельности с раннего возраста.

Он начал свою научную карьеру с изучения морской флоры и фауны и принимал участие в многочисленных научных экспедициях в Арктику, где его исследования внесли значительный вклад в понимание жизни в экстремальных условиях. Ученый исследовал биологические процессы в Северном Ледовитом океане, изучая распределение и поведение планктона, что имело важное значение для понимания экосистем Арктики.

Одним из наиболее значимых достижений стало открытие глубоководных течений в Северном Ледовитом океане и их влияние на биологические процессы. Его исследования показали, что эти течения играют ключевую роль в распределении питательных веществ и, следовательно, в поддержании жизни в океане. Ученый также изучал ледяные покровы Арктики, их динамику и влияние на морскую биологию в целом. В 1937 году был отправлен на уникальную Полярную станцию на дрейфующем льду «Северный полюс-1», где он и его команда провели важнейшие исследования, включающие наблюдения за климатическими и биологическими процессами в Арктике. Эти исследования позволили получить бесценные данные о полярных экосистемах и климатических изменениях.

  1. Алексей Николаевич Бах (1857–1946).
  2. Юрий Анатольевич Овчинников (1934–1988).
  3. Александр Георгиевич Лорх (1889–1960).
  4. Илья Григорьевич Борщов (1833–1878).
  5. Александр Николаевич Северцов (1866–1936).
  6. Петр Петрович Ширшов (1905–1953).

Ответ

6.

Третья волна. Задачи 8–9 класса
Задача 5.1.(9 баллов)
Морфологические особенности растений
Тема: биология растений

Условие

Морфология растений является важной частью ботаники и позволяет рассмотреть процессы развития растений и их особенности в зависимости от вида и этапа жизненного цикла. Это дает возможность структурировать знания о растениях, выделяя признаки, характерные для определенных видов, либо формируя общие характеристики частей и органов растения.

Выберите элементы, которые характерны для растительной почки:

  1. почечная чешуя;
  2. зачаточный стебель;
  3. конус нарастания;
  4. кутикула;
  5. эндосфера;
  6. жилка.

Решение

Для строения растительной почки характерно наличие почечной чешуи, зачаточного стебля и формирующегося конуса нарастания.

Ответ

1, 2, 3.

Задача 5.2.(15 баллов)
Костные ткани
Тема: анатомия

Условие

Школьник Иван увлекается ИТ и графическим дизайном. На биологии он долго не мог запомнить строение органов дыхания и их функции. Для того чтобы выучить материал, он решил создать интерактивное пособие с подробным описанием каждого элемента.

Помогите Ивану разобраться с материалами, которые нужно внести в пособие, сопоставив предложенные термины и их описания.

В ответ занесите цифру соответствующего органа в порядке возрастания и соответствующую описанию букву в формате 1 — A, 2 — B, 3 — C.

  1. Трахея.
  2. Бронхи.
  3. Легкие.
  4. Бронхиолы.
  5. Носоглотка.
  1. Ведет к конечным воздушным мешочкам и играет ключевую роль в доставке воздуха к участкам газообмена.
  2. Расположена позади носовой полости и служит переходной зоной для воздуха.
  3. Представляет собой трубчатую структуру, покрытую кольцами хрящей для предотвращения ее спадения.
  4. Разветвленная структура, которая ведет от основного дыхательного органа и далее делится на более мелкие проходы.
  5. Состоит из множества мелких воздушных мешочков, где происходит газообмен между воздухом и кровью.

Ответ

1 — C, 2 — D, 3 — E, 4 — A, 5 — B.

Задача 5.3.(20 баллов)
Микромир
Тема: микробиология

Условие

Прочитайте текст и выберите верный термин.

В ответ занесите буквы выбранных терминов в порядке от начала текста к концу без пробелов и запятых, например, «АБВАБВАБВВ».

Основной таксономической категорией, принятой в биологии, является А. вид / Б. род / В. отдел. А. Виды / Б. порядки / В. семейства объединяются в А. отделы / Б. роды / В. семейства, те — в А. виды / Б. роды / В. семейства, они — в А. порядки / Б. отделы / В. семейства, далее следуют классы, А. порядки / Б. отделы / В. семейства и царства.

В А. микробиологии / Б. ботанике / В. медицине существуют и более мелкие таксономические единицы, чем А. вид / Б. род / В. отдел: подвид, А. группа / Б. двойник / В. разновидность.

Они могут различаться по физиологическим, морфологическим или по антигенным свойствам.

Большое значение в микробиологии имеют такие понятия, как А. клон / Б. штамм / В. подтип — чистая культура, полученная из одной клетки, и А. клон / Б. штамм / В. подтип — культуры бактерий одного вида, выделенные из различных источников либо из одного источника в разное время или полученные в ходе генетических манипуляций. Разные А. клоны / Б. штаммы / В. подтипы одного и того же А. клона / Б. сорта/ В. вида бактерий могут отличаться друг от друга по целому ряду свойств, например, по чувствительности к антибиотикам, способности к синтезу токсинов, ферментов и др.

Решение

Основной таксономической категорией, принятой в биологии, является вид / род / отдел. Виды / порядки / семейства объединяются в отделы / роды / семейства, те — в виды / роды / семейства, они — в порядки / отделы / семейства, далее следуют классы, порядки / отделы / семейства и царства.

В микробиологии / ботанике / медицине существуют и более мелкие таксономические единицы, чем вид / род / отдел: подвид, группа / двойник / разновидность.

Они могут различаться по физиологическим, морфологическим или по антигенным свойствам.

Большое значение в микробиологии имеют такие понятия, как клон / штамм / подтип — чистая культура, полученная из одной клетки, и клон / штамм / подтип — культуры бактерий одного вида, выделенные из различных источников либо из одного источника в разное время или полученные в ходе генетических манипуляций. Разные клоны / штаммы / подтипы одного и того же клона / сорта/ вида бактерий могут отличаться друг от друга по целому ряду свойств, например, по чувствительности к антибиотикам, способности к синтезу токсинов, ферментов и др.

Ответ

ААБВАБААВАББВ.

Задача 5.4.(9 баллов)
Цепи питания
Тема: пищевые цепи

Условие

В лесной экосистеме обитают следующие организмы:

  • дуб;
  • гусеницы (питаются листьями дуба);
  • жуки (питаются гусеницами);
  • птицы (питаются жуками);
  • хищные птицы (питаются мелкими птицами).

В начальный момент времени дуб производит 5000 единиц энергии.

Требуется рассчитать, какая доля первоначальной энергии дуба будет усвоена хищными птицами, если известно, что на каждом трофическом уровне передается 10% энергии. Учитывая, что энергия, усваиваемая дубом за день, составляет 5000 единиц, рассчитайте, сколько особей хищных птиц может прокормиться в данной экосистеме, если каждая хищная птица потребляет 0,2 единицы энергии в день.

Решение

Пользуясь правилом 10% рассчитаем получаемое от дуба ежедневно:

\[5000\cdot 0{,}1\cdot 0{,}1\cdot 0{,}1\cdot 0{,}1 = 5\text{ единиц.}\]

Пять особей потребляют \(0{,}2\cdot 5 = 1\) единицу энергии.

То есть всего может быть 25 особей хищных птиц.

Ответ

25.

Задача 5.5.(9 баллов)
Вирусы в нашем геноме
Тема: эволюция

Условие

Это может показаться невозможным, но формирование отдельных особенностей наших организмов не произошло бы, не случись встройки вирусов в организм наших предков. Миллионы лет назад интеграция вирусных генов привела к появлению новых белков, которые и по сей день играют важные роли в физиологии и биологии организма.

Из списка выберите белки, которые появились у нас благодаря вирусам.

  1. Белок миелиновой оболочки аксонов.
  2. Белковый гормон инсулин.
  3. Белок синтицин, отвечающий за формирование плаценты.
  4. Белок Arc, связанный с синаптической пластичностью и памятью.
  5. Белок миозин, участвующий в мышечном сокращении.
  6. Гемоглобин — белок переносчик кислорода в крови.

Ответ

1, 3, 4.

Задача 5.6.(12 баллов)
Заболевания пшеницы
Тема: ботаника

Ответ

1, 3, 4, 6.

Задача 5.7.(9 баллов)
Секвенирование ДНК
Тема: генетика

Условие

В октябре 2022 года семнадцатилетний Индивер Мадиредди (Indeever Madireddy), учащийся старшей школы из Калифорнии, секвенировал, собрал и аннотировал полный геном обыкновенной скалярии впервые в истории. Моделью для исследования стала аквариумная рыбка Кельвин, погибшая от естественных причин. По словам Мадиредди, таким образом он решил увековечить память о своем питомце и предоставить новую информацию научному сообществу.

Секвенирование ДНК — это процесс определения последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. Современные методы секвенирования позволяют быстро и точно расшифровывать генетическую информацию, что имеет огромное значение для медицинских, биологических и агротехнологических исследований.

Какие из следующих утверждений о секвенировании ДНК верны?

  1. Секвенирование ДНК позволяет определить точный порядок нуклеотидов в молекуле ДНК.
  2. Метод Сэнгера — это метод секвенирования, который используют для прочтения длинных участков ДНК в современной науке.
  3. Современные методы секвенирования, такие как секвенирование нового поколения (NGS), позволяют секвенировать большие объемы генетического материала быстро и экономично.
  4. Секвенирование ДНК используется только в медицинских исследованиях.
  5. Секвенирование ДНК может помочь в идентификации патогенов и разработке целенаправленных методов лечения.
  6. Секвенирование ДНК не применяется в сельском хозяйстве.

Ответ

1, 3, 5.

Задача 5.8.(12 баллов)
Резистентность
Тема: микробиология

Условие

В 2019 году резистентность бактерий к антибиотикам стала третьей причиной смертности в мире после ишемических болезней сердца и инсульта. Антибиотикорезистентность — это частный случай устойчивости к противомикробным препаратам, которые обычно уничтожают или подавляют рост бактерий. Резистентность к антибиотикам может развиваться в результате естественного отбора посредством случайных мутаций и/или благодаря воздействию антибиотика. Микроорганизмы способны переносить генетическую информацию устойчивости к антибиотикам путем горизонтального переноса генов. Это явление представляет серьезную угрозу для здоровья, так как устойчивые к антибиотикам инфекции сложнее лечить, и они могут приводить к более тяжелым исходам.

Какие из следующих заболеваний известны своей устойчивостью к антибиотикам?

  1. Туберкулез.
  2. Гонорея.
  3. Малярия.
  4. Стафилококковые инфекции.
  5. ВИЧ/СПИД.
  6. Пневмония.
  7. Лептоспироз.
  8. Чума.

Ответ

1, 2, 4, 6.

Задача 5.9.(5 баллов)
Нобелевский лауреат из России
Тема: ученые

Условие

Этот человек был выдающимся российским ученым, биологом и иммунологом, чьи работы в области микробиологии и иммунологии принесли ему мировую известность и Нобелевскую премию. Одним из крупнейших его достижений стало открытие фагоцитоза — процесса, при котором определенные клетки, названные фагоцитами, поглощают и уничтожают патогенные микроорганизмы и клеточный мусор. Это открытие стало основой для понимания врожденного иммунитета и позволило значительно продвинуться в изучении защитных механизмов организма. Он предположил, что фагоциты играют ключевую роль в борьбе с инфекциями и воспалительными процессами, что было подтверждено последующими исследованиями.

Работая в Институте Пастера в Париже, ученый продолжал свои исследования в области иммунологии и микробиологии, развивая теорию фагоцитоза и изучая механизмы старения и долгожительства. Он считал, что старение является результатом хронической интоксикации организма токсинами, производимыми кишечными бактериями. Для борьбы с этим он предложил употребление кисломолочных продуктов, содержащих лактобактерии, что, по его мнению, могло бы способствовать улучшению здоровья и продлению жизни.

В 1908 году он был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине совместно с Паулем Эрлихом за их работы по иммунологии. Его исследования внесли неоценимый вклад в развитие медицинской науки и заложили основу для современных методов профилактики и лечения инфекционных заболеваний.

  1. Алексей Николаевич Бах (1857–1946).
  2. Юрий Анатольевич Овчинников (1934–1988).
  3. Александр Георгиевич Лорх (1889–1960).
  4. Илья Ильич Мечников (1845–1916).
  5. Александр Николаевич Северцов (1866–1936).
  6. Петр Петрович Ширшов (1905–1953).

Ответ

4.

Третья волна. Задачи 10–11 класса
Задача 6.1.(10 баллов)
Морские свинки
Тема: генетика

Условие

В лаборатории генетики живут морские свинки Макс и Мира. Их первое потомство имело равномерно темный окрас, однако в пропорции \(1:1\) произошло распределение на гладкую и розеточную шерсть. При этом известно, что Мира имеет светлую гладкую шерстку. Каков генотип свинок с розеточной шерсткой в первом поколении, если темный оттенок и гладкая шерстка характерны для доминантных генов?

Гены, кодирующие доминантные признаки, обозначаются прописными буквами — \(A\), \(B\), аллельные им гены, кодирующие рецессивные признаки, обозначаются строчными буквами — \(a\), \(b\).

Для составления схем скрещивания воспользуйтесь решеткой Пеннета (рис. 6.1), где вдоль одной стороны расположены женские гаметы, а вдоль другой — мужские. Внутри таблицы размещают варианты генотипов, получаемых при скрещивании.

Рис. 6.1. Решетка Пеннета

Выберите правильный вариант ответа:

  1. \(AaBb\);
  2. \(aaBB\);
  3. \(Aabb\);
  4. \(AABB\).

Решение

Темный оттенок и гладкая шерстка — доминантные гены, значит, обозначим их как \(A\) и \(B\).

Мира имеет светлую гладкую шерстку, то есть \(aaBB\) или \(aaBb\).

В первом поколении особи единообразны по окрасу, значит, у Макса темная шерстка и генотип \(AA\). Тогда у всех особей первого поколения генотип \(Aa\) и темная шерстка.

Разделение на розеточную и гладкую шерсть в пропорции \(1:1\) говорит о том, что по второй аллели генотип Макса \(bb\).

Проверим на решетке Пеннета (рис. 6.1):

Вариант A

Мира — \(aaBB\).

Макс — \(AAbb\).

\(M \times M\) \(Ab\)
\(aB\) \(AaBb\)

Поколение единообразно, условию задачи не соответствует.

Вариант Б

Мира — \(aaBb\).

Макс — \(AAbb\).

\(M \times M\) \(Ab\)
\(aB\) \(AaBb\) Темная, гладкая
\(ab\) \(Aabb\) Темная, розеточная
\(aB\) \(AaBb\) Темная, гладкая
\(ab\) \(Aabb\) Темная, розеточная

Распределение верное, условию задачи соответствует.

Ответ

3.

Задача 6.2.(12 баллов)
Клетки и процессы
Тема: микробиология

Условие

Живые организмы обладают определенными признаками, отличающими их от объектов неживой природы: дыхания, роста, развития, движения и пр. Для роста и развития организмам необходимы питательные вещества. При этом известно, что все организмы делятся на различные группы по типу и способу получения энергии и питательных веществ.

Пользуясь информацией ниже, сопоставьте термины и их определения. В ответ занесите цифру соответствующего термина в порядке возрастания и соответствующую описанию букву в формате 1 — A, 2 — B, 3 — C.

  1. Фотосинтез.
  2. Хемосинтез.
  3. Автотрофы.
  4. Гетеротрофы.
  1. Синтез органических веществ за счет энергии, выделяемой при окислении неорганических соединений.
  2. Процесс, при котором световая энергия используется для синтеза органических молекул из углекислого газа и воды.
  3. Организмы, получающие органические вещества из других живых существ.
  4. Организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических.

Ответ

1 — B, 2 — A, 3 — C, 4 — D.

Задача 6.3.(15 баллов)
Генетические изменения
Тема: генетика

Условие

Прочитайте текст и выберите верный термин из предложенного списка.

В ответ занесите буквы выбранных терминов в порядке от начала текста к концу без пробелов и запятых, например, «АБВАБВАБВВ».

Популяция является элементарной единицей эволюции, представляя собой совокупность организмов одного вида, обитающих на определенной территории и обладающих общим генофондом. Внутрипопуляционные процессы, такие как мутация, генетический дрейф, миграция и естественный отбор, играют ключевую роль в изменении частот А. аллелей / Б. зигот / В. гетерозигот в генофонде популяции, что ведет к эволюционным изменениям. Мутации вносят новые А. генетические / Б. фенотипические / В. биохимические вариации, тогда как А. генетический дрейф / Б. направленный мутагенез / В. селекционный отбор случайным образом изменяет частоты А. аллелей / Б. зигот / В. гетерозигот, особенно в А. малочисленных / Б. многочисленных / В. нестабильных популяциях. А. Миграция / Б. вымирание / В. эволюция (или генетический поток) обеспечивает обмен А. генетическим / Б. химическим / продукционным материалом между популяциями, а естественный отбор способствует А. выживанию / Б. вымиранию / В. скрещиванию и размножению организмов с оптимальными А. фенотипами / Б. генотипами / В. генофондами. Эволюционные изменения в популяциях могут приводить к А. миграциям / Б. восстановлениям / В. адаптациям, способствующим выживанию и размножению в конкретных экологических нишах.

Решение

Популяция является элементарной единицей эволюции, представляя собой совокупность организмов одного вида, обитающих на определенной территории и обладающих общим генофондом. Внутрипопуляционные процессы, такие как мутация, генетический дрейф, миграция и естественный отбор, играют ключевую роль в изменении частот аллелей / зигот / гетерозигот в генофонде популяции, что ведет к эволюционным изменениям. Мутации вносят новые генетические / фенотипические / биохимические вариации, тогда как генетический дрейф / направленный мутагенез / селекционный отбор случайным образом изменяет частоты аллелей / зигот / гетерозигот, особенно в малочисленных / многочисленных / нестабильных популяциях. Миграция / вымирание / эволюция (или генетический поток) обеспечивает обмен генетическим / химическим / продукционным материалом между популяциями, а естественный отбор способствует выживанию / вымиранию / скрещиванию и организмов с оптимальными фенотипами / генотипами / генофондами. Эволюционные изменения в популяциях могут приводить к миграциям / восстановлениям / адаптациям, способствующим выживанию и размножению в конкретных экологических нишах.

Ответ

АААААААААВ.

Задача 6.4.(12 баллов)
Расчет клеток
Тема: микробиология

Условие

Подсчитайте концентрацию клеток хлореллы в пробе из фотобиореактора, используя камеру Горяева. Для этого выполните следующие шаги:

  1. разбавьте пробу из фотобиореактора физиологическим раствором в соотношении \(1:50\);
  2. заполните камеру Горяева разбавленным раствором;
  3. подсчитайте количество клеток хлореллы в 16 больших квадратах камеры Горяева;
  4. рассчитайте концентрацию клеток хлореллы в 1 мл пробы.

Известно, что объем одного большого квадрата камеры Горяева составляет 0,004 мм\(^3\). В 16 больших квадратах насчитали 480 клеток хлореллы.

В ответ занесите концентрацию в клетках на 1 мл.

Решение

Количество подсчитанных клеток \((N) = 480\) клеток.

Разведение образца \((D)\) — в 50 раз.

Объем одного большого квадрата камеры Горяева \((V) = 0{,}004\) мм\(^3\).

Количество подсчитанных больших квадратов \((n) = 16\). Подставим эти значения в формулу: \[C = \frac{480 \times 50}{0{,}004 \times 16} = 375000\text{ клеток/мл.}\]

Таким образом, концентрация клеток хлореллы в 1 мл пробы составляет 375 000 клеток/мл.

Ответ

375000.

Задача 6.5.(12 баллов)
Висит на потолке
Тема: зоология

Условие

Датская компания OnRobo представила захватное устройство Gecko для промышленных роботов, которое использует силы Ван-дер-Ваальса для удержания плоских объектов.

Как правило, современные промышленные роботы для захвата плоских объектов применяют различные пневматические захватные устройства, однако такой подход требует наличия пневматической системы и компрессора, что усложняет и удорожает конструкцию робота. Кроме того, присоски могут повредить хрупкий объект или оставить следы на полированной поверхности.

Очевидно, название устройства созвучно со словом «геккон» по той причине, что такую систему удержания на поверхности обнаружили именно у гекконов. Многие животные обладают удивительной способностью удерживаться на вертикальных поверхностях, что позволяет им лазить по стенам, деревьям и даже потолкам. Какие механизмы помогают разным животным удерживаться на вертикальных поверхностях?

  1. Использование острых когтей для сцепления с поверхностями, как у некоторых хищных животных.
  2. Наличие на лапках микроскопических волосков, создающих силы Ван-дер-Ваальса.
  3. Присасывание к поверхностям с помощью присосок, как у некоторых видов лягушек и осьминогов.
  4. Использование электростатических сил для удержания на поверхностях.
  5. Выделение клейких веществ, которые помогают прилипать к поверхностям, как у некоторых насекомых.
  6. Использование аэродинамических сил для удержания на поверхности.
  7. Изменение давления в конечностях для лучшего сцепления с поверхностью.

Ответ

1, 2, 3, 5.

Задача 6.6.(10 баллов)
Антибиотики
Тема: микробиология

Условие

Еще в 2019 году экологи обнаружили в речной воде по всему миру антибиотики и другие лекарственные препараты. Самые высокие концентрации лекарственных веществ оказались в пакистанских реках — в реке Рави ученые обнаружили смесь из семи антибиотиков с суммарной концентрацией свыше три миллиграммов на литр.

В настоящее время все больше патогенных микроорганизмов вырабатывает устойчивость к антибиотикам. И это становится серьезной проблемой, так как для лечения некоторых патогенов уже не существует лекарственных препаратов. Бактерии заимствуют гены резистентности к антибиотикам из разных источников, в том числе у микроорганизмов из окружающей среды, например, населяющих почву или воду.

Сопоставьте антибиотики с их основными механизмами действия.

В ответ занесите цифру соответствующего наименования антибиотика в порядке возрастания и соответствующую описанию букву в формате 1 — A, 2 — B, 3 — C.

  1. Пенициллин.
  2. Тетрациклин.
  3. Ципрофлоксацин.
  4. Эритромицин.
  5. Ванкомицин.
  1. Ингибирует синтез пептидогликана, что ослабляет клеточную стенку.
  2. Ингибирует синтез белка, блокируя движение рибосомы вдоль мРНК.
  3. Нарушает синтез клеточной стенки бактерий.
  4. Ингибирует синтез белка, связываясь с рибосомой.
  5. Блокирует ДНК-гиразу, нарушая репликацию ДНК.

Ответ

1 — C, 2 — D, 3 — E, 4 — B, 5 — A.

Задача 6.7.(12 баллов)
Паразиты
Тема: ботаника

Условие

Ботаники в 2024 году обнаружили в джунглях Малайского полуострова новый вид тисмий — бесхлорофильных травянистых растений, которые паразитируют на грибах. Он получил название Thismia malayana.

К роду тисмий (Thismia) относятся около 100 видов микогетеротрофных растений, которые распространены в тропических и субтропических лесах Азии, Австралии с Океанией и Америки. Они утратили способность к фотосинтезу и всю необходимую энергию получают, паразитируя на грибнице. Из-за столь необычного образа жизни тисмии и сами стали больше похожими на грибы, чем на растения: у них нет хлорофилла, стебли короткие и неразветвленные, а листья редуцированы до чешуек. Большая часть жизненного цикла тисмий проходит под землей. Лишь на несколько недель в году они выпускают надземные побеги с мелкими причудливыми цветками, за форму которых эти растения иногда называют «волшебными фонариками».

Растения-паразиты обладают уникальными адаптациями, позволяющими им выживать и размножаться за счет других растений. Они получают питательные вещества и воду из своих хозяев с помощью специализированных структур.

Какие из перечисленных относятся к растениям-паразитам?

  1. Омела белая: использует специальные структуры, называемые гаустория, для проникновения в ткани хозяина и извлечения питательных веществ.
  2. Повилика: не содержит хлорофилла и полностью зависит от своего хозяина для получения необходимых питательных веществ.
  3. Раффлезия: известна своими крупными цветами и паразитирует на корнях деревьев, используя их как источник воды и питательных веществ.
  4. Ряска: растение, которое не может фотосинтезировать и зависит от других растений.
  5. Заразиха: паразитирует на корнях бобовых растений, не имея способности к фотосинтезу.
  6. Плющ обыкновенный: это паразит, который использует другие растения для опоры и фотосинтеза.

Ответ

1, 2, 3, 5.

Задача 6.8.(12 баллов)
Аллергия
Тема: физиология человека и животных

Условие

В 2020 году американские врачи описали редкий случай анафилактического шока при аллергии на холод: их пациент, мужчина 34 лет, вышел из душа и упал в обморок, а его кожа покрылась сыпью. Мужчину с учащенным дыханием доставили в отделение неотложной помощи: там ему ввели адреналин и антигистамин, а также провели стандартный тест на аллергию на холод, который оказался положительным.

Какие механизмы участвуют в развитии аллергической реакции у человека?

  1. Выработка иммуноглобулина E (\(\ce{IgE}\)).
  2. Дегрануляция тучных клеток.
  3. Активация клеток иммунной памяти.
  4. Активная выработка инсулина.
  5. Образование терминального комплекса комплемента.
  6. Выработка интерлейкина-4 (IL-4).
  7. Гиперчувствительность замедленного типа.

Ответ

1, 2, 3, 6.

Задача 6.9.(5 баллов)
Нобелевский лауреат из России
Тема: ученые

Этот человек был выдающимся российским ученым, биологом и иммунологом, чьи работы в области микробиологии и иммунологии принесли ему мировую известность и Нобелевскую премию. Одним из крупнейших его достижений стало открытие фагоцитоза — процесса, при котором определенные клетки, названные фагоцитами, поглощают и уничтожают патогенные микроорганизмы и клеточный мусор. Это открытие стало основой для понимания врожденного иммунитета и позволило значительно продвинуться в изучении защитных механизмов организма. Он предположил, что фагоциты играют ключевую роль в борьбе с инфекциями и воспалительными процессами, что было подтверждено последующими исследованиями.

Работая в Институте Пастера в Париже, ученый продолжал свои исследования в области иммунологии и микробиологии, развивая теорию фагоцитоза и изучая механизмы старения и долгожительства. Он считал, что старение является результатом хронической интоксикации организма токсинами, производимыми кишечными бактериями. Для борьбы с этим он предложил употребление кисломолочных продуктов, содержащих лактобактерии, что, по его мнению, могло бы способствовать улучшению здоровья и продлению жизни.

В 1908 году он был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине совместно с Паулем Эрлихом за их работы по иммунологии. Его исследования внесли неоценимый вклад в развитие медицинской науки и заложили основу для современных методов профилактики и лечения инфекционных заболеваний.

  1. Алексей Николаевич Бах (1857–1946).
  2. Юрий Анатольевич Овчинников (1934–1988).
  3. Александр Георгиевич Лорх (1889–1960).
  4. Илья Ильич Мечников (1845–1916).
  5. Александр Николаевич Северцов (1866–1936).
  6. Петр Петрович Ширшов (1905–1953).

Ответ

4.

Четвертая волна. Задачи 8–9 класса
Задача 7.1.(12 баллов)
Одноклеточные эукариоты
Тема: микробиология

Условие

В природной среде существуют одноклеточные живые организмы, обитающие буквально повсюду, за исключением воздуха. Они имеют сложную внутреннюю структуру и значительно отличаются друг от друга по строению.

Выберите элементы, характерные для амебы:

  1. псевдоподии;
  2. цитоплазма;
  3. паренхима;
  4. ядро;
  5. сократительная вакуоль;
  6. флоэма;
  7. кутикула;
  8. ретикулум.

Решение

Рис. 7.1.

Для строения амебы характерны такие элементы, как псевдоподии, ядро, цитоплазма и сократительная вакуоль. По последним данным также у амеб встречается ретикулум.

Ответ

1, 2, 4, 5, 8.

Задача 7.2.(12 баллов)
Кровяные тельца
Тема: физиология

Условие

Школьник Иван увлекается ИТ и графическим дизайном. Его друг Денис долго не мог запомнить, чем отличаются друг от друга форменные элементы крови и каковы их функции. Для того чтобы помочь другу выучить материал, он решил создать интерактивное пособие с подробным описанием каждого элемента.

Помогите Ивану разобраться с материалами, которые нужно внести в пособие, сопоставив предложенные термины и их описания.

В ответ занесите цифру соответствующего термина в порядке возрастания и соответствующую описанию букву в формате 1 — A, 2 — B, 3 — C.

  1. Эритроциты.
  2. Лейкоциты.
  3. Тромбоциты.
  4. Лимфоциты.
  1. Участвуют в процессе свертывания крови.
  2. Играют ключевую роль в адаптивном иммунитете, распознавая и уничтожая специфические патогены.
  3. Не имеют ядра и содержат гемоглобин.
  4. Являются частью иммунной системы и защищают организм от инфекций, причем могут быть подразделены на несколько типов с разными функциями.

Ответ

1 — C, 2 — D, 3 — A, 4 — B.

Задача 7.3.(20 баллов)
Физиология человека
Тема: физиология человека

Условие

Прочитайте текст и выберите верный термин из предложенных. В ответ занесите буквы выбранных терминов в порядке от начала текста к концу без пробелов и запятых, например, «АБВАБВАБВВ».

Физиология А. нервной / Б. пищеварительной / В. опорной системы человека включает сложный процесс А. ферментативного гидролиза / Б. термического разложения / В. биосинтеза питательных веществ, который начинается в А. ротовой полости / Б. трахее / В. желудке и продолжается в А. трахее / Б. желудке / В. кишечнике. Пищеварительные ферменты, или А. коэнзимы / Б. энзимы / В. гормоны, играют ключевую роль в этом процессе, А. ингибируя / Б. катализируя / В. инициируя разложение сложных органических молекул до более А. натуральных / Б. простых / В. активных и усваиваемых форм.

В А. ротовой полости / Б. трахее / В. желудке активируется фермент А. амилаза / Б. пепсин / В. трипсин, производимый А. щитовидными / Б. молочными / В. слюнными железами, который начинает расщепление А. белков / Б. углерода / В. полисахаридов, таких как крахмал. В А. ротовой полости / Б. трахее / В. желудке основным пищеварительным ферментом является А. амилаза / Б. пепсин / В. трипсин, который синтезируется главными клетками желудка и активируется под действием А. соляной кислоты / Б. серной кислоты / В. теплой воды, секретируемой париетальными клетками. А. Амилаза / Б. пепсин / В. трипсин А. ингибирует / Б. катализирует / В. инициирует гидролиз пептидных связей в А. белках / Б. углероде / В. полисахаридах, превращая их в более короткие полипептиды.

Решение

Физиология нервной / пищеварительной / опорной системы человека включает сложный процесс ферментативного гидролиза / термического разложения / биосинтеза питательных веществ, который начинается в ротовой полости / трахее / желудке и продолжается в трахее / желудке / кишечнике. Пищеварительные ферменты, или коэнзимы / энзимы / гормоны, играют ключевую роль в этом процессе, ингибируя / катализируя / инициируя разложение сложных органических молекул до более натуральных / простых / активных и усваиваемых форм.

В ротовой полости / трахее / желудке активируется фермент амилаза / пепсин / трипсин, производимый щитовидными / молочными /слюнными железами, который начинает расщепление белков / углерода / полисахаридов, таких как крахмал. В ротовой полости / трахее / желудке основным пищеварительным ферментом является амилаза / пепсин / трипсин, который синтезируется главными клетками желудка и активируется под действием соляной кислоты / серной кислоты / теплой воды, секретируемой париетальными клетками. Амилаза / пепсин / трипсин ингибирует / катализирует / инициирует гидролиз пептидных связей в белках / углероде / полисахаридах, превращая их в более короткие полипептиды.

Ответ

БААББББААВВВБАББА.

Задача 7.4.(11 баллов)
Цепи питания
Темы: пищевые цепи, биология растений

Условие

В экосистеме озера обитают следующие организмы:

  • фитопланктон (водоросли);
  • зоопланктон (мелкие ракообразные, питается фитопланктоном);
  • мелкая рыба (питается зоопланктоном);
  • хищная рыба (питается мелкой рыбой);
  • водные птицы (питаются хищной рыбой).

Вычислите, сколько килограммов зоопланктона необходимо для прироста биомассы чаек на 90 кг.

Решение

Пользуясь правилом 10%, рассчитаем массу зоопланкона. Для этого конечную массу чаек разделим на 0,1, получив 10% прироста исходной биомассы на каждом уровне перехода в цепи питания. \[\frac {90} {0{,}001} = 90000\text{ кг.}\]

Ответ

90000.

Задача 7.5.(12 баллов)
Борьба с паразитами
Тема: зоология

Условие

Наверняка вы слышали о кислородных коктейлях. Газированная кислородом вода позволяет легко справиться с аскаридами (Ascaris lumbricoides), если они живут в кишечнике, так как аскариды — анаэробы и при появлении в кишечнике кислорода — погибают. Легкий способ избавиться от паразита, не правда ли?

Птицам недоступны кислородные коктейли, но паразиты их окружают постоянно. Как они с ними справляются? Выберите верный ответ.

  1. Попугаи норфолкские какарики (Cyanoramphus cookii) натирают свое оперение пережеванными побегами и кусочками коры дерева кауакауа — одного из видов перца. Эти вещества содержат компоненты, отпугивающие паразитов.
  2. Самцы дроф (Otis tarda) в брачный период чаще обычного поедают растения, такие как мак-самосейка (Papaver rhoeas) и синяк подорожниковый, которые содержат алкалоиды, помогающие бороться с паразитами.
  3. Рыжие воробьи (Passer cinnamomeus) приносят в свои гнезда свежие веточки полыни Верлотов, что помогает уменьшить количество паразитов благодаря содержащимся в полыни веществам.
  4. Мексиканские чечевицы (Carpodacus mexicanus) используют в своих гнездах сигаретные окурки, поскольку никотин и другие химические вещества действуют как репелленты против паразитов.
  5. Гималайские моналы натирают свои перья листьями женьшеня, что способствует защите от паразитов благодаря его иммуномодулирующим свойствам.
  6. Белохвостые орлы вьют гнезда из веточек эвкалипта, чтобы отпугивать паразитов эфирными маслами, содержащимися в листьях.

Ответ

1, 2, 3, 4.

Задача 7.6.(12 баллов)
Трисомия
Тема: генетика

Условие

В растительном мире экологический успех разных видов часто обусловлен появлением полиплоидных форм — то есть когда количество хромосом увеличивается в кратное количество раз. В целом около 70% растений полиплоидны.

Для подавляющего большинства животных увеличение количества хромосом может приводить к различным аномалиям, к примеру, трисомии у человека — это генетические нарушения, при которых человек имеет три копии определенной хромосомы вместо нормальных двух. Трисомии являются результатом ошибок в делении клеток и могут затрагивать разные хромосомы.

Какие из следующих утверждений о трисомиях у человека верны?

  1. Трисомия 21 вызывает синдром Дауна.
  2. Трисомия 18 вызывает синдром Эдвардса.
  3. Трисомия 13 вызывает синдром Патау.
  4. Трисомия 22 вызывает синдром Клайнфельтера.
  5. Трисомия 16 несовместима с жизнью и обычно приводит к спонтанному выкидышу.
  6. Трисомии всегда приводят к тяжелым физическим и умственным нарушениям.
  7. Трисомия 9 вызывает синдром Клайнфельтера.

Ответ

1, 2, 3, 5.

Задача 7.7.(10 баллов)
Заболевание бешенством
Тема: вирусология

Условие

Начиная с 2021 года в ЮАР морские котики все чаще нападают на людей и кусают их. Оказалось, что в популяции этих ушастых тюленей распространилось бешенство. Это первая масштабная вспышка бешенства, зафиксированная среди ластоногих.

Бешенство — это смертельное вирусное заболевание, которое поражает центральную нервную систему животных и человека. Вирус бешенства передается через слюну зараженного животного, обычно через укусы. Несмотря на существование эффективных вакцин и профилактических мер, бешенство остается серьезной проблемой в некоторых регионах мира.

Выберите все верные характеристики вируса бешенства.

  1. Бешенство передается человеку только через укусы зараженных животных.
  2. Вирус бешенства поражает центральную нервную систему.
  3. Существует эффективная вакцина против бешенства.
  4. Инкубационный период бешенства может варьироваться от нескольких дней до нескольких лет.
  5. Бешенство всегда приводит к смерти, если симптомы уже проявились и лечение не начато своевременно.
  6. Бешенство можно излечить, если начать лечение через две недели после появления симптомов.
  7. Вакцинация животных и людей помогает предотвратить распространение бешенства.

Ответ

2, 3, 4, 5, 7.

Задача 7.8.(8 баллов)
Диабет и похудение
Тема: физиология человека и животных

Условие

Нашумевший препарат семаглутид от Novo Nordisk показал хорошие результаты в борьбе с сахарным диабетом второго типа, который характеризуется повышенным содержанием глюкозы в крови и нарушением взаимодействия инсулина с клетками — в этом случае глюкоза просто не может попасть в клетки из крови, и они остаются «голодными» несмотря на поступление пищи в организм. Семаглутид же не только повышают уровень инсулина в крови, но и повышают сродство клеток тканей к инсулину.

В 2017 году семаглутид одобрили и выпустили как антидиабетическое средство под торговой маркой «Оземпик», и шум вокруг препарата связан с тем, что он позволил потерять 15% массы за 20 недель клинических исследований, и теперь его практически невозможно найти в аптеках при стоимости около $1000 за месячный курс.

Выберите, с какими эффектами «Оземпика» связана потеря массы у исследуемых:

  1. снижение аппетита из-за действия препарата на пищевые центры гипоталамуса;
  2. снижение скорости миграции пищи из желудка в кишечник;
  3. снижение уровня глюкозы в крови после приема пищи;
  4. снижение чувствительности тканей к инсулину;
  5. усиление метаболизма жиров, что приводит к их быстрому сжиганию в организме.

Ответ

1, 2.

Задача 7.9.(5 баллов)
Вакцина против чумы
Тема: ученые

Условие

Этот человек был выдающимся микробиологом и эпидемиологом, внесшим значительный вклад в борьбу с инфекционными заболеваниями. Одним из наиболее значительных его достижений стала разработка первой эффективной вакцины против чумы.

В 1893 году он начал свою работу в Париже в Пастеровском институте, где под руководством Мечникова и Луи Пастера изучал микробиологию и иммунологию.

В 1896 году ученый был приглашен в Индию для борьбы с эпидемией чумы. Он создал и успешно испытал вакцину против чумы, что позволило спасти тысячи жизней. Его метод вакцинации получил широкое признание и стал важным инструментом в борьбе с эпидемиями.

Кроме того, он разработал вакцину против холеры, которую также испытал в условиях эпидемии в Индии. Эта вакцина оказалась эффективной и внесла значительный вклад в снижение смертности от этого опасного заболевания. Благодаря его усилиям, смертность от холеры и чумы существенно сократилась, что сделало его имя известным во всем мире.

  1. Алексей Николаевич Бах (1857–1946).
  2. Юрий Анатольевич Овчинников (1934–1988).
  3. Александр Георгиевич Лорх (1889–1960).
  4. Илья Ильич Мечников (1845–1916).
  5. Александр Николаевич Северцов (1866–1936).
  6. Аркадий Аронович Хавкин (1860–1930).

Ответ

6.

Четвертая волна. Задачи 10–11 класса
Задача 8.1.(10 баллов)
Морские свинки
Тема: генетика

Условие

В лаборатории генетики живут морские свинки Макс и Мира. Их первое потомство имело равномерно темный окрас, однако в пропорции \(1:1\) произошло распределение на гладкую и розеточную шерсть. При этом известно, что Мира имеет светлую гладкую шерстку. Каков генотип свинок с гладкой шерсткой, полученных в первом поколении, если темный оттенок и гладкая шерстка характерны для доминантных генов?

Гены, кодирующие доминантные признаки, обозначаются прописными буквами — \(A\), \(B\), аллельные им гены, кодирующие рецессивные признаки, обозначаются строчными буквами — \(a\), \(b\).

Для составления схем скрещивания воспользуйтесь решеткой Пеннета (рис. 8.1), где вдоль одной стороны расположены женские гаметы, а вдоль другой — мужские. Внутри таблицы размещают варианты генотипов, получаемых при скрещивании.

Рис. 8.1. Решетка Пеннета

Выберите правильный вариант ответа:

  1. \(AaBb\);
  2. \(aaBB\);
  3. \(AAbb\);
  4. \(AABB\).

Решение

Темный оттенок и гладкая шерстка — доминантные гены, значит, обозначим их как \(A\) и \(B\).

Мира имеет светлую гладкую шерстку, то есть \(aaBB\) или \(aaBb\).

В первом поколении особи единообразны по окрасу, значит, у Макса темная шерстка и генотип \(AA\). Тогда у всех особей первого поколения генотип \(Aa\) и темная шерстка.

Разделение на розеточную и гладкую шерсть в пропорции \(1:1\) говорит о том, что по второй аллели генотип Макса \(bb\).

Проверим на решетке Пеннета (рис. 8.1):

Вариант A

Мира — \(aaBB\).

Макс — \(AAbb\).

\(M \times M\) \(Ab\)
\(aB\) \(AaBb\)

Поколение единообразно, условию задачи не соответствует.

Вариант Б

Мира — \(aaBb\).

Макс — \(AAbb\).

\(M \times M\) \(Ab\)
\(aB\) \(AaBb\) Темная, гладкая
\(ab\) \(Aabb\) Темная, розеточная
\(aB\) \(AaBb\) Темная, гладкая
\(ab\) \(Aabb\) Темная, розеточная

Распределение верное, условию задачи соответствует.

Ответ

1.

Задача 8.2.(12 баллов)
Термины
Тема: генетика

Условие

Генетика — это наука, которая исследует основные принципы наследования и изменчивости живых организмов. Процессы сохранения и передачи признаков многообразны, и для их описания используется специфичная терминология.

Пользуясь информацией ниже, сопоставьте термины и их определения.

В ответ занесите цифру соответствующего термина в порядке возрастания и соответствующую описанию букву в формате 1 — A, 2 — B, 3 — C.

  1. Аллель.
  2. Локус.
  3. Хромосома.
  4. Трисомия.
  1. Структура, состоящая из длинной молекулы ДНК и белков, содержащая генетическую информацию организма.
  2. Генетическое состояние, характеризующееся наличием трех копий одной хромосомы вместо обычных двух.
  3. Различные формы одного и того же гена, находящиеся в одинаковых участках гомологичных хромосом.
  4. Конкретное местоположение гена или другого значимого участка на хромосоме.

Ответ

1 — C, 2 — D, 3 — A, 4 — B.

Задача 8.3.(15 баллов)
Взаимодействие
Тема: ботаника

Условие

Прочитайте текст и выберите верный термин из предложенного списка.

В ответ занесите буквы выбранных терминов в порядке от начала текста к концу без пробелов и запятых, например, «АБВАБВАБВВ».

Водоросли — группа организмов, имеющих ряд специфичных признаков, наиболее общим из которых является наличие такого вещества, как А. хлорофилл / Б. каротин / В. полимер и фотоавтотрофного питания. У многоклеточных водорослей отсутствие четкой дифференцировки тела на органы и явно выраженной проводящей системы. Тело водоросли называют А. слоевищем / Б. корневищем / В. эпиблемой или талломом. Обитают водоросли чаще всего в А. воздушной среде / Б. в водной среде / В. стерильной среде, но встречаются и в почве, а также могут находиться А. на различных поверхностях / Б. нижних поверхностях / В. боковых поверхностях во влажных местах. Размеры водорослей колеблются от долей микрона до 30–50 А. сантиметров / Б. миллиметров / В. метров. Самыми крупных размеров может достигать А. ламинария / Б. саргассум / В. хлорелла. Таллом водорослей может быть одноклеточным, либо многоклеточным. Среди одноклеточных водорослей есть А. симбионты / Б. колониальные формы / В. кораллы, например, когда клетки отдельных водорослей обитают в общей А. слизи / Б. луже / В. форме.

Решение

Водоросли — группа организмов, имеющих ряд специфичных признаков, наиболее общим из которых является наличие такого вещества, как хлорофилл / каротин / полимер и фотоавтотрофного питания. У многоклеточных водорослей отсутствие четкой дифференцировки тела на органы и явно выраженной проводящей системы. Тело водоросли называют слоевищем / корневищем / эпиблемой или талломом. Обитают водоросли чаще всего в воздушной среде / водной среде / стерильной среде, но встречаются и в почве, а также могут находиться на различных поверхностях / нижних поверхностях / боковых поверхностях во влажных местах. Размеры водорослей колеблются от долей микрона до 30–50 сантиметров / миллиметров / метров. Самыми крупных размеров может достигать ламинария / саргассум / хлорелла. Таллом водорослей может быть одноклеточным, либо многоклеточным. Среди одноклеточных водорослей есть симбионты / колониальные формы / кораллы, например, когда клетки отдельных водорослей обитают в общей слизи / луже / форме.

Ответ

ААБАВББА.

Задача 8.4.(15 баллов)
Расчет клеток
Тема: микробиология

Условие

Подсчитайте скорость роста микроорганизмов в чашке Петри. Для этого выполнены следующие шаги.

  1. Микроорганизмы засеяны в чашку Петри и инкубированы при оптимальных условиях.
  2. Измерена площадь колоний микроорганизмов через два, четыре и шесть часов.
  3. Определите скорость роста колонии, используя данные измерений. Ответ дайте в квадратных миллиметрах в час (мм\(^2\)/ч).

Исходные данные.

  • Начальная площадь колониеобразующей единицы (клетки): \(S_0 = 1\) мм\(^2\).
  • Площадь колонии через четыре часа: \(S_4 = 16\) мм\(^2\).
  • Площадь колонии через шесть часов: \(S_6 = 64\) мм\(^2\).

Решение

Начальная площадь колонии \(S_0 = 1\) мм\(^2\).

Конечная площадь колонии \(S_6 = 64\) мм\(^2\).

Начальное время \(t_0 = 0\) ч.

Конечное время \(t_6 = 6\) ч.

Рассчитаем скорость роста колонии:

\[V = \frac{S_6 - S_0}{t_6 - t_0} = \frac{64-1}{6 - 0} = 10{,}5 \text{~мм}^2\text{/ч.}\]

Таким образом, средняя скорость роста колонии микроорганизмов составляет 10,5 мм\(^2\)/ч.

Ответ

10,5 мм\(^2\)/ч.

Задача 8.5.(10 баллов)
Дифференцировка клеток
Тема: эмбриология

Условие

В эмбриональном развитии происходит клеточная дифференцировка — это процесс, в результате которого эмбриональные стволовые клетки приобретают специализированные функции. Дифференцировка меняет функцию клетки, ее размер, форму и метаболическую активность. Дифференцированные клетки уже не могут вернуться назад к состоянию эмбриональных, но ученые смогли повернуть процесс дифференцировки вспять и создать из дифференцированных клеток стволовые.

В 2019 году сотрудники Осакского университета впервые в мире провели пересадку человеку роговицы, основу которой составили потомки индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК), а не биоматериал доноров. Результаты были опубликованы в журнале Nature.

Первым человеком-реципиентом такой роговицы стала гражданка Японии в возрасте около 40 лет. Она страдала от ретикулярной дисгенезии роговичного эпителия, то есть клетки эпителия не обновлялись должным образом и поэтому не могли обеспечить достаточную прозрачность роговицы.

Выберите, какие из следующих механизмов важны для клеточной дифференцировки?

  1. Контроль экспрессии генов через активацию и подавление определенных генов.
  2. Модификации ДНК, влияющая на доступность генов для транскрипции.
  3. Системы передачи сигналов между клетками, которые определяют направление и тип дифференцировки.
  4. Регуляция процесса деления клеток для создания большего количества клеток.
  5. Коммуникация между клетками через прямой контакт и сигнальные молекулы.
  6. Возбуждение нейронов для координации действий между клетками.
  7. Контроль времени и места, где происходит дифференцировка клеток.

Ответ

1, 2, 3, 5, 7.

Задача 8.6.(12 баллов)
Части нервной системы
Тема: физиология человека и животных

Условие

Поражения нервной системы стали лидерами среди причин нетрудоспособности во всем мире. Глобальное исследование бремени болезней показало, что группу из 37 заболеваний, поражающих нервную систему, можно признать ведущей в 2021 году. От этих заболеваний пострадали 3,4 млрд человек во всем мире, или 43,1% населения планеты. Результаты анализа опубликованы в The Lancet Neurology.

Ниже даны разные части нервной системы, их функции и характеристики, сопоставьте их.

В ответ занесите цифру соответствующего термина в порядке возрастания и соответствующую описанию букву в формате 1 — A, 2 — B, 3 — C.

  1. Центральная нервная система (ЦНС).
  2. Периферическая нервная система (ПНС).
  3. Соматическая нервная система.
  4. Автономная нервная система (вегетативная).
  5. Симпатическая нервная система.
  6. Парасимпатическая нервная система.
  1. Регулирует непроизвольные функции организма, такие как сердцебиение и пищеварение.
  2. Отдел, ответственный за состояние покоя и восстановления.
  3. Состоит из головного и спинного мозга и обрабатывает информацию, поступающую извне.
  4. Контролирует произвольные движения и передачу сенсорной информации.
  5. Включает нервы, связывающие ЦНС с остальной частью тела.
  6. Отдел, активирующий реакцию «бей или беги».

Ответ

1 — C, 2 — E, 3 — D, 4 — A, 5 — F, 6 — B.

Задача 8.7.(12 баллов)
Пищеварение
Тема: физиология человека и животных

Условие

В 2016 году в Nature вышла статья о том, что элементарные операции по измельчению и отбиванию сырого мяса и грубой растительной пищи делают их легко усваиваемыми. Соответственно, приготовление пищи позволило нашим предкам обходиться небольшими зубами и челюстями, уменьшенной пищеварительной системой, при этом получая из пищи больше питательных веществ. Это привело к глубоким изменениям нашей анатомии, развитию речевого аппарата и головного мозга.

Тем не менее пищеварение — это сложный процесс, включающий как физическое, так и химическое преобразование пищи для усвоения питательных веществ организмом.

Какие процессы играют ключевую роль в пищеварении?

  1. Гидролиз макромолекул: расщепление сложных молекул, таких как белки, углеводы и жиры, на более простые компоненты при участии специальных ферментов и воды.
  2. Денатурация белков: процесс изменения структуры белков под действием кислоты в желудке, что делает их более доступными для ферментативного расщепления.
  3. Фосфорилирование глюкозы: присоединение фосфатной группы к глюкозе в клетках для активации процессов гликолиза.
  4. Эмульгация жиров: действие желчных кислот, которые разбивают жиры на мелкие капли, что увеличивает их доступность для липаз.
  5. Биосинтез аминокислот: синтез аминокислот из простых молекул в процессе анаболизма.
  6. Секреция соляной кислоты: выделение кислоты в желудке для поддержания кислотной среды, необходимой для активации пепсина.

Ответ

1, 2, 4, 6.

Задача 8.8.(12 баллов)
Альцгеймер и Паркинсон
Тема: физиология человека и животных

Условие

Крупное 17-летнее исследование с участием 62 млн пожилых людей, проведенное в США, показало, что жизнь в районе с большим количеством зелени в пожилом возрасте связана с меньшим числом первых госпитализаций по поводу болезни Паркинсона, болезни Альцгеймера и связанных с ней деменций. Результаты работы опубликованы в JAMA Network Open в 2022 году.

Какие факторы могут способствовать развитию нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона?

  1. Накопление бета-амилоидных бляшек в мозге.
  2. Дефицит дофамина в базальных ганглиях.
  3. Высокий уровень физической активности.
  4. Генетическая предрасположенность.
  5. Сниженный уровень гормона роста.
  6. Длительное воздействие стресса.
  7. Накопление меланина в коже.

Ответ

1, 2, 4, 6.

Задача 8.9.(5 баллов)
Вакцина против чумы
Тема: ученые

Условие

Этот человек был выдающимся микробиологом и эпидемиологом, внесшим значительный вклад в борьбу с инфекционными заболеваниями. Одним из наиболее значительных его достижений стала разработка первой эффективной вакцины против чумы. В 1893 году он начал свою работу в Париже в Пастеровском институте, где под руководством Мечникова и Луи Пастера изучал микробиологию и иммунологию. В 1896 году ученый был приглашен в Индию для борьбы с эпидемией чумы. Он создал и успешно испытал вакцину против чумы, что позволило спасти тысячи жизней. Его метод вакцинации получил широкое признание и стал важным инструментом в борьбе с эпидемиями. Кроме того, он разработал вакцину против холеры, которую также испытал в условиях эпидемии в Индии. Эта вакцина оказалась эффективной и внесла значительный вклад в снижение смертности от этого опасного заболевания. Благодаря его усилиям, смертность от холеры и чумы существенно сократилась, что сделало его имя известным во всем мире.

  1. Алексей Николаевич Бах (1857–1946).
  2. Юрий Анатольевич Овчинников (1934–1988).
  3. Александр Георгиевич Лорх (1889–1960).
  4. Илья Ильич Мечников (1845–1916).
  5. Александр Николаевич Северцов (1866–1936).
  6. Владимир Аронович Хавкин (1860–1930).

Ответ

6.

text slider background image text slider background image
text slider background image text slider background image text slider background image text slider background image