Биология (с ответами). Всероссийская олимпиада школьников в Москве (2022-2023 год)

Биология, ЗЭ

-2023, 11

класс

11.

[7 баллов] Рассмотрите рисунок. Используя буквенные коды (А.

..Ф) установите

соответствие между анатомическими структурными элементами объектов (1

-14 )

и их названиями и заполните таблицу:

Коды обозначения анатомических структур объекта

А.

феллема

Л.

Ксилема: сосуды + древесинная

паренхима

Б.

Поздняя (летняя) древесина

М.

Ксилема: сосуды + древесинная

паренхима

+ древесинные волокна

. смоляной ход лизигенный

Н.

Ксилема: трахеиды + древесинная

паренхима

. смоляной ход схизогенный

О.

Ксилема: трахеиды + древесинная

паренхима + древесинные волокна
(либриформ)

Д.

флоэма: ситовидные клетки + лубяная

паренхима

П.

ранняя древесина ( весенняя)

Е.

флоэма: ситовидные трубки с

клетками

спутницами +

лубяная

паренхима

Р.

паренхима первичной

коры

Ж.

флоэма: ситовидные клетки + клетки

спутницы + лубяная паренхима

+ лубяные

волокна

. годичное кольцо

З.

первичная флоэма

Т.

лубо

древесный луч (сердцевинный)

И.

вторичная флоэма

У.

перимедуллярная зона

К.

камбий

. сердцевина

Структуры

Названия

Биология, ЗЭ

-2023, 11

класс

13.

[2 балла] Внимательно рассмотрите электронограммы

–

изображения, полученные

с помощью сканирующего электронного микроскопа. На них показаны скелетные
элементы морских организмов. Соотнесите изображения (1‒4) с группами
организмов (А‒Г):

Группы организмов

А) Иглокожие В) Губки

Б) Асцидии

Г) Радиолярии

Изображения

Группы животных

14.

[3 балла] Соотнесите структуры, присутствующие у млекопитающих на
различных этапах онтогенеза (1

6), с количеством и плоидностью клеточных ядер

в их составе (А

Ж):

Структуры:

1) оогоний

2) сетчатка взрослого человека

3) синцитиотрофобласт

4) внутренняя клеточная масса

бластоцисты

5) кардиомиоциты взрослого человека

6) ранняя сперматида

Ядра:

А) одно гаплоидное ядро

Б) одно диплоидное ядро

В) много гаплоидных ядер

Г) много диплоидных ядер

Д) безъядерная клетка

Е) много полиплоидных ядер

Ж) одно тетраплоидное или несколько
диплоидных ядер

Цифры

Буквы

Биология, ЗЭ

-2023, 11

класс

16.

[3 балла] Соотнесите

структуры, изображенные на схеме (1

6), с основными

функциями, которые они выполняют (А

Е):

Номер структуры:

Функции:

А) гормон

независимая реабсорбция воды

Б) изменение тонуса, регуляция фильтрации

В) фильтрация, производство

первичной мочи

Г) реабсорбция ионов натрия

Д) гормон

зависимая реабсорбция воды

Е) реабсорбция мочевины

Номер

структуры на схеме

Функция

17.

[3 балла] Рассмотрите

схематический рисунок строения клеточной оболочки

грамотрицательной бактерии. Сопоставьте номера на рисунке (1–6) с названиями
соответствующих структур

(А–Е):

Структуры

А) липид А

липополисахарида;

Б) О

специфичный

антиген

липополисахарида;

В) липопротеид;

Г) фосфолипид;

Д) порин;

Е) пептидогликан.

Номер на рисунке

Название структуры

Биология, ЗЭ

-2023, 11

класс

Часть 5.

Вам предлагаются расчетные задачи

в формате Международной

биологической олимпиады. В условиях задач содержатся все данные, которые наряду с
базовыми знаниями будут необходимы и достаточны для установления верного ответа.
Максимальное количество баллов, которое можно набрать –

13.

балла

]

На рыльце гинецея некоторого цветкового растения, имеющего

одиночный цветок и многосемянной плод попало 50 пыльцевых зерен,
маркерные белки на поверхности которых у 20% оказались генетически
несовместимыми.

Определите:

.1. [1 балл

] Минимально необходимое число семязачатков, которое должно

находится внутри завязи для успешного двойного оплодотворения всеми попавшими
туда с пыльцевыми трубками спермиев.

.2. [1 балл]

Число плодов, образуемое этим растением

.3. [1 балл

] Максимальное возможное число зародышей в семенах в пределах

одного плода при условии успешного оплодотворения и с учетом гибели носителей
летальных генотипов (10%) на стадии 4 деления зиготы имеющимся количеством
проросшей пыльцы

.4. [1 балл

] Число спермиев, необходимых для оплодотворения яйцеклеток во всех

семязачатках,

имеющимся количеством проросшей пыльцы

ОТВЕТЫ:

1.1.

семязачатков

1.2.

плодов

1.3.

зародышей

1.4.

спермиев

2. [6

баллов

]

Известно, что животные в качестве запасных соединений используют

углеводы (полисахариды) и жиры (нейтральные липиды). Эти соединения
обеспечивают организм животного энергией, а также метаболической водой,
что в некоторых случаях, например, при длительной зимней спячке
(гибернации), является критически важным, так как в это время

животные не

имеют доступа к воде и кормам. Животные

гибернаторы перед спячкой

накапливают как углеводы, так и жиры.

Биология, ЗЭ

-2023, 11

класс

2.1.

На рисунке представлены структурные формулы органических соединений, из

которых могут быть образованы запасные углеводы и жиры. Рассчитайте, сколько воды
(в граммах) образуется при полном аэробном окислении (до углекислого газа и воды)
100 граммов этих соединений (ответ округлите до 1 знака после запятой).

(

4 балла, по 2 балла за правильный ответ)

ОТВЕТ 2.1.

Соединение А

Соединение Б

Из 100 г вещества

образуется воды, граммы

2.2.

Исходя из структуры этих соединений и полученных Вами результатов, укажите,

вписав в соответствующую ячейку

ДА

или

НЕТ

какое из этих соединений наиболее

целесообразно использовать животным

гибернаторам для получения энергии и для

получения метаболической воды.

балла, по 0,5 балла за правильный ответ)

ОТВЕТ 2.

Соединение А

Соединение Б

Получение энергии

Получение метаболической воды

3. [3

балла

]

Примерно 10% из 8

миллиардного населения Земли сейчас имеют

голубой цвет глаз, в основном вызываемый рецессивными мутациями в гене

OCA2

Однако такая высокая частота голубоглазости связана с высоким распространением
аллелей с мутаций в

OCA2

в отдельных популяциях, где выполняется равновесие

Харди

Вайнберга (общей численностью примерно 1 миллиард человек) и полным

отсутствием ее в других популяциях (общей численностью примерно 7 миллиардов
человек). Считая, что голубоглазость наследуется моногенно и никак не влияет на
естественный или половой отбор:

3.1.

Найдите частоту аллели голубоглазости в глобальном генофонде современного

человечества

(2 балла)

3.2.

Рассчитайте долю голубоглазых людей в гипотетическом будущем, когда все

человечество объединится в одну популяцию, где выполняется равновесие Харди

Вайнберга

Ответы укажите в процентах, округлив до целых.

(1 балл)

ОТВЕТЫ:

3.1.

3.2.

№ а б в г

№

а б в г д

№

а б в г д

№

а б в г д

в
н

Часть 2. мах. 115 баллов

ПО

Бал.

ПО

Бал.

ПО

Шифр _________________

Фамилия ___________________________

Имя         ___________________________
Регион    ___________________________
Класс      ___________________________
Шифр      __________________________

МАТРИЦА ОТВЕТОВ

к заданиям теоретического тура XXXIХ Всероссийской олимпиады

школьников по биологии. г.Саранск - 2023 г.

11 класс

Внимание! Образец заполнения: правильный ответ -

отмена ответа -

Часть 1. мах. 40 баллов

Бал.

Итого за

часть 1-2

№

а б в г д

№

а б в г д

№

а б в г д

1 2 3 4 5

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3 4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

А
Б
В

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1 2 3 4 5 6 7 8

Т
У

Итого за

часть 4.1

ПО

Бал.

ПО

Бал.

ПО

5. мах. 4 балла

Фер-ы

ук

-д

6. мах. 4 балла

Фракц.

Фу

нк

ци

11. мах. 7 баллов

Стрк-ы

од

обозн

ачен

ия

ан

атом

ичес

ки

стру

кту

объ

ек

та

3. мах. 5 баллов

В-во

ас

4. мах. 4 балла

Белок

атегория

Рас

щепл

ен

ие

1. мах. 5 баллов

рев

р-и

8. мах. 3 балла

9. мах. 2 балла

Кет-ты

Номер

Опи

сан

ие

Ам

ин

ок

ис

оты

10. мах. 4 балла

Номер

азв

ан

ие

Часть 4. мах.60 баллов

Итого за

часть 3

Шифр _________________

Фамилия ___________________________

Имя         ___________________________
Регион    ___________________________
Класс      ___________________________
Шифр      __________________________

Назв-я

тр.

форм

ул

вой

ств

Ферм-ы

2. мах. 2 балла

7. мах. 4 балла

Скр-е

Бал.

Часть 3. мах. 40 баллов

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4

Д
Е

1 2 3 4 5 6

Итого за

часть 4.2

Проверили

ИТОГО

за части 1-5

Итого за

часть 5

Запишите

Бал.

1.2. мах. 1 балл

Запишите

Бал.

1.4. мах. 1 балл

2. мах. 6 баллов

Запишите

Бал.

Запишите

Бал.

1.3. мах. 1 балл

16. мах. 3 балла

Номер

Фу

нк

ци

17. мах. 3 балла

Номер

Фу

нк

ци

Запишите

Бал.

Часть 5. мах. 13 баллов

1. мах. 4 балла

12. мах. 3 балла

Из-ия

13. мах. 2 балла

14. мах. 3 балла

Цифры

тру

кту

ры

Шифр _________________

Фамилия ___________________________

Имя         ___________________________
Регион    ___________________________
Класс      ___________________________
Шифр      __________________________

Из-я

Гру

пп

ж-х

ку

вы

15. мах. 2 балла

Экс-т

Резу

ьт

ат

Часть 4.

Продолжение

Запишите

Бал.

1.1. мах. 1 балл

2.2.1. мах. 0,5 балла
Соединение А

2.1.1. мах. 0,5 балла
Соединение Б

2.1. мах. 2 балл
Соединение Б

Запишите

Бал.

Запишите

Бал.

2.1. мах. 2 балла
Соединение А

2.2.2. мах. 0,5 балла
Соединение А

2.1.2 мах. 0,5 балла
Соединение Б

Запишите

Бал.

Запишите

Бал.

3.1. мах. 2 балла

3.2. мах. 1 балл

3. мах. 3 балла

Запишите

Бал.

Запишите

№ а б в г

№

а б в г д

№

а б в г д

№

а б в г д

в
н

Итого за

часть 1-2

Часть 2. мах. 115 баллов

ПО

Бал.

ПО

Бал.

ПО

Шифр

_________________

Фамилия ___________________________

Имя         ___________________________
Регион    ___________________________
Класс      ___________________________
Шифр      __________________________

МАТРИЦА ОТВЕТОВ

к заданиям теоретического тура XXXIХ Всероссийской олимпиады

школьников по биологии. г.Саранск - 2023 г.

11 класс

Внимание! Образец заполнения: правильный ответ -

отмена ответа -

Часть 1. мах. 40 баллов

Бал.

№

а б в г д

№

а б в г д

№

а б в г д

1 2 3 4 5

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3 4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

А
Б
В

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1 2 3 4 5 6 7 8

Т
У

Часть 4. мах.60 баллов

Итого за

часть 3

Шифр

_________________

Фамилия ___________________________

Имя         ___________________________
Регион    ___________________________
Класс      ___________________________
Шифр      __________________________

Назв-я

тр.

форм

ул

вой

ств

Ферм-ы

2. мах. 2 балла

7. мах. 4 балла

Скр-е

Бал.

Часть 3. мах. 40 баллов

8. мах. 3 балла

9. мах. 2 балла

Кет-ты

Номер

Опи

сан

ие

Ам

ин

ок

ис

оты

10. мах. 4 балла

Номер

азв

ан

ие

5. мах. 4 балла

Фер-ы

ук

-д

6. мах. 4 балла

Фракц.

Фу

нк

ци

11. мах. 7 баллов

Стрк-ы

од

обозн

ачен

ия

ан

атом

ичес

ки

стру

кту

объ

ек

та

3. мах. 5 баллов

В-во

ас

4. мах. 4 балла

Белок

атегория

Рас

щепл

ен

ие

1. мах. 5 баллов

рев

р-и

ПО

Бал.

ПО

Бал.

Итого за

часть 4.1

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4

Д
Е

1 2 3 4 5 6

Бал.

3.1. мах. 2 балла

3.2. мах. 1 балл

3. мах. 3 балла

Запишите

Бал.

Запишите

60,0

2.2.2. мах. 0,5 балла
Соединение А

НЕТ

2.2.2 мах. 0,5 балла
Соединение Б

ДА

Запишите

Бал.

Запишите

Бал.

Запишите

Бал.

1.1. мах. 1 балл

2.2.1. мах. 0,5 балла
Соединение А

НЕТ

2.2.1. мах. 0,5 балла
Соединение Б

ДА

2.1. мах. 2 балл
Соединение Б

93,1

Запишите

Бал.

Запишите

Бал.

2.1. мах. 2 балла
Соединение А

12. мах. 3 балла

Из-ия

13. мах. 2 балла

14. мах. 3 балла

Цифры

тру

кту

ры

Шифр

_________________

Фамилия ___________________________

Имя         ___________________________
Регион    ___________________________
Класс      ___________________________
Шифр      __________________________

Из-я

Гру

пп

ж-х

ку

вы

15. мах. 2 балла

Экс-т

Резу

ьт

ат

Часть 4.

Продолжение

16. мах. 3 балла

Номер

Фу

нк

ци

17. мах. 3 балла

Номер

Фу

нк

ци

Запишите

Бал.

Часть 5. мах. 13 баллов

1. мах. 4 балла

Итого за

часть 4.2

Проверили

ИТОГО

за части 1-5

Итого за

часть 5

Запишите

Бал.

1.2. мах. 1 балл

Запишите

Бал.

1.4. мах. 1 балл

2. мах. 6 баллов

Запишите

Бал.

Запишите

Бал.

1.3. мах. 1 балл

Задания

практического тура заключительного этапа

39-

Всероссийской олимпиады школьников по биологии.

2022-23

уч. год.

класс

БИОИНФОРМАТИКА. Максимум 50 баллов

Молекулярные механизмы зрения весьма сложны и изучаются с помощью различных

подходов, включая методы генетики и биоинформатики.

В сетчатке человека есть четыре

типа клеток

фоторецепторов –

палочки и три типа колбочек, отвечающих за восприятие

красного, зеленого и синего цветов, соответственно. Белки

фоторецепторы этих клеток

кодируются генами

RHO

(

родопсин палочек)

OPN1LW

OPN1MW

OPN1SW

(

соответственно, длинноволновый, средневолновый и коротковолновый

опсины колбочек).

На рисунке ниже показаны

спектры поглощения четырех опсинов человека,

обозначенные буквами А

Г. Соотнесите спектры и названия белков на Листе Ответов.

Во вторичной структуре опсинов имеются 7 трансмембранных гидрофобных α

спиралей, между которыми располагаются петли с внутриклеточной либо экстраклеточной
локализацией. Откройте в программе

CLC Sequence Viewer

файл «белок

RHO

», изучите

аминокислотную последовательность родопсина, после чего соотнесите на

Листе Ответов

отдельные структурные элементы родопсина (показаны в координатах аминокислотной
последовательности) и их топологию

(используйте для расположения участка

белка

относительно плазматической мембраны коды Э

–

экстраклеточный, Т –

трансмембранный

–

цитоплазматический

Для определения

физико

химических свойств аминокислот

используйте правое меню, в котором выберите пункт

Residue coloring

и далее пункт

Polarity

colors

, далее при помощи галочек выберите удобный для Вас вариант отображения

последовательности.

Некоторые аминокислотные остатки в составе родопсина модифицированы,

проанализируйте их в последовательности белка и

отметьте на Листе ответов, какие

модификации характерны для указанных аминокислот, используя коды

–

фосфорилирование,

–

дисульфидный мостик,

–

гликозилирование,

–

ретинилирование

(присоединение ретиналя, производного витамина А).

Для предсказания модификаций

используйте Ваши знания биохимии белка и свойств аминокислот.

Гены

OPN1LW

OPN1MW

расположены на Х

хромосоме близко друг к другу, их

последовательности весьма похожи

Сравните последовательности

белков

OPN1LW

OPN1MW

с помощью программы

CLC Sequence Viewer

, для этого одновременно нажмите

кнопки

Ctrl

Shift

» для вызова команды выравнивания, выберите файлы «белок

OPN1LW

и «белок

OPN1MW

» и, не меняя настроек по умолчанию, выполните парное

выравнивание белков.

Ответьте на Листе Ответов, сколько аминокислот различается между

этими двумя белками

и запишите аминокислотные последовательности опсинов в двух

наиболее сильно отличающихся участках

длиной 7 и

12 аминокислот

соответственно,

также укажите координаты этих участков

Для оценки эволюции опсинов выполните выравнивание

всех четырех белков –

родопсина и трех опсинов колбочек.

Постройте

эволюционнное дерево опсинов методом

UPGMA,

не меняя никаких стандартных настроек, и ответьте на вопросы на Листе ответов

топологии дерева и бутстрепе ветвей (бутстреп

статистическая поддержка дерева,

маленькие числа у основания ветвей)

Для

создания дерева

выберите

разделе

Toolbox

пункт

меню

Alignments and Trees

и далее выберите пункт

Create tree

. Для того чтобы найти длины

ветвей

в готовом дереве, в правом меню нужно выбрать вкладку

Branch layout

и поставить

галочку у пункта

Show branch lengths

. Для вывода бутстреп

поддержки надо выбрать вкладку

Bootstrap settings

и поставить галочку у пункта

Show bootstrap values.

Чтобы увеличить

шрифт подписей надо выбрать в соответствующем меню вкладку

Font settings.

В случае утраты полноценного гена определенного опсина развиваются дефекты

световосприятия: протанопия (нет

фоторецепторов, чувствительных к красному),

дейтеранопия (нет фоторецепторов, чувствительных к зеленому) и тританопия (нет
фоторецепторов к синему). Три мужчины (Артем, Борис и Виктор) с тремя этими

дефектами

зрения прошли процедуру секвенирования ДНК, опсиновые локусы их Х

хромосом

находятся в соответствующих файлах. Для каждого локуса Вам нужно подсчитать число
генов опсинов, а также определить их тип (

OPN1LW

или

OPN1MW

)

. Для этого Вам нужно

проанализировать последовательности мРНК генов

OPN1LW

OPN1MW

, найти в них

кодирующую часть (для этого воспользуйтесь меню

Toolbox/Nucleotide Analysis/Find Open

Reading Frames),

затем

скопировать

первые

30-40

нуклеотидов кодирующей части в буфер

обмена.

После этого Вы сможете найти первые нуклеотиды кодирующих частей генов в

последовательностях Артема, Бориса и Виктора

(используйте боковое меню

Sequence

Settings

инструмент

Find).

Чтобы найти все копии генов, нажимайте на

Find

несколько раз.

Затем Вам нужно найти геноспецифические участки

OPN1LW

OPN1MW

, в этом Вам

помогут

координаты кототкого участка, отличающего для двух белков, из

предыдущего

задания. Напишите координаты по нуклеотидам рамки считывания

(ORF)

и по

последовательностям мРНК этих геноспецифических участков

на Листе Ответов, заполните

характеристику локусов Артема, Бориса и Виктора, выберите кто из них протаноп,
дейтераноп и тританоп, обоснуйте данный выбор.

Секвенирование

генома

представляет

собой

определение

нуклеотидных

последовательностей из случайных участков генома, некоторые из которых

попадают в

анализ многократно, а некоторые –

один раз или даже ни разу. Для того, чтобы собрать

результаты секвенирования в длинные последовательности (контиги), отдельные короткие
прочтенные секвенированные последовательности (риды) должны перекрываться.
Представьте, что Вы секвенировали геном нового вида млекопитающих (ожидаемый размер
генома 3 миллиарда пар нуклеотидов) и суммарно определили в своих ридах 15

миллиардов

п.н. Рассчитайте, какая доля геномной последовательности

останется неизвестной –

не будет

прочитана ни разу или будет прочитана только один раз (без перекрываний не получится
собрать контиги). В расчете используйте формулу

распределения Пуассона:

p(k) = (

)/k!,

где

p(k)

–

доля генома, прочитанная

раз,

=1 (для 0 и 1)

–

ожидаемое

среднее

количество

прочтений участка

генома, е –

основание натурального логарифма. Расчеты проводите в

Excel.

По завершении работы на закрывайте программы

CLC Sequence Viewer

Excel

. Не

сохраняйте Ваши временные файлы и вычисления, в случае нарушения этого правила к Вам
будут применены штрафные баллы.

Желаем Вам удачи!

Шифр___________________________

Сумма баллов________

ЛИСТ ОТВЕТОВ

БИОИНФОРМАТИКА

Соотнесите белки и спектры А

балла

)

Белок

RHO

OPN1LW

OPN1MW

OPN1SW

Спектр

Охарактеризуйте топологию (коды Т, Э, Ц) участков белка родопсина

баллов

)

Участок

1 - 30

–

176 - 199

225

–

252

285 - 309 310

–

348

Топология

Отметьте модификации аминокислот в составе родопсина (

баллов)

Позиция

110

187

296

334

340

Модификация

Укажите наиболее отличающиеся участки

красного и зеленого опсинов (

баллов)

Всего между белками

OPN1LW

OPN1MW

различается ___

___

_ аминокислот

Участки

Координаты

Аминокислоты (однобуквенные сокращения)

Короткий

OPN1LW

OPN1MW

Длинный

OPN1LW

OPN1MW

В топологии дерева ближе всего друг к другу белки

_______

_ и __

_______

, родопсин

находится в одной ветке с

_________

, бутстреп

поддержка ветвей дерева равна

________ ,

расстояние от общего предка всех опсинов до родопсина равно_______ , расстояние от

общего предка всех опсинов до опсинов Х

хромосомы равно___________

(

6 баллов

Охарактеризуйте опсиновые локусы Артема, Бориса и Виктора

(19

баллов)

Координаты

(по

ORF)

короткого

геноспецифического участка___

_______________

Координаты

по мРНК

OPN1LW

_____________

координаты по мРНК

OPN1MW

____________

Пациент

Число генов

опсинов в локусе

Диагноз

Обоснование выбора

Всего

OPN1LW

OPN1MW

Артем

Борис

Виктор

0 раз прочитано_

______ генома, 1 раз прочитано_________ генома (2

балла)

ЗАДАНИЯ

практического тура заключительного

этапа XX

XIX

Всероссийской

олимпиады школьников по биологии.

2022-23

уч. год.

класс

БИОХИМИЯ

Реактивы:

Раствор белка

(

БСА

)

с концентрацией

10 мг/мл

, дистиллированная вода

(

биуретовый

реактив, раствор очищенной протеазы

(

) в пробирках в штативе.

Оборудование:

пустые пробирки

в штативе, пипетка автоматическая с наконечниками

Введение

В биотехнологической лаборатории из бактерии

Bacillus sp.

был выделен в

лиофилизированном виде высокоочищенный препарат протеолитического фермента –

трипсин

подобной протеазы. Вам предстоит определить

некоторые характеристики

этой протеазы.

Препарат фермента был растворен в фосфатном буфере. Дальнейшие операции проводились с
данным раствором.

Задание 1.

Определите концентрацию белка в препарате протеазы

(

)

биуретовым

методом, добавив к образцу белка (конечный объем

0,5 мл

) 2

мл биуретового реактива.

Заполните

Таблицу 1 в ЛИСТЕ ОТВЕТОВ

, приготовьте пробирки стандартного ряда и

опытные пробы

Пока развивается окраска, начните выполнять Задание 2

.1.

Определите концентрацию белка в опытных пробах,

сравнивая их

с пробирками

стандартного

ряда

. Ответ запишите в

ЛИСТ ОТВЕТОВ

Покажите свои пробирки дежурному преподавателю

Оценивается техника работы!

Задание 2.

Для определения протеолитической активности выделенного фермента

использовали искусственный субстрат –

бензоил

-L-

аргиинин

-4-

нитроанилид

(BANA)

, при

гидролизе которого образуется

нитроанилин

(максимум поглощения 410 нм, коэффициент

молярной экстинкции

8800 М

-1

см

-1

). Объем пробы составлял

10 мл

, концентрация

BANA

–

0 мкМ

, реакцию начинали добавлением

50 мкл

раствора фермента

разведенного

в 100 раз

(при дальнейших расчетах объемом внесенного в пробу фермента

следует

пренебречь).

Задание 2

.1.

Постройте графики

зависимости оптической плотности при 410 нм от времени

на основании результатов

двух экспериментов, приведенных в

Таблице 2

Таблица 2.

Время инкубации, мин

Оптическая плотность при 41

нм при

концентрации

субстрата (

BANA)

0 мкМ

0,010

0,054

0,142

0,230

0,285

0,360

Оптическая плотность при 41

нм при

концентрации

субстрата (

BANA)

0 мкМ

0,020

0,086

0,218

0,350

0,420

0,470

Задание 2

.2.

Используя построенные

графики, рассчитайте

скорость гидролиза субстрата

в этих пробах (при концентрации субстрата

0 мкМ и

0 мкМ)

в микромолях/мин на 1 мг

белка

Подсчитайте, сколько фермента (протеазы) было внесено в пробу (в

мкг

). Подсчитайте,

насколько увеличилась концентраций продукта реакции в каждой

из двух проб

за 1 минуту (в

мкМ

Для расчетов используйте закон Бугера

Ламберта

Бера, согласно которому

= ɛ ×

, где

–

оптическая плотность,

–

коэффициент молярной экстинкции

–

длина

оптического пути (в данном случае

1 см

–

концентрация продукта реакции. Ответ запишите

ЛИСТ ОТВЕТОВ

Задание 2

.3.

На основе полученных значений скоростей гидролиза субстрата при

концентрации

BANA

в пробах

0 мкМ и

0 мкМ, рассчитайте

значения К

max

для

гидролиза

BANA

исследуемой протеазой. Считайте, что данный фермент подчиняется кинетике

Михаэлса

Ментен

и скорость гидролиза субстрата

при концентрации субстрата

описывается

уравнением:

где:

–

начальная скорость гидролиза при

концентрация субстрата

[S]

–

константа

Михаэлиса и

max

–

максимальная скорость гидролиза субстрата ферментом.

Ответы запишите в ЛИСТЫ

ОТВЕТОВ.

Все расчеты делайте в ЛИСТАХ

ОТВЕТОВ.

Проверяются только ЛИСТЫ ОТВЕТОВ.

Листы

задания НЕ ПРОВЕРЯЮТСЯ

УДАЧИ!!!

ШИФР _______________

_____

НОМЕР РАБОЧЕГО МЕСТА _________

ЛИСТ ОТВЕТОВ

- 1

БИОХИМИЯ

Задание 1

.1.

Таблица 1.

(

баллов

)

Номера пробирок

Количество белка в
пробе, мг

Стандартный
раствор белка, мкл

100

200

300

400

500

Вода, мкл

500

400

300

200

100

Протеаза (Ф), мкл

500

Задание 1

.2.

Концентрация белка в растворе фермента равна

или

___ мг/мл. (5

баллов

)

Техника работы __

оценивается членом жюри

__ (5 баллов)

Задание 2

.1.

Графики

зависимости оптической плотности при 41

нм от времени

(15

баллов)

ШИФР _______________

_____

НОМЕР РАБОЧЕГО МЕСТА

_________

ЛИСТ ОТВЕТОВ –

Задание 2

.2.

1. При определении активности фермента

в пробу вносили _

или

2 _

мкг протеазы (2

балла).

Задание 2

.2.

2. За 1 минуту реакции концентрация продукта реакции

при

концентрации субстрата

0 мкМ

изменилась на __

(

)

__ мкМ (2 балла).

Задание 2

.2.

3. За 1 минуту реакции концентрация продукта реакции при

концентрации субстрата

0 мкМ изменилась на __

7,5

(

7,5

)

__ мкМ (2 балла).

Задание 2

.2.4.

Скорость гидролиза

BANA

при его концентрации

0 мкМ составляет

или

___

мкмолей/мин

на 1 мг белка (2 балла).

Задание 2

.2.5.

Скорость гидролиза

BANA

при его концентрации

0 мкМ составляет

___

или

37,5

___

мкмолей/мин

на 1 мг белка

(2 балла).

Задание 2

.3.

(10

баллов, по 5 баллов

за каждое значение

)

= __

100

(

100

)

_ мкМ

max

= _

150

или

______

мкмолей/мин

на 1 мг белка

Место для расчетов (Задания 2.2 и 2.3 без расчетов не оцениваются):

ИНСТРУКЦИЯ ПО РАБОТЕ

С АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПИПЕТКОЙ

Устройство автоматической пипетки

Для эксперимента Вам предоставляются пипетки объемом от 100 до 1000

мкл.

Нужный объем устанавливается путем вращения

поршня

. Цифры в окошечке

показывают

выбранный объем

микролитрах

. Наденьте на пипетку

наконечник

нажмите

поршень

до первой остановки и погрузите наконечник в набираемую

жидкость. Медленно отпустите поршень

до достижения полной остановки для

набирания образца. Затем поместите наконечник с жидкостью в нужную пробирку

медленно нажмите поршень

до первой

остановки, пока вся жидкость полностью не

выйдет из наконечника. Для выдувания остатков жидкости из наконечника нажмите
поршень сильнее, до второй остановки. Снимите

использованный

наконечник, нажав

кнопку сброса, и положите его на место

Аккуратно используйте наконечники!!!

Один наконечник нельзя погружать в разные растворы!

Если Вы отбираете

одну и ту же жидкость –

пользуйтесь одним наконечником!

выбранный объем

поршень

сброс

наконечника

наконечник
и

ЗАДАНИЯ

практического тура заключительного этапа XXX

Всероссийской олимпиады

школьников по биологии. 202

2-23

уч. год. 11 класс

ФИЗИОЛОГИЯ

АНАТОМИЯ

РАСТЕНИЙ

Оборудование

микроскоп, горох посевной (

Pisum sativum

), ёмкость с водой, пипетка Пастера,

предметные и покровные стёкла, препаровальные иглы, 5% спиртовой раствор йода

фильтровальная бумага.

ЧАСТЬ 1. АНАТОМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЗЕЛЕНОГО ЛИСТА

P. sativum

Задание 1

(8 баллов)

1.  Возьмите  растение  гороха  и  оторвите  у  него  листочек  сложного  листа  (не  перепутайте  с
прилистниками!)  в  месте  его  крепления  к  рахису.  Оцените  расположение  абаксиальной  и
адаксиальной  сторон  листа.  Надломите  лист  и  сделайте

срыв абаксиальной эпидермы

Старайтесь добиться минимального количества клеток мезофилла в препарате.

Приготовьте временный препарат срыва абаксиальной эпидермы в капле воды на предметном

стекле. Найдите устьица и рассмотрите их

при 400

кратном увеличении.

NB!

В поле зрения не должны находиться клетки мезофилла!

Поднимите руку

–

к Вам подойдёт проверяющий

и выставит балл за приготовление препарата.

3. Зарисуйте полученный срыв

Выберите из списка структуры, которые можно обнаружить на

срыве. Отметьте их на своём рисунке. Если в состав одной структуры входит несколько других,
обозначьте ее

фигурной скобкой и подпишите.

Список структур

атрихобласты;

апертура устьица;

трихома;

задний дворик

;

замыкающие клетки

устьица;

основные клетки

эпидермы;

клетки

гиподермы

;

устьице

Задание 2

(7 баллов)

Замените воду на предметном стекле раствором йода и сделайте окраску Вашего срыва. Найдите
устьица и микроскопируйте Ваш препарат при 400

кратном увеличении.

Поднимите руку

–

к Вам подойдёт проверяющий

и выставит балл за окрашивание.

Ответьте на вопросы в листе ответов.

ЧАСТЬ 2. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

Известно, что открытие устьиц находится под контролем многих факторов, в том числе,

света

На рассвете многие растения открывают устьица. Одним из специфических сигналов к

открытию устьиц является синий свет: он воспринимается рецепторами фототропинами

передача сигнала вызывает гиперполяризацию плазмалеммы. С 70х годов

века в качестве

основного механизма открытия устьиц предлагают активацию потенциал

зависимых ионных

каналов на плазмалемме

в результате ее гиперполяризации, что приводит к повышению

осмотического давления в клетке, входу воды и неравномерному изменению формы
замыкающих клеток.

Однако недавно были обнаружены мутанты по α

и β

амилазе

bam1amy3

, у

которых устьица с рассветом открываются хуже, чем у дикого типа. Это может говорить о
существовании других механизмов открытия устьиц.

В заданиях ниже Вам предлагаются для анализа результаты экспериментов

с устьицами

Задание 3. (4 балла)

В данной работе авторы использовали двойные нуль

мутанты арабидопсиса

по α

и β

амилазе

bam1amy3

, а также нуль

мутант

aha1

по гену

АТФазы плазмалеммы. Схема

эксперимента была следующая: в течение ночи растения были в темноте, после чего включали
белый свет с интенсивностью, обычной для выращивания арабидопсиса

(150 мкмоль квантов

света/м

*с). Через 2 ч свет выключали, и оставляли растения в темноте на 2 ч. По окончании

темного периода опять начинался двухчасовой период освещения и т.д. На рис. 1 представлены
результаты измерения площади крахмальных зерен в хлоропластах замыкающих клеток устьиц
в течение эксперимента.

EoN

–

конец ночи,

–

дикий тип.

Выберите только те выводы,

которые можно сделать на основе результатов

данного

эксперимента.

Рисунок 1. Площади крахмальных зерен в хлоропластах замыкающих клеток устьиц в течение
эксперимента.

EoN

–

конец ночи,

–

дикий тип.

Статистически достоверные различия

между разными точками во времени обозначены разными буквами (

a, b

и т.д.).

А) С рассветом крахмал в замыкающих клетках устьиц дикого типа деградирует.

Б) α

и β

амилазы необходимы для деградации крахмала в замыкающих клетках устьиц.

В) у мутанта

bam1amy3

синтез крахмала усилен по сравнению с диким типом и мутантом

aha1

Г)

Продукты деградации крахмала в замыкающих клетках на рассвете вступают в клеточное

дыхание, и их окисление снабжает Н

АТФазу молекулами АТФ.

Задание 4. (6 баллов)

Удобным параметром для оценки степени открытости устьиц является

устьичная транспирация. При помощи газоанализатора возможно определять транспирацию как
показатель

количества испаренных молекул воды на единицу площади в единицу времени

[ммоль

/(м

*с)]. На рисунке 2 представлена динамика разности

–

initial

во времени, где

initial

–

транспирация до начала эксперимента.

Рисунок 2.

Динамика разности

–

initial

во времени, где

initial

–

транспирация до начала

эксперимента

, g

–

транспирация в данный момент времени.

–

дикий тип,

aha1

–

мутант

по Н

АТФазе плазмалеммы,

amy3bam1

–

двойной мутант по амилазам.

4.1.

Почему возникают отрицательные значения параметра

–

initial

по оси ординат?

А) Отрицательные значения говорят не о выделении, а о поглощении устьицами.

Б) Устьица в темноте открыты слабее, чем в начальный момент времени.

В) Устьица в темноте открыты сильнее, чем в начальный момент времени.

4.2.

Почему двойной мутант

amy3bam1

имеет меньшую амплитуду значений по оси ординат,

чем дикий тип и

aha1

А) Баланс содержания

крахмала представляет собой еще один

механизм регуляции открытия и

закрытия устьиц, помимо механизма регуляции ионных каналов плазмалеммы и тонопласта.

Б) Изменения, затрагивающие баланс содержания крахмала и свободных сахаров (моно

дисахаридов), важны только для открытия устьиц и не играют роли в закрытии устьиц.

В) Н

АТФаза плазмалеммы гиперполяризует мембрану, что приводит к активации поглощения

сахарозы из клеток мезофилла, это сглаживает

недостаток моно

и дисахаридов в цитоплазме у

двойного мутанта.

Задание 5.

(2 балла)

На основании

рисунка

и представленных ранее данных

выберите верные

утверждения.

Рисунок 3.

EoN

–

конец ночи,

–

синий свет,

Glc

–

глюкоза,

Fru

–

фруктоза,

Suc

–

сахароза. А

–

содержание малата в замыкающих клетках устьиц

дикого типа (

) и мутанта

amy3bam1

в конце ночи и через 30 минут освещения синим

светом. Б –

содержание сахаров в замыкающих

клетках устьиц дикого типа (

) и мутанта

amy3bam

1. Схема эксперимента как в А. В –

работа Н

АТФазы, оцененная по изменению экстраклеточного рН замыкающих клеток

устьиц (на изолированных клетках). На диаграмме представлены результаты двух отдельных
экспериментов

Статистически достоверные различия между разными точками во времени

для одного генотипа отмечены разными буквами (

a, b

и т.д.). Звездочками отмечены

статистически достоверные различия между разными генотипами в один момент времени.

А) Накопление малата в конце ночи

происходит преимущественно за счет гидролиза крахмала

Малат далее участвует в катаболических процессах, что снабжает замыкающие клетки
энергией.

Б) Основным продуктом гидролиза крахмала

в замыкающих клетках устьиц в конце ночи

является глюкоза

В) Нарушение открытия

устьиц у мутанта

amy3bam1

связано с повышением активности Н

АТФазы плазмалеммы.

Г) У мутанта

amy3bam1

нарушена рецепция или передача сигнала синего света

Задание 6. (3 балла)

Изучите представленные на рисунке 4 данные.

В эксперименте после

темного периода растения освещали в течение 2 ч красным светом (

) интенсивностью 300

мкмоль квантов/(м

*с). До и после освещения определяли содержание различных сахаров (см.

рис. 4).

Рисунок 4. Содержание сахаров в замыкающих клетках устьиц до и после 2

часового

освещения красным светом (

RL). EoN

–

конец ночи. Статистически достоверные различия

между разными точками во времени для одного генотипа отмечены разными буквами (

a, b

т.д.). Звездочками отмечены статистически достоверные различия между разными
генотипами в один момент времени.

Какие выводы можно сделать из эксперимента, представленного на рис. 4?

А) Для транспорта глюкозы, фруктозы и сахарозы в замыкающие клетки устьиц из апопласта
используется энергия протонного градиента на плазмалемме.

Б) Пулы глюкозы и фруктозы в замыкающих клетках устьиц пополняются только за счет
гидролиза сахарозы, импортированной из других клеток.

В) Замыкающие клетки устьиц получают от других клеток сахарозу, для транспорта которой
требуется протонный градиент на плазмалемме.

Г) Содержание сахарозы в замыкающих клетках устьиц пополняется за счет внутренних
ресурсов клетки и не зависит от поступления молекул извне. Сахароза синтезируется из
глюкозы, образующейся при гидролизе крахмала в замыкающих клетках устьиц.

Задание 7. (8 баллов)

Эксперименты, которые мы рассматривали выше, были проведены при

средней для арабидопсиса интенсивности освещения (150 мкмоль квантов света/м

*с). А что

будет, если повысить интенсивность света

и тем самым улучшить снабжение цикла Кальвина

продуктами световой фазы? В данном эксперименте интенсивность света повысили до 400
мкмоль квантов/м

*с, в

остальном схема эксперимента осталась прежней (как в п.1). Изучите

результаты эксперимента на рис.

. На основе их

представленных в предыдущих пунктах данных

и Ваших знаний

выберите верные утверждения.

Рисунок 5. Транспирация

–

initial

, где

initial

–

транспирация до начала эксперимента,

–

транспирация в данный момент времени

и ассимиляция А, определенная по поглощению

углекислого газа на единицу площади в секунду. А

initial

–

ассимиляция в начальный момент

времени.

По оси абсцисс отложено время в ч.

EoN

–

конец ночи.

А) У двойного мутанта по амилазам устьица открываются хорошо, поскольку нарушение
гидролиза крахмала дополнительно активирует Н

АТФазу плазмалеммы.

Б) У двойного мутанта по амилазам устьица открываются

так же, как у дикого типа, поскольку

ассимиляция на сильном освещении усиливается, транспортные формы углеводов

поступают из

клеток мезофилла

В) У мутанта

aha1

устьица открываются хуже, поскольку

плазматическая мембрана

деполяризуется

слабее, чем у дикого типа

не активируются вносящие ионные каналы и

транспортеры сахарозы на плазмалемме.

Г) Замыкающие клетки устьиц дикого типа хорошо фотосинтезируют и на свету
преимущественно отправляют синтезированные сахара на экспорт в соседние клетки.

Д) Интенсивность работы цикла Кальвина в период с 4 до 6 часов после конца ночи (второй
период освещения) у мутанта

amy3bam1

ниже, чем у дикого типа.

Задание 8. (12 баллов)

Перед Вами схема

регуляции открытия устьиц

(рис. 6). Установите

соответствие между номерами на схеме

терминами из списка.

Рисунок 6. Схема регуляции открытия устьиц. Номерами могут быть обозначены процессы,
ферменты, метаболиты. Пунктирные стрелки означают несколько стадий, которые нужны
для превращения одного вещества в другое. Надпись «4 и 6» означает, что в ходе реакции из

метаболита 5 получилось 2 вещества –

4 и 6. Пунктирная стрелка идет от цифры 4.

Скругленные прямоугольники означают транспортеры. Для вещества 11 транспортер не
показан на схеме. Симпорт и антипорт с другими веществами показаны только в некоторых
случаях.

ФЕПК –

фосфоенолпируват

карбоксилаза (ФЕП

карбоксилаза).

Список терминов:

А) Аспартат

Б) Глиоксилат

В) Глутамат

Г) Глюкоза

Д) Изоцитрат

Е) Инвертаза

Ж) Крахмал

З) Малат

И) Оксалоацетат

К)

оксоглутарат

Л) Пируват

М) Продукты генов

AMY3, BAM1

Н) Сахароза

О) Сукцинат

П) Триозофосфаты (фосфоглицериновый альдегид и дигидроксиацетонфосфат)

Р) Фосфоенолпируват

С) Фотодыхание

Т) Фруктоза

У) Фумарат

Ф) Цикл Кальвина

Шифр ____________

№ рабочего места__________

Итого:________ баллов

ЛИСТ ОТВЕТОВ

на задания практического тура заключительного этапа

XXXIX

Всероссийской олимпиады

школьников по биологии. 2022

23 уч. год. 11 класс

ФИЗИОЛОГИЯ И АНАТОМИЯ РАСТЕНИЙ

Задание 1

(8 баллов)

а) Приготовление срыва эпидермиса абаксиальной стороны листа гороха

(

заполняется жюри

) _____________________________

б) Окрашивание срыва эпидермиса

(

заполняется жюри

) ______________________________

в) Рисунок анатомического срыва абаксиальной стороны листа гороха посевного.

Задание 2

(7 баллов)

)

Тип устьичного аппарата листа гороха

Запишите ответ

: ______________________________

б) На основании какого (каких) признаков Вам удалось определить тип устьичного аппарата?

Ответ:

___________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

Шифр

____________

№ рабочего места__________

в)

Какое вещество

окрасилось йодом в эпидерме?

Ответ:

____________________________________________________________________________

г) В каких клетках эпидермы прошло окрашивание

Обведите цифру/цифры ответов.

околоустьичные клетки,

замыкающие клетки устьиц,

основные клетки эпидермы,

трихобласты,

атрихобласты.

Задание 3

(4 балла)

Буквы ответов:

___________________________________________

Задание 4

(6 баллов)

4.1. Буквы ответов:

___________________________________________

4.2. Буквы ответов:

___________________________________________

Задание 5

(2 балла)

Буквы ответов:

___________________________________________

Задание 6

(3 балла)

Буквы ответов:

___________________________________________

Задание 7

(8 баллов)

Буквы ответов:

___________________________________________

Задание 8

(12 баллов)

Напротив каждой цифры

впишите букву

данного термина из списка.

Задания

практического тура заключительного этапа

39-

Всероссийской олимпиады школьников по биологии.

11 класс

ЭТОЛОГИЯ И ЭКОЛОГИЯ

Свой

мозг пронзил я солнечным лучом.

Гляжу на Мир, не

помню ни о чем.

Я вижу свет, и цветовой туман.

Мой дух влюблен. Он упоен. Он пьян.

Константин Бальмонт

В настоящее время молекулярные и клеточные процессы, управляющие поведением животных

исследованы

достаточно подробно, чтобы использовать их для контроля поведения в лабораторных условиях. В этом
задании Вы будете работать с данными, полученными с использованием одного из таких подходов:
оптогенетического контроля поведения.

Задание 1. Оптогенетический контроль поведения животных. (30 баллов)

В основе оптогенетики лежит управление активностью нейронов в мозге посредством света. Поскольку в
большинстве случаев нейроны неспособны непосредственно воспринимать видимый свет, для их
специфической активации используются светочувствительные белки, обычно –

микробные родопсины,

доставляемые в нейроны в составе генетических конструктов. На рисунке ниже Вы можете видеть несколько
молекул микробных родопсинов:

Задание 1.1. Использование микробных родопсинов для нейробиологии. (4 балла)

Микробные родопсины можно разделить на несколько групп:

Бактериородопсины

–

светозависимые протонные насосы;

Галородопсины

–

светозависимые хлорные насосы;

Каналородопсины

–

светоактивируемые катионные каналы;

Анионные каналородопсины

–

светоактивируемые анионные каналы.

Какие из используемых каналов могут использоваться для деполяризации, а какие –

для гиперполяризации

мембраны нейронов (4 балла)

Тип канала

Бактериородопсин

Галородопсин

Каналородопсин

Анионный
каналородопсин

Деполяризация

Гиперполяризация

Задание 1.2. Стереотаксис и топография мозга мыши. (6

баллов)

Доставка

гена

каналородопсина

в нервные клетки

может осуществляться локально

в конкретные области

головного мозга путем инъекции соответствующего вируса в

стереотаксической установке. В момент всех

операций животное наркотизировано.

После инъекции вируса, в черепе

грызуна

устанавливается оптоволокно

На следующей картинке Вы можете

видеть мышь с подведенным

к мозгу оптоволокном

Мозг млекопитающих –

сложный орган, содержащий

множество анатомических структур. Прежде чем

приступать к проведению стререотаксической операции, следует как можно тщательнее ознакомиться с его
анатомией. Для этого лаборант сделал два продольных (сагиттальный и парасагиттальный

)

среза

мышиного

мозга и разметил на них структуры. С полученными картинками

Вы можете ознакомиться в

Приложении 1

Ознакомьтесь с изображением, прежде

чем приступать к следующему заданию.

Исследователь изучал влияние нейронов моторной коры на двигательную активность мыши. Для этого он
ввел вирус, содержащий ген каналородопсина в моторную кору. На рисунке ниже изображен поперечный
срез мозга в области инъекции.

В Листе ответов:

А. Подпишите структуры, видимые на срезе

Б. На изображении мозга «вид сверху» проведите линию, где был проведен

данный срез

В. Укажите

на срезе

знаком

структуру, в которую был инъецирован вирус.

Биология (с ответами). Всероссийская олимпиада школьников в Москве (2022-2023 год) - часть 29